Sådan fungerer Lead

I en scene fra filmen Superman fra 1978 "den suave superhelt forsøger at demonstrere sit røntgenbillede på Lois Lane, der står bag en plantemaskine. Når det ikke lykkes, han forklarer, at plantemaskinen skal være lavet af bly, og at han har problemer med at gennemskue stoffet. Senere i filmen, bad guy Lex Luthor fanger Superman ved at skjule mineralet kryptonit inde i en blyboks. Når Superman åbner kassen, han er udsat for kryptonit, hvilket er giftigt for ham. Hvad er dette stof, der kan narre superhelte, og hvorfor er bly et sådant problem for bare dødelige, også?

Bly er et element, specifikt et af tungmetallerne. Det har følgende egenskaber:

• Blåhvid farve
• Fast ved stuetemperatur
• Tæt (11,4 gange tættere end vand)
• Blød
• Formbar, eller kan støbes
• Sejt, eller let trækkes ind i wire
• Leder ikke godt strøm

Kemisk, den mest almindelige form for blyatom har 82 protoner, 82 elektroner og 125 neutroner (for en genopfriskning, se Sådan fungerer atomerne). Den har fire elektroner i sit ydre energiniveau eller skal , hvilket betyder, at den kan danne op til fire kemiske bindinger med andre grundstoffer. I Jordskorpen, bly findes sjældent som et rent metal, men snarere som blyforbindelser såsom bly -sulfid, blysulfat eller blyoxid. Disse blyforbindelser forekommer ofte med sølv.

Bly spiller ingen rolle i menneskekroppen, og som du uden tvivl ved, er ret giftig. I 1970'erne, mange amerikanske børn led af blyforgiftning ved udsættelse for blymaling. Sådanne maling produceres ikke længere i USA, og forekomsten af ​​blyeksponering gennem denne kilde er faldet, undtagen i ældre huse (bygget før 1978). Imidlertid, blymaling bruges stadig i andre lande. For eksempel, i 2007, bly ramte nyheden, da mange legetøj fremstillet i Kina blev tilbagekaldt, fordi de indeholdt blybaseret maling (se Hvad er der med Kina og blyforgiftning?). Bly er stadig en førende miljøfare på verdensplan. Her, vi vil diskutere udvinding og raffinering af bly, dets industrielle anvendelser, og dens negative sundheds- og miljøvirkninger.

1. Blygas og andre anvendelser til tungmetallet
2. Hvordan udsættes vi for at lede?
3. Blyeffekter og behandling

Blygas og andre anvendelser til tungmetallet

Siden oldtiden, mennesker har kendt til bly. Bly var oprindeligt en nyhed med lidt brug eller værdi. Dens første brug var til kunstværker. Men iværksætterromerne brugte bly i vid udstrækning og udnyttede dets formbarhed og modstandsdygtighed over for korrosion. De lavede blyrør til at transportere vand og til at dræne spildevand. De brugte også bly til line beholdere, der lagrede vand. Det engelske ord "VVS" og det kemiske symbol for bly (Pb) stammer fra det latinske ord plumbum , som bare betyder "bly". Bly VVS fra romertiden overlever i dag i romerske bade og strukturer.

Bortset fra sin rolle inden for VVS, bly er blevet tilføjet til kosmetik, farverige maling og pigmenter, glas, tin smykker og bordservice, ammunition og keramik. I det 20. århundrede, bly kan også findes i husholdningsmaling, VVS, kabelkappe og tilsætningsstoffer til benzin (tetraethyl bly). Imidlertid, da sundhedsembedsmænd begyndte at genkende metallets toksiske virkninger på menneskers og miljømæssige sundhed, brugen af ​​bly i disse områder er blevet stærkt reduceret, hvis den ikke elimineres.

I dag, du finder hovedsageligt bly i blybatterier til elektrisk strøm, ligesom dit bilbatteri. Ifølge International Lead Association, 70 procent af blybatterierne genbruges og bruges til sekundær blyproduktion.

Udover batterier, du kan finde bly i tagprodukter og strålingsafskærmning-elementets høje densitet gør det ideelt til at absorbere gammastråling og røntgenstråler. De fleste glas katodestrålerør (som dem i computerskærme) har blyglas i dem for at beskytte beskueren mod stråling fra indersiden. Du finder også bly tilsat glas til dekorativ krystal. Endelig, bly loddemetal er god til at lave elektriske forbindelser, og elementet er også praktisk til keramiske enheder, der bruges i elektronikindustrien.

Hvor kommer alt det bly fra? Det er skjult i jordskorpen, primært som et sulfid (PbS) i mineralet galena . I øjeblikket, 75 procent af verdens føring kommer fra Kina, De Forenede Stater, Australien, Canada, Mexico og Peru [kilde:International Lead Association]. Mere bly produceres sekundært ved genbrug af blyskrot.

Inden bly kan eksistere i sin færdige form, du skal behandle og forfine blymalmen. Romerne brugte en proces kaldet kupulation at adskille sølv fra bly. I dag, blyindustrien udtrækker elementet ved hjælp af ristning og smeltningsprocesser, som ligner de metoder romerne brugte.

1. Stegning :Galena opvarmes i luft for at omdanne blysulfid (PbS) til blyoxid (PbO), plus svovldioxid.

2PbS + 3O ₂ -> 2PbO + 2SO ₂

2. Smeltning :Koks (kulstof-C) sættes til blyoxid (PbO) og blandes med luft i en høj temperatur højovn for at opnå blymetal. I ovnens skaft, kulstoffet fortrænger blyet fra blyoxid til dannelse af kuldioxidgas (CO ₂ ) og smeltet bly (Pb).

2PbO + C -> 2Pb + CO ₂

Det smeltede bly synker til bunden af ​​ovnen, hæves af og afkøles til dannelse af blysten eller svin (stor, aflange masser). Slag , et ikke-metallisk biprodukt af metalsmeltning, adskiller sig fra smeltet bly, bliver hævet af, afkølet og dumpet som affald. Smeltet bly ekstraheret gennem smeltning indeholder ofte andre metalforureninger, såsom zink, arsen, kobber, sølv, guld og vismut. Elektrisk vinding fjerner disse urenheder ved hjælp af en elektrisk strøm.

Udover at udvinde bly fra malm, tungmetallet kan også fremstilles fra sekundære kilder som brugte batterier og skrot. Sekundær ekstraktion involverer også behandling af råvarer, smeltning (eller omdrejning af genvundet bly tilbage til legeringer eller elementform) afkøling og støbning. For en virtuel rundvisning i et sekundært blysmelter og dets miljøkontrol, se OSHAs Secondary Lead Smelter eTool.

Næste, lære hvordan bly kommer ind i vores kroppe.

Hvordan udsættes vi for at lede?

Selvom folkesundhedspersonale blev klogere på toksiciteten af ​​bly for årtier siden, bly hænger stadig i maling og rør af ældre boliger og andre bygninger (bygget før 1978). Blybaserede malingschips og flager, der skræller væk fra de indvendige og ydervægge, er en kilde til eksponering. Vand, der bevæger sig igennem og udvask fra blyrør, er en anden kilde. Nogle husreparationer, såsom fjernelse af malet gipsvæg, kan sende blystøv op i luften. Ud over, bly fra loddede metalbeholdere blyglaseret keramik, blyglasglas og blymalet legetøj fungerer som andre eksponeringsveje i hjemmet.

I miljøet, blybaserede produkter kan udvaskes elementet i vandet og jorden. For eksempel, vand, der løber fra blyafløbsrør eller løber væk fra vægge malet med blybaseret maling, vil føre metallet ned i jorden. Affaldsdeponeringer, hvor blybatterier kan have været placeret forkert, kan også udlede bly i jorden.

Hvad med luften? I 1970, størstedelen af ​​blyemissionerne (78 procent) kom fra kilder på vejene, såsom biler, der er fyldt med blyholdig benzin, ifølge U.S. Environmental Protection Agency. Metalforarbejdning - husker du smeltning? - bidrog med yderligere 11 procent . Da ØPA kørte tallene omkring et kvart århundrede senere, agenturet fandt ud af, at emissionskilderne havde ændret sig dramatisk. Metalforarbejdning krævede nu 52 procent af blyemissionerne, mens bortskaffelse af affald (16 procent), forbrænding af brændstof (13 procent), ikke -vejkilder (13 procent) og andre kilder (6 procent) var langt bagud. Den drastiske ændring, selvfølgelig, skyldtes forbuddet mod at bruge blyadditiver i motorbrændstoffer, der trådte i kraft i februar 1996. Mange andre lande har vedtaget lignende forbud.

Bly i luften, vand eller hjem kan ophobes i din krop på flere måder. For eksempel, du kan drikke forurenet vand eller sluge blystøv. Du kan sandsynligvis ikke lide at spise malingchips eller slikke legetøj med blybaseret maling, men dine børn kan. På den ene eller anden måde, når det er indtaget, bly absorberes af tyndtarmen og kommer ind i blodbanen.

Bly kan også komme ind i kroppen gennem lungerne, når du indånder blystøv eller blyholdig luftforurening. Arbejdere i metalforarbejdningsindustrien (smeltning) og bygningsarbejdere kan blive udsat for blystøv og røg. Efter indånding, bly absorberes gennem kapillærer i lungerne og kommer ind i blodbanen. Folk, der arbejder med bly, kan også absorbere det direkte gennem huden.

Læger måler blyeksponering ved at tage en blodprøve (finger eller hælpind). De kan også måle eksponering ved at vurdere zinkprotoporphyrin niveauer i dit blod. Denne zinkforbindelse er et biprodukt ved nedbrydning af røde blodlegemer observeret ved høj blyeksponering; imidlertid, denne test er ikke så følsom som blodprøven.

Fortsæt med at læse for at lære, hvordan du får blyet ud.

De amerikanske centre for sygdomsbekæmpelse og forebyggelse har fastslået, at et blodniveau større end eller lig med 5 mikrogram per deciliter er bekymrende hos små børn. Voksne kan have en lidt højere eksponering.

Blyeffekter og behandling

I modsætning til zink eller jern, sige, der er ingen biologisk rolle for bly i kroppen. Det er bare et toksin. Din krop, imidlertid, behandler bly som calcium, så det ophobes på steder, hvor calcium opbevares, som dine knogler. Fordi calcium har afgørende roller i kommunikationen mellem nerveceller, muskelsammentrækning og hormoner, bly kan forstyrre disse processer.

Bly påvirker hjernen og nervesystemet, hjerte og blodkar, nyrer, fordøjelsessystem og reproduktive system. Da det påvirker hvert system, bly giver en række forskellige symptomer.

• Kardiovaskulær system:forhøjet blodtryk, forstørret hjerte, problemer med elektrisk ledning
• Fordøjelsessystem:smerter, forstoppelse eller diarré, mangel på appetit
• Nervesystemet:hovedpine, humør, irritabilitet, træthed, hukommelsestab
• Nyresystem:nyresvigt, øget urinstof i blodet, anæmi
• Reproduktionssystem:nedsat seksualdrift og sterilitet/infertilitet hos begge køn
• Skeletsystem:smerter i knogler og led som bly akkumuleres i disse områder

Disse symptomer vil let blive bemærket i tilfælde af akut blyforgiftning med relativt høje blod blyniveauer. Men de er muligvis ikke mærkbare i mindre akutte tilfælde, dukker kun op under kronisk eksponering, da blodets blyniveauer gradvist stiger.

Den overvejende effekt af blyforgiftning hos børn er på deres hjerne. Et barns hjerne er ikke helt "hard-wired" som dit hjem. I stedet, som et barns hjerne udvikler sig, nye neurale kredsløb dannes som reaktion på nye oplevelser, læring og minder (neurovidenskabsfolk kalder denne evne til at danne nye forbindelser plasticitet ). Disse kredsløb involverer en eller flere neuroner, der kommunikerer med andre i forskellige dele af hjernen ved at sende og modtage opkaldte kemiske beskeder neurotransmittere . De nye kredsløb bruger neurotransmitteren, glutamat .

Nu, fordi kroppen ikke adskiller bly fra calcium særlig godt, blyet kan forstyrre frigivelsen af ​​glutamat fra den presynaptiske celle og en særlig receptor i den postsynaptiske celle kaldet NMDA -receptoren. Denne interferens forstyrrer plasticiteten, der er så vigtig i udviklingen af ​​børns hjerner.

Den bedste behandling for blyforgiftning er forebyggelse. De amerikanske centre for sygdomsbekæmpelse og forebyggelse anbefaler, at alle børn i alderen 6 år og derunder testes for bly. Hvis du har potentielle blykilder i dit hus-afskalning af blybaseret maling eller blyrør-så bør du eller en professionel prøve at fjerne dem (ved professionel rengøring, maling over gammel maling eller fjernelse af farligt materiale).

Hvis blodets blyindhold er højt, receptpligtig medicin som Succimer kan reducere blod bly. I ekstreme tilfælde af blyeksponering, såsom en arbejdsulykke, derefter kan toksiske niveauer af bly fjernes ved chelationsterapi . I denne terapi, et chelateringsmiddel, såsom ethylendiamintetraeddikesyre (EDTA) infunderes i blodstrømmen. Agenten binder sig til føringen. Nyrerne udskiller derefter den blybundne EDTA. Igen, denne behandling er normalt forbeholdt ekstreme tilfælde af blyforgiftning.

Vi er ikke de eneste organer, der er negativt påvirket af bly. Bly kommer ind i miljøet fra forurenet vand - vand, der kommer fra ledningsafledningsrør, blyholdigt regnvand fra luftforurening eller regnvand, der filtrerer gennem forurenet jord. Det forurenede vand løber ud i grundvand og akvatiske økosystemer. Bly påvirker organismerne i de nedre dele af fødekæden i disse vandøkosystemer negativt, såsom plankton (mikroskopiske planter og dyr) og bløddyr. Når disse organismer dør, de nedbrydes og frigiver deres bly tilbage til miljøet. Når de spises af organismer højere i fødekæden som fisk, havpattedyr, fugle og mennesker, så akkumuleres blyet i vævene i disse højere organismer, derved give flere dårlige effekter.

Fortsæt med at læse for mere information om dette heavy metal og relaterede historier.

Din hjerne og nervesystem er lavet af nerveceller eller neuroner (for mere information, læs hvordan din hjerne fungerer). Ligesom ledninger i dit hjems elektriske system, nerveceller opretter forbindelse med hinanden i kredsløb kaldet neurale veje . I modsætning til ledninger i dit hjem, nerveceller rører ikke, men kom tæt sammen kl synapser . Ved synapsen, de to nerveceller adskilles med et lille hul eller synaptisk kløft . Den sendende neuron kaldes presynaptisk celle, mens den modtagende kaldes postsynaptisk celle. Nerveceller sender neurotransmittere i en envejsretning hen over synapsen fra presynaptisk celle til postsynaptisk celle.

Masser mere information

Relaterede HowStuffWorks -artikler

• Hvad er der med Kina og blyforgiftning?
• Sådan fungerer din hjerne
• Udvikler den menneskelige hjerne stadig?
• Sådan fungerer aluminium
• Sådan fungerer metaldetektorer
• Sådan fungerer batterier
• Sådan fungerer atomerne
• Sådan fungerer røntgenstråler
• Sådan fungerer plastik

Flere store links

• US EPA Lead Web Site
• International Lead Association

Kilder

• Agentur for giftige stoffer og sygdomsregister, Institut for Sundhed og Human Services. "Casestudier i miljømedicin:blytoksicitet." 20. august kl. 2007. (26. september, 2008). http://www.atsdr.cdc.gov/csem/lead/pbcover_page2.html
• Agentur for giftige stoffer og sygdomsregister, Institut for Sundhed og Human Services. "Toksikologisk profil for bly." August 2007. (26. september, 2008) http://www.atsdr.cdc.gov/toxprofiles/tp13.html
• Agentur for giftige stoffer og sygdomsregister, Institut for Sundhed og Human Services. "Hvad er bly?" 15. september, 2008 (26. september, 2008) http://www.atsdr.cdc.gov/substances/lead/index.html#
• Ernesto Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory. "Lead Hazard Communications Web Training Site." 6. august, 2004. (26. september, 2008) http://www.lbl.gov/ehs/lead/index.shtml
• International Lead Association hjemmeside. (26. september, 2008) http://www.ila-lead.org/index.html
• International Lead Association. "Bly:Fakta." Kapitel fire. (26. september, 2008) http://www.ila-lead.org/Pb_facts_chpt_4.html
• Lidsky, T.I. og J.S. Schneider. "Blyneurotoksicitet i børn-grundlæggende mekanismer og kliniske korrelater." Hjerne 126:5-19, Januar 2003. (26. september, 2008) http://brain.oxfordjournals.org/cgi/content/full/126/1/5
• Khan, Ali Nawaz. "Blyforgiftning." eMedicin. 15. maj kl. 2007. (26. september, 2008) http://www.emedicine.com/radio/TOPIC386.HTM
• Kovarik, William og Matthew E. Hermes. "Brændstoffer og samfund - 60 års tetraethyl -bly." ChemCases.com. (26. september, 2008) http://chemcases.com/tel/index.htm
• Blyfaresikkerhed. "Sundhedseffekter." (26. september, 2008) http://www.onlinetrainingsys.com/TRAIN/mod29/pg5.htm
• Merck Manual Home Edition. "Blyforgiftning." Februar 2003. (26. september, 2008) http://www.merck.com/mmhe/sec24/ch297/ch297i.html
• Museum for Lead Mining. "Uddannelsesrejse." Sommer 2007. (26. september, 2008) http://www.leadminingmuseum.co.uk/educationpage.htm
• Arbejdsmiljøadministration, US Department of Labor. "Lead Secondary Smelter eTool." (26. september, 2008) http://www.osha.gov/SLTC/etools/leadsmelter/index.html
• Spivey, EN . "Vægten af ​​bly:Effekter tilføjer sig hos voksne." Environmental Health Perspectives 115 (1) 2007. (26. september, 2008) http://www.ehponline.org/members/2007/115-1/focus.html
• U.S. Environmental Protection Agency. "Bly i maling, Støv og jord. "9. september, 2008. (26. september, 2008) http://www.epa.gov/lead/
• Vinter, Mærke. "Lead:The Essentials." WebElements. 2008. (26. september, 2008) http://www.webelements.com/lead/