化学解释


元素名称:铅

元素符号:Pb
晶体结构:晶胞为面心立方晶胞。
莫氏硬度:1.5
声音在其中的传播速率:(m/S) 1190




元素原子量:207.2

元素类型金属
发现过程:早在公元前三千年左右就已被人类发现。

元素描述:第一电离能7.416电子伏特。第二电离能15.874电子伏特。熔点327.5℃,沸点1740℃。密度13.34克/厘米3。灰色重金属,质柔软,延性弱,展性强。空气中表面易化而失去光泽,变灰暗。溶于硝酸,热酸、有机酸和碱液。不溶于稀酸和硫酸。具有两性:既能形成高铅酸的金属盐,又能形成酸的铅盐。

元素来源

主要存在于方铅矿(PbS)及白铅矿(PbCO3)中,经煅烧得硫酸铅及氧化铅,再还原即得金属铅。

元素用途

主要用作电缆、蓄电池、铸字合金、巴氏合金、防X射线等的材料。

元素辅助资料

铅在地壳中含量不大,自然界中存在很少量的天然铅。但由于含铅矿物聚集,熔点又很低(328℃),使铅在远古时代就被人们所利用了。

方铅矿(PbS)直到今天都是人们提取铅的主要来源。远古时代人们偶然把方铅矿投进篝火中,它首先被烧成氧化物,然后受到的还原,形成了金属铅。

在英国博物馆里藏有在埃及阿拜多斯清真寺发现的公元前3000年的铅制塑像。在伊拉克乌尔城和其他一些城市发掘古迹所获得的材料中,不仅找到属于公元前4000年间的各种金属物件,而且有古代波斯人所用的契型文字的黏土板文件记录。这些记录说明,在公元前2350年已经从矿石中提炼出大量、银和铅。在公元前1792——前1750年巴比伦皇帝汉穆拉比统治时期,已经有了大规模铅的生产。在我国殷代墓葬中也发现有铅制的酒器卣、爵、觚和戈等。

我国在商殷至汉代青铜器中铅的含量有增大的趋势。青铜中铅的增加对于液态合金流动性的提高起了重要作用,使铸件纹饰毕露。

不过,古代人对铅和的分别并不是十分明确。罗马人称铅为黑铅,称锡为白铅,以致后来它的元素符号定为Pb。

中外古炼金家和炼丹家们对铅和铅的一些化合物进行了实验,例如在魏伯阳所著的《周易参同契》中说:“胡粉投火中,色坏还为铅。”用今天的化学方程式表示就是:

Pb3O4 + 2C ——→ 3Pb + 2CO2↑

直到16世纪以前,在用石墨制造铅笔以前,在欧洲,从希腊,罗马时代起,人们就是手握夹在木棍里的铅条在纸上写字,这正是今天“铅笔”这一名称的来源。到中世纪,在富产铅的美国,一些房屋,特别是教堂,屋顶是用铅版建造,因为铅具有化学惰性,耐腐蚀。最初制造硫酸使用的铅室法也是利用铅的这一特性。

铅的元素符号Pb是来自拉丁名称plumbum 。




汉字解释

qiān ①一种金属.②石墨.

yán 铅山,地名,在江西省.

铅污染
在所有已知毒性物质中,书上记载最多的是铅。古书上就有记录认为用铅管输送饮用水有危险性。公众接触铅有许多途径。近年来公众主要关心石油产品中含铅问题。颜料含铅,特别是一些老牌号的颜料含铅较高,已经造成许多死亡事件,因此有的国家特别制定了环境标准规定颜料中铅的含量应控制在600PPM之内。

有的国家还没有制定出标准,但是市场出售高铅含量颜料时贴出标签警示用户。食品中也发现铅的残留,或是空气中的铅降下污染食物,或是罐头皮的铅污染罐头食品。铅的另外一个重要来源是铅管。几十年以前建筑住宅时用铅管或铅衬里管道,夏天的天然冰箱也用铅衬里,这些年已经禁用,改用塑料或其它材料。

一般饮用水中铅含量的安全界限是100微克/升,而最高可接受水平是50微克/升。后来又进一步规定自来水中可接受的铅最大浓度为50微克/升(0.05毫克/升)。此外,为了研究铅对人体健康的影响,科学家着手检测人体血样的铅浓度,作为是否铅中毒的先期指标。数据表明:如果饮用水接近50微克/升,那么该病人血样的铅浓度约在30微克/升以上。吃奶的婴儿要求应该更为严格,平均血铅浓度要不超过10--15微克/升。

水厂处理水过程中可能加入和重碳酸盐以保持水呈碱性,继而减少水对输水管道的腐蚀,这个过程会带来新的风险。但是腐蚀问题很复杂,不是如此这般所能解决的,应该总体净化,但又价格昂贵。

许多化学品在环境中滞留一段时间后可能降解为无害的最终化合物,但是铅无法再降解,一旦排入环境很长时间仍然保持其可用性。由于铅在环境中的长期持久性,又对许多生命组织有较强的潜在性毒性,所以铅一直被列为强污染物范围。

急性铅中毒目前研究的较为透彻,其症状为:胃疼,头痛,颤抖,神经性烦躁,在最严重的情况下,可能人事不醒,直至死亡。在很低的浓度下,铅的慢性长期健康效应表现为:影响脑子和神经系统。科学家发现:城市儿童血样即使铅的浓度保持可接受水平,仍然明显影响到儿童智力发育和表现行为异常。我们只有降低饮用水中铅水平才能保证人们对铅的摄取总量降低。无铅汽油的推广应用为降低环境中的铅污染立了大功,特别是降低了大气中的颗粒物中的铅。

铅与颗粒物一起被风从城市输送到郊区,从一个省输送到另一个省,甚至到国外,影响其它地区,成了世界公害。科学家在北美格陵兰地区的冰山上逐年积冰的地区打钻钻取冰柱,下层的年头久远,顶层的年头捱近,易不同层次测定冰的铅含量。结果表明:1750年以前铅含量仅为20微克/吨;1860年为50微克/吨;1950年上升为120微克/吨;1965年剧增到210微克/吨。近代工业的发展,全球范围的污染日趋严重。

铅是一种化学元素,其化学符号源于拉丁文,化学符号是Pb(拉丁语Plumbum),原子量207.2,原子序数为82。铅是所有稳定的化学元素中原子序数最高的。

铅为带蓝色的银白色重金属,它有毒性,是一种有延伸性的主族金属。熔点327.502C,沸点1740C,密度11.3437克/厘米³,硬度1.5,质地柔软,抗张强度小。

铅是人类最早使用的金属之一,公元前3000年,人类已会从矿石中熔炼铅。铅在地壳中的含量为0.0016%,主要矿石是方铅矿。铅在自然界中有4种稳定同位素:铅204、206、207、208,还有20多种放射性同位素。

金属铅在空气中受到氧、水和二氧化碳作用,其表面会很快氧化生成保护薄膜;在加热下,铅能很快与氧、硫、卤素化合;铅与冷盐酸、冷硫酸几乎不起作用,能与热或浓盐酸、硫酸反应;铅与稀硝酸反应,但与浓硝酸不反应;铅能缓慢溶于强碱性溶液。

铅主要用于制造铅蓄电池;铅合金可用于铸铅字,做焊锡;铅还用来制造放射性辐射、X射线的防护设备;铅及其化合物对人体有较大毒性,并可在人体内积累。铅被用作建筑材料,用在乙酸铅电池中,用作枪弹和炮弹,焊锡、奖杯和一些合金中也含铅。


毒理学资料及环境行为

急性毒性:LD5070mg/kg(大鼠经静脉)
亚急性毒性:10μg/m3,大鼠接触30至40天,红细胞胆色素原合酶(ALAD)活性减少80%~90%,血铅浓度高达150~200 μg/100ml。出现明显中毒症状。10μg/m3,大鼠吸入3至12个月后,从肺部洗脱下来的巨噬细胞减少了60%,多种中毒症状。0.01mg/m3,人职业接触,泌尿系统炎症,血压变化,死亡,妇女胎儿死亡。
慢性毒性:长期接触铅及其化合物会导致心悸,蜴 激动,血象红细胞增多。铅侵犯神经系统后,出现失眠、多梦、记忆减退、疲乏,进而发展为狂躁、失明、神志模糊、昏迷,最后因脑血管缺氧而死亡。血铅水平往往要高于2.16微摩尔/升时,才会出现临床症状,因此许多儿童体内血铅水平虽然偏高,但却没有特别的不适,轻度智力或行为上的改变也难以被家长或医生发现。这也是为什么儿童铅中毒在国外被称为“隐匿杀手”的原因。

致癌:铅的无机化合物的动物试验表明可能引发癌症。另据文献记载,铅是一种慢性和积累性毒物,不同的个体敏感性很不相同,对人来说铅是一种潜在性泌尿系统致癌物质。
致畸:没有足够的动物试验能够提供证据表明铅及其化合物有致畸作用。
致突变:用含 1%的醋酸铅饲料喂小鼠,白细胞培养的染色体裂隙-断裂型畸变的数目增加,这些改变涉及单个染色体,表明DNA复制受到损伤。

代谢和降解:环境中的无机铅及其化合物十分稳定,不易代谢和降解。铅对人体的毒害是积累性的,人体吸入的铅25%沉积在肺里,部分通过水的溶解作用进入血液。若一个人持续接触的空气中含铅1μg/m3,则人体血液中的铅的含量水平为1~2μg/100ml血。从食物和饮料中摄入的铅大约有10%被吸收。若每天从食物中摄入10μg铅,则血中含 铅量为6~18μg/100ml血,这些铅的化合物小部分可以通过消化系统排出,其中主要通过尿(约76%)和肠道(约16%),其余通过不大为人们所知道的各种途径,如通过出汗、脱皮和脱毛发以代谢的最终产物排出体外。

残留与蓄积:铅是一种积累性毒物,人类通过食物链摄取铅,也能从被污染的空气中摄取铅,美国人肺中的含铅量比非洲,近东和远东地区都高,这是由于美国大气中铅污染比这些地区严重造成的。从人体解剖的结果证明,侵入人体的铅70%~90%最后以酸铅(PbHPO4)形式沉积并附着在骨骼组织上,现代美国人骨骼中的含铅量和古代人相比高100倍。这一部分铅的含量终生逐渐增加,而蓄积在人体软组织,包括血液中的铅达到一定程度(人的成年初期)后,然后几乎不再变化,多余部分会自行排出体外(如上所述),表现出明显的周转率。鱼类对铅有很强的富集作用。

迁移和转化:据加拿大渥太华国立研究理事会1978年对铅在全世界环境中迁移研究报导,全世界海水中铅的浓度均值为0.03μg/L,淡水0.5μg/L。全世界乡村大气中铅含量均值0.1μg/m3,城市大气中铅的浓度范围1~10μg/m3。世界土壤和岩石中铅的本底值平均为13mg/kg。铅在世界土壤的环境转归情况是:每年从空气到土壤15万吨,从空气转移到海洋25万吨,从土壤到海洋41.6万吨。每年从海水转移到底泥为40~60万吨。由于水体、土壤、空气中的铅被生物吸收而向生物体转移,造成全世界各种植物性食物中含铅量均值范围为0.1~1mg/kg(干重),食物制品中的铅含量均值为2.5mg/kg,鱼体含铅均值范围0.2~0.6mg/kg,部分沿海受污染地区甲壳动物和软体动物体内含铅量甚至高达3000mg/kg以上。

铅的工业污染来自矿山开采、冶炼、橡胶生产、染料、印刷、陶瓷、铅玻璃、焊锡、电缆及铅管等生产废水和废弃物。另外,汽车排气中的四乙基铅是剧毒物质。水体受铅污染时(Pb0.3~0.5mg/L),明显抑制水的自净作用,2~4mg/L时,水即呈浑浊状。

危险特性:粉体在受热、遇明火或接触氧化剂时会引起燃烧爆炸。
燃烧(分解)产物:氧化铅。

3.现场应急监测方法
四羧醌试纸比色法《空气中有害物质的测定方法》,杭士平主编
速测仪法;分光光度法;阳极溶出伏安法《突发性环境污染事故应急监测与处理处置技术》万本太主编

4.实验室监测方法
监测方法 来源 类别
原子吸收法 GB7475-87 水质
mcso-四(对磺基苯)卟啉光度法 WS/T126-1999 作业场所空气
化物发生-原子吸收法 WS/T127-1999 作业场所空气
原子吸收法 GB/T15555.2-95 固体废物浸出液
石墨炉原子吸收法 GB/T17141-1997 土壤
火焰原子吸收法 GB/T17140-1997 土壤
火焰原子吸收法 GB/T15264-94 空气质量
原子吸收法 CJ/T101-99 城市生活垃圾
原子吸收法 《固体废弃物试验分析评价手册》中国环境监测总站等译 固体废弃物

5.环境标准
中国(TJ36-79) 车间空气中有害物质的最高容许浓度 0.03mg/m3 [铅烟];0.05mg/m3 [铅尘]
中国(TJ36-79) 居住区大气中有害物质的最高允许浓度 0.0007mg/m3(日均值)
中国(GB3092-1996) 环境空气质量标准 季平均:1.50ug/m3
年平均:1.00ug/m3
中国(GB16297-1996) 大气污染物综合排放标准(铅及其化合物) ①最高允许排放浓度(mg/m3):
0.90(表1);0.70(表2)
②最高允许排放速率(kg/h):
二级0.005~0.39;三级0.007~0.60(表1)
二级0.004~0.33;三级0.006~0.51(表2)
③无组织排放监控浓度限值:
0.0060mg/m3(表2);0.0075mg/m3(表1)
中国(GB5749-85)生活饮用水水质标准 0.05mg/L
中国(GHZB1-1999) 地表水环境质量标准(mg/L) Ⅰ类 0.01;Ⅱ类0.05 ;Ⅲ类0.05;Ⅳ类0.05;Ⅴ类 0.1
中国(GB/T14848-93) 地下水质量标准 (mg/L) Ⅰ类0.005;Ⅱ类0.01;Ⅲ类0.05;Ⅳ类 0.1;Ⅴ类>0.1
中国(GB3097-1997) 海水水质标准(mg/L) Ⅰ类0.001;Ⅱ类0.005 ;Ⅲ类0.010;Ⅳ类0.050
中国(GB5048-92) 农田灌溉水质标准0.1mg/L(水作、旱作、蔬菜)
中国(GB11607-89) 渔业水质标准 0.05mg/L
中国(GB8978-1996) 污水综合排放标准 1.0mg/L
中国(GB15618-1995)土壤环境质量标准(mg/kg) 一级35;二级250~350;三级500
中国(GB5058.3-1996) 固体废弃物浸出毒性鉴别标准值 3mg/L
中国(GWKB3-2000) 生活垃圾焚烧污染控制标准焚烧炉大气污染物排放限值:1.6mg/m3(测定均值)
中国(GB8172-87) 城镇垃圾农用控制标准 100mg/kg


6.应急处理处置方法

一、泄漏应急处理

切断火源。戴好防毒面具,穿好一般消防防护服。用洁净的铲子收集于干燥净洁有盖的容器中,用水泥、沥青或适当的热塑性材料固化处理再废弃。如大量泄漏,收集回收或无害处理后废弃。
①对于泄漏的PbCl4和Pb(ClO4)2,应戴好防毒面具等全部防护用品。用干砂土混合,分小批倒至大量水中,经稀释的污水放入废水系统。
②对于泄漏的PbO、四甲(乙)基铅和Pb3O4,应戴好防毒面具等全部防护用品。用干砂土混合后倒至空旷地掩埋;污染地面用肥皂或洗涤剂刷洗,经稀释的污水放入废水系统。
③对于泄漏的PbF2,应戴好防毒面具等全部防护用品。在泄漏物上撒上纯碱;被污染的地面用水冲洗,经稀释的污水放入废水系统。
④对于泄漏的Pb(BrO3)2、PbO2和Pb(NO3)2,应戴好防毒面具等全部防护用品。被污染的要面用水冲洗,经稀释的污水放入废水系统。
⑤对于泄漏的烷基铅,用不燃性分散剂制成乳液刷洗。如无分散剂可用砂土吸收,倒至空旷地方掩埋;被污染的地面用肥皂或洗涤剂刷洗,经稀释的污水放入废水系统。

处理方法:当水体受到污染时,可采用中和法处理,即投加石灰乳调节pH到7.5,使铅以氢氧化铅形式沉淀而从水中转入污泥中。用机械搅拌可加速澄清,净化效果为80%~96%,处理后的水铅浓度为0.37~0.40mg/L。而污泥再做进一步的无害化处理。对于受铅污染的土壤,可加石灰、磷肥等改良剂,降低土壤中铅的活性,减少作物对铅的吸收。

二、防护措施

呼吸系统防护:作业工人应该佩戴防尘口罩。
眼睛防护:必要时可采用安全面罩。
防护服:穿工作服。
手防护:必要时戴防护手套。
其它:工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作后,淋浴更衣。实行就业前和定期的体检。保持良好的卫生习惯。

三、急救措施

皮肤接触:脱去污染的衣着,用肥皂水及流动清水彻底冲洗。
眼睛接触:立即翻开上下眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。就医。
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。呼吸困难时给输氧。呼吸停止时,立即进行人工呼吸。就医。
食入:给饮足量温水,催吐,就医。

灭火方法:干粉、砂土。
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