高氯酸盐

高氯酸根离子的化学结构式为ClO4-,高氯酸根(ClO4-)中的氯原子为正七价 (Cl7+)，它由SP3杂化后四个σ键和三个π键构成。它的空间构型是一个正四面体结构，结构均勻、对称性好、键合较牢固，因而较难断裂，稳定性强、具有很高的活化反应屏障，因此常温下仍很难发生还原反应。高氯酸盐的非挥发性、高溶解性和动力学稳定性等特性使得混凝、沉淀、过滤和消毒等自来水厂的常规处理技术难以将其有效从水中去除，特别是低浓度高氯酸盐的去除更加困难。

美国EPA(Environmental Protection Agency，环境保护署) 建议饮用水中的高氯酸根(ClO4-)浓度不能超过M.5yg/L。活性炭对其吸附量很小，大多数还原剂与其难以发生反应。目前高氯酸盐的去除和污染修复采用的技术主要分为三类 物理处理、化学还原和生物降解。由于高氯酸盐在水体中以高价氯正七价(Cl7+)的形式在水中持久、稳定的存在， 常规净水工艺很难将其去除，目前国内外常用的去除技术均存在去除效率低或是经济成本高的缺点。层状双金属氢氧化物(layered double hydroxide，简称LDH)，是一种层状阴离子粘土矿物，其理想分子式为Mg2Al3 (OH)14CO3 ·4Η20，单元层结构为由类似氢氧化镁[Mg(OH)2] 的八面体构成。由于Mg2+被Al3+所代替，层间带有正电荷。

高氯酸盐作为一种“新型污染物”，在肉制品、饮用水等食品中广泛存在。

高氯酸盐在自然界中普遍存在，长江水、黄浦江水中都有。另外像发射卫星、放烟花爆竹时也会在大气中产生。高氯酸盐由于易溶于水，并随着水源迁移造成污染范围不断扩大，因此高氯酸盐对饮用水的水源污染问题更值得关注。

国内自来水、河水、市售矿泉水，发现有高氯酸盐，浓度在0.1~0.5μg/L。环保部也已将高氯酸盐列入“2008年第一批高污染、高环境风险产品”，但对其在食品、饮用水中的限定值尚未做出明确规定。而在世界范围内，目前也只有美国国家科学院在2005年有一个饮用水中高氯酸盐不能超过24.5μg/L的建议，被美国环境保护署采纳为饮用水中高氯酸盐的标准浓度。

高氯酸盐的主要危害是影响机体甲状腺的正常功能.主要原因在于高氯酸盐的电荷和离子半径与碘离子非常接近,可以与碘离子竞争直接进入人体的甲状腺,阻碍人体对碘的吸收,从而间接造成甲状腺激素T3和T4合成量的减少。

已有研究表明,较低浓度的高氯酸盐就可以干扰人体甲状腺的正常功能,从而影响胚胎、孕妇、哺乳期妇女和少年儿童的生长发育。此外,高氯酸盐能以粉尘的形式从呼吸系统进入人体内,从而刺激人的皮肤、眼睛和黏液膜等,进一步引起咳嗽和呼吸障碍。长期暴露在高氯酸盐粉尘中工作的人可能也存在一定程度的血红细胞破坏和肝、肾脏损伤。

另外，高氯酸的危险性一方面因为它是一种强酸，故与皮肤、眼睛或呼吸道接触时会产生严重的烧伤;另一方面热而浓的高氯酸是一种强氧化剂，很不稳定。无水高氯酸甚至在室温下也不稳定，它会自发地分解而发生剧烈爆炸。只要一与可被氧化的物质接触就会立即引起爆炸。

高氯酸盐是一种持久和可移动的污染物,主要来源包括自然源和人为源。目前在大气湿沉降(降雨和降雪)、地下水源水、干/湿区域土壤等介质中均测得由自然源引起的不同浓度的高氯酸盐污染。而在干旱地区,由于高温强蒸发特性使微生物活性受抑制,自然生成的高氯酸盐不断沉积富集，往往土壤或矿物中检出浓度远高于潮湿地区。

目前很多研究已经证明高氯酸盐的自然来源。科学家们采用同位素标记法发现高氯酸盐可以在大气中通过具有光化学氧化作用的臭氧氧化作用产生。他们在雨水和雪的样本中检测到了高氯酸盐，他们通过大气模拟实验证明NaCl气溶胶中的Cl-可以在放电的条件下与高浓度的O3反应生成高氯酸盐,说明在某些环境条件下,大气中可能产生一定数量的高氯酸盐。

高氯酸盐是高氯酸形成的盐类，含有四面体型的高氯酸根离子—ClO4-，其中氯的氧化态为+7。高氯酸盐存在于自然界中，主要用作火箭燃料和烟火中的氧化剂和安全气囊中的爆炸物。多数高氯酸盐可溶于水。

高氯酸盐离子是广义的最微弱的氧化剂， 高氯酸盐有最高氧化还原电位。尽管其中氯的氧化态为+7，但在氯的所有含氧酸根离子中，高氯酸根离子的氧化性最弱。这是由于氯在高氯酸根离子中处于四面体的中心，不易发生反应。

多数高氯酸盐，尤其电正性金属如钠形成的化合物如高氯酸钠，都相对较稳定，也因此可以取代曾经用于烟火中但具不稳定性的氯酸盐类氧化剂。

高氯酸盐是一种有毒化学物质，在自然界存在于土壤的比例很低，然而在发射航天飞船、人造卫星和导弹所用火箭的燃料中大量存在。航天燃料会扩散污染环境，并对人和其他生物造成危害。