Väger in med 82 protoner, 82 elektroner och 125 neutroner i det periodiska systemet, bly är en mycket elakartad metall. Se fler kemibilder. © iStockphoto.com/David Freund I en scen från filmen Superman från 1978 "den suave superhjälten försöker demonstrera sin röntgensyn på Lois Lane, som står bakom en planterare. När det inte lyckas, han förklarar att planteringen måste vara gjord av bly och att han har svårt att se igenom ämnet. Senare i filmen, bad guy Lex Luthor fångar Superman genom att gömma mineralet kryptonit inuti en blybox. När Superman öppnar lådan, han utsätts för kryptonit, vilket är giftigt för honom. Vad är detta ämne som kan lura superhjältar, och varför är bly ett sådant problem för bara dödliga, också?
Bly är ett element, specifikt en av tungmetallerna. Den har följande egenskaper:
Kemiskt, den vanligaste formen av blyatom har 82 protoner, 82 elektroner och 125 neutroner (för en uppdatering, se hur atomer fungerar). Den har fyra elektroner i sin yttre energinivå eller skal , vilket innebär att den kan bilda upp till fyra kemiska bindningar med andra element. I jordskorpan, bly finns sällan som en ren metall, utan snarare som blyföreningar såsom blysulfid, blysulfat eller blyoxid. Dessa blyföreningar förekommer ofta med silver.
Bly spelar ingen roll i människokroppen och, som du utan tvekan vet, är ganska giftigt. På 1970 -talet, många amerikanska barn led av blyförgiftning genom exponering för blyfärger. Sådana färger produceras inte längre i USA, och förekomsten av blyexponering genom denna källa har minskat, utom i äldre hus (byggt före 1978). Dock, blyfärger används fortfarande i andra länder. Till exempel, under 2007, bly slog nyheten när många leksaker tillverkade i Kina återkallades eftersom de innehöll blybaserade färger (se Vad är med Kina och blyförgiftning?). Bly är fortfarande en ledande miljöfara i världen. Här, vi kommer att diskutera utvinning och raffinering av bly, dess industriella användningsområden, och dess negativa hälso- och miljöeffekter.
Innehåll
Du skulle inte se detta tecken på en bensinpump nuförtiden, men redan på 1970 -talet blygas för bilar var normen. Faktiskt, folk kallade det bara vanlig bensin, ej blyhaltig bensin. © iStockphoto.com/Katie Roberts Sedan urminnes tider, människor har känt till bly. Bly var ursprungligen en nyhet med liten användning eller värde. Dess första användning var för konstverk. Men romerska entreprenörer använde bly i stor utsträckning och utnyttjade dess formbarhet och motståndskraft mot korrosion. De gjorde blyrör för att transportera vatten och för att dränera avloppsvatten. De använde också behållare för bly till ledning som lagrade vatten. Det engelska ordet "VVS" och den kemiska symbolen för bly (Pb) kommer från det latinska ordet plumbum , som bara betyder "bly". Ledningsrör från romartiden överlever idag i romerska bad och strukturer.
Bortsett från sin roll i VVS, bly har lagts till i kosmetika, färgglada färger och pigment, glas, tennsmycken och porslin, ammunition och keramik. På 1900 -talet, bly kan också hittas i hushållsfärger, VVS, kabelmantel och tillsatser till bensin (tetraetyl -bly). Dock, när hälso -tjänstemän började inse metallens giftiga effekter på människors och miljöhälsan, användningen av bly i dessa områden har minskat kraftigt, om det inte elimineras.
I dag, du hittar främst bly i blybatterier för elektrisk kraft, som ditt bilbatteri. Enligt International Lead Association, 70 procent av blybatterierna återvinns och används för sekundär blyproduktion.
Förutom batterier, du kan hitta bly i takprodukter och strålskärmning-elementets höga densitet gör den idealisk för att absorbera gammastrålning och röntgenstrålar. De flesta glaskatodstrålerör (som i datorskärmar) har blyglas i dem för att skydda betraktaren från strålning inuti. Du hittar också bly som läggs till glas för dekorativ kristall. Slutligen, blylödning är bra för att göra elektriska anslutningar, och elementet är också praktiskt för keramiska enheter som används i elektronikindustrin.
Var kommer allt det ledningen ifrån? Det är dolt i jordskorpan, främst som en sulfid (PbS) i mineralet galena . För närvarande, 75 procent av världens ledning kommer från Kina, Förenta staterna, Australien, Kanada, Mexiko och Peru [källa:International Lead Association]. Mer bly produceras i andra hand genom att återvinna blyskrot.
Innan bly kan existera i sin färdiga form, du måste bearbeta och förfina blymalmen. Romarna använde en process som kallades cupellation att skilja silver från bly. I dag, blyindustrin extraherar elementet med hjälp av processerna för rostning och smältning, som liknar de metoder som romarna använde.
1. Stekning :Galena värms upp i luft för att omvandla blysulfid (PbS) till blyoxid (PbO), plus svaveldioxid.
2PbS + 3O 2 -> 2PbO + 2SO 2
2. Smältning :Koks (kol-C) sätts till blyoxid (PbO) och blandas med luft i en högtemperatur masugn för att erhålla blymetall. I ugnens axel, kolet förskjuter blyet från blyoxid för att bilda koldioxidgas (CO 2 ) och smält bly (Pb).
2PbO + C -> 2Pb + CO 2
Det smälta blyet sjunker till botten av ugnen, sippras av och svalnar för att bilda blystenar eller grisar (stor, avlånga massor). Slagg , en icke-metallisk biprodukt av metallsmältning, skiljer sig från smält bly, hävs av, kyls och dumpas som avfall. Smält bly som extraheras genom smältning innehåller ofta andra metallföroreningar, som zink, arsenik, koppar, silver, guld och vismut. Elektrovinning tar bort dessa föroreningar med hjälp av en elektrisk ström.
Förutom att utvinna bly från malm, Tungmetallen kan också produceras från sekundära källor, t.ex. använda batterier och skrot. Sekundär extraktion involverar också bearbetning av råvaror, smältning (eller förvandla återvunnet bly tillbaka till legeringar eller dess grundform), kylning och gjutning. För en virtuell rundtur i ett sekundärt ledningsverk och dess miljökontroller, se OSHA:s Secondary Lead Smelter eTool.
Nästa, lära oss hur bly kommer in i våra kroppar.
USA:s senator Amy Klobuchar, D-Minn., håller ett leksakståg med blyfärg medan hon vittnar inför kongressen 2007. Amerikanska lagstiftare grillade ledande befattningshavare i ledande amerikanska leksaksföretag efter produktsäkerhetsskrämmor kopplade till miljontals kinesiskt tillverkade leksaker. AFP/Getty Images Även om folkhälsoansvariga blev klokare på blyets toxicitet för decennier sedan, bly hänger kvar i färgen och rören på äldre hem och andra byggnader (byggd före 1978). Blybaserade färgflisar och flingor som lossnar från inre och yttre väggar är en exponeringskälla. Vatten som passerar genom och läcker ut från blyrör är en annan källa. Några husreparationer, som att ta bort målad gips, kan skicka blydamm till luften. Dessutom, bly från lödda metallbehållare, blyglaserad keramik, blyglasglas och blymålade leksaker fungerar som andra exponeringsvägar i hemmet.
I miljön, blybaserade produkter kan läcka ut elementet i vattnet och jorden. Till exempel, vatten som rinner från blyavloppsrör eller rinner av väggar målade med blybaserade färger kommer att bära metallen ner i jorden. Soptippar där blybatterier kan ha placerats på fel sätt kan också läcka bly i marken.
Hur är det med luften? År 1970, huvuddelen av blyutsläppen (78 procent) kom från vägkällor, bilar som drivs med blybensin, enligt U.S. Environmental Protection Agency. Metallbearbetning - kommer du ihåg smältning? - bidragit med ytterligare 11 procent, . När EPA körde siffrorna ungefär ett kvartssekel senare, myndigheten fann att utsläppskällorna hade förändrats dramatiskt. Metallbearbetning hävdade nu 52 procent av blyutsläppen, medan avfallshantering (16 procent), bränsleförbränning (13 procent), icke -vägkällor (13 procent) och andra källor (6 procent) släpade långt efter. Den drastiska förändringen, självklart, berodde på förbudet att använda blytillsatser i motorbränslen som trädde i kraft i februari 1996. Många andra länder har antagit liknande förbud.
Bly i luften, vatten eller hem kan samlas i din kropp på flera sätt. Till exempel, du kan dricka förorenat vatten eller svälja blydamm. Du gillar antagligen inte att äta färgspån eller slicka leksaker med blybaserade färger, men dina barn kanske. Hur som helst, när det väl är intaget, bly absorberas av tunntarmen och kommer in i blodomloppet.
Bly kan också komma in i kroppen genom lungorna när du andas in blydamm eller blyhaltig luftförorening. Arbetare inom metallbearbetningsindustrin (smältning) och byggnadsarbetare kan utsättas för blydamm och rök. Efter inandning, bly absorberas genom kapillärer i lungorna och kommer in i blodomloppet. Människor som arbetar med bly kan också absorbera det direkt genom huden.
Läkare mäter blyexponering genom att ta ett blodprov (finger eller hälpinne). De kan också mäta exponering genom att bedöma zinkprotoporfyrin nivåer i ditt blod. Denna zinkförening är en biprodukt av nedbrytningen av röda blodkroppar som observerats vid hög blyexponering; dock, detta test är inte lika känsligt som blodtestet.
Fortsätt läsa för att lära dig hur du får ut ledningen.
Hur mycket är för mycket?De amerikanska centren för sjukdomskontroll och förebyggande har fastställt att en blodnivå som är större än eller lika med 5 mikrogram per deciliter är oroande hos små barn. Vuxna kan ha en något högre exponering.
Barn är särskilt utsatta för blyförgiftning genom källor som blybaserade färger som används på leksaker, liksom på gamla hem och byggnader. © iStockphoto.com/Glenn Bo Till skillnad från zink eller järn, säga, Det finns ingen biologisk roll för bly i kroppen. Det är bara ett gift. Din kropp, dock, behandlar bly som kalcium, så det ackumuleras på platser där kalcium lagras, som dina ben. Eftersom kalcium har viktiga roller i kommunikationen mellan nervceller, muskelkontraktion och hormoner, bly kan störa dessa processer.
Bly påverkar hjärnan och nervsystemet, hjärta och blodkärl, njurar, matsmältningssystemet och reproduktionssystemet. Eftersom det påverkar varje system, bly ger en mängd olika symtom.
Dessa symtom kommer lätt att märkas i fall av akut blyförgiftning med relativt höga blyhalter i blodet. Men de kanske inte märks i mindre akuta fall, kommer bara upp under kronisk exponering då blodets blynivåer gradvis stiger.
Den dominerande effekten av blyförgiftning hos barn är på deras hjärna. Ett barns hjärna är inte helt "hårdkopplad" som ditt hem. Istället, när ett barns hjärna utvecklas, nya neurala kretsar bildas som svar på nya erfarenheter, lärande och minnen (neurovetenskapare kallar denna förmåga att bilda nya kopplingar formbarhet ). Dessa kretsar innebär att en eller flera neuroner kommunicerar med andra i olika delar av hjärnan genom att skicka och ta emot kallade kemiska meddelanden signalsubstanser . De nya kretsarna använder signalsubstansen, glutamat .
Nu, eftersom kroppen inte skiljer bly från kalcium särskilt bra, ledningen kan störa frisättningen av glutamat från den presynaptiska cellen och en speciell receptor i den postsynaptiska cellen som kallas NMDA -receptorn. Denna störning stör den plasticitet som är så viktig i utvecklingen av barns hjärnor.
Den bästa behandlingen för blyförgiftning är förebyggande. U.S.Centers for Disease Control and Prevention rekommenderar att alla barn i åldern 6 och under testas för bly. Om du har potentiella blykällor i ditt hus-avskalning av blybaserad färg eller blyrör-bör du eller en professionell försöka ta bort dem (genom professionell rengöring, måla över gammal färg eller ta bort farligt material).
Om blodets blynivåer är höga, receptbelagda läkemedel som Succimer kan minska blodet. I extrema fall av blyexponering, som en industriolycka, då kan giftiga halter av bly avlägsnas med keleringsterapi . I denna terapi, ett kelateringsmedel, såsom etylendiamintetraättiksyra (EDTA) infunderas i blodströmmen. Agenten binder till ledningen. Njurarna utsöndrar sedan den blybundna EDTA. På nytt, denna behandling är vanligtvis reserverad för extrema fall av blyförgiftning.
Vi är inte de enda kropparna som påverkas negativt av bly. Bly kommer in i miljön från förorenat vatten - vatten som kommer från ledningsdräneringsrör, blyhaltigt regnvatten från luftföroreningar eller regnvatten som filtrerar genom förorenad mark. Det förorenade vattnet rinner ut i grundvatten och akvatiska ekosystem. Bly påverkar organismerna i de lägre delarna av näringskedjan i dessa vattenlevande ekosystem negativt, såsom plankton (mikroskopiska växter och djur) och blötdjur. När dessa organismer dör, de sönderdelas och släpper ut sitt bly tillbaka till miljön. När de äts av organismer högre i näringskedjan som fisk, Marina däggdjur, fåglar och människor, då ackumuleras blyet i vävnaderna hos dessa högre organismer, och därmed få fler skadliga effekter.
Fortsätt läsa för mer information om denna heavy metal och relaterade berättelser.
Hur nervceller kommunicerarDin hjärna och nervsystem är gjorda av nervceller eller neuroner (för mer information, läs hur din hjärna fungerar). Som trådar i ditt hem elsystem, nervceller upprättar förbindelser med varandra i kretsar som kallas neurala vägar . Till skillnad från kablar i ditt hem, nervcellerna rör inte, men kom nära varandra kl synapser . Vid synapsen, de två nervcellerna separeras med ett litet gap eller synaptisk klyfta . Sändande neuron kallas presynaptisk cell, medan den mottagande kallas postsynaptisk cell. Nervceller skickar signalsubstanser i en enkelriktad riktning över synapsen från presynaptisk cell till postsynaptisk cell.
Källor
