元素分類的必要及片麵性

宏量、常量、微量和痕量元素

這僅是從分析化學角度對元素在物體中的存在量、攝入量等概念上進行的分類。不同學科、領域甚至不同國家劃分的界限也不同。單從“量”看則“痕量”之下還可分為微痕量、纖痕量到沙痕量等。我國大多數學者(主要是醫學界)認為占成人體總重量萬分之一以上的11種元素為常量或宏量元素，占體重萬分之一以下的為微量或痕量元素。世界衛生組織在1996年規定物質中元素濃度低於250微克／克的為“痕量”元素。但元素在生命活動中的功能和作用不全取決於其存在的量。鈉是宏量元素，吃多了鹽會造成高血壓、腦中風等很多疾病。而鉬在人體中隻有占“微量”元素之首的鐵的1／450，可謂“微中之微”，但它並非“微不足道”，缺鉬和缺鐵一樣會導致貧血，它還有保護心肌、預防心血管病、克山病和癌症的功能，真是“微亦足道”。近年來國內外掀起微量元素研究和應用“熱”，這是科學發展的必然，人們日益認識到不能因其“數量”少而不見這些“能量”大的元素。重視微量元素是極為必要的，但既不要糾纏於“量”上的劃分，也不要因此重“微”輕“宏”。從元素與生命總的關係看，元素不論其量是“微”還是“宏”，都各司其職，各有利弊，還是從生命元素的角度理解較為全麵。

必需與非必需、有益與有害、營養與毒性元素

由於這是與生物和人“性命攸關”的大事，對保證醫療、營養、衛生、環境毒理等的安全是完全必要的，對這種分類要嚴格慎重。但對“必需”含義的理解，在概念和標準上各家也不完全一致。如國外就有性狀—代謝說、生理異常說、生理需要說、正態分布說和代謝說等。1996年世界衛生組織規定，當元素含量低於某個限量時通常導致某一重要生理功能的降低，或某元素對生物體具有重要功能且為有機結構的組成部分，它對生物體就是必需的元素。

人類對必需元素的認識是個漫長而又逐漸加快的過程。我國古代對鐵、銅、鋅、砷、鉛、汞等元素已有樸素的認識，有的已早在應用，如已知用海藻(碘)來治癭(甲狀腺腫)，這在西方是150年前才發現的。本世紀起，尤其是70年代以來，隨著分析手段和實驗技術的進展，元素必需性的發現速度顯著加快。

世界衛生組織/聯合國糧農組織／國際原子能署專家組建議把微量元素分為3組：“必需”的，如碘、鋅、硒、銅、鉬、鉻；“可能必需的”，如錳、矽、鎳、硼和釩；“有潛在毒性而可能有重要功能的”，如氟、鉛、鎘、汞、砷、鋁、鋰和錫。這也不是最後和最全麵的結論。如硼過去認為是植物必需的，現在發現與動物健康也有關，有報道婦女缺硼易發生骨質疏鬆症。鈦在動物飼養中的應用也有幾十年曆史。30年代認為硒是致癌的有毒元素，而50年代確認它對人、畜是必需的，而且是防癌、治癌的重要元素。過去公認鉛、汞、鎘等為毒性元素，現在對它們的必需性的研究也正在進行。人們對稀土元素的研究更是薄弱的領域。

必需與非必需、有益與有害、營養與毒性元素的劃分僅是人類不同認識階段的相對概念。近年來國內外一些專家對此逐步有了共識。如發現7種必需元素的美國科學家施瓦茲就預言，所有元素可能最終都顯示其生物學作用。隨著研究的深入，將會發現一些“非必需元素”、“有害元素”具有一定的生物學作用，甚至可能是必需元素。美國動物和人類元素營養專家默茲也提出了相似的觀點，他認為，就我們現有的知識，除根據化學性質外，不可能找出一種合理的、永久的微量元素分類方法。現已證明過去分為“必需”的和“有毒”的元素，在邏輯上是錯誤的，因所有元素的毒性是固定的，而與它同生物物質接觸的濃度有關。微量元素的實際重要性可能與必需性完全無關，有些必需元素可能根本與營養無關。生物組織中元素濃度大小並不反映營養的重要性，也不預示營養問題的危險性。因而，他建議對73種微量元素作一合理的分類：已證明是必需的和現在尚不知其必需性的。這為將來證明第二類中一些元素是必需的留有餘地。隻有明確這些觀點，才有利於深入研究環境元素與生命的關係，探索其共同的內在規律。