Токсикологические свойства и методы определения свинца в атмосферном воздухе

Токсикологические свойства и методы определения свинца в атмосферном воздухе ...

Введение
1 Источники загрязнения
1.1 Естественные источники загрязнения
1.2 Антропогенные источники загрязнения
2 Токсикологическая характеристика свинца
2.1 Характеристика химического состава
2.2 Санитарно-гигиеническая характеристика воздуха содержащего свинец
2.3 Влияние свинца на биоту
2.4 Влияние свинца на человека
3 Методы определения содержания свинца в воздухе
Заключение
Список литературы

Роль металлов в развитии и становлении технической культуры человечества исключительно велика. Твердость, пластичность, ковкость сделали их незаменимым материалом для изготовления орудий труда и производства.

Дети более чувствительны к свинцу.Все соединения свинца действуют в общем сходно. Разница в токсичности объясняется лишь одинаковой растворимостью их в жидкостях организма, в частности в желудочном тракте. Однако и труднорастворимые соединения свинца подвергаются в кишечнике изменениям, в результате чего их растворимость и всасываемость сильно повышаются. Растворимость карбоната и оксида свинца в крови выше, чем в воде. Боросиликат свинца нерастворим в воде, однако в печени и костях отравляемых животных свинец обнаруживается. То же самое относится и к сульфиду свинца, который при поступлении в организм через дыхательные пути вызывал у белых крыс и морских свинок симптомы хронического отравления, характерные для отравления другими соединениями свинца. Свинцовые белила, сульфат и оксид свинца токсичнее других его соединений.Особым действием характеризуются лишь соединения свинца, содержащие токсический анион: арсенаты, хроматы и азид свинца. При хроническом отравлении арсенатом свинца интоксикация протекает как мышьяково-свинцовая. Высокой токсичностью обладает и пыль стеарата свинца.Свинец попадает в окружающую среду различными путями. Один из распространенных - взаимодействие с водой и кислородом воздуха:Pb + O2 + H2O ---> Pb(OH)2В основных средах свинец может накапливаться в значительных концентрациях, образуя растворимые плюмбиты:Pb(OH)2 + OH- ---> PbO22- + H2OЕсли в воде присутствует СО2 (концентрация данного газа в легких достаточно большая), то это приводит к образованию довольно хорошо растворимого гидрокарбоната свинца:Pb + O2 ---> PbOPbO + CO2 ---> PbCO3PbCO3 + H2O + CO2 ---> Pb(HCO3)2Органические комплексы свинца становятся значимыми только при достаточно высокой концентрации лигандообразователей - более 10-6 М.Интенсивность сорбции-десорбции свинца речными отложениями зависит от особенностей их литологического состава и от содержания органических веществ. При отсутствии растворимых комплексообразующих форм свинец полностью сорбируется при рН > 6. Уровень общего содержания свинца в атмосферных осадках обычно колеблется от 1 до 50 мкг/л. В промышленных районах он может достигать 1000 мкг/л.Неорганические соединения свинца нарушают обмен веществ и являются ингибиторами ферментов, вызывают умственную отсталость, заболевание мозга. Попадая в клетки, свинец (как и многие другие тяжелые металлы) дезактивирует ферменты. Реакция идет по сульфгидрильным группам белковых составляющих ферментов:R-S-H+ Pb2+ ---> R-S-Pb-S-R + 2H+R-S-HСвинец может заменять кальций в костях, становясь постоянным источником отравления. Органические соединения свинца еще более токсичны.2.2 Санитарно-гигиеническая характеристика воздуха содержащего свинецПредельно допустимая концентрация для свинца и его неорганических соединений 0,01 мг/м3, суточная – 0,0017 мг/м3, а среднесменная концентрация 0,007 мг/м3. Для цирконата – титаната свинца 0,1 мг/м3. Пыль оптического стекла, содержащего свинец, рекомендовано нормировать по свинцу, то есть 0,01 мг/м3. Для пыли свинцово-силикатного волокна марок В-50 и В-70 и пыли трехосновного сульфата свинца – 0,01 мг/м3 в пересчете на свинец.Свинец относится к веществам первого класса опасности (чрезвычайно опасный).Лимитирующий показатель вредности — санитарно-токсикологический.2.3 Влияние свинца на биотуУвеличение содержания свинца в почве, как правило, но не всегда, ведет к его накоплению растениями как на незагрязненных почвах, так и почвах естественных геохимических аномалий. В соответствии с этим содержание свинца в растениях, выращенных на почвах легкого механического состава (песчаных и супесчаных) колеблется от 0,13 до 0,96 мг/кг; в почвах тяжелосуглинистых (с рН < 5,5) 0,22-0,96 мг/кг; в почвах тяжелосуглинистых (с pH 5,5) в более широких пределах 0,34-7,0 мг/кг. Более высокие концентрации свинца (до 1000 мг/кг) характерны для растительности на техногенно загрязненных территориях: в окрестностях металлургических предприятий, рудников по добыче полиметаллов и, главным образом, вдоль автострад. Размеры зоны влияния автотранспорта на экосистемы сильно варьируют, и ширина придорожных аномалий содержания свинца в почве может достигать 100-150 м. Лесные полосы вдоль дорог задерживают в своих кронах потоки свинца от автотранспорта. В условиях города размеры свинцовых аномалий определяются условиями застройки и структурой зеленых насаждений. В сухую погоду происходит накопление свинца на поверхности растений; после обильных дождей значительная его часть (до половины) смывается. На загрязненных свинцом почвах безопаснее 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 Российской Федерации не проводились.2.4 Влияние свинца на человекаИоны свинца, поступившие в организм, соединяются с сульфгидрильными и другими функциональными группами ферментов и некоторых других жизненно важных белковых соединений. Около 90 % ионов свинца, поступивших в кровь, связываются с эритроцитами. Свинец является протоплазматическим ядом, вызывающим изменения главным образом в нервной ткани, крови и сосудах. Ядовитость соединений свинца в значительной степени связана с растворимостью их и в желудочном соке, и в других жидкостях организма. Хроническое отравление свинцом дает характерную клиническую картину. Смертельная доза различных соединений свинца неодинакова. Дети особенно чувствительны к нему. Свинец поражает все отделы головного мозга, особенно гипоталамические отделы и ретикулярную формацию ствола. Свинец блокирует ферменты, участвующие в синтезе гема. Развивается гипохромная анемия при нормальном содержании железа сыворотки. Кроме того, свинец повышает гемолиз эритроцитов. Свинец не относится к числу биологических элементов, но обычно присутствует в воде и пище, откуда поступает в организм. Человек, не занятый работой со свинцом, поглощает в сутки 0,05 - 2 г свинца (в среднем 0,3 мг). Соединения свинца способны аккумулироваться в костной ткани, печени, почках. Около 10% его всасывается организмом. Свинец откладывается в печени и в трубчатых, несколько меньше в плоских костях. В остальных органах откладывается в незначительном количестве. Отсюда необходимость обнаружения свинца во внутренних органах трупов людей, умерших от других причин, и обязательное количественное определения его при положительных результатах качественного анализа.Естественное содержание свинца (в миллиграммах на 100 г органа) в печени 0,130; в почке 0,027; в трубчатых костях 1,88; в желудке и кишечнике 0,022 и 0,023.Соединения свинца частично откладываются в костной ткани в виде трехзамещенного фосфата. Патологоанатомическая картина в острых случаях общая для соединений тяжелых металлов.Острое отравление свинцом - головная боль, слабость, головокружение, рвота, брадикардия, артериальная гипотензия, потливость, слюнотечение, зуд, парестезии, тремор конечностей. Симптомы часто развиваются через 6 - 48 часов после отравления. При вдыхании паров более выражена неврологическая симптоматика: бессонница, головная боль, атаксия, судороги, галлюцинации, психомоторное возбуждение. При пероральном приеме - диспептические расстройства: жажда, отрыжка, боль в животе, тошнота, рвота, диарея. У детей в течение 1-5 дней - стойкая неукротимая рвота, атаксия, судороги, нарушения сознания. Хроническое отравление свинцом - возможно возникновение тремора конечностей, повышенной утомляемости, раздражительности, расстройств памяти, бессонницы. Дискомфорт в области живота, рвота, снижение массы тела, гипотрофия мышц. Возможно развитие почечной недостаточности.Тяжелая интоксикация (острая или хроническая): алиментарный синдром - анорексия, привкус металла (при хронической интоксикации - ощущение волоса) во рту, кишечные колики, напряжение мышц брюшной стенки (иногда), на дёснах - свинцовая (сине-черная) кайма. Нервно-мышечный синдром (чаще у взрослых): безболезненный периферический неврит и слабость мышц-разгибателей. При хроническом отравлении - свинцовая энцефалопатия (чаще у детей) с эпилептиформными припадками, коматозное состояние; долговременные остаточные явления, включающие неврологические дефекты (нейроциркуляторная триада - артериальная гипотензия, брадикардия, гипотермия), психопатологические расстройства (упорные головные боли, бессонница, повышенная возбудимость, беспокойный сон с кошмарами), задержка умственного развития (у детей). При остром отравлении - галлюцинации, бред, психомоторное возбуждение, маниакальный синдром, судороги.Отравление свинцом во время беременности приводит к рождению недоношенных детей. Свинец обладает тератогенными свойствами.3 Методы определения содержания свинца в воздухеОтбор проб и их подготовка к анализуВ воздухе свинец содержится в виде аэрозолей и паров свинецорганических соединений, в основном антидетонационных присадок и продуктов их разложения. Эти ингредиенты очень различны по химическим свойствам, токсичности и принятым ПДК. Поэтому отбор и анализ проб воздуха направлены на раздельное определение РЬ в аэрозолях и в свинец - органических соединениях.