Все о свинце

Свинец — синевато-серый металл, мягкий, легко поддается обработке, режется ножом. Плотность при температуре 20°С 11,34 г/см3. Температура плавления 327оC. На воздухе окисляется только с поверхности. В щелочах, а также в азотной и органических кислотах растворяется легко. Стоек против воздействий серной кислоты и сернокислых соединений.

Свинец не встречается в природе в свободном состоянии, в состав руд он входит в виде сульфида, карбоната или сульфата. Металлургия свинца начинается с окислительного обжига порошкообразного концентрата (600-700 С). При окислительном обжиге с просасыванием воздуха через шихту сульфид свинца переводится в оксиды: 2PbO+3O2=2PbO+2SO2 . Карбонат свинца при температуре обжига полностью распадается на оксид углерода СО2 и оксид свинца РbО. Одновременно порошкообразная шихта спекается в более крупные куски. Черновой свинец (92-99% свинца) получают при восстановлении коксом в шахтных печах при 1500 градусах: 2PbO+C=2Pb+CO2 Дополнительная очистка полученного черного свинца (рафинирование) включает последовательное удаление примесей и извлечение благородных металлов. На первой стадии (обезмеживание) выделяют медь. С помощью окислительного рафинирования на второй стадии отделяют олово, мышьяк и сурьму. На стадии обессеребривания извлекают серебро и золото. Следующими стадиями рафинирования являются удаление цинка и висмута. При такой последовательной очистке свинца достигается чистота 99,995%. Для получении свинца более глубокой очистки применяют электролитическое рафинирование.

В 1888 и 1898 гг. мировое производство свинца составляло 525 и 781 тыс. т. В числе ведущих производителей тогда были США (138 и 201 тыс. т) и Испания (129 и 179 тыс. т). «В отношении к свинцу, - писал Д.И. Менделеев, - русское производство ничтожно (2-3 тыс. т в год), а Россия потребляет ежегодно около 40 тыс. т».

Особенность металлургии свинца в том, что переработка вторичного сырья занимает в ней довольно значительное место. Добыча свинцовых руд в ряде стран составляет около 2,5 млн. т по металлу, выплавка рафинированного Pb – около 4,0 млн. т. Основной вид вторичного свинцового сырья – аккумуляторный лом.

Объём современного производства свинца составляет более 2,5 миллионов тонн в год.

Свинец хорошо был известен ещё во времена Древнего Рима. Впервые свинец стал известен египтянам одновременно с железом и серебром. Самым древним дошедшим до нас образцом свинца принято считать египетскую фигуру, хранящуюся в Британском музее. Её относят к 3800 году до н.э. За два тысячелетия до нашей эры свинец умели выплавлять в Индии и Китае. В Риме его широко использовали для изготовления кухонной утвари и водопроводных труб. Посудное олово – сплав, из которого еще в прошлом веке изготовляли тарелки и пивные кружки,- содержало от 10 до 20 % свинца. Для улучшения вкуса плохого вина в него добавляли свинец. Свинец также шёл на изготовление свинцовых белил. Крупнейшим поставщиком белил был остров Родос. Способ, по которому их изготавливали, не утратил своего значения до настоящего времени. Он состоит в следующем: куски свинца погружают в уксус, образующуюся соль долгое время кипятят с водой и в результате получают свинцовые белила. А вот свинцовый сурик впервые был получен весьма оригинально. Во время пожара в Пирейском порту в огонь попали и бочки со свинцовыми белилами. Когда пожар потушили, в обуглившихся бочках нашли вещество красного цвета; это и был свинцовый сурик. Греки и финикийцы заложили много свинцовых шахт в Испании. Позже эти шахты разрабатывали римляне. В России производство свинца известно с давних пор. Но вплоть до XVIII в. производство его носило кустарный характер. С изобретением огнестрельного оружия из свинца стали изготавливать пули, и сейчас ещё военное значение свинца велико.

В Древнем Египте производство металлов, прежде всего золота, считалось «священным искусством». Сущность процесса добычи золота состояла в обработке руды расплавленным свинцом, в ходе чего золото растворялось в свинце. Полученный раствор подвергали обжигу, в ходе которого свинец превращался в оксид, а золото оставалось неизменным. Горшки для такого обжига делали из костяной золы, получающийся оксид свинца впитывался в стенки горшка, а на дне оставалось чистое золото.

Свинец представляет металл, химически достаточно устойчивый, способный спаиваться и вытягиваться в листы, трубы и т.п. Он находит применение в практике отчасти вследствие своего значительного относительного веса, для отливки, в смешении с небольшим количеством других металлов, пуль и дроби. Значительное количество его употребляется для извлечения серебра и золота из бедных руд (вместо ртути) и для химических препаратов, в особенности белил и желтого крона, или хромсвинцовой соли PbCrO4, отличающейся резким желтым окрашиванием, вследствие чего эта краска и употребляется в значительном количестве в красильном искусстве, преимущественно для окраски бумажных тканей в желтый цвет. Свинец широко используется при производстве аккумуляторов, силовых кабелей, красок, стекла, керамики, различных смазок, этилированного бензина, средств защиты от радиации и т.д. Свинец входит в состав припоя, шлифовальных паст для обработки кузовов автомобилей. В медицине применяют свинцовые примочки; а ацетат свинца в косметологии, - для окраски седых волос.

Из основных солей окиси свинца наиболее распространена углекислая соль, или свинцовые белила, имеющие важное в практике свойство так называемой кроющей способности, какая не замечается в других порошковых телах. Эта способность состоит в том, что малое количество свинцовых белил, смешанное с маслом, распределяется равномерно, и при наложении такой смеси на поверхность (например, дерева или металла) она не просвечивает (например, прожилки дерева). В России производство белил возникло примерно в 1800 г. Центром его был г. Ярославль, имевший несколько заводов.

Сурик употребляется в значительном количестве в практике, потому что представляет довольно прочную желтоватую краску, употребляемую для окраски смол, составляющих сургуч, и для состава очень прочной масляной краски, употребляемой в особенности для окраски металлов, преимущественно потому, что высыхающие масла с суриком, как и со многими солями, скоро сохнут.

А вот рекомендуемый Д.И. Менделеевым состав замазки. Смешивая очень мелко растертый глет с глицерином (на 50 г глета 5 куб. см безводного глицерина), получают очень быстро (2 минуты) твердеющую свинцово-глицериновую замазку, не растворимую ни в воде, ни в маслах и пригодную при составлении приборов. (Сурик – это ортоплюмбат свинца Pb3O4, а глет – низкотемпературная модификация PbO, имеющая красный цвет).

Основной потребитель Pb сейчас – производство аккумуляторов. Около 7-10 % свинца в мире расходуется на производство тетраэтилсвинца – добавки в бензин. Однако эта статья расхода резко сокращается в связи с ужесточением требований охраны окружающей среды.

В древности при строительстве зданий и оборонительных сооружений камни нередко скрепляли расплавленным свинцом. В городе Старый Крым и сейчас сохранились руины так называемой свинцовой мечети, сооружённой в 14 веке.

26 мая 1931 года профессор Огюст Пикар поднялся в небо на стратостате собственной конструкции с герметичной кабиной. В качестве балласта он взял на борт не песок, как это было принято, в свинцовую дробь, так как она при той же массе занимала гораздо меньше места.

Со времён древних греков в медицине используются свинцовые примочки и пластыри. Гликохолевую и таурохолевую кислоты, стимулирующие деятельность печени, выделяют и разделяют с помощью уксуснокислого свинца (ацетата свинца). Свинцовые пластины толщиной всего 2-3 мм защищают от рентгеновского облучения, поэтому медицинский персонал рентгеновских кабинетов облачён в фартуки со свинцовой прослойкой.

Свинец входит в состав типографских сплавов. Немецкий первопечатник Иоганн Гуттенберг литеры из олова отливал в свинцовые формы.

С давних пор стенки гончарных изделий покрывали глазурями, простейшая глазурь делается из оксида свинца и кварцевого песка, Сейчас свинец-содержащие глазури запрещено использовать для производства посуды, но из-за своей легкоплавкости они до сих пор используются для покрытия декоративных изделий. Оксид свинца входит в состав хрусталя. Из хрусталя изготовляют не только красивую посуду и декоративные изделия, но и детали оптических приборов.

Свинец используется для изготовления пуль для огнестрельного оружия, Свинцовыми метательными снарядами пользовались ещё в древности: пращники армии Ганнибала метали в римлян свинцовые шары. Азид свинца и тринитрорезорцинат свинца используют в качестве инициирующих взрывчатых веществ.

15-20 сантиметровой пластины свинца достаточно, чтобы уберечь человека от излучения любого известного науке вида.

Большинства радиоактивных элементов в ходе распада превращаются в стабильные изотопы свинца. По соотношению изотопов урана, тория и свинца в горных породах можно узнать их геологический возраст.

Тетраалкилпроизводные разлагаются даже при хранении, под действием света, при слабом нагревании. Разложение происходит с выделением металлического свинца Органические соединения свинца применяются для производства пластмасс, полимеров и сополимеров, различных присадок для лаков, красок, эмалей, защищающих стекло, дерево, текстиль, пластмассу и металлы и препятствующих обрастанию корпусов судов различными морскими организмами. Свинецорганические стеклоподобные пластмассы прозрачны и механически прочны, обладают рентгенозащитными и противогрибковыми свойствами.

Однако для свинецорганических соединений есть и специфические области применения. Тетраэтилсвинец является одним из распространенных антидетонаторов для моторных топлив. При сжатии и после начала горения моторного топлива в двигателях внутреннего сгорания горючее ведет себя различно: в зависимости от состава жидкого топлива может наблюдаться большая или меньшая способность к детонации (под детонацией топлива понимают сгорание топлива со скоростью, близкой к скорости разложения взрывчатых веществ). С увеличением степени сжатия смеси бензина с воздухом увеличивается мощность двигателя и уменьшается расход топлива. К сожалению, допустимая степень сжатия горючей смеси в четырехтактных двигателях внутреннего сгорания равна пяти. При большей степени сжатия двигатель начинает стучать, перегреваться, мощность его резко падает и он преждевременно выходит из строя.

Для улучшения процесса горения авиа- и автомоторного топлива в двигателях внутреннего сгорания применяют антидетонаторы. Один из них – тетраэтилсвинец или этиловая жидкость (C2H5)4Pb (сокращенное техническое обозначение – ТЭС). Добавка небольших количеств тетраэтилсвинца вместе с бромитсым этилом (1-2 мл на 1 кг моторного топлива) позволяет поднять допустимую степень сжатия для этого топлива до 10, не вызывая детонации. Повышение степени сжатия с 5 до 10 вдвое снижает расход горючего. Тетраэтилсвинец – ядовитое вещество, поэтому бензин с добавкой ТЭС обычно имеет предупредительную окраску. На емкостях, содержащих такой бензин, обязательно имеется надпись: «Этилированный бензин – яд!» Это серьезное предупреждение водителю и окружающим.

При обращении с этилированным бензином следует избегать вдыхания его паров и попадания их на одежду и открытую кожу. Такой бензин ни в коем случае нельзя применять для чистки одежды и для зажигалок.

Заслуга открытия антидетонационных свойств тетраэтилсвинца принадлежит американскому инженеру Томасу Миджли (1923 г.). Исключительная целеустремленность и упорство руководимой им группы исследователей позволили найти принципиальный подход к синтезу органического соединения, резко улучшающего качество горючего. История поиска причин детонации включала исследование конструктивных недостатков двигателя и различий в свойствах применяемых сортов бензина. Исследовалась даже окраска бензина, поскольку предполагали, что окрашенный бензин будет более летучим за счет лучшего поглощения солнечного тепла. Добавка красителей не изменила детонационных свойств, но бензин, окрашенный иодом, детонировал несколько меньше. С этого начался поиск веществ, добавка которых существенно улучшит качество бензина. Перепробованы были тысячи различных соединений. По мнению исследователей, лучше всего подходил свинец – самый тяжелый элемент. При введении в бензин ничтожных количеств органического соединения свинца с этильными радикалами резко снизилась склонность горючего к детонации. Так началось триумфальное шествие тетраэтилсвинца, не находившего ранее практического применения. В 1950 г. США израсходовали более 100 тыс. т свинца для производства свинецорганического антидетонатора. (Свинецорганические соединения загрязняют атмосферу продуктами распада и свинцом. В настоящее время ведутся поиски эффективных, но менее токсичных антидетонаторов на основе элементоорганических соединений).

Начиная с 1849 г., когда Э. Фрэнкланд ошибочно принял углеводород этан за свободный органический радикал ·CH3, вплоть до 1900 г. возможность получения органических радикалов, содержащих трехвалентный углерод, исследователями серьезно не рассматривалась. И вдруг появилось сообщение Мозеса Гомберга о синтезе устойчивых свободных радикалов трифенилметила. Свободный трифенилметил был выделен при нагревании раствора гексафенилэтана (C6H5)3C – С (С6H5)3. Продукт диссоциации гексафенилэтана на два свободных радикала был достаточно устойчив. Вновь были предприняты попытки получения простейших свободных радикалов ·CH3 и ·C2Н5. В 1929 г. Ф. Панет и О. Гофедиц доказали существование метильных и этильных свободных радикалов, использовав термический распад тетраметил- и тетраэтилсвинца. Суть опытов Ф. Панета заключалась в следующей цепи превращений:

Получение свободных радикалов термическим разложением тетраметилсвинца.

Получение тетраметилсвинца взаимодействием свободных радикалов со свинцом.

Пары летучего тетраметилсвинца из приемника увлекались током водорода при разрежении в 133 Па в кварцевую трубку. При термическом распаде тетраметилсвинца в нагретой зоне кварцевой трубки образовывалось зеркало металлического свинца (зона А), которое затем охлаждалось до комнатной температуры.

При перемещении нагретой зоны ближе к месту вхождения паров тетраметилсвинца (зона В), образующиеся свободные метильные радикалы реагируют с ранее отложенным холодным свинцовым зеркалом, которое постепенно исчезает. Панет установил, что в условиях опыта расстояние между зонами А и В не превышает 30 см. На большем расстоянии свободные радикалы не обнаруживались. С учетом линейной скорости газового потока была вычислена продолжительность существования свободных метильных радикалов. По расчетом она оказалась равной 0,0084 с. Применяя в качестве источника тетраметилсвинец, по этой же схеме Ф. Панетом были получены свободные этильные радикалы. Попытки Э. Фрэнкланда получить свободные метильные и этильные радикалы успешно завершились лишь чрез 80 лет. Таким долгим иногда бывает путь в науке.

В настоящее время вырос новый раздел химии – химия свободных радикалов. С помощью свободных радикалов выяснена природа многих химических процессов – полимеризации, крекинга и т.д., доказана возможность существования простейших радикалов в растворах. Во всех исследованиях используют металлоорганические соединения.

Подведём итог: соединения свинца находят применение в быту, технике, науке. Именно поэтому свинец включается в огромных масштабах в круговорот элементов, попадая в воздух, воду и почву.

Пути попадания свинца и его соединений в окружающую среду.

Содержание свинца в земной коре составляет 1,6∙10 – 3 %, по распространенности он занимает 35 место. Основной формой природного свинца является минерал галенит (сульфид свинца, или свинцовый блеск PbS). Рудами, из которых извлекают этот элемент, являются сульфат свинца (англезит PbSO4) и карбонат свинца (церуссит PbCO3),который часто встречается большими массами. В России свинцовые руды промышленного значения находятся в восточной Сибири, на Урале, Алтае и в других местах. Свинец находится в рудах вместе с сопутствующими металлами. Полиметаллические руды содержат свинец (не более 4%), цинк, медь, висмут, кадмий, сурьму, мышьяк, золото, серебро и др. Все эти элементы представляют большую ценность, и наряду с выплавкой свинца предусматривается их извлечение. Иногда получение одних благородных металлов (золота и серебра) из свинцовых руд имеет большее значение по ценности, чем выделение свинца.

Соединения свинца в природе нерастворимы в воде, поэтому нормальное содержание свинца в природных водоёмах и почве должно быть очень низким, в чистом воздухе соединения свинца должны отсутствовать. Однако, деятельность человека изменила это состояние. В результате производственной деятельности в природные воды попадает ежегодно 500 – 600 тысяч тонн свинца, через атмосферу на поверхность земли оседает около 400 тысяч тонн свинца, из которых 260 тыс.тонн выбрасывается с выхлопными газами автомобилей, 30 тыс.тонн – при сжигании каменного угля. Содержание свинца в воздухе продолжает расти на 2 мкг/м3 в год – в больших городах, на 1 мкг/м3 в год – в малых, на 0,5 мкг/м3 – в сельской местности. В процентном выражении это близко к ежегодному приросту содержания свинца в воздухе на 5%. Удвоение содержания свинца в воздухе происходит за 14 лет. В районе оживлённых магистралей содержание свинца достигает 40 мкг/м3.

Деятельность человека привела к серьезным нарушениям в природном цикле свинца:

Источники загрязнения

Свинец попадает в воду различными путями. В свинцовых трубах и других местах, где возможен контакт этого металла с водой и кислородом воздуха, идут процессы окисления: 2Pb + O2 + 2H2O = 2Pb(OH)2. В хлорированной водопроводной воде соединений свинца больше, чем в нехлорированной, это можно объяснить взаимодействием ионов водорода и окислителя HClO со свинцом (при хлорировании воды протекает процесс Cl2 + H2O = H+ + Cl - + HClO). В подщелоченной воде свинец может накапливаться в значительных концентрациях в результате образования растворимых плюмбитов: Pb(OH)2 + 2OH- = PbO22- + 2H2O. Если в воде присутствует СО2, то это приводит к образованию довольно хорошо растворимого гидрокарбоната свинца.

Ежегодное мировое потребление свинца составляет около 3 млн.тонн, из которых 40% используют для производства аккумуляторных батарей, 20% тетраэтилсвинца (ТЭС) и тетраметилсвинца — присадок к бензину, 12% — в строительстве, 6% — для покрытия кабелей. Тетраэтилсвинец (С2Н5)4 Pb и тетраметилсвинец (CH3)4Pb — это летучие ядовитые жидкие вещества, которые добавляют до сих пор как антидетонирующие присадки к бензинам. Поэтому выхлопы автомобилей — наиболее серьезный источник загрязнения окружающей среды свинцом.

Концентрация свинца в воздухе некоторых городов 5 мкг/см3 , и эта величина ежегодно увеличивается на 5%. Вдоль автомобильных дорог свинец абсорбируют растения (из воздуха, а не из почвы!), этот же процесс происходит при загрязнении поверхностных слоев вод. В воду свинец может попадать из загрязненных им почв.

Еще совсем недавно при приготовлении красок широко использовались свинцовые пигменты. Для этих целей, в частности, употребляли такие соединения, как хромат свинца PbCrO4 (“желтый крон”) и ортоплюмбат свинца Pb2PbO4(сурик). Известные свинцовые белила содержат основной карбонат свинца Pb(ОН)2 ∙ 2 PbCO3.

Величина ПДК свинца в воздухе составляет 3 мкг/м3, из приземного воздуха происходит оседание свинца на почву ( ПДК для почв 32 мг/кг) и травяной покров. Проникновение свинца в почву в регионах, где идут кислотные дожди, происходит гораздо интенсивнее. Среднее содержание свинца в большинстве растений 2 – 3 мг/кг, меньше всего – в бобовых, больше всего – в кабачках. С растительной пищей свинец попадает в организм человека и животных. Величина ПДК для водоисточников составляет 0,03 мг/л, нормальное содержание – в 10 раз меньше.

Для снижения содержания свинца в природных объектах применяют следующие шаги: - извлечение свинца из сточных вод и его возвращение в производство;

Важнейшая проблема загрязнения воздуха — выхлоп автомобильного двигателя и очистка выхлопа. Если уменьшать количество Pb в присадках, то увеличивается выброс других загрязнителей (прежде всего СО). Тем не менее, во многих странах концентрация свинца в бензине снижена до 1 - 0,3 г/л. Однако даже 1 г Pb способен загрязнить на уровне ПДК около 1400000 м3 воздуха. Решается вопрос о заменителях тетраэтилсвинца; конструирования принципиально новых двигателей, работающих на “не этилированном”, т.е. не содержащем свинцовых присадок бензине, либо потребляющих “альтернативное” горючее.

Влияние соединений свинца на организм человека

По-видимому, проблемы отравления свинцом были известны Плинию (Римский ученый Плиний Старший, написавший обширный энциклопедический труд «Естественная история», жил в I веке н.э.). Он предупреждал об опасности вдыхания паров свинца, но, как ни странно, советовал хранить вино в свинцовых чанах. По- видимому, некоторые следовали его совету. Скелеты, извлечённые из древнеримского кладбища, как оказалось, имеют почти в 10 раз большую концентрацию свинца, чем кости современных людей. Это дало основание предположить, что многие из древних римлян умерли от отравления свинцом. Более того, некоторые учёные полагают, что упадок и распад Римской Империи были обусловлены отравлением свинцом, которое подтачивало здоровье людей.

Свинец – загрязнитель, заслуживающий особого внимания. Несколько десятилетий отравление им считали причиной умственной отсталости и связывали его в основном с проглатыванием частиц белил. Однако в начале 1980-х гг. обнаружили, что повышенное содержание свинца распространено гораздо шире, чем ожидалось, и встречается в организмах как взрослых, так и детей. В дальнейшем, изучая случаи умственной отсталости у детей и гипертонии у взрослых, обнаружили их корреляцию с высокими уровнями свинца в крови. Источником столь широко распространённого загрязнения стали считать этилированный бензин, содержащий тетраэтилсвинец. Продукты его сгорания просто вдыхаются или оседают на пищу, воду, и т.д.

Неорганические соединения свинца (Pb2+) нарушают обмен веществ и являются ингибиторами ферментов, у детей вызывая умственную отсталость, заболевания мозга. Попадая в клетки, свинец дезактивирует ферменты. Свинец может заменять кальций в костях, становясь постоянным источником отравления. Органические соединения свинца еще более токсичны. Степень отравления свинцом определяют по концентрации его в крови. Безопасным уровнем содержания его считается (0,2 - 0,8) ·10 -4 %.

Роль свинца в жизнедеятельности организма изучена недостаточно. Известно, что свинец участвует в обменных процессах костной ткани. С другой стороны, свинец является канцерогеном и тератогеном для организма.

Полагают, что оптимальная интенсивность поступления свинца в организм человека составляет 10-20 мкг/день. Ежедневное поступление свинца в организм человека колеблется от 70 до 400 мкг. Основной источник свинца – пища, в 100 г продукта содержится свинца в мкг: в мясе (свинина) – 15, хлебе – 20, овощах – 20, фруктах – 15. Средний дневной рацион соответствует 250 мкг, что в 10 раз меньше токсической дозы. Из ЖКТ свинец выводится в виде малорастворимых фосфатов и других солей. Часть свинца всасывается и транспортируется кровью в виде комплексов с белками, дифосфоглицератом. Свыше 90% всосавшегося свинца фиксируется в костях, а также во внутренних органах. Поступление свинца с питьевой водой составляет около 6% от дозы пищевого свинца.

В организме взрослого человека содержится от 2 до 15 мг свинца. В желудочно-кишечном тракте всасывается 5-10 % (а иногда и до 50%) от поступившего свинца. Много свинца может попадать в организм с вдыхаемым воздухом (до 70% аэрозоля, содержащего свинец, оседает в легких). При больших концентрациях тетраэтилсвинца возникает риск его проникновения через кожу. У мужчин удержание свинца в организме выше, чем у женщин. Повышенное поступление с пищей кальция, фосфора, магния, цинка снижает абсорбацию свинца, тогда как на фоне дефицита железа и перечисленных элементов способность организма усваивать свинец увеличивается. Токсическое действие свинца во многом обусловлено его способностью образовывать связи с большим числом анионов – лигандов, к которым относятся сульфгидрильные группы, производные цистеина, имидазольные и карбоксильные группы, фосфаты. В результате связывания ангидридов со свинцом угнетается синтез белков и активность ферментов, например АТФ-азы. Свинец нарушает синтез гемма и глобина, вмешиваясь в порфириновый обмен, индуцирует дефекты мембран эритроцитов.

Основной путь поступления свинца лежит через ЖКТ. Степень всасывания свинца зависит от растворимости его соединений. Выводится свинец из организма со стулом (80-90%), а меньшая часть выделяется с мочой. В норме в костях содержание свинца равно 20 мг/кг, печени – 1 мг/кг, почках – 0,8 мг/кг, головном мозге – 0,1 мг/кг.

Токсическая доза для человека: 1 мг.

Летальная доза для человека: 10 г.

Индикаторы элементного статуса свинца

Биологически допустимый уровень свинца в волосах человека составляет 80-100 мкг/г. Этот показатель рассчитан для рабочих, контактирующих со свинцом на производстве. Для детей этот уровень не должен превышать 9 мкг/г. Так называемый уровень «обеспокоенности» для детей составляет 5 мкг/г. Принятые в РФ фоновые значения уровня свинца в волосах взрослых 2-4 мкг/г, крови 20 мкг/100мл.

Допустимый уровень свинца в цельной крови у детей равен 8-10 мкг/100мл, взрослых – 40 мкг/100мл. Информативными показателями избыточного накопления (интоксикации) свинца являются показатели порфиринового обмена (дельтааминоневуленовая кислота, цинк-протопорфирин в крови, уробилиноген, копропорфирин).

Повышенное содержание свинца в организме

Для всех регионов России свинец является основным антропогенным токсичным элементом из группы тяжелых металлов. Это связано с высоким индустриальным загрязнением и выбросами выхлопных газов автомобильного транспорта, работающего на этилированном бензине. От 5% до 30% населения в различных городах России страдают от избытка свинца.

Причины избытка свинца:

• избыточное поступление (в том числе при воздействии экологически неблагоприятных условий среды: выхлопных газов автомобилей работающих на этилированном бензине, производствах свинцовых красок и т.д., а также в бытовых условиях: воздействия содержащей свинец краски, присутствие свинца в детских игрушках и т.д.);
• дефицит в организме кальция, магния, цинка и железа.

Основные проявления избытка свинца:

• повышенная возбудимость, слабость, утомляемость, снижение памяти;
• головные боли;
• поражение периферической нервной системы (боли в конечностях);
• появление свинцовой каймы на деснах;
• кариес зубов, артропатия, заболевания костной системы;
• повышение артериального давления, развитие атеросклероза;
• боли в животе (свинцовые колики), спастический запор;
• истощение, исхудание, снижение массы тела;
• нарушения порфиринового обмена;
• нефропатия, прогрессирующая почечная недостаточность;
• снижение потенции;
• анемия;
• снижение устойчивости к инфекциям (особенно у детей);
• развитие синдрома сатурнизма;
• снижение содержания в организме кальция, цинка, селена.

В целом, при острой интоксикации свинцом, наиболее часто отмечаются неврологические симптомы, свинцовая энцефалопатия, «свинцовая» колика, тошнота, запоры, боли по всему организму, снижение частоты сердечных сокращений и повышение артериального давления. При хронической интоксикации наблюдается повышенная возбудимость, гиперактивность (нарушение концентрации внимания), депрессия, снижение IQ , гипертония, периферическая нейропатия, потеря или снижение аппетита, боли в желудке, анемия, нефропатия, «свинцовая кайма», дистрофия мышц кистей рук и т.д.

Нарушения развития у детей отмечаются при концентрации свинца в цельной крови 10-20 мкг/100 мл; снижение IQ у детей – от 20 до 40 мкг/100 мл, периферическая нейропатия (у взрослых и детей) – от 40 до 60 мкг/100 мл, хроническая нефропатия у взрослых – 60-80 мкг/100 мл, анемия у детей и острая нефропатия – 80-100 мкг/100 мл; энцефалопатия – 100-120 мкг/100 мл.

Коррекция избытка свинца в организме

Серосодержащие аминокислоты, витамины А, С, Е, В-комплекс, фолиевая кислота, никотинамид, Са, Мg, Zn, Fe, Cr, P, Se способствуют снижению уровня свинца в организме.

При умеренном избытке свинца и для профилактики сатурнизма используют сульфатные минеральные воды, пектин, альгинаты, желчегонные средства, поливитамины, пищевые кислоты, препараты кальция, магния, фосфора, цинка, железа. При интоксикации свинцом также используют препараты цинка, железа, витамины В, С, Е, D в терапевтических дозах и хелатирующую терапию (препараты ЭДТА, ДМСК , Д-пеницилламин) и восстановленный глутатион.

При отравлении свинцом применяют метод хелатизации с использованием широко известного комплексообразователя этилдиаминтетраацетона (ЭДТА) или 2,3 — димеркаптопропанола. Свинец в этих случаях выводится с мочой в виде хелатов. Метод позволяет снизить процент летальных исходов у отравившихся детей с 70 до 5%.

Тетраэтилсвинец (ТЭС) — антидетонирующая присадка к моторному топливу, повышающая его октановое число. В данный момент запрещена к использованию как токсичное и канцерогенное вещество.

Отравление тетраэтилсвинцом

Тетраэтилсвинец — летучая жидкость, которая уже при комнатной температуре частично переходит в парообразное состояние и через верхние дыхательные пути проникает в организм. Тетраэтилсвинец может проникать в организм и через неповрежденную кожу. Это вещество является сильным ядом, который избирательно поражает нервную систему, вызывая острые, подострые и хронические отравления. Последние обусловливаются функциональной кумуляцией, свойственной этому токсическому веществу.

Чаще отравления бывают острые и подострые. Поражается прежде всего кора большого мозга. В области вегетативных центров промежуточного мозга возникает очаг застойного возбуждения, что приводит к грубым нарушениям корково-подкорковых взаимосвязей.

Патогенез

В патогенезе отравлений тетраэтилсвинцом определенную роль играет нарушение ферментативных процессов, приводящее к развитию дегенеративных изменений в нервных клетках на фоне выраженных сосудистых расстройств (гиперемия, отек, кровоизлияния).

В развитии клинической картины острого отравления (при случайном заглатывании этилированного бензина, при случайном попадании его на большую поверхность кожи) выделяют 3 стадии — начальную, предкульминационную и кульминационную.

В начальной стадии отмечаются выраженные вегетативные расстройства: гипотермия, артериальная гипотензия и брадикардия, гиперсаливация на фоне нарушения сна, страха смерти по ночам, тревожного, подавленного настроения, головной боли, общей слабости (вегетативно-астенический синдром). В этом периоде наблюдаются своеобразные парестезии в виде ощущения клубка волос или нитей на языке.

В предкульминационной стадии проявляются резко выраженные психические нарушения: страх смерти начинает беспокоить больного не только ночью, но и днем; появляются слуховые, зрительные, тактильные галлюцинации устрашающего характера, бред преследования и отношения. Под влиянием бреда развивается психомоторное возбуждение; больные становятся агрессивными; нередки случаи, когда, пытаясь спасти свою жизнь от якобы преследующих их лиц, больные выбрасывались из окон. В клинической картине обнаруживаются признаки органического поражения головного мозга: атаксия, интенционный тремор, нистагм, анизорефлексия, дизартрия, эйфория.

В кульминационной стадии психомоторное возбуждение достигает максимального напряжения. Сознание у больных спутано. Им кажется, что их режут на куски, что тело их обвивают змеи, и т. п. Могут развиваться эпилептические припадки. На высоте психомоторного возбуждения гипотермия сменяется гипертермией (до 40°С), артериальная гипотензия — гипертензией, брадикардия — тахикардией. Резко выраженная дистония вегетативных центров может привести к развитию коллапса, заканчивающегося смертью.

В тех случаях, когда делирий затягивается, прогноз благоприятен. На смену психомоторному возбуждению приходит вегетативно-астеническое состояние. Могут оставаться дефекты психики, эмоциональная тупость, снижение интеллекта, потеря интереса к окружающему и др.

Хроническое отравление

Хроническое отравление возможно у лиц, длительно контактирующих с малыми дозами тетраэтилсвинца. Клиническая картина отравления, как и при других интоксикациях, в начальных стадиях характеризуется вегетативно-астеническим состоянием, когда отмечается повышенная утомляемость, снижение памяти и внимания, тревожный, прерывистый сон, эмоциональная неустойчивость, брадикардия, артериальная гипотензия, гипотермия, гиперсаливация, гипергидроз. Начальная стадия хронического отравления тетраэтилсвинцом, как и при отравлениях другими ядами, носит обратимый характер.

Следующая стадия, развивающаяся по мере нарастания хронического отравления, характеризуется появлением органических изменений в головном мозге. Это различные формы энцефалопатий с выраженными расстройствами психики (тревога, страх, галлюцинации) на фоне таких симптомов, как нистагм, дизартрия, атаксия, интенционный тремор, анизорефлексия, снижение интеллекта.

Третья стадия при хроническом отравлении тетраэтилсвинцом встречается редко и протекает как токсический психоз.

Лечение

Для нормализации корково-подкорковых взаимосвязей рекомендуются снотворные (барбитураты), гексенал, аминазин, наркотики (кроме морфина, который дает парадоксальный эффект, усиливая возбуждение). Назначаются также внутривенно глюкоза с витаминами группы В и аскорбиновой кислотой, дегидратирующие средства (глюкоза, магния сульфат), а также сердечные и сосудистые средства (при коллапсе).

Профилактика интоксикаций тетраэтилсвинцом и его смесями требует дальнейшего совершенствования технологического процесса и повышения культуры труда. При попадании тетраэтилсвинца на кожу необходимо тут же удалить его с помощью керосина или бензина. По окончании работы необходимо систематически пользоваться душем. Один раз в три месяца необходимо проводить медицинские осмотры лиц, работающих на заводах, производящих Тетраэтилсвинец, и один раз в 12 месяцев—лиц, работающих с этилированным бензином. Медосмотры необходимы для своевременного выявления начальных форм интоксикации. В медосмотрах должны обязательно участвовать невропатолог и терапевт, другие-специалисты — по мере необходимости