Токсичность свинца и его соединений

СОДЕРЖАНИЕ

 

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ СВИНЦА………………………………                                                                                     

2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СВИНЦА И ЕГО ТОКСИЧНОСТЬ…                          

3. МЕХАНИЗМ ТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ……………………..

4. ОСТРОЕ И ХРОНИЧЕСКОЕ ОТРАВЛЕНИЕ СВИНЦОМ………..                                                                                         

5. ПРОФИЛАКТИКА И ЛЕЧЕНИЕ ПОРАЖЕНИЙ………………......

Список используемых источников……………………….

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ СВИНЦА

 

Свинец - во многом идеальный металл, ведь он обладает массой важных для промышленности достоинств. Наиболее очевидное из них - сравнительная  легкость его получения из руд, которая  объясняется низкой температурой плавления (всего 327°С).

Из-за высокой  пластичности свинец легко куется, прокатывается в листы и проволоку, что позволяет применять его  в машиностроительной промышленности для изготовления различных сплавов  с другими металлами. Широкой  известностью пользуются так называемые баббиты (подшипниковые сплавы свинца с оловом, цинком и некоторыми другими металлами), типографские сплавы свинца с сурьмой и оловом, сплавы свинца с оловом для пайки различных металлов.

 

Применение свинца для защиты от радиации.

При воздействии  воздуха, воды и различных кислот свинец проявляет большую устойчивость. Это свойство позволяет широко использовать его в электротехнической промышленности, особенно для изготовления аккумуляторов и кабельных рубок. Последние находят широкое применение в авиа- и радиопромышленности. Устойчивость свинца позволяет использовать его и для предохранения от порчи медных проводов телеграфных и телефонных линий. Тонкими свинцовыми листами покрывают железные и медные детали, подвергающиеся химическому воздействию (ванны для электролиза меди, цинка и других металлов).

 

Свинец и  электротехника

Особенно много  свинца потребляет кабельная промышленность, где им предохраняют от коррозии телеграфные  и электрические провода при  подземной или подводной прокладке. Много свинца идет и на изготовление легкоплавких сплавов (с висмутом, оловом и кадмием) для электрических предохранителей, а также для точной пригонки контактирующих деталей. Но главное, видимо, – это использование свинца в химических источниках тока.

Свинцовый аккумулятор  с момента своего создания претерпел много конструктивных изменений, но основа его осталась той же: две свинцовые пластины, погруженные в сернокислый электролит. На пластины нанесена паста из окиси свинца.

Аккумуляторная  промышленность – один из самых  емких потребителей свинца.

Можно, пожалуй, сказать и то, что свинец находился  у истоков современной электронно-вычислительной техники.

Свинец был  одним из первых металлов, переведенных в состояние сверхпроводимости. Кстати, температура, ниже которой этот металл приобретает способность пропускать электрический ток без малейшего сопротивления, довольно высока – 7,17°K. (Для сравнения укажем, что у олова она равна 3,72, у цинка – 0,82, у титана – всего 0,4°K). Из свинца была сделана обмотка первого сверхпроводящего трансформатора, построенного в 1961 г.

 

Свинец и  транспорт.

И эта тема складывается из нескольких аспектов. Первый – это  антифрикционные сплавы на основе свинца. Наряду с общеизвестными баббитами  и свинцовыми бронзами, антифрикционным  сплавом часто служит свинцово-кальциевая лигатура (3...4% кальция). То же назначение имеют и некоторые припои, отличающиеся низким содержанием олова и, в отдельных случаях, добавкой сурьмы. Все более важную роль начинают играть сплавы свинца с таллием. Присутствие последнего повышает теплостойкость подшипников, уменьшает коррозию свинца органическими кислотами, образующимися при физико-химическом разрушении смазочных масел.

Второй аспект – борьба с детонацией в двигателях. Процесс детонации сродни процессу горения, но скорость его слишком велика... В двигателях внутреннего сгорания он возникает из-за распада молекул еще не сгоревших углеводородов под влиянием растущих давления и температуры. Распадаясь, эти молекулы присоединяют кислород и образуют перекиси, устойчивые лишь в очень узком интервале температур. Они-то и вызывают детонацию, и топливо воспламеняется раньше, чем достигнуто необходимое сжатие смеси в цилиндре. В результате мотор начинает «барахлить», перегреваться, появляется черный выхлоп (признак неполного сгорания), ускоряется выгорание поршней, сильнее изнашивается шатунно-кривошипный механизм, теряется мощность...

 

Свинец и  военная промышленность.

Свинец –  тяжелый металл, его плотность 11,34. Именно это обстоятельство послужило  причиной массового использования  свинца в огнестрельном оружии. Пули отливают из свинца, лишь оболочку их делают из других, более твердых металлов.

Любая добавка  к свинцу увеличивает его твердость, но количественно влияние добавок  неравноценно. В свинец, идущий на изготовление шрапнели, добавляют до 12% сурьмы, а в свинец ружейной дроби – не более 1% мышьяка.

 

Свинец и  наука.

Свинец –  один из последних стабильных элементов  таблицы Менделеева. И из тяжелых  элементов – самый доступный, с отработанной веками технологией  добычи, с разведанными рудами. И очень пластичный. И очень удобный в обработке. Вот почему свинцовая защита от излучения – самая распространенная. Пятнадцати-двадцати-сантиметрового слоя свинца достаточно, чтобы предохранить людей от действия излучения любого известного науке вида.

 

Свинец и культура.

Главные компоненты типографских сплавов – свинец, олово и сурьма. Интересно, что  свинец и олово стали использовать в книгопечатании с первых его  шагов. Но тогда они не составляли единого сплава. Нынешние оловянно-свинцовые  типографские сплавы составляют так, чтобы они удовлетворяли многим требованиям: они должны иметь хорошие литьевые свойства и незначительную усадку, быть достаточно твердыми и химически стойкими по отношению к краскам и смывающим их растворам; при переплавке должно сохраняться постоянство состава.

Однако служение свинца человеческой культуре началось задолго до появления первых книг. Живопись появилась раньше письменности. На протяжении многих столетий художники  использовали краски на свинцовой основе, и они до сих пор не вышли из употребления: желтая – свинцовый крон, красная – сурик и, конечно, свинцовые белила. Между прочим, именно из-за свинцовых белил кажутся темными картины старых мастеров. Под действием микропримесей сероводорода в воздухе свинцовые белила превращаются в темный сернистый свинец.

С давних пор  стенки гончарных изделий покрывали  глазурями. Простейшая глазурь делается из окиси свинца и кварцевого песка. В составе майоликовых глазурей, предназначенных для декоративных целей, сравнительно легкоплавкие соединения свинца используют, как и прежде.

 

Свинец и  медицина

Со времен древних  греков остались во врачебной практике свинцовые примочки и пластыри, но этим не ограничивается медицинская  служба свинца.

Но главная  работа свинца в медицине связана  с диагностикой и рентгенотерапией. Он защищает врачей от постоянного рентгеновского облучения. Для практически полного поглощения лучей Рентгена достаточно на их пути поставить слой свинца в 2...3 мм. Вот почему медицинский персонал рентгеновских кабинетов облачен в фартуки, рукавицы и шлемы из резины, в состав которой введен свинец. И изображение на экране наблюдают через свинцовое стекло.

 

Свинец в  лакокрасочной промышленности.

Свинцовые белила умели изготовлять 3 тыс. лет назад. Прославленный греческий художник Никий однажды с нетерпением ожидал прибытия белил с Родоса. Драгоценный груз прибыл в афинский порт Пирей, но там неожиданно вспыхнул пожар. Пламя охватило корабли, на которых были привезены белила. Когда пожар погасили, расстроенный художник поднялся на палубу одного из пострадавших кораблей. Он надеялся, что не весь груз погиб, мог же уцелеть хотя бы один бочонок с нужной ему краской. Действительно, в трюме нашлись бочки с белилами: они не сгорели, но сильно обуглились. Когда бочки вскрыли, то удивлению художника не было границ: в них была не белая краска, а ярко-красная! Так пожар в порту подсказал путь изготовления замечательной краски – сурика.

 

Свинец и  газы.

При плавке того или иного металла приходится заботиться об удалении из расплава газов, так как иначе получается низкокачественный материал. Добиваются этого различными технологическими приемами. Выплавка же свинца в этом смысле никаких хлопот металлургам не доставляет: кислород, азот, сернистый газ» водород, окись углерода, углекислый газ, углеводороды не растворяются ни в жидком, ни в твердом свинце.

 

Свинец в  строительстве.

В древности  при строительстве зданий или  оборонительных сооружений камни нередко  скрепляли расплавленным свинцом. В селении Старый Крым и сейчас сохранились руины так называемой свинцовой мечети, сооруженной в XIV столетии. Такое название здание получило оттого, что зазоры в каменной кладке залиты свинцом.

 

2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СВИНЦА И ЕГО ТОКСИЧНОСТЬ

 

Свинец (Plumbum) Рb — элемент IV группы 6-го периода периодич. системы Д. И. Менделеева, п. н. 82, атомная масса 207,19. Самородный свинец встречается редко, наиболее важный минерал — галенит (свинцовый блеск) PbS. Свинец — мягкий, ковкий и пластичный металл серого цвета. На воздухе быстро покрывается тонким слоем окиси, защищающим его от дальнейшего окисления. В электрохимическом ряду напряжений свинец стоит непосредственно перед водородом. Разбавленная соляная и серная кислоты почти не действуют на свинец вследствие малой растворимости PbCl2 и PbS04. Легко растворяется в азотной кислоте. Свинец так же как и гидроокись его, растворяется в щелочах, при этом образуются плюмбит-ионы. Все растворимые соединения свинца ядовиты. Свинец получают из сульфидных руд: свинцовый блеск обжигают до окиси свинца, которую восстанавливают углем до металла. Проявляет валентность 2+, а также 4+. Соединения четырехвалентного свинца значительно менее стойки.

Неорганические  соединения свинца (Рb2+) нарушают обмен  веществ и являются ингибиторами ферментов, вызывая у детей умственную отсталость и заболевания мозга. Свинец может заменять кальций в костях, становясь постоянным источником отравления. Органические соединения свинца еще более токсичны. Степень отравления свинцом определяют по уровню его содержания в крови. Безопасным уровнем считается (0,2–0,8)•10–4%. Свинец оказывает необратимое воздействие на нервную и репродуктивную системы, вызывает анемию. В высоких концентрациях (80–100 мкг/100 дл крови) он приводит к разрушению эритроцитов и ухудшению работы почек у детей.

При отравлениях, особенно сильных, свинец из организма выводят методами хелатотерапии (введение хелатных соединений, избирательно связывающих свинец).

В компонентах  трофической цепи происходит сильное  возрастание концентрации этого  элемента. Человек, представляющий собой  одно из последних звеньев пищевой цепи, испытывает на себе наибольшую опасность нейротоксического воздействия тяжелых металлов вследствие возрастания биологической аккумуляции вдоль пищевой цепи.

 

 

 

 

 

 

3. МЕХАНИЗМ ТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ

 

Органические  соединения свинца поступают в организм человека через кожу и слизистые оболочки с пищей и водой, неорганические (например, содержащиеся в выхлопных газах) – через дыхательные пути и пищеварительный тракт.

1. Больше половины всего  поступающего в организм свинца  приходится на воздух. Ежедневно житель города вдыхает 20 м3 воздуха с содержанием свинца 2•10–3 мг/м3. Основные промышленные источники выбросов свинца в атмосферу в России – крупные металлургические комбинаты, производство аккумуляторов, производство красок и стекла.

Немалый вред приносит автотранспорт. Быстрый рост числа автомобилей в последние годы привел к тому, что в некоторых городах, где нет ни обогатительных комбинатов, ни металлургических заводов, за год в воздух выбрасывается до 8 тыс. т свинца, что превышает допустимый уровень.

Основные растения – индикаторы на содержание в воздухе свинца: тсуга канадская, вяз гладкий, боярышник  обыкновенный, овсяница, орхидеи, растения семейства бромелиевых.

2. С ежедневным приемом  пищи в организм поступает  свинца 0,06–0,5 мг. В продуктах растительного и животного происхождения естественное содержание свинца не превышает 0,5–1,0 мг/кг. В больших количествах он содержится в хищных рыбах, например в тунце, в моллюсках и ракообразных. Токсическая доза свинца – 1 мг, летальная – 10 г.

3. Свинец попадает в организм при употреблении консервов, помещенных в сборную жестяную тару, которую спаивают припоем, содержащим определенное количество свинца. Это может произойти, когда пайка некачественная (образуются брызги припоя). И даже специальный лак, которым покрывают консервные банки, тоже не помогает. Имеются случаи, когда в консервах из этой тары свинец накапливается до 3 мг/кг и даже выше, особенно при длительном хранении, что представляет опасность для здоровья. Поэтому продукты в жестяной таре следует хранить не более 5 лет. Анализы отечественных консервов показали превышение в них допустимого уровня свинца.

4. Много свинца  в пищевых продуктах, выращенных  вдоль автомагистралей. Свинец образуется при сгорании этилированного бензина (бензина, содержащего тетраэтилсвинец1) и легко проникает в почву. Соединения свинца добавляют к бензину для улучшения работы двигателя. Вдоль дорог следует сажать лесные полосы, а не плодовые деревья.