Радиационная опасность свинца для окружающей среды

Острые свинцовые отравления встречаются редко.

Таблица 6

Симптомы свинцовых  отравлений

Для диагностики загрязнения  организма свинцом служит анализ крови. Концентрация свинца в крови не должна превышать 15 мкг/100 мл, у беременных и детей — 7 мкг/100 мл. Уже при концентрации свинца в крови 50 – 60 мкг/100 мл в поведении человека появляются признаки депрессии, агрессивности, а также ухудшения общего самочувствия.

Вероятно, существует связь между свинцовым загрязнением, приобретенным человеком до рождения и/или в раннем детстве, и снижением уровня его интеллекта, способности к обучению, нарушением двигательных процессов и поведения (гиперактивность). Наиболее выражены изменения психоневрологического статуса у детей, проживающих вблизи аккумуляторных и металлургических заводов.

Свинец активно влияет на синтез белка, энергетический баланс клетки и ее генетический аппарат. Многие факты говорят в пользу денатурационного механизма действия. Свинец нарушает синтез порфиринов, угнетая ряд ферментов, участвующих в их обмене. Свинец также подавляет активность SH-содержащих ферментов, холинэстеразы в мембранах эритроцитов. Свинец вызывает заметное отклонение в липоидном обмене: повышается содержание общего и не связанного с белками холестерина. Считают, что свинец способствует развитию атеросклероза. Не стоит забывать, что дети более чувствительны к свинцу, чем взрослые. Одним словом, свинец — яд, действующий на все живое и вызывающий изменения прежде всего в нервной системе, крови и сосудах.

Все соединения свинца действуют, в общем, сходно; разница в токсичности объясняется в основном неодинаковой растворимостью их в жидкостях организма, в частности в желудочном соке; но и труднорастворимые соединения свинца подвергаются в кишечнике изменениям, в результате чего их растворимость и всасываемость сильно повышаются. Свинцовые белила, сульфат и окись свинца токсичнее других соединений.

Влияние ионов  свинца на почву и растения

Вследствие глобального загрязнения окружающей среды свинцом, он стал вездесущим компонентом любой растительной и животной пищи и кормов. Растительные продукты в целом содержат больше свинца, чем животные.

Причина летнего листопада — высокое содержание свинца в воздухе. Но, концентрируя свинец, деревья тем самым очищают воздух. В течение вегетативного периода одно дерево обезвреживает соединения свинца, содержащиеся в 130 л бензина. Наименее восприимчивым к свинцу является клен, а наиболее восприимчивы орешник и ель. Сторона деревьев, обращенная к автомобильным магистралям, на 30 – 60% «металличнее». Хвоя ели и сосны обладает свойствами хорошего фильтра по отношению к свинцу. Она его накапливает и не обменивает с окружающей средой.

Накопление свинца интенсивно ведут грибы, мхи и лишайники и доводят его концентрацию до 64, 76 частей на миллион соответственно. А вот более знакомые нам овес и клевер уже при концентрации свинца 50 частей на миллион начинают замедлять рост, и урожайность снижается.

Исследователи изучили  процесс накопления свинца в почве. Из атмосферы свинец чаще всего в форме оксидов попадает в почву, где постепенно растворяется, переходя в гидроксиды, карбонаты или форму катионов.

Если почва прочно связывает свинец, то это предохраняет от загрязнения ее грунтовые и питьевые воды, растительную продукцию. Но тогда сама почва постепенно становится все более зараженной, и в какой-то момент может произойти разрушение органического вещества почвы с выбросом свинца в почвенный раствор. В итоге такая почва окажется непригодной для сельскохозяйственного использования. Общее количество свинца, которое может задержать метровый слой почвы на 1 гектаре, достигает 500 – 600 тонн. Такого количества свинца даже при очень сильном загрязнении в обычной обстановке не бывает. Почвы песчаные, малогумусовые устойчивы к загрязнению; это значит, что они слабо связывают свинец, легко отдают его растениям или пропускают через себя с фильтровыми водами.

Установлено, что в  слое глубиной до 5 см свинец накапливается  более интенсивно, чем медь, молибден, железо, никель и хром. И это печально, поскольку из всего этого ряда свинец — самый ядовитый. Ученые изучали почву и растительность в районах расположения свинцово-цинкового завода и завода по производству аккумуляторов. Свинец в почве был обнаружен в количествах, превышающих среднее раз в 40 – 50. При такой «подкормке» растения «свинцевеют». Отмечена интересная особенность растений накапливать различное количество свинца в различных своих частях. Например, салат и сельдерей накапливают значительно больше свинца в листьях, чем в корнях, а морковь и одуванчик — наоборот.

Также наблюдается активное накопление свинца в капусте и  корнеплодах, причем именно в тех, которые повсеместно употребляются в пищу; например, отмечают высокое содержание свинца в картофеле.

Выявили интересную особенность  репчатого лука. Оказалось, что на фоновых участках он содержит свинца всего 0,07 частей на 1 млн. частей сухого вещества. На придорожных участках его концентрация гораздо меньше, но степень возрастания этой концентрации десятикратная. Так что и у репчатого лука «свинцовые фильтры» не вполне надежны. Но вот что особенно странно: из всех изученных растений зеленый лук и ежа сборная оказались самыми устойчивыми к накоплению свинца; содержание свинца в них не превышало 4 частей на 1 млн.

Водное растение эйхорния, которое преимущественно произрастает в Америке, удивило ученых своим  свойством жадно поглощать всяческую  «химию», в частности свинец. Эйхорния оказалась великолепным работником по очистке водоема от химических соединений, причем работает она очень быстро. Это объясняется тем, что у эйхорнии длинные, разветвленные корни. Заметим, что, поглощая большие количества свинца, сама эйхорния остается здоровой. Оказалось, что и после насыщения ядами эйхорния может быть полезна. Ее подвергают газификации и получают газ, по свойствам близкий к природному. А из золы извлекают металлы: свинец, ртуть, кадмий.

Но, пожалуй, рекордсменом среди растений по стойкости к  соединениям свинца являются дрожжи. Биологи утверждают, что дрожжи могут поглощать огромные количества свинца в виде уксуснокислой соли — до 15 тысяч частей на миллион частей веса дрожжей — без всякого угнетения обмена веществ. Может быть, именно дрожжи помогут в борьбе с загрязнением солями свинца? Хлористый и йодистый свинец угнетает брожение. Однако повторяю, дрожжи — рекордсмен по «свинцовостойкости». Увы! Этим замечательным свойством обладают не все растения.

В ничтожном количестве свинец необходим живым организмам. Растительность суши вовлекает в биологический круговорот ежедневно 70 – 80 тыс. т. свинца. Содержание его в растениях обычно незначительно: примерно 1 – 2 тысячных долей процента от веса золы. Верхний порог концентрации свинца для растений пока не установлен. Воды рек выносят в год 17 – 18 тыс. т. свинца, что примерно в 200 раз меньше количества выплавляемого металла. Техногенное рассеивание свинца происходит интенсивно.

Влияние оксида углерода (II) на организм человека

СО вытесняет О₂ из оксигемоглобина [ОНb] крови, образуя карбоксигемоглобин [COHb], содержание О₂ может снижаться с 18 – 20% до 8% (аноксимия), а разница между содержанием НbО в артериальной и венозной крови уменьшается с 7 – 8% до 2 – 4%. Способность вытеснять О₂ из соединения с гемоглобином объясняется гораздо более близким родством последнего с СО, чем с О₂. Кроме того, в присутствии СО в крови ухудшается способность НbО к диссоциации, а отдача О₂ тканям происходит только при очень низком парциальном давлении. При острых отравлениях, в крови в соответствии с концентрацией СО и О₂ во вдыхаемом воздухе через некоторое время устанавливается равновесие: определенный процент Нb оказывается связанным с СО, остальная часть с О₂. Равновесие между концентрацией СО в крови и в воздухе достигается в течение довольно длительного времени — тем раньше, чем больше минутный объем дыхания. Когда содержание СО во вдыхаемом воздухе и в растворе, т.е. в жидкой части крови уменьшается, начинается отщепление СО от СОНb и обратное выделение его через легкие. Диссоциация СОНb происходит в 3600 раз медленнее, чем НbО. СО способен оказывать непосредственное токсическое воздействие на клетки, нарушая тканевое дыхание и уменьшая потребление тканями О₂.

СО нарушает фосфорный  обмен; нарушение азотистого обмена вызывает азотемию, изменение содержания белков плазмы, снижение активности холинэстеразы крови и уровня витамина В₆. Угарный газ влияет на углеводный обмен, усиливает распад гликогена в печени, нарушая утилизацию глюкозы и повышая уровень сахара в крови. Поступление СО из легких в кровь обусловлено концентрацией СО во вдыхаемом воздухе и длительностью ингаляции. Выделение СО происходит главным образом через дыхательные пути.

Больше всего при  отравлении страдает ЦНС. При вдыхании небольшой концентрации (до 1 мг/л) наблюдаются  тяжесть и ощущение сдавливания  головы, сильная боль во лбу и висках, головокружение, дрожь, жажда, учащение пульса, тошнота, рвота, повышение температуры тела до 38 – 40⁰С. Слабость в ногах свидетельствует о распространении действия на спинной мозг.

Способы борьбы с массовым загрязнением ионами свинца

Рекомендации  по защите биосферы от вредного влияния  ионов свинца

1. Совершенствование производственных технологий:

1. Изменение технологии производства свинца и его сплавов.

2. Проведение технического перевооружения аккумуляторных заводов.
3. Отказ от использования свинцовых пигментов в производстве декоративных красок, замена их ферритами, титанитами, алюминатами.
4. Внедрение передовых технологических процессов и оборудования для производства высокооктановых, не содержащих свинец, бензинов.

Возможно дополнительное оборудование автотранспортных средств с целью замены этилированного бензина альтернативными видами топлива. Интересной альтернативой бензину представляется метиловый спирт, полностью сгорающий до углекислого газа и воды.

До недавнего времени метанол использовался главным образом для производства различных органических производных, однако в настоящее время все более заметна его роль в производстве моторного топлива. В Германии и других странах 7 – 15% метилового спирта добавляют к бензину с целью экономии последнего. Полная же его замена метиловым спиртом сдерживается необходимостью конструкционных изменений в двигателе и пока недостаточными объемами промышленного выпуска подобного горючего, доступность которого будет определяться технологическими успехами в производстве водорода из воды. Если же в качестве углеродсодержащего компонента удастся использовать углекислый газ, избыток которого накапливается в атмосфере, то технология производства метанола существенно удешевится.

Как топливо будущего рассматривается и гидразин, достоинства которого определяются неисчерпаемостью и дешевизной сырья: азот из воздуха и водород из воды. К недостаткам следует отнести канцерогенность самого гидразина и выделение им аммиака при разложении.

Водородное топливо. В наши дни очень серьезно обсуждается эта проблема. Двигатель не нужно подвергать серьезным конструкционным изменениям. Водородное топливо в 10 раз калорийнее бензина, а в атмосферу выбрасываются только пары воды. Если оно будет применено, то, по-видимому, не раньше чем истощится природное органическое топливо, и будут созданы термоядерная и солнечная энергетики, способные обеспечить дешевой энергией технологию разложения воды.

Автомобильное газовое  топливо, топливо для автомобильных  двигателей, бывает двух видов: сжиженный газ и компримированный газ. Сжиженный газ состоит из пропана или смеси пропана с бутаном. Эти УВ, находящиеся при комнатной температуре и нормальном давлении в газообразном состоянии, под давлением сжижаются и могут закачиваться в специальные баллоны. Сжиженный газ получают при добыче нефти и природного газа, а также производят на нефтеперегонных заводах. Компримированный (сжатый) — природный газ метан. Ученые всего мира расценивают ХХI век как «эпоху метана» прежде всего потому, что это экологически чистое (основными продуктами сгорания являются углекислый газ и вода) и надежное топливо, и что особенно важно, его запасы значительно превышают запасы нефти. Имеющиеся в России запасы природного газа позволяют сохранить достигнутый уровень его добычи в течение минимум двух столетий. Широкое использование сжатого природного газа в качестве моторного топлива и массовое переоборудование автотранспорта города позволит резко снизить количество вредных токсичных выбросов:

• окислов углерода в 2 – 2,5 раза;
• окислов азота в 1,3 раза;
• УВ в 1,4 раза;
• ТЭС — полное отсутствие;
• дымность отработанных газов дизельных двигателей в 8 – 10 раз.

Техническое устройство газобаллонного оборудования практически  исключает возгорание автомобиля при самых невероятных автомобильных авариях или при неумелой эксплуатации, потому что компримированный природный газ легче воздуха, а баллоны достаточно прочны. Установка газобаллонного оборудования не приводит к потере возможности работать на бензине. Заправленный бензином бак можно держать в резерве.

Таблица №8