Токсичность свинца

Размещено на http://www.allbest.ru/

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.

Организм получает с пищей до 45 мкг свинца, в организме задерживается 16 мкг (что составляет 40% всего количества свинца, поступающего в организм человека за день). У взрослых усвояемость свинца до приема пищи составляет 60-80%, после еды - 6%, а у детей - до 50% даже после еды.

Поглощенный свинец проникает в кровь, распределяется в костных (до 90%) и мягких (печень, почки, мозг) тканях, а также в волосах, ногтях и зубах. Более активно свинец усваивается при дефиците в организме соединений железа, кальция, цинка и при повышенном поступлении витамина D.

Для связывания и быстрого выведения свинца желательно использовать продукты, богатые пектином (овощи и фрукты), которые не подвергались термической обработке. Специфическое средство для снижения содержания свинца - кисломолочные продукты. Они связывают свинец и препятствуют его накоплению в крови и костной ткани. После попадания свинца в организм человека часть его выводится с мочой, а часть (в зависимости от возраста, рациона питания и ряда других факторов) остается в организме.

Биологический период его полувыведения из костей - 20 лет.

По данным недавних обследований, почва большинства российских городов содержит свинца в среднем 30 мг/кг. Содержание свинца в почве значительно выше там, где расположены предприятия, связанные с его использованием.

4. Острое и хроническое отравление свинцом

Острые отравления свинцом встречаются редко. Для хронических отравление характерны так называемые кардинальные признаки: свинцовая кайма - темно-серая или лиловато-аспидная узкая полоска по краю десен, преимущественно у передних зубов (гематогенно подведенный свинец под влиянием имеющегося во рту сероводорода превращается в сульфид свинца и откладывается в десневом крае); свинцовый колорит - землисто-серый цвет лица с легкой желтушностью. Повышенное содержание в крови ретикулоцитов и базофильно-зернистых эритроцитов; повышенное содержание в моче порфиринов и свинца.

Свинец циркулирует в крови в виде высокодисперсного коллоидального фосфата и альбумината свинца. Выделяется преимущественно через толстую кишку и почки. Может быть обнаружен во всех секретах (слюна, желудочный сок, желчь, грудное молоко). В моче в норме - до 0,04-0,05 мг/л свинца; в кале - в 2-3 раза выше. Откладывается преимущественно в костях, затем в печени, почках. В костях может сохраняться многие годы. При нарушении кислотно-основного равновесия может выйти из костей в виде легкорастворимого фосфата свинца и снова циркулировать в крови. Такое неблагоприятное действие могут оказать травма, инфекция, алкоголизм.

Свинец - протоплазматический яд широкого спектра действия, вызывает преимущественно изменения в нервной, сердечно-сосудистой системе, крови; нарушение ферментативных реакций, участвующих в синтезе гемоглобина; нарушение витаминного обмена; снижение иммунобиологической реактивности организма.

Отравление свинцом вызывает следующие синдромы:

- Астеновегетативный синдром возникает в ранней стадии интоксикации: слабость, быстрая утомляемость, плохой сон, плохой аппетит, судороги и парестезии в конечностях, потливость, бледность кожных покровов, белый или смешанный дермографизм, повышенная механическая возбудимость мышц, артериальная гипотония, умеренная брадикардия, вялость, апатия. Обычно этот синдром сочетается с другими признаками свинцового отравления.

- Свинцовая энцефалопатия (в России встречается лишь при бытовых отравлениях) - органическое рассеянное поражение головного мозга: упорные головные боли, особенно в затылочной области, головокружения, слабость, понижение памяти, плохой сон, легкая рассеянная органическая симптоматика, вялость, заторможенность, иногда сочетающаяся с эмоциональной лабильностью, эпилептиформные припадки.

- Поражение периферической нервной системы. Двигательные полиневриты с параличом мышц-разгибателей («висячая кисть», «висячая стопа»). Наблюдаются обычно вегетативно-чувствительные полиневриты (нерезкий болевой синдром, цианоз или бледность кистей и стоп, их гипотермия, понижение чувствительности дистального типа), реже анимально-вегетативные полиневриты с нерезкими двигательными нарушениями (понижение мышечного тонуса на руках и ногах, снижение мышечной силы, особенно в мелких мышцах кистей, понижение пяточных - ахилловых рефлексов).

- Анемический синдром. Слабость, головокружения, астения. Бледность кожных покровов, похудание. Гипохромная анемия. Базофильно-зернистые эритроциты свыше 0,05 % (при исследовании в светлом поле), в тяжелых случаях - до 1-2%. Порфиринурия. Ретикулоцитоз и копропорфиринурия - ранние признаки интоксикации, содержание гемоглобина в крови падает позже.

- Желудочно-кишечный синдром. Отсутствие аппетита, тошнота, запоры, сладкий вкус во рту, боли в животе, не связанные с приемом пищи, схваткообразного характера. При рентгеноскопии желудка определяются усиленная перистальтика и ускоренная эвакуация, наличие «каскада» желудка.

- Свинцовая колика (в России встречается редко): рвота, резкие мучительные схваткообразные боли в животе; живот втянут, давление на живот несколько облегчает боль, упорный спастический запор до 10-14 дней; больной мечется, стонет, кричит, не может найти удобного положения в постели; пот, брадикардия, артериальная гипертензия, свинцовая анемия; длительные стазы в тонкой кишке, спазмы привратника. Выраженный вегетативный криз, который могут спровоцировать различные стресс-факторы: нервно-психическая травма, инфекция, алкоголизм. Следует учитывать условия труда, анамнез, изменения крови и другие признаки интоксикации, а также некоторые указанные выше клинические особенности.

- Печеночный синдром. Функциональная недостаточность печени - нарушение протромбинообразовательной (один из ранних симптомов), пигментной, белоксинтезирующей и антитоксической функций печени. Печень плотновата, несколько увеличена. Гепатит протекает на фоне общих признаков свинцовой интоксикации, что позволяет судить о его токсической природе.

- Сердечно-сосудистый синдром. Ангиодистонические явления, спазмы сосудов сетчатки, спастико-атоническое состояние капилляров. Свинец способствует развитию синдрома Рейно и облитерирующего эндартериита. При ранних признаках интоксикации - гипотония. При длительном контакте со свинцом - транзиторная, затем стойкая гипертония. Нередко развитие гипертонической болезни как отдаленного последствия свинцовой интоксикации. Отмечается неблагоприятное течение гипертонической болезни при хроническом отравлении.

- Нарушения холестеринового обмена. Как ранняя неспецифическая реакции - снижение прочности связи между холестерином и белком. Нейроциркуляторные и обменные нарушения способствуют раннему развитию атеросклероза (подтверждено экспериментально). Ранний склероз сосудов головного мозга; нефросклероз. Наблюдается более тяжелое течение атеросклероза при свинцовом отравлении. Длительный стаж работы со свинцом, относительно раннее развитие, неблагоприятное течение, наличие признаков интоксикации (изменения крови, порфиринурия), циркуляция свинца в организме могут служить критерием для установлении профессиональной этиологии заболевания. Возможно развитие стенокардии, инфаркта миокарда (на почве раннего атеросклероза и спазма коронарных сосудов), дистрофии миокарда. Нарушение витаминного баланса в организме - гиповитаминоз С, B1 и др. Эндокринные нарушения: «свинцовый» базедовизм (возможен в начальных стадиях); нарушения менструального цикла у женщин, возможно неблагоприятное действие на течение беременности и родов.

Биологического привыкания к свинцу не наблюдается. Повторные отравления возникают в более короткие сроки и протекают обычно тяжелее. Отмечается повышенная чувствительность к свинцу женщин и подростков.

У лиц, контактирующих со свинцом, в особенности перенесших свинцовое отравление, наблюдаются как проявление неспецифического действия яда повышенная заболеваемость гриппом, ангиной, банальными желудочно-кишечными заболеваниями, активизация туберкулезного процесса.

Классификация свинцовых отравлений

1. Носительство свинца - наличие повышенных количеств свинца в моче, наличие каймы при отсутствии симптомов, указывающих на отравление.

2. Легкое свинцовое отравление:

а) состояния, сопровождающиеся отдельными симптомами интоксикации, без заметного падения процента гемоглобина;

б) астеновегетативный синдром в легкой форме.

3. Свинцовое отравление средней тяжести:

а) малокровие;

б) свинцовая колика, нерезко выраженная;

в) токсический гепатит, клинически выраженный;

г) астено-вегетативный синдром;

д) чувствительная форма полиневрита.

4. Тяжелое свинцовое отравление;

а) малокровие (гемоглобин ниже 50 %);

б) свинцовая колика (выраженная форма);

в) энцефалопатия;

г) свинцовые параличи.

5. Профилактика и лечение поражений

свинец токсичность отравление лечение

Синдромальное лечение на фоне терапии комплексонами. Комплексоны образуют со свинцом очень прочные соединения, легко удаляющиеся почками. Наибольшее распространенно получили тетацин-кальций и пентацин. Тетацин-кальций вводят внутривенно капельно по 20 мл 10% раствора в 200 мл 5% раствора глюкозы в течение 3 дней (1 раз в день) с последующим перерывом 3-4 дня. Всего 2-4 цикла. Введение тетацина-кальция следует сочетать с назначением препаратов железа и витамина B12. Курс лечения пентацином состоит из двух или трех 3-дневных циклов внутривенных вливаний 5 или 10% раствора по 20 мл 1 раз в день с интервалами между циклами в 5 дней.

На время лечения больные должны переводиться на работу вне контакта со свинцом. При лечении комплексонами надо учитывать противопоказания (гемофилия, понижение свертываемости крови, гипокальциемия, болезни печени и почек).

Питание в период обострения - продукты, способствующие депонированию свинца (молоко), вне обострения - выделению (кислые). В качестве профилактического (обезвреживающего) продукта рекомендуется введение в пищевой рацион пектинов (желеобразующие вещества), содержащихся в большом количестве в растительных продуктах (яблоки, груши, абрикосы, свекла, морковь, капуста и др.). Наблюдения на людях показали, что регулярная дача пектинов (200 г салата из свежей капусты и моркови) способствовала большему выведению свинца и улучшению общего состояния.

Экспертиза трудоспособности.

При носительстве свинца - врачебное наблюдение. При легком отравлении соответствующее лечение (лучше в стационарных условиях), затем перевод на другую работу (временную) на 1-2 месяца. В дальнейшем - врачебное наблюдение. При повторении легкого отравления - постоянный перевод на другую работу.

При отравлениях средней тяжести - лечение в условиях стационара. Предоставление больничного листка сроком на 2 месяца, желательно с последующим присоединением отпуска. Санаторно-курортное лечение. Возвращение на работу лишь при условии полного выздоровления. Врачебное наблюдение. При рецидиве, стойкости или обострении интоксикации - постоянное трудоустройство - перевод на другую работу.

При тяжелом отравлении - лечение в стационаре, в санаторно-курортных условиях, обязательный перевод на другую работу без контакта со свинцом (а также другими токсическими факторами).

Профилактика поражений.

Замена свинца менее токсичными веществами. Герметизация аппаратуры, устранение ручных операций, эффективная местная и общая вентиляция. Соблюдение правил личной гигиены - смена одежды, душ, прием пищи в особо выделенных помещениях. Санация полости рта. Профилактическое питание. Запрещение труда подростков, не достигших 18 лет, при выплавке свинца, его обработке и пайке, в аккумуляторных производствах и др. Запрещение труда женщин в ряде профессий, где имеется контакт с расплавленным свинцом.

В период беременности и кормления женщины должны быть отстранены от работы со свинцом. При наличии в анамнезе данных, указывающих на стойкие нарушения менструального цикла, наклонность к выкидышам, - работа со свинцом абсолютно противопоказана

Список использованных источников

1. Лужников Е.А. Клиническая токсикология: Учеб. пособие для мед. вузов/ Е.А. Лужников. - М.: Медицина, 1999. - 414 с.

2. Вредные химические вещества.: Справ.изд./ Под ред. В.А. Филова и др.- Л.: Химия, 1990.

3. Глинка Н.Л. Общая химия/ Н.Л. Глинка.- Л.: Химия, 1988.- 702 с.

4. Коровин Н.В. Общая химия/ Н.В. Коровин. - М.: Высшая школа, 2000.- 256 с.

Размещено на Allbest.ru