化学与健康

《化学与健康》共分为五篇。第一篇介绍了人体内的化学元素、化学反应和化学平衡等与人体健康的关系；第二篇介绍了食品添加剂和咖啡等饮料中的化学物质在人体内的作用；第三篇讲述了洗发水、洗面奶和洗衣液等生活清洁用品中的化学物质的具体作用机制；第四篇从药物与化学的角度展开，介绍了一些常见的药物如青霉素、吗啡等；第五篇讲述了烟草、涂料等对生活环境的影响，从化学的专业视角使人们了解与健康有关的知识。

目录
前言
第一篇 化学元素与人体健康
1 热闹的“元素之家” 3
1.1 初相遇 境中问“化” 3
1.2 慢相识 “化”园寻理 3
1.2.1 认识“元素之家” 3
1.2.2 常量元素——钙 5
1.3 深相知 “化”出健康 7
1.3.1 铁——贫血卫士 8
1.3.2 锌——生命之花 9
参考文献 10
图片来源 10
2 奇妙的人体化学反应 11
2.1 初相遇 境中问“化” 11
2.2 慢相识 “化”园寻理 12
2.2.1 食物们的表演——化学反应的基本类型 12
2.2.2 酶促化学反应 13
2.2.3 生物氧化反应 18
2.2.4 配位反应 20
2.3 深相知 “化”出健康 22
参考文献 25
图片来源 26
3 那些你不知道的“化学平衡” 27
3.1 初相遇 境中问“化” 27
3.2 慢相识 “化”园寻理 27
3.2.1 人体酸碱平衡 27
3.2.2 人体激素平衡 31
3.2.3 人体水平衡 33
3.3 深相知 “化”出健康 34
3.3.1 胃酸中的“漏网之鱼” 35
3.3.2 内环境与运动饮料 36
3.3.3 补钙大计与元素平衡 36
参考文献 37
图片来源 38
第二篇 食品添加剂和饮料
4 描绘食物色彩的“利器” 41
4.1 初相遇 境中问“化” 41
4.2 慢相识 “化”园寻理 42
4.2.1 食物诱人的秘密 42
4.2.2 食用色素的历史 43
4.2.3 天然色素 44
4.2.4 合成色素 46
4.3 深相知 “化”出健康 49
4.3.1 被误解的合成色素 49
4.3.2 被高捧的天然色素 51
4.3.3 功能性食用天然色素 52
4.3.4 如何鉴别食物是否染色 57
参考文献 58
图片来源 58
5 闻香“识”化学 59
5.1 初相遇 境中问“化” 59
5.2 慢相识 “化”园寻理 60
5.2.1 香从哪里来 60
5.2.2 香味背后的化学“秘密” 65
5.3 深相识 “化”出健康 68
5.3.1 闻 68
5.3.2 熏 69
5.3.3 吃 70
参考文献 71
图片来源 71
6 打开食物的灵魂 72
6.1 初相遇 境中问“化” 72
6.2 慢相识 “化”园寻理 73
6.2.1 舌头上的特殊结构 73
6.2.2 酸甜苦辣咸五味 74
6.3 深相知 “化”出健康 82
6.3.1 五味调和之美在于中和 82
6.3.2 食物五味vs. 人体五脏 82
参考文献 85
图片来源 85
7 与咖啡的美丽邂逅 86
7.1 初相遇 境中问“化” 86
7.2 慢相识 “化”园寻理 87
7.2.1 缱绻咖啡里的香气 87
7.2.2 咖啡豆烘焙过程中的化学反应 87
7.3 深相知 “化”出健康 90
7.3.1 咖啡因——提神的奥秘所在 90
7.3.2 咖啡因——预支你的精力 93
参考文献 95
图片来源 95
8 聆听软饮料的“低语呢喃” 96
8.1 初相遇 境中问“化” 96
8.2 慢相识 “化”园寻理 97
8.2.1 饮料里的“泡泡王国” 97
8.2.2 “泡泡精灵”的秘密 98
8.3 深相知 “化”出健康 100
8.3.1 饮料与酒的热门组合 100
8.3.2 与人体健康相爱相杀的碳酸饮料 102
参考文献 104
图片来源 105
第三篇 生活清洁用品
9 不可不知的洁发秘密 109
9.1 初相遇 境中问“化” 109
9.2 慢相识 “化”园寻理 110
9.2.1 洗发水的发展史 111
9.2.2 洗发水的主要成分 112
9.3 深相知 “化”出健康 117
9.3.1 含硅油洗发水真的有害吗 118
9.3.2 正确使用洗发水 120
图片来源 121
10 正确选择洁面产品 122
10.1 初相遇 境中问“化” 122
10.2 慢相识 “化”园寻理 122
10.2.1 洁肤原理 122
10.2.2 洗面奶的类型 123
10.2.3 洗面奶的成分 123
10.3 深相知 “化”出健康 128
图片来源 130
11 护衣大使——洗衣液 131
11.1 初相遇 境中问“化” 131
11.2 慢相识 “化”园寻理 132
11.2.1 洗衣界老臣——洗衣粉 132
11.2.2 洗衣界新秀——洗衣液 133
11.3 深相知 “化”出健康 137
11.3.1 荧光剂致癌？ 138
11.3.2 洗衣液选择小技巧 138
参考文献 139
图片来源 140
第四篇 药物与化学
12 细菌的克星——青霉素 143
12.1 初相遇 境中问“化” 143
12.2 慢相识 “化”园寻理 143
12.2.1 偶然的惊喜 143
12.2.2 杀菌机理 145
12.3 深相知 “化”出健康 149
参考文献 150
图片来源 150
13 止痛药的遗憾——吗啡 151
13.1 初相遇 境中问“化” 151
13.2 慢相识 “化”园寻理 152
13.2.1 不平凡的出身 152
13.2.2 止痛缘由 153
13.3 深相知 “化”出健康 154
参考文献 158
图片来源 158
14 呦呦握“蒿”传福音 159
14.1 初相遇 境中问“化” 159
14.2 慢相识 “化”园寻理 160
14.2.1 追本溯源话青蒿 160
14.2.2 疟原虫的“人生之路” 161
14.3 深相知 “化”出健康 164
参考文献 166
图片来源 166
第五篇 绿 色 家 居
15 室内“隐形杀手” 169
15.1 初相遇 境中问“化” 169
15.2 慢相识 “化”园寻理 169
15.2.1 源起 170
15.2.2 探微 172
15.2.3 因果 174
15.3 深相知 “化”出健康 175
参考文献 177
图片来源 177
16 那些涂层很有“料” 178
16.1 初相遇 境中问“化” 178
16.2 慢相识 “化”园寻理 178
16.2.1 涂料的演变 178
16.2.2 涂料的组成 181
16.3 深相知 “化”出健康 182
参考文献 186
图片来源 187
17 打造健康居室环境 188
17.1 初相遇 境中问“化” 188
17.2 慢相识 “化”园寻理 189
17.2.1 室内空气污染的来源 189
17.2.2 室内空气污染的七种表现 193
17.3 深相知 “化”出健康 195
17.3.1 控制室内空气污染的认识误区 195
17.3.2 室内空气污染的源头控制 196
17.3.3 室内空气污染的末端治理 198
参考文献 198
图片来源 199

第一篇　化学元素与人体健康
　　1　热闹的“元素之家”
　　1.1　初相遇 境中问“化”
　　她们，有美丽的外表；她们，有神秘的面纱。“她们”与人们的健康息息相关，“她们”就是化学元素。“她们”组成了一个热闹的元素大家庭，人们渴望靠近“她们”，但人们似乎不够了解“她们”。今天是否可以靠近几位“优雅的姐姐”，了解“她们”并揭开她们神秘的面纱呢？
　　1.2　慢相识 “化”园寻理
　　1.2.1　认识“元素之家”
　　人体到底由哪些元素组成，需要补充哪些元素？先一起来认识人体内的化学元素这个热闹的“大家庭”吧！人类自诞生以来，便一直享受着阳光和大地的滋润，并接受着它们源源
　　不断的馈赠，也正是有了大自然赋予的丰富食物，生命才得以延续。各种各样的食物在人体内酶的催化作用下，经过消化、吸收和新陈代谢，转变成维持生命体健康生长、发育和其他生理功能所需的营养。根据质量守恒定律可知，组成食物的化学元素并没有凭空消失，而是以糖类、蛋白质、脂肪等形式继续存在于人体中，从这个角度来说，人和自然界的其他生物一样，也是由化学元素组成的。研究证明，地壳表层存在的90多种元素几乎全部能在人体内找到[1]。这些化学元素之间关系融洽，彼此协作，快乐地生活在一个热闹的“大家庭”里，当然这个“家”就是人的身体，人们就是天生的“化学家”。接下来一起看看家庭中的“小伙伴”们吧（图1-1）！
　　按照元素在人体中的含量，可将化学元素划分为宏量元素（或常量元素）与微量元素（或痕量元素）两大类：质量分数占人体总质量0.01%以上的元素称为宏量元素，包括氧、碳、氢、氮、钙、磷、钾、硫、钠、氯、镁等；质量分数占人体总质量0.01%以下的元素称为微量元素，包括铁、锌、铜、锰、碘、钴、锶、铬、硒等。对于一个健康的成年人，常量元素约占体重的99.96%，微量元素约占体重的0.04%。
　　1.2.2　常量元素——钙
　　在常量元素中，碳、氢、氧、氮是组成人体有机质的主要元素，占人体总质量的96%以上（图1-2）。主要以糖类、蛋白质、油脂、水、维生素等形式存在，而其他常量元素多以无机盐的形式存在。常量元素中*令人瞩目的莫过于钙元素了。在讨论补钙之前，先学习一点关于钙的基本生理知识。人之所以能站立、行走，重要的原因之一就是骨骼通过关节、肌肉连成一个整体，从而起到支撑及保持体形的作用。而钙盐[主要是羟基磷酸钙，Ca10(PO4)6(OH)2]约占骨骼组成的2/3，其作用在于使骨骼保持一定的强度。当食物中的钙元素由小肠上皮细胞吸收进入体内时，其中1%在体液中以游离钙、蛋白结合钙等形式存在，并不断经肾脏排出体外，而剩余99%以羟基磷酸盐的形式存在于骨骼中[2]。因此，从这个角度来说，要想让儿童长得高，老年人远离骨质疏松症，适当地补充钙元素是很有必要的。如何科学补钙呢？首先，在讨论科学补钙前，必须提到钙元素的亲密“小伙伴”——维生素D。维生素D如同一位不知疲倦的“搬运工”，负责将钙元素从细胞外搬运进细胞内，无论是钙在肠道的吸收还是在肾脏的回收，都离不开维生素D的大力帮助。维生素D还是为数不多的可以由人体自身合成的维生素，而它的合成需要一个特别的条件——光照，只有在紫外线的照射下，人体自身合成或是从外界摄入的前体（主要是7-脱氢胆固醇）才会变成具有生物活性的维生素D，因此户外活动是预防各种钙缺乏疾病的重要手段。
　　其次，就补钙对象来说，膳食正常、均衡的健康青壮年是不需要补钙的。现代医学也只建议一部分特定的人群补钙，如孕妇、儿童（0~3岁）和青春期少年（10~20岁）及中老年人。
　　对于孕妇来说，由于胎儿骨骼发育需要母体提供大量钙质，容易造成孕妇血钙降低，而此时会通过血管平滑肌收缩等机制使血压升高，极易造成妊娠高血压。因此，孕期补充钙不仅能保证胎儿正常发育，还可以减少妊娠高血压的风险。世界卫生组织在2013年发布的《孕妇补钙指南》建议：在钙摄入水平较低的地区，孕妇（尤其是伴有肥胖、糖尿病等疾病的妊娠高血压高危孕妇）应当从孕20周起每日摄入1500~2000mg钙（三餐时分次摄入）直至分娩[3]。
　　儿童（0~3岁）和青春期少年（10~20岁）：这个阶段是身体各个器官的快速生长发育期，补钙的重要性无需多言。由11个国际科学组织共同完成的2016版“营养性佝偻病防治全球共识”建议，为预防佝偻病，无论何种喂养方式的婴儿均需补充维生素D400IU/d；12月龄以上儿童至少需要维生素D600IU/d[4]。
　　中老年人由于激素水平下降，且膳食摄入不均衡、缺乏运动，导致骨密度下降、骨脆性增加，即骨质疏松。美国国家骨质疏松症基金会在2014年发