Свинец. Содержание свинца в воздухе, воде, почве. Его влияние на живые организмы

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

«Астраханский государственный университет»

Химический  факультет

Кафедра аналитической и физической химии

 
 
 
 
 
 
 
 
 

«Свинец.

Содержание  свинца в воздухе, воде, почве.

Его влияние  на живые организмы» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Работу  выполнил

студент гр. ДХО-61

Сулоева О. Е. 

Работу  проверил

Алыкова Т.В. 
 
 
 

Астрахань, 2011г. 
Содержание

 

Введение

 

       Свине́ц — элемент главной подгруппы четвёртой группы, шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 82. Обозначается символом Pb (лат. Plumbum). Простое вещество свинец (CAS-номер: 7439-92-1) — ковкий, сравнительно легкоплавкий металл серого цвета.

       Содержание  свинца земной коре свинца — 0,0016 % по массе. Содержание в морской воде 0,03 мкг/л. Разные изотопы свинца являются конечными  продуктами распада урана и тория, так что содержание свинца в земной коре медленно увеличивалось в течение миллиардов лет. Свинец (урановый) частично концентрируется в пегматитах. Обычный свинец концентрируется лишь в контактово-метасоматических и гидротермальных образованиях.

       Известно  много рудных месторождений, богатых  свинцом, причем металл легко выделяется из минералов. В природе известно 180 минералов свинца. Многие из них имеют гипергенное происхождение. Основные — галенит (свинцовый блеск) PbS и продукты его химических превращений — англезит (свинцовый купорос) PbSO₄ и церуссит («белая свинцовая руда») PbCO₃. Реже встречаются пироморфит («зелёная свинцовая руда») PbCl₂·3Pb₃(PO₄)₂, миметит PbCl₂·3Pb₃(AsO₄)₂, крокоит («красная свинцовая руда») PbCrO₄, вульфенит («желтая свинцовая руда») PbMoO₄, штольцит PbWO₄. В свинцовых рудах часто находятся также другие металлы — медь, цинк, кадмий, серебро, золото, висмут и др. В месте залегания свинцовых руд этим элементом обогащена почва (до 1 % Pb), растения и воды.

       В сильноокислительной щелочной среде  степей и пустынь возможно образование  диоксида свинца — минерала платтнерита. И исключительно редко встречается самородный металлический свинец. Свинец всегда содержится в рудах урана и тория.

 

1. Свинцовое загрязнение окружающей среды

1.1 Источники загрязнения

1.1.1. Стационарные источники

 

       Загрязнение окружающей среды свинцом и его соединениями предприятиями промышленности определяется спецификой их производственной деятельности. Это непосредственное производство свинца и его соединений, попутное извлечение свинца из других видов сырья, содержащих свинец в виде примеси, использование свинца в производстве различной продукции и. т. д.

       Наибольшие  выбросы свинца в атмосферу происходит в следующих отраслях производства:

• металлургическая промышленность. Причем на долю цветной металлургии приходится 98% от общего выброса данной промышленности;
• машиностроение (производство аккумуляторов);
• топливно-энергетический комплекс (загрязнение среды обусловлено производством этилированных бензинов);
• химический комплекс (выбросы связаны с производством пигментов, сиккативов, специальных стекол, смазок, антидетонационных присадок к автомобильным бензинам, полимеризацией пластмасс и др.);
• стекольные предприятия;
• консервное производство;
• деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность
• предприятия оборонной промышленности;

 

       По  данным, в России в последние годы в связи с падением уровня производства, динамика выбросов свинца в атмосферу от стационарных источников имеет устойчивую тенденцию к снижению.

1.1.2 Нестационарные источники

 

       Огромное  влияние на загрязнение окружающей среды свинцом оказывает автотранспорт. Количество автомобилей, использующих газ в виде топлива, не превышает 2%. Доля грузовых автомобилей с дизельным двигателем составляет в среднем 28%, автобусов – примерно 63%.

       Использование этилированного бензина в авиации и ракетно-технической промышленности также оказывает не малое воздействие на  окружающую среду.

       К нестационарным источникам поступления  свинца в атмосферу следует отнести охотничий промысел и любительскую охоту (в частности загрязнение среды свинцовой дробью.) Оценочные расчеты свидетельствуют о том, что в целом по России ежегодно в водно-болотные угодья попадает до 1400т. свинца.

1.2 Предельно допустимые концентрации свинца

 

       Допустимый  еженедельный прием свинца для человека составляет 3 мг. Это основано на данных о токсичности для взрослых людей и на предположении, что поглощается только 10 % принятого с пищей свинца. Установленная величина не относится к грудным и маленьким детям, поскольку не известна степень отрицательного воздействия свинца на эту возрастную группу. ПДК свинца в воздухе так же, как и для ртути, составляет 0,003 мг/м3. Выброс свинца в Мировой океан 430—650 тысяч т/год. 

 

2. Загрязнение растительного и животного мира

 

       Увеличение  свинца в почве, как правило, но не всегда, ведет к его накоплению растениями. В соответствии с этим содержание свинца в растениях, выращенных в тяжелосуглинистых почвах, может достигать самой высокой отметки. (7 мг/кг).

       Боле  высокие концентрации свинца (до 1000 мг/кг) характерны для растительности на техногенно-загрязненных территориях. Так, например, в

       окрестностях  металлургических предприятий, рудников по добыче полиметаллов и, главным образом, вдоль автострад.

       Размеры зоны влияния автотранспорта на экосистемы сильно меняются. Ширина придорожных аномалий содержания свинца в почве может достигать 100-150м.

       Лесные  полосы вдоль дорого задерживают  в своих кронах потоки свинца от автотранспорта. В условиях города размеры свинцовых загрязнений определяются условиями застройки и структурой зеленых насаждений. В сухую погоду происходит накопление свинца на поверхности растений, но после обильных дождей значительная его часть (до 45%) смывается.

       На  загрязненных свинцом почвах безопаснее всего выращивать зерновые культуры. Возделывание в этих зонах овощей, кукурузы  на  силос, кормовых трав может оказаться рискованным.

       Аккумуляция свинца представителями животного  мира зависит от множества факторов и, в первую очередь, от их таксономической принадлежности.

       Подтверждена  прямая зависимость между уровнем  загрязнения атмосферного воздуха свинцом и степенью его накопления в организме теплокровных животных, обитающих рядом с металлургическими производствами. У беспозвоночных животных, имеющих твердые покровы, свинец в наибольшей степени концентрируется в них. У позвоночных животных свинец в наибольшей степени накапливается в костной ткани, у рыб - в гонадах, у птиц - в перьях, у млекопитающих - в головном мозге и печени.

       Систематические наблюдения за содержанием свинца в  тканях животных на территории России не проводились.

 

3. Свинец  в пищевом сырье  и продуктах питания

 

       Важнейшим источником свинца для человека служит питьевая вода. Доказано, что повышение содержания свинца в воде обуславливает, как правило, увеличение его концентрации в крови.

       В настоящее время в качестве гигиенического норматива утверждена ПДК свинца в питьевой воде на уровне 0,03 мг/л.

       Комитет экспертов ФАО/ВОЗ установил, что  допустимый еженедельный прием свинца составляет 3 мг на человека, или около 7 мг/кг массы тела. Эти значения были основаны на данных о токсичности для взрослых людей и на предположении, что поглощается только 10% принятого с пищей свинца. Было отмечено, что эта величина не относится к грудным и маленьким детям, так как неизвестна степень отрицательного влияния свинца на них и не могли быть установлены уровниприема.

       Экспериментально  доказаны факты аккумуляции свинца растениями, произрастающими на почвах, загрязненных выбросами промышленных предприятий. Концентрация свинца в таких растениях может превышать допустимые концентрации от 2 до 100 раз. Отмечено, что количество свинца на поверхности и внутри растений зависело от места, времени, направления ветров, регулярность осадков, свойств поверхности листьев и других причин.

       В растительное сырье, в том числе  зерно, овощи, плоды свинец попадает из почвы также с удобрениями, водой, частично вносится средствами химической защиты растений.

       Выхлопные газы, как уже говорилось, являются важнейшим источником свинца.

       Многие  данные свидетельствуют о резком возрастании содержания свинца в

       растениях, выросших по краям автострад (в среднем в 10 раз). При этом

       установлена прямая зависимость содержания свинца в плодах и ягодах от длительности воздействия выхлопных газов и плотности транспорта на дорогах.

       Следует обратить внимание на то, что речь идет в основном об их поверхности. При химическом анализе вымытых и невымытых плодов оказалось, что от 30 до 65% свинца удалялось путем обычной мойки.

       По  данным американских исследователей, основным источником свинца в консервированных продуктах является жестяные банки, которые используются для упаковки 10-15% консервной продукции. Использование свинцового припоя в швах банок и для закрытия выпускных отверстий было причиной попадания свинца в различные консервы, в том числе сгущенные молочные продукты для детского питания. В последние годы в связи с усовершенствованием методов пайки и закатки банок содержание свинца заметно снизилось. Однако при длительном хранении в жестяных банках продуктов, имеющих высокую кислотность - компотов, соков, маринадов, томатопродуктов - из-за частичной коррозии содержание свинца и других металлов может превышать ПДК. Например, при хранении разных видов консервов в жестяных банках в течение 24 мес. содержание свинца возросло в мясе в 2 раза, в горошке - в 4, в персиках - в 8 раз.

       Следует отметить, что соли свинца могут попадать в пищу в случаях, когда металлическая или керамическая посуда и оборудование покрыты эмалью, глазурью и другими материалами с повышенным содержанием свинца. Иногда источниками свинца являются также некоторые виды пищевого сырья, способного к сорбированию повышенных количеств тяжелых металлов, в том числе свинца. Это моллюски, креветки и другие морепродукты, особенно при обитании их в загрязненных водоемах. Интенсивное накапливание металлов наблюдается постоянно в грибах, а также в печени, почках и других внутренних органах животных по сравнению с мышечной тканью.

       Источниками избыточного загрязнения свинцом  винограда и вин служат свинцово-мышьяковистые  инсектициды (СМИ), применяемые на виноградниках. Например, исследование сухих вин, изготовленных на 14 винзаводах, показало, что при использовании СМИ на виноградниках содержание свинца в винах составило в среднем 0,31 мг/л. В аналогичных винах из винограда, выращенного без применения СМИ, содержание свинца не превышало 0,03 мг/л. В виноградных и яблочных винах, полученных из сырья, выращенного на виноградниках и в садах, где проводились обработки металлорганическими фунгицидами, содержание свинца колебалось в пределах 0,91-1,8 мг/л.