При какой температуре испаряется свинец

Содержание

• 1 Исторические сведения
• 2 Происхождение названия
• 3 Нахождение в природе
• 4 Получение 4.1 Производство в мире

Слитки свинца

Исторические сведения

Свинец используется многие тысячелетия, поскольку он широко распространён, легко добывается и обрабатывается. Он очень ковкий и легко плавится. Выплавка свинца была первым из известных человеку металлургических процессов. Бусины из свинца, датируемые 6400 г. до н. э., были найдены в культуре Чатал-Хююк. Самым древним предметом, сделанным из свинца, часто считается статуэтка стоящей женщины в длинной юбке времён первой династии Египта, датируемая 3100—2900 гг. до н. э., хранящаяся в Британском музее (инвентарный номер EA 32138). Она была найдена в храме Осириса в Абидосе и привезена из Египта в 1899 году. В Древнем Египте использовались медальоны из свинца. В раннем бронзовом веке свинец использовался наряду с сурьмой и мышьяком. Указание на свинец как на определённый металл имеется в Ветхом Завете.

Свинцовые трубы древнеримского водопровода с надписями

Самым крупным производителем свинца доиндустриальной эпохи был Древний Рим, с годовым производством 80 000 тонн. Добыча римлянами свинца происходила в Центральной Европе, римской Британии, на Балканах, в Греции, Малой Азии и Испании. Римляне широко применяли свинец в производстве труб для водопроводов, свинцовые трубы часто имели надписи римских императоров. Правда, ещё Плиний и Витрувий считали, что это нехорошо для общественного здоровья.

Папская булла 1637 года со свинцовой печатью

После падения Римской империи в V в. н. э. использование свинца в Европе упало и оставалось на низком уровне около 600 лет. Затем свинец начали добывать в восточной Германии. Свинцовый сахар ещё с римских времён добавляли в вино для улучшения его вкусовых качеств, это стало широко распространено и продолжалось даже после запрета папской буллой в 1498 году. Такое использование свинца в средние века приводило к эпидемиям свинцовой колики. В Древней Руси свинец использовали для покрытия крыш церквей, а также широко применяли в качестве материала навесных печатей к грамотам Позднее, в 1633 году, в Кремле был сооружён водопровод со свинцовыми трубами, вода по которому шла из Водовзводной башни, он просуществовал до 1737 года.

В алхимии свинец ассоциировался с планетой Сатурн и обозначался её символом ♄. В древности олово, свинец и сурьму часто не отличали друг от друга, считая их разными видами одного и того же металла, хотя ещё Плиний Старший различал олово и свинец, называя олово «plumbum album», а свинец — «plumbum nigrum».

Индустриальная революция привела к новому росту потребности в свинце. К началу 1840-х гг. годовое производство очищенного свинца впервые превысило 100 000 тонн и выросло до более чем 250 000 тонн в течение следующих 20 лет. До последних десятилетий XIX века добыча свинца в основном проводилась тремя странами: Британией, Германией и Испанией. К началу XX века добыча свинца в Европе стала меньше, чем в остальном мире, благодаря увеличившейся добыче в США, Канаде, Мексике и Австралии. До 1990 года большое количество свинца использовалось (вместе с сурьмой и оловом) для отливки типографских шрифтов, а также в виде тетраэтилсвинца — для повышения октанового числа моторного топлива.

Области применения свинцовых сплавов

Свинец активно применяется для источника тока полученного химическим путем. Около ¾ всей массы произведенного металла используется для создания свинцовых аккумуляторов. Несмотря на конкуренцию щелочных источников энергии, свинец вырабатывает электричество более высокого напряжения. Элемент применяется для обмоток сверхпроводящих трансформаторных систем. Компонент был одним из первых замеченных веществ со свойствами сверхпроводимости. Свинцовый сплав (баббит) нашел применение в создании подшипников, благодаря антифрикционным свойствам. Свинец широко применяется для создания электрических предохранительных систем благодаря возможности создания легкоплавких соединений с другими металлами (кадмием или оловом).

Подшипники из свинцового сплава

20% всего объема компонента идет на создание оболочки силового кабеля для подземных и подводных линий. Свинец начали применять в военном деле во времена Римского государства, в качестве снарядов для катапульты. Современная промышленность производит из свинца пули и другие комплектующие для спортивного инвентаря, боевого и охотничьего оружия. Свинец популярен в качестве универсального припоя, включая случаи, когда соединить метал другим вариантом затруднительно.

Металл активно применяется для защиты от радиоактивного излучения, благодаря своей массе. Благодаря дешевизне компонент устанавливается в рентген кабинетах, и на ядерных полигонах.

Также элемент используется, как часть звукоизоляционного покрытия и в кровельном деле. Также материал используют в сейсмостойких фундаментах строений, и уплотнений между кладкой. Краска со свинцом используется на технических сооружениях (мосты, каркасные строения).

Происхождение названия

Происхождение слова «свинец» неясно. Этот металл по-болгарски называется «оло́во», в большинстве других славянских языков (сербско-хорватском, чешском, польском свинец называется словом, близким по звучанию к «олово»: волава

,
olovo
,
ołów
и т. п. Слово с тем же значением, но похожее по произношению на «свинец», встречается в языках балтийской группы:
švinas
(литовский),
svins
(латышский), а также в нескольких славянских — русском, украинском (
свинець
), белорусском (
свінец
) и словенском (
svinec
).

Латинское plumbum

дало английское слово
plumber
— водопроводчик (в Древнем Риме трубы водопровода были именно из этого металла, как наиболее подходящего для отливки), и название венецианской тюрьмы со свинцовой крышей — Пьомби, из которой, по некоторым данным, ухитрился бежать Казанова.

Меры безопасности

Дома нереально добиться закипания свинца, так как температура при этом должна быть крайне высокой. Так или иначе, но летучесть этого металла заметно увеличивается уже при 700 градусов.

При повышении температурных показателей, люди, находящиеся рядом, могут пострадать от неблагоприятного воздействия испарений материала.

В том случае, если нет необходимости, не нужно доводить свинец до «красноты». Расплавленный свинец может навредить следующим образом:

1. При попадании на поверхность кожного покрова, он может стать причиной сильных ожогов, так как температура плавления свинца довольно высокая.
2. Капли металла быстро прожигают предметы одежды.
3. Если раскалённый металл попадёт на легковоспламеняющиеся предметы и материалы, то это запросто может стать причиной пожара.

А также следует избегать попадания жидкости в раскалённый металл. В противном случае может появиться фонтан из раскалённых брызг, которые могут доставить много проблем.

Плавить свинец нужно на свежем воздухе или в помещении с хорошей вентиляцией. Нежелательно избегать применения защитных средств. Респиратор или обыкновенная марля способны защитить лёгкие от металлической пыли.

Нахождение в природе

Содержание в земной коре — 1,6·10−3 % по массе. Самородный свинец встречается редко, круг пород, в которых он установлен, достаточно широк: от осадочных пород до ультраосновных интрузивных пород. В этих образованиях он часто образует интерметаллические соединения (например, звягинцевит (Pd,Pt)3(Pb,Sn) и др.) и сплавы с другими элементами (например, (Pb + Sn + Sb)). Он входит в состав 80 различных минералов. Важнейшие из них: галенит PbS, церуссит PbCO3, англезит PbSO4 (сульфат свинца); из более сложных — тиллит PbSnS2 и бетехтинит Pb2(Cu,Fe)21S15, а также сульфосоли свинца — джемсонит FePb4Sn6S14, буланжерит Pb5Sb4S11. Всегда содержится в рудах урана и тория, имея часто радиогенную природу. В природных условиях часто образует крупные залежи свинцово-цинковых или полиметаллических руд стратиформного типа (Холоднинское, Забайкалье), а также скарнового (Дальнегорское (бывшее Тетюхинское), Приморье; Брокен-Хилл в Австралии) типа; галенит часто встречается и в месторождениях других металлов: колчеданно-полиметаллических (Южный и Средний Урал), медно-никелевых (Норильск), урановых (Казахстан), золоторудных и др. Сульфосоли обычно встречаются в низкотемпературных гидротермальных месторождениях с сурьмой, мышьяком, а также в золоторудных месторождениях (Дарасун, Забайкалье). Минералы свинца сульфидного типа имеют гидротермальный генезис, минералы окисного типа часты в корах выветривания (зонах окисления) свинцово-цинковых месторождений. В кларковых концентрациях свинец входит практически во все породы. Единственное место на земле, где в породах больше свинца по сравнению с ураном — Кохистанско-Ладакхская дуга на севере Пакистана.

Галенит, Дальнегорское скарновое месторождение

В таблице приведены некоторые параметры распространённости свинца в природных условиях по А. П. Виноградову:

Обобщённые концентрации элементов в минералах приведены в таблице, в скобках — количества минералов, по которым рассчитаны средние содержания компонентов.

Фазовые диаграммы растворимости

Смотрите также: Фазовая диаграмма

Сульфат свинца (II) плохо растворим, что видно на следующей диаграмме, показывающей добавление SO.42− в раствор, содержащий 0,1 М Pb2+. PH раствора 4,5, как и выше, Pb2+ концентрация никогда не может достигать 0,1 М из-за образования Pb (OH)2. Обратите внимание, что Pb2+ растворимость падает в 10000 раз, как SO42− достигает 0,1 М.

Добавление хлорида может снизить растворимость свинца, хотя в средах с высоким содержанием хлоридов (например, царская водка) свинец может снова стать растворимым в виде анионных хлорокомплексов.

Получение

Для получения свинца в основном используют руды, содержащие галенит. Сначала методом флотации получают концентрат, содержащий 40—70 процентов свинца. Затем возможно несколько способов переработки концентрата в веркблей (черновой свинец): прежде широко распространённый метод шахтной восстановительной плавки, разработанные в СССР метод кислородно-взвешенной циклонной электротермической плавки свинцово-цинковых продуктов (КИВЦЭТ-ЦС), метод плавки Ванюкова (плавка в жидкой ванне). Для плавки в шахтной (ватержакетной) печи предварительно производят агломерационный обжиг концентрата, а затем его загружают в шахтную печь, где происходит восстановление свинца из оксида.

Веркблей, содержащий более 90 процентов свинца, подвергается дальнейшему очищению. Сначала для удаления меди применяют зейгерование и последующую обработку серой. Затем щелочным рафинированием удаляют мышьяк и сурьму. Далее выделяют серебро и золото с помощью цинковой пены и отгоняют цинк. Обработкой кальцием и магнием удаляют висмут. В результате содержание примесей падает до менее чем 0,2 %.

Производство в мире

Страны — крупнейшие производители свинца (включая вторичный свинец) на 2004 год (по данным ILZSG):

Физические свойства

Свинец имеет довольно низкую теплопроводность, она составляет 35,1 Вт/(м·К), при температуре 0 °C. Металл мягкий, режется ножом, легко царапается ногтем. На поверхности он обычно покрыт более или менее толстой плёнкой оксидов, при разрезании открывается блестящая поверхность, которая на воздухе со временем тускнеет. Температура плавления — 600,61 K (327,46 °C), кипит при 2022 K (1749 °C). Относится к группе тяжёлых металлов; его плотность — 11,3415 г/см3 (при +20 °C). С повышением температуры плотность свинца падает:
Изменение плотности свинца в зависимости от температуры

Предел прочности на растяжение — 12—13 МПа (МН/м2).

При температуре 7,26 К становится сверхпроводником.

Свойства свинца

Свинец обладает прекрасной пластичностью и ковкостью, но низкой устойчивостью к нагрузке на разрыв. Металл плотный и тяжелый при сравнительной мягкости. Плавится уже при температуре 327 0C, что делает работу с металлом предельно легкой. Сдерживает радиоактивное излучение — например, свинцовый лист толщиной всего 5 миллиметров будет непроходим для рентгеновских лучей.

В металлургии и промышленности ценится способность свинца вступать в сплавы с металлами, которые между собой без свинца соединяться не могут. Устойчивость к кислотам (сравнимая с золотом) находит применение в различных производственных отраслях — из свинца изготавливают трубы и емкости для транспортировки кислот. В сочетании с низкой стоимостью, перечисленные качества предопределили сферы использования этого уникального металла. Картину портит лишь один существенный минус — токсичность для человека и окружающей среды.

Химические свойства

Электронная формула: 5s25p65d106s26p2, энергия ионизации (Pb → Pb+ + e−) равна 7,42 эВ. На внешней электронной оболочке находятся 4 неспаренных электрона (2 на p- и 2 на d-подуровнях), поэтому основные степени окисления атома свинца — +2 и +4.

• Соли двухвалентного свинца реагируют со щелочами, образуя почти нерастворимый гидроксид свинца:

Pb2+ + 2OH− = Pb(OH)2

• При избытке щёлочи гидроксид растворяется:

Pb(OH)2 + 2OH− = [Pb(OH)4]2−

• Реагирует со щелочами и кислотами:

Pb + 2NaOH + 2H2O = Na2[Pb(OH)4] + H2↑ Pb + 4HNO3 = Pb(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O Pb + 2HCl = PbCl2 + H2↑
Свинец образует комплексные соединения с координационным числом 4, например, [Pb(OH)4]2−

Реакция диспропорционирования между PbO2 и Pb лежит в основе работы свинцовых аккумуляторов.

Organolead

Основная статья: Неорганическое соединение

Самыми известными соединениями являются два самых простых отвес деративы: тетраметилсвинец (TML) и тетраэтилсвинец (ТЕЛ); однако гомологи этих, а также гексаэтилсвинец (HEDL), обладают меньшей стабильностью. Тетралкильные деративы содержат свинец (IV); связи Pb – C ковалентны. Таким образом, они напоминают типичные органические соединения.[14]

Свинец легко образует эквимолярный сплав с натрий металл, который реагирует с алкилгалогениды формировать металлоорганический соединения свинца, такие как тетраэтилсвинец.[15] Энергии связи Pb – C в TML и TEL составляют всего 167 и 145 кДж / моль; соединения, таким образом, разлагаются при нагревании, и первые признаки состава TEL наблюдаются при 100 ° C (210 ° F). Пиролиз дает элементарный свинец и алкильные радикалы; их взаимодействие вызывает синтез HEDL.[14] Они также разлагаются под воздействием солнечного света или ультрафиолетового излучения.[16] В присутствии хлора алкилы начинают замещаться хлоридами; R2PbCl2 в присутствии HCl (побочный продукт предыдущей реакции) приводит к полной минерализации с образованием PbCl2. Реакция с бромом происходит по тому же принципу.[16]

Основные соединения свинца

Основная статья: Категория:Соединения свинца

Свинец в соединениях может находиться в степенях окисления +2 и +4, образуя соединения Pb(II) и Pb(IV), соответственно. В обеих степенях окисления свинец является амфотерным и может как выступать в роли катионов Pb2+ и Pb4+, так и входить в состав анионов (плюмбита PbO2- 2 с Pb(II) и плюмбатов с Pb(IV): метаплюмбата PbO2- 3 и ортоплюмбата PbO4- 4), в связи с этим может образовывать четыре типа солей.

Галогениды свинца

Свинец образует галогениды в степени окисления +2 вида PbHal2 для всех галогенов. Известны также галогениды свинца(IV): PbF4 и PbCl4, тетрабромиды и тетрайодиды не получены.

• Фторид свинца(II)
• Хлорид свинца(II) — белый кристаллический порошок, растворим в горячей воде. Хорошо растворяется также в растворах других хлоридов, особенно в хлориде аммония NH4Cl.
• Бромид свинца(II)
• Йодид свинца(II)

Халькогениды свинца

Халькогениды свинца — сульфид свинца PbS, селенид свинца(II) PbSe и теллурид свинца PbTe — представляют собой кристаллы чёрного цвета, которые являются узкозонными полупроводниками.

Оксиды свинца

Основная статья: Оксиды свинца

Оксиды свинца имеют преимущественно основный или амфотерный характер. Многие из них окрашены в красные, жёлтые, чёрные, коричневые цвета. На фотографии в начале статьи, на поверхности свинцовой отливки, в её центре видны цвета побежалости — это тонкая плёнка оксидов свинца, образовавшаяся из-за окисления горячего металла на воздухе. Свинец образует два простых оксида — оксид свинца(II) PbO и оксид свинца(IV) PbO2 — и один смешанный Pb3O4 (свинцовый сурик), фактически являющийся плюмбатом (IV) свинца(II) Pb2PbO4.

Соли свинца

• Сульфат свинца(II) PbSO4
• Нитрат свинца(II) Pb(NO3)2
• Ацетат свинца(II) Pb(CH3COO)2 (свинцовый сахар
  ).
• Хромат свинца(II) PbCrO4

Оксиды и сульфиды

Известны три оксида: PbO, Pb3О4 (иногда называемый «миниум»), и PbO2. Первый имеет два аллотропа: α-PbO и β-PbO, оба со слоистой структурой и тетракоординированным свинцом. Альфа-аллотроп имеет красный цвет и имеет расстояние Pb – O 230 пм; бета-аллотроп имеет желтый цвет и имеет расстояние Pb – O 221 и 249 пм (из-за асимметрии).[5] Благодаря схожести оба аллотропа могут существовать под стандартные условия (бета с малым (10−5 относительные) примеси, такие как Si, Ge, Mo и др.). PbO реагирует с кислотами с образованием солей и со щелочами с образованием плюмбитов [Pb (OH)3]− или [Pb (OH)4]2−.[6]

Диоксид может быть получен, например, путем галогенизации солей свинца (II). Альфа-аллотроп ромбоэдрический, а бета-аллотроп четырехугольный.[6] Оба аллотропа имеют черно-коричневый цвет и всегда содержат некоторое количество воды, которую невозможно удалить, поскольку нагревание также вызывает разложение (на PbO и Pb3О4). Диоксид — мощный окислитель: он может окислять соляную и серную кислоты. Он не реагирует с щелочным раствором, но реагирует с твердыми щелочами с образованием гидроксиплюмбатов или с основными оксидами с образованием свинцов.[6]

Реакция свинца с серой или сероводородом дает сульфид свинца. Твердое вещество имеет структуру, подобную NaCl (простая кубическая), которую оно сохраняет до температуры плавления 1114 ° C (2037 ° F). Если нагревание происходит в присутствии воздуха, соединения разлагаются с образованием моноксида и сульфата.[7] Соединения практически нерастворимы в воде, слабых кислотах и ​​(NH4)2S / (NH4)2S2 Раствор является ключевым для отделения свинца от аналитических элементов I – III групп, олова, мышьяка и сурьмы. Соединения растворяются в азотной и соляной кислотах с образованием элементарной серы и сероводорода соответственно.[7] При нагревании смеси монооксида и сульфида образуется металл.[2]

2 PbO + PbS → 3 Pb + SO2↑

Изотопы

Основная статья: Изотопы свинца

Весь свинец в основном является смесью изотопов 204Pb, 206Pb, 207Pb, 208Pb. Эти изотопы не радиоактивны, то есть стабильны. Свинец — последний элемент в периодической таблице, у которого существуют стабильные изотопы, элементы после свинца стабильных изотопов не имеют (хотя висмут-209 на практике можно считать стабильным, т.к. его период полураспада примерно в миллиард раз больше возраста Вселенной). Изотопы 206Pb, 207Pb, 208Pb являются радиогенными и образуются в результате радиоактивного распада соответственно 238U, 235U и 232Th. Изотоп 208 82Pb126 является одним из пяти существующих в природе дважды магических ядер. Схемы радиоактивного распада имеют вид:

238U → 206Pb + 84He; 235U → 207Pb + 74He; 232Th → 208Pb + 64He.

Уравнения распада имеют вид соответственно:

206Pb =238 U (eλ8t − 1 ), 207Pb =235 U (eλ5t − 1 ), 208Pb =232 Th(eλ2t − 1 ),

где 238U, 235U, 232Th — современные концентрации изотопов; λ8 = 1,55125 ⋅ 10−10 год−1, λ5 = 9,8485 ⋅ 10−10 год−1, λ2 = 4,9475 ⋅ 10−11 год−1 — постоянные распада атомов соответственно урана 238U, урана 235U и тория 232Th.

Кроме этих изотопов, известны и нестабильные изотопы 194Pb — 203Pb, 205Pb, 209Pb — 214Pb. Из них наиболее долгоживущие — 202Pb и 205Pb (с периодами полураспада 52,5 тысяч и 15,3 млн лет). Короткоживущие изотопы свинца 210Pb (радий D), 211Pb (актиний B), 212Pb (торий B) и 214Pb (радий B) имеют периоды полураспада соответственно 22,2 года, 36,1 мин, 10,64 ч и 26,8 мин (в скобках приведены редко используемые исторические названия этих изотопов); эти четыре радиоактивных изотопа входят в состав радиоактивных рядов урана и тория и, следовательно, также встречаются в природе, хотя и в крайне малых количествах.

Количество ядер изотопа 204Pb (нерадиогенного и нерадиоактивного) является стабильным, в минералах свинца концентрация 204Pb во многом зависит от концентрации радиогенных изотопов, образованных как в процессе распада радиоактивных ядер, так и в процессах вторичного преобразования свинецсодержащих минералов. Поскольку число радиогенных ядер, образовавшихся в результате радиоактивного распада, зависит от времени, то и абсолютные, и относительные концентрации зависят от времени образования минерала. Этим свойством пользуются при определении возраста горных пород и минералов.

Влияние свинца на живые организмы

Свинец опасен не только в патронах (Фото с сайта ohota.guru)

Известно, что свинец является токсическим веществом, загрязнение окружающей среды которым зависит от хозяйственной деятельности человека. В статье рассмотрены пути проникновения свинца в живые организмы, механизмы и последствия воздействия металла на процессы жизнедеятельности. Ионы свинца влияют на биохимические процессы в организме, связываясь непосредственно c ферментами, на физиологические – путем изменения свойств биомембран и ионных каналов. Таким образом, свинец запускает каскадные изменения в организме, приводя к тяжелым последствиям. Благодаря способности накапливаться в тканях организмов свинец может быть причиной серьезных патологий при хроническом отравлении даже при незначительном превышении его концентрации в окружающей среде.

Токсическое воздействие свинца и его соединений на организмы известно давно, но только в прошлом веке началось систематическое изучение его механизмов. Свинец, на ряду с такими известными вредными веществами, как ртуть, формальдегид, мышьяк, входит в число самых распространенных и опасных загрязнителей окружающей среды по мнению ВОЗ. Считается, что наибольшую роль в загрязнении лито-, гидро- и атмосферы свинцом внес автотранспорт. Дело в том, что в топливо для двигателей внутреннего сгорания добавляли антидетонирующую присадку, содержащую свинец – тетраэтилсвинец. Токсичность для человека этого вещества была известна с самого начала, но не принималась в расчет до определенного момента. Начиная с восьмидесятых годов прошлого века, развитые страны стали отказываться от использования этой присадки (Россия приняла закон в 2002 г.). Однако свинец продолжает быть загрязняющим веществом антропогенного происхождения, поскольку применяется в других отраслях хозяйственной деятельности. Симптомы острого отравления свинцом вы не пропустите – это колики, острое поражение почек, гемолиз. А вот хроническое отравление небольшими дозами, иногда даже дозами ниже ПДК, можно принять за стресс или симптомы других заболеваний – головные боли, бессонница, анемия, проблемы с репродуктивной функцией и прочее. Поэтому исследования механизмов воздействия свинца на живые организмы весьма актуальны. В статье ученые из Петрозаводска cделали обзор литературных данных о влиянии свинца на растения, животных и человека. Несомненно, эта тема интересна не только для специалистов-биологов, но и для гораздо большего круга людей.

Поступление и накопление свинца в растениях

. Этот раздел, на мой взгляд, не вполне отражает обзорную идею статьи, поскольку сведения носят отрывочный и поверхностный характер. Так, авторы пишут, что эффективность процессов поглощения свинца из почвы зависит от свойств почвы и от видовой специфики растений, а из воздуха – от анатомо-морфологических особенностей листьев растений. Однако это совершенно тривиальные утверждения, а вот каковы причины и механизмы этих зависимостей? На мой взгляд, можно было хотя бы упомянуть общие представления. Например, в популярном синопсисе «Гипераккумуляция цезия: у кого в вершках больше, чем в корешках?» к статье О. С. Железновой, С. А. Тобратова (ЖОБ №5, т. 80, 2019) содержится указание на то, что мембранные транспортные системы корней способны ограничивать поступление тяжелых металлов в надземные части, а папоротники и мхи не имеют таких систем.

Авторы констатируют также, что растения способны накапливать свинец в различных органах в больших концентрациях. Так, вблизи промышленных зон зафиксировано превышение концентрации свинца в тканях растений (не уточняется в каких именно) в 500 раз по отношению к фоновым условиям. Приводится пример с растениями вблизи автомагистралей, где зафиксировано превышение в 5-200 раз. Поскольку данные про автомагистрали 1989 года, хотелось бы знать, повлиял ли запрет на использование тетраэтилсвинца в топливе на эту ситуацию, каковы оценки по содержанию свинца на сегодняшний день? Известно, что постепенно концентрация свинца в (по крайней мере некоторых) органах растений может снижаться при уменьшении его содержания в среде, но каковы сроки и механизмы этого процесса у растений тоже остается за рамками данного обзора.

Воздействие свинца на растения

. Последствия повышенной концентрации свинца в тканях растений представлены на схеме (рис. 1). Как видно из схемы, свинец оказывает влияние на все важные процессы жизнедеятельности растений: угнетает фотосинтез, дыхание, рост, водный обмен. Это в свою очередь приводит к замедлению роста растений, снижению продуктивности. Среди механизмов влияния на физиологические процессы можно выделить конкурентное вытеснение ионов некоторых металлов, участвующих в минеральном обмене растения – железо, марганец, цинк. Показано, что при высокой концентрации металла в тканях растений также падает содержание фосфора, калия и кальция.

Рис. 1. Последствия повышенной концентрации свинца в тканях растений представлены на схеме.

В присутствии свинца в клетках возрастает количество активных форм кислорода, повреждающие свойства которого хорошо известны. Механизм взаимодействия ионов свинца с биомолекулами, приводящий к этим последствиям, к сожалению, в тексте статьи не прописан. Присутствие свинца значительно снижает активность довольно большого числа ферментов, задействованных в фундаментальных обменных процессах: фотосинтезе, гликолизе, фосфорилировании и др. В данном случае отрицательный эффект свинца на активность ферментов во многом связан с взаимодействием ионов металла с SH-группами белков, в результате чего белки инактивируются. Также свинец способен связываться непосредственно с ДНК, препятствуя таким образом ее нормальной работе.

Воздействие свинца на организм животных

. Свинец проникает в организм животных с питьем, пищей и через воздух. По-видимому, в разных ситуациях могут преобладать разные пути попадания металла в организм, наиболее частым способом все-таки является загрязненная пища: растения и животные способны накапливать свинец в тканях, потребляемых конечными консументами. Упоминаемый выше механизм конкурентного вытеснения свинцом железа, кальция, цинка, приводит к поломке физиолого-биохимических процессов. Воздействуя на ферменты, задействованные в синтезе гема, свинец способствует развитию анемии. По-видимому, сходный механизм выведения ферментов из рабочего состояния приводит к серьезным нарушениям нервной системы: ослабевают изолирующие свойства миелиновых оболочек, страдает синтез нейротрансмиттеров. Как и в растениях свинец вызывает повреждение ферментов с SH-группами и способствует увеличению количества активных форм кислорода в клетках, неспецифически повреждающих биомолекулы.

В результате повреждающего действия свинца на физиологические и биохимические процессы у животных развиваются: анемия, сердечно-сосудистые заболевания, нейродегенеративные симптомы, снижение иммунитета, нарушение дыхания и пищеварения, потеря аппетита и массы тела, и другое.

Воздействие свинца на организм человека

. Посчитано, что основная доля свинца (до 90% от общего содержания) попадает в организм человека с загрязненной питьевой водой и продуктами питания. Доля стабильной фракции этого металла аккумулируется в костях и составляет порядка 90-95%, оставшиеся 5-10% циркулируют в крови и распределены в паренхиматозных органах. Период полувыведения свинца из мягких тканей составляет 25-40 суток, из костей более 10 лет. В организме человека, как и у других животных, свинец дезактивирует целый ряд ферментов, задействованных в жизненно важных биохимических процессах: митохондриальное дыхание, белковый синтез, нарушение синтеза гема и проч. Ионы свинца также влияют на минеральный обмен. В присутствии повышенной концентрации свинца в клетках наблюдается повышение количества активных форм кислорода. В результате разнопланового воздействия свинца изменяются свойства мембраны клетки. Затрагивая биохимические и физиологические фундаментальные процессы, свинец вызывает каскадные изменения в работе организма. Поэтому хроническая интоксикация свинцом вызывает спектр патологий различных систем – кроветворной, сердечно-сосудистой, нервной, репродуктивной и мочевыделительной.