Свинець: плюси і мінуси

В даний час виробництва у всьому світі переживають черговий етап перетворень, що пов'язане з введенням нових строгіших екологічних стандартів. У даному контексті відбувається відмова від використання свинцю в чистому вигляді і у вигляді його з'єднань. Що це за метал і чому навколо нього ось вже стільки років ведуться запеклі суперечки - питання, підняті в рамках цієї статті.

Важкий метал № 1

Свинець - багато в чому ідеальний метал, адже він володіє масою важливих для промисловості достоїнств. Найбільш очевидне з них - порівняльна легкість його отримання з руд, яка пояснюється низькою температурою плавлення (всього 327°С). При обробці галеніту, найважливішої свинцевої руди, метал легко відділяється від сірки. Для цього достатньо галеніт в суміші з вугіллям обпалити на повітрі.

Із-за високої пластичності свинець легко кується, прокатується в листи і дріт, що дозволяє застосовувати його в машинобудівній промисловості для виготовлення різних сплавів з іншими металами. Широкою популярністю користуються так звані баббіти (підшипникові сплави свинцю з оловом, цинком і деякими іншими металами), друкарські сплави свинцю з сурмою і оловом, сплави свинцю з оловом для паяння різних металів.
Металевий свинець - дуже хороший захист від всіх видів радіоактивного випромінювання і рентгенівських променів. Він введений в гуму фартуха і захисних рукавиць лікаря-рентгенолога, затримуючи рентгенівські промені і оберігаючи організм від їх згубної дії. Захищає від радіоактивного випромінювання і скло, що містить оксиди свинцю. Подібне свинцеве скло дозволяє управляти обробкою радіоактивних матеріалів за допомогою “механічної руки” - маніпулятора.

При дії повітря, води і різних кислот свинець проявляє велику стійкість. Ця властивість дозволяє широко використовувати його в електротехнічній промисловості, особливо для виготовлення акумуляторів і кабельних рубок. Останні знаходять широке застосування в авіа- і радіопромисловості. Стійкість свинцю дозволяє використовувати його і для оберігання від псування мідних проводів телеграфних і телефонних ліній. Тонкими свинцевими листами покривають залізні і мідні деталі, що піддаються хімічній дії (ванни для електролізу міді, цинку і інших металів).

Кажучи про ціну свинцю, необхідно зазначити його відносну дешевизну. За цінами Лондонської біржі металів, він дешевше за цинк в середньому на $100-150, алюмінію на $800, а мідь - на $2000 за тонну

Підсумувавши, можна перерахувати дуже багато областей застосування свинцю: обробка внутрішньої поверхні хімічної апаратури, труби для перекачування кислот і стічні труби хімічних лабораторій, виробництво електричних кабелів, свинцевого скла і кришталю, глазурі (і це ще далеко не все). Книги, журнали, газети друкуються не без допомоги друкарського металу, що містить свинець. З деяких з'єднань цього металу виготовляють фарби, наприклад, білила. Природні з'єднання свинцю (сурик, глет) володіють красивим, стійким жовтим, оранжевим і червоним кольором і застосовуються як фарбники. Оксид  свинцю використовується в металургії, скляній справі і медицині. У ПВХ індустрії застосування свинцевих стабілізаторів дозволяє створювати віконні профілі стійкі до деформацій, нагрівання і сонячного світла.

Але чи так досконалий свинець?

Прихована загроза

Не дивлячись на всі свої достоїнства, свинець шкідливий для здоров'я людини, а його широке застосування в промисловості привело до того, що свинцеве забруднення можна виявити всюди. Розглянемо найважливішу біосферу, що становить, такі як повітря, вода і ґрунт. Почнемо з атмосфери. З повітрям в організм людини поступає незначна кількість свинцю (всього 1-2%), але при цьому велика його частина засвоюється.

Без сумніву, найбільш значущим джерелом забруднення атмосфери свинцем є автомобільний транспорт, що використовує етилований бензин.

Доведено, що підвищення змісту свинцю в питній воді обумовлює, як правило, збільшення його концентрації в крові. Значне підвищення вмісту цього металу в поверхневих водах пов'язане з його високою концентрацією в стічних водах рудозбагачувальних фабрик, деяких металургійних заводів, шахт і т. д., але не тільки.

В організм людини велика частина свинцю поступає з продуктами харчування - від 40% до 70% в різних країнах. Рослинні продукти в цілому містять більше свинцю, чим тварини.

На думку екологів, на сьогоднішній день серйозна ситуація склалася в містах зі свинцево-плавильними виробництвами. Там надходження свинцю і інших важких металів в організми людей перевищує допустимі норми. Проведені в Росії дослідження демонструють значну небезпеку для здоров'я забруднення навколишнього середовища міст з великими  промисловими джерелами емісії свинцю. Так, в р. Красноуральське підвищений вміст свинцю в крові був виявлений у 65 % дітей, в Гусь-Хрустальному - більш ніж у 35% дітей. А за твердженнями медиків, саме свинець є причиною психічних захворювань і важких отруєнь, як у дорослих, так і у дітей.

Свинець викликає обширні патологічні зміни в нервовій системі, порушує діяльність серцево-судинної і репродуктивної систем.

Як відомо, із забрудненого ґрунту свинець поступає в сільськогосподарські культури, а разом з їжею - безпосередньо в організм людини. Відмічено активне накопичення даного металу в капусті і коренеплодах, причому саме в тих, які повсюдно уживаються в їжу (наприклад, в картоплі). Деякі види ґрунтів міцно зв'язують свинець, що оберігає від забруднення ґрунтові і питні води, рослинну продукцію. Але тоді сам ґрунт поступово стає все більш зараженим і в якийсь момент може відбутися руйнування органічної речовини ґрунту з викидом свинцю в ґрунтовий розчин. У результаті вона виявиться непридатною для сільськогосподарського використання.

Найбільші викиди свинцю в атмосферу відбуваються в наступних галузях виробництва:

-          металургійна промисловість;

-          машинобудування (виробництво акумуляторів);

-          паливно-енергетичний комплекс (виробництво етилованого бензину);

-          хімічний комплекс (виробництво пігментів, мастил та ін.);

-          скляні підприємства;

-          консервне виробництво;

-          деревообробна і целюлозно-паперова промисловість;

-          підприємства оборонної промисловості.

Таким чином унаслідок глобального забруднення навколишнього середовища свинцем, він став усюдисущим компонентом будь-якої рослинної і тваринної їжі. У організм людини велика частина свинцю поступає з продуктами харчування - від 40% до 70% в різних країнах. Рослинні продукти в цілому містять більше свинцю, чим тварини.
Як вже було сказано, всьому провиною промислові підприємства. Природно, на самих виробництвах, що мають справу зі свинцем, екологічна обстановка гірша, ніж де б то не було. За наслідками офіційної статистики серед професійних інтоксикацій свинцева займає перше місце. У електротехнічній промисловості, кольоровій металургії і машинобудуванні інтоксикація обумовлена перевищенням ГДК свинцю в повітрі робочої зони в 20 і більше разів.

Отже, свинець ідеальний, але смертельний?

Не час для свинцю

На сьогоднішній день існує багато шляхів для вирішення “свинцевого” питання. Вводяться певні юридичні обмеження на застосування свинцю в різних сферах людської діяльності. Мабуть, найбільш відомий акт з лімітації його використання - це не таке давнє вирішення Комісії з довкілля охорони ЄС. Вже до кінця 2005 року планується відмовитися від використання цього важкого металу в багатьох галузях промисловості. Такий почин підтримують виробники самих різних товарів, необхідних в побуті.

Захист атмосфери, води і ґрунту

Найважливішим напрямом вирішення проблеми забруднення повітря свинцем стає пошук альтернативного автомобільного палива. Учені всього світу розцінюють XXI століття як “епоху метану”, перш за все тому, що це екологічно чисте паливо (основними продуктами згорання є вуглекислий газ і вода) і, що особливо важливо, його запаси значно перевищують запаси нафти. У міських умовах, де загазованість повітря максимальна, а дистанції перевезень порівняно невеликі, дуже перспективні автомобілі на водневому паливі і електромобілі. Вже створені і випробувані в реальних міських умовах електромобілі, що мають запас ходу 100-150 км.

Найбільш поширеними методами очищення води від свинцю є використання активованого вугілля і вуглецевих нанотруб.

Розроблено багато способів виведення свинцю з ґрунту шляхом додавання в неї певних речовин. Наприклад, на кафедрі ботаніки Московського лісотехнічного інституту отриманий ряд складів, що включають азотнокислий торій, п'ятиоксид ванадію, азотнокислий кобальт та деякі інші з'єднання. Вони названі адаптогенами і допомагають рослинам пристосуватися до дії шкідливих речовин підвищених концентрацій.

Свинець в їжі

Екологічність харчових продуктів залежить не тільки від того, з чого вони складаються і де вирощені, але і від процесів обробки. Одним з істотних джерел надходження свинцю в організм людини є консервовані продукти. Наприклад, вміст свинцю в м'язах тунця при сушці і розмелюванні збільшується в 400 разів, а після упаковки в запаяні консервні банки - в 4000 разів. При сушці концентрація збільшується за рахунок втрати вологи, а при упаковці в банки використовуються припої, що містять свинець.

Експерти Всесвітньої організації охорони здоров'я повідомляють, що молоко, оброблене фабричним шляхом, містить значно більше свинцю, ніж свіже коров'яче молоко. До речі кажучи, при хімічному аналізі вимитих і невимитих плодів виявилось, що від 30 до 65% свинцю знищується шляхом звичайного миття.

На жаль, більшість вітчизняних підприємств не можуть дозволити собі масштабного переобладнання систем, що відповідають за екологічну безпеку підприємства. Але у багатьох випадках це і не потрібно. Заходи, направлені на поліпшення стану повітряного середовища виробничих приміщень:

-          вдосконалення технології з метою скорочення виділення шкідливих речовин;

-          хороша вентиляція;

-          операції, що скорочують викиди забруднювачів в атмосферу.

Цікаві розробки таких російських вчених, як Л. Г. Пастухова, Ю .І. Толстова, Р. Н. Шумілова та ін. Ними на практиці доведено, що забезпечити саме виробництво свинцю можна без особливих грошових витрат. Одна з розроблених технологій полягає в оптимізації розподілу повітряних потоків, що може бути застосована на будь-яких виробництвах, пов'язаних зі свинцем. Така незначна модернізація зіграє серйозну роль в зменшенні професійної інтоксикації, обумовленій перевищенням допустимої концентрації свинцю в повітрі.

Свинець не потрібний?

Якщо говорити про масштаби, то, наприклад, Німеччина істотно обмежила використання свинцю вже з 2000 року, Голландія - з 2002-го, а такі європейські країни, як Данія, Австрія і Швейцарія, взагалі заборонили його використання. Ця тенденція стане загальною для всіх країн ЄС в 2015 р. США і Росія також активно розвивають технології, які допоможуть знайти альтернативу застосуванню свинцю. Більшість провідних корпорацій ставлять відмову від свинцю в списки першочергових завдань.

Та все ж глобальний перехід на без свинцеві технології - це завдання хай не дуже далекого, але все таки майбутнього. Як бачимо, небезпека свинцю для навколишнього середовища і здоров'я людини парадоксальним чином поєднується з його винятковою значущістю для сучасної промисловості.

Безумовно, свинець ще довгий час не втратить свого значення в різних галузях народного господарства, але альтернатива є завжди, тому оптимальне рішення обов'язково знайдеться.