برخي خواص سرب

خاصيت هدايت الكتريكي سرب پايين است و اين فلز به‌شدت در برابر پوسيدگي مقاومت مي‌كند و به همين علت از آن براي نگهداري مايعات فرسايشگر (مثل اسيد سولفوريك) استفاده مي‌شود. همچنين با افزودن مقادير خيلي كم آنتيموان يا فلزات ديگر به سرب مي‌توان آن را سخت كرد. اين فلز (در حالت عنصري) پس از آهن، آلومينيوم، مس و روي بيشترين كاربرد را دارد، سرب پس از آهن دومين فلزي است كه به‌طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته و احتمالا قديمي‌ترين سم شيميايي شناخته شده است.

كاربردهاي اوليه سرب

استفاده در سازه‌هاي ساختماني، رنگدانه‌هاي مورد استفاده در لعاب سراميك، لوله‌هاي انتقال آب، در واسيل تزييني كاخ‌ها، سقف‌ها و پنجره‌هاي ساختمان‌هاي قديمي، ساچمه و گلوله.

موارد استفاده معمولي سرب

در باتري‌هاي اسيد سرب، در اجزاي الكترونيكي، روكش كابل، مهمات، در شيشه‌هاي CTR، سراميك، شيشه‌هاي سرب‌دار، تجهيزات و چاشني‌هاي انفجاري در آتشباري معادن، آلياژها، پيوتر، اتصالات و مواد پركننده دندان، در بام‌ها به‌عنوان درزگير براي محافظت اتصالات در برابر باران، در گازوئيل (بنزين) به‌عنوان تترا اتيل و تترا متيل سرب براي كاهش صداي موتور (فروش بنزين سرب‌دار در آمريكا از سال 1986 و در اتحاديه اروپا از سال 1999 ممنوع شد). سرب، به علت فراواني (هنوز هم اين‌گونه است)، تهيه آسان، كار كردن آسان با آن، انعطاف‌پذيري و چكش‌خواري بالا و پالايش راحت، حداقل از 7 هزار سال پيش مورد استفاده بشر است.

در اواسط دهه 80 تغيير مهمي در الگوهاي پايان استفاده از سرب به‌وجود آمده بود. بيشتر اين تغيير ناشي از پيروي مصرف‌كنندگان سرب آمريكا از قوانين زيست‌محيطي بود كه به طرز قابل ملاحظه‌اي از سرب را در بسياري از محصولات از جمله گازوئيل، رنگ، اتصالات و سيستم‌هاي آبي كاهش داده يا حتي حذف كرد و تنها باتري خودرو از اين قافله مستثنا ماند. استفاده از سرب در لوله‌هاي سربي (اگرچه استفاده از اتصالات سربي در لوله‌هاي آب آشاميدني در دهه 90 در آمريكا قانوني شد، امروزه كاربرد آنچناني ندارند)، استفاده از سرب در رنگ‌ها از سال 1978 در آمريكا و به‌تدريج از دهه 60 تا دهه 80 در انگلستان ممنوع شد اگرچه 50 درصد وزني رنگ سطوح قديمي مي‌توانست از سرب باشد.

سرب محلي در طبيعت يافت مي‌شود اما كمياب است. امروزه معمولا سرب در كاني‌هايي همراه با روي، نقره و مس يافت مي‌شود و به همراه اين مواد جدا مي‌شود.

ماده معدني اصلي سرب، گالن (PbS) است كه حاوي 6/87 درصد سرب است. ساير كاني‌هاي مختلف و معمول آن سروسيت (PbCO3) و انگلسيت (PbSO4) هستند، اما بيش از نيمي از سربي كه امروزه مورد استفاده قرار مي‌گيرد، بازيافتي است.

در اطراف معادن سرب، آلودگي‌ شديد ديده مي‌شود كه در طول فرآيندهاي اكتشاف، استخراج، حمل‌ونقل و فرآوري به‌وجود مي‌آيد.

در مرحله اكتشاف پس از مطالعات زمين‌شناسي، ژئوفيزيكي و ژئوشيميايي براي نمونه‌برداري و ارزيابي ذخيره، چال‌هاي اكتشافي حفر مي‌شود. پس از اينكه كانسار اقتصادي شناخته شد، سنگ معدن به‌وسيله مته يا انفجار جدا شده سپس آن را خرد كرده و روي زمين قرار مي‌دهند. قطعات سنگ بار دامپ تراك شده و به كارخانه فرآوري انتقال داده مي‌شوند. بعد از آن سنگ معدن تحت تاثير فرآيندي قرار مي‌گيرد كه در قرن نوزدهم در Broken Hill استراليا به‌وجود آمد. يك فرآيند شناورسازي، سرب و ديگر مواد معدني را از پس‌مانده‌هاي سنگ جدا مي‌كند تا با عبور سنگ معدن، آب و مواد شيميايي خاص از تعدادي مخزن كه درون آنها دوغاب هميشه مخلوط مي‌شود، عصاره‌اي به‌وجود آيد. درون اين مخزن‌ها هوا جريان يافته و سولفيد سرب به حباب‌ها مي‌چسبد و به‌صورت كف بالا آمده كه مي‌توان آن را جدا كرد. اين كف (كه تقريبا داراي 50 درصد سرب است) خشك شده سپس قبل از پالايش به منظور متولي سرب 97 درصد سنتر مي‌شوند. بعد از آن سرب را طي مراحل مختلف سرد كرده تا ناخالصي‌هاي (ريم) سبك‌تر بالا آمده و آنها را جدا مي‌كنند. سرب مذاب با گداختن بيشتر به‌وسيله عبور هوا از روي آن و تشكيل لايه‌اي از تفاله فلز كه حاوي تمام ناخالصي‌هاي باقي مانده است تصفيه شده و سرب خالص 9/99 درصد به‌دست مي‌آيد.

سرب در محيط‌زيست

سرب از نظر انتشار گسترده‌ترين عنصر سنگين و سمي در محيط‌زيست است كه به‌ويژه از زمان مصرف آن در بنزين از پراكنش بسيار وسيعي در سطح جهان برخوردار است به‌طوري كه از يخ‌هاي قطبي تا رسوبات اعماق درياها اثرات آن را مي‌توان يافت.

تركيبات غيرحلال سرب در سطح زمين جذب رسوبات مي‌شوند، گياهان آبزي نيز سرب را انباشته مي‌كنند، اكسيداسيون بيوشيميايي مواد آلي در غلظت‌هاي بالاي 1/0 ميلي‌گرم در ليتر متوقف مي‌شود. آب‌هاي زيرزميني نيز تحت اثرات تركيبات محلول سرب (نيترات و كلريد سرب) قرار مي‌گيرند.

آب‌هاي آشاميدني كه از لوله‌هاي سربي عبور مي‌كنند، ممكن است حاوي غلظت‌هاي بالايي از سرب باشند. در جداره‌هاي داخلي لوله‌هاي سربي با آب‌هاي كربناته، رسوب كربنات شكل مي‌گيرد.

مقادير عظيمي از سرب توسط فرآيند سوخت وارد جو مي‌شود. تفاوت عمده‌اي از نظر غلظت بين نواحي شهري و روستايي وجود دارد. تركيبات سرب ممكن است تا مسافت قابل‌توجهي منتقل شوند كه بستگي به سرعت و جهت باد و ميزان بارش و رطوبت دارد.

قسمت اعظم سرب موجود در اتمسفر مستقيما رسوب مي‌كند يا توسط نزولات خارج مي‌شود. سرب به ذرات گرد و غبار چسبيده و بر روي پوشش‌هاي گياهي و خاك‌ها مي‌نشيند. جذب سرب از طريق تغذيه بيشتر از آشاميدن است. سرب در مناطق آلوده شهري يك مشكل عمده است و تقريبا 30 تا 50 درصد از سرب تنفسي در ريه باقي مي‌ماند. مشاغلي كه افراد در آنها با سرب سروكار دارند عبارتند از معدنكاري، كابل‌سازي، باتري‌سازي، مونتاژ خودرو، شيشه‌سازي، سفالگري و تعميركاري خودرو.

مسموميت ناشي از سرب

مواجهه انسان‌ها با سرب از زمان انقلاب صنعتي رو به افزايش بوده است و در قرن اخير به‌خاطر استفاده از سوخت‌هاي حاوي سرب شدت گرفته است، به‌طوري كه مقدار سرب موجود در بدن انسان‌هاي امروزي 500 تا 1000 برابر انسان‌هاي قبل از دوران صنعتي شدن است.

سرب از راه‌هاي مختلف وارد بدن مي‌شود. روزانه به‌طور متوسط 8 ميكروگرم سرب به‌وسيله استنشاق هوا و 20 ميكروگرم توسط غذا وارد بدن مي‌شود و افراد معتاد به سيگار نيز حدود 20 تا 30 ميكروگرم سرب از طريق مصرف دخانيات دريافت مي‌كنند.

حدود 7 درصد از سربي كه توسط مواد غذايي وارد بدن مي‌شود از طريق گوشت است.

در شرايطي كه سطح خوني سرب بالاتر از 1mcg/L گزارش شود، احتمال مسموميت با سرب مطرح مي‌شود. مسموميت زماني ايجاد مي‌شود كه ميزان سرب در خون بين 6/0 تا يك ميلي‌گرم در ليتر باشد.

غلظت مجاز اعلام شده از سوي سازمان بهداشت جهاني براي آلاينده سرب 1-5/0 ميكروگرم بر مترمكعب است.

علائم مسموميت حاد با سرب

بي‌اشتهايي، تهوع و استفراغ شيري رنگ، بي‌حالي، سوزش دهان، دل‌درد، مدفوع خوني يا سياه، ايجاد خط آبي روي لثه، تشنج.

اما مسموميت با سرب غالبا به صورت مزمن ايجاد مي‌شود و تغييرات بيشتر در استخوان و مغز استخوان به‌وجود مي‌آيد كه موجب اختلال در ساخت گويچه‌هاي قرمز خون و كم‌خوني مي‌شود.

از علائم ديگر، اختلالات نوروتوكسيك (Neurotoxic) است كه اغلب به‌صورت فلج تظاهر مي‌كند و سرانجام عوارض كليوي هم ايجاد مي‌شود.

مسموميت با سرب در كودكان

كودكان اغلب در معرض سرب به شكل غبار ريخته شده از سقف‌ها، لبه پنجره‌ها، رنگ و گردوخاك هستند.

كودكان سرب را آسان‌تر از بزرگسالان جذب مي‌كنند. حتي مسموميت با مقادير اندك سرب مي‌تواند به اختلالات شديد رشدي در كودك منجر شود.

در برخي از موارد ديده شده كه مقدار سرب به كار رفته در ساخت اسباب‌بازي‌ها صدها برابر بيشتر از مقدار شناخته شده مجاز از سوي استانداردهاي بين‌المللي است كه در ميان انواع اسباب‌بازي‌هايي نظير لگوها و پازل‌ها ديده شده است.

خطرات ناشي از اين امر بيشتر متوجه كودكان كوچكتر است، چرا كه در اين سن كودك هر آنچه كه دوست داشته باشد (به‌ويژه اسباب‌بازي) را در دهان خود مي‌گذارد.

علائم مسموميت مزمن با سرب در كودكان

كاهش وزن، ضعف، كم‌خوني، سردرد، خوابيدن بيش از حد، درد يا چنگ زدن شكم، اختلال در مهارت‌هاي حركتي و تعادل تحريك‌پذيري و ضعف ديد.

همچنين در كودكان تغييرات در رفتار و برخورد اجتماعي نيز مي‌تواند از علائم اوليه مسموميت به‌شمار رود. عوارض مربوط به جنين خصوصا در زمان رشد و توسعه سيستم عصبي جنين بسيار با اهميت است.

طبق گزارش سازمان بهداشت جهاني، خون 40 درصد از كودكان جهان حاوي سرب بيش از حد است و 97 درصد اين كودكان در مناطق و كشورهاي در حال توسعه زندگي مي‌كنند.

غذاهاي سرشار از كلسيم، آهن، فسفر و روي مي‌تواند ميزان جذب سرب را در بدن كودكان كاهش دهد. از جمله اين غذاها مي‌توان به مصرف شير 2 تا 3 ليوان در هر روز، مخلوط عسل و ارده و گردو اشاره كرد.

علائم مسموميت با سرب در بزرگسالان

علائم گوارشي، كوليك، افتادگي مچ دست، افزايش فشار خون و نقرس.

اثرات داخلي سرب بر بدن

اثر بر سيستم اعصاب مركزي، اثر بر سيستم عروقي و هموديناميك، اثرات گوارشي، اثرات كليوي، اثرات توليدمثلي، جانشين شدن سرب به جاي كلسيم در سر استخوان‌ها، ايجاد تغييراتي در نفوذپذيري مويرگ‌ها و در نتيجه افزايش فشار خون.

طبق نظريات پزشكي اگر بدن داراي كلسيم و آهن لازم نباشد، به جاي آن سرب جذب مي‌كند و يك رژيم غذايي فاقد پروتئين، ويتامين C و روي نيز موجب افزايش ميزان جذب سرب مي‌شود.

بيماري‌هاي كاركنان معادن سرب

بيماري آنسفاليت سمي (التهاب بافت مغز): اين نوع بيماري در كاركنان كارخانه‌هاي فرآوري سرب و در كاركنان ريخته‌گري‌ها ديده مي‌شود.

بيماري مزوتليوما (سرطان پرده پوشاننده ريه): علت اين بيماري لباس‌هاي آلوده كارگران معدني در معادن سرب است.

همچنين در كارگران معادن سرب نارسايي كليه و صدمه ديدن عملكرد دستگاه توليدمثل ديده مي‌شود.

در معادن سرب و روي ايران تنها محافظ كارگران در برابر آلودگي بسيار زياد محيط، ماسك‌هاي معمولي است كه تا چندين روز هم تعويض نمي‌شوند. البته تنها بعضي از كارگران از اين امكان برخوردارند.

جلوگيري از انتشار سرب در محيط‌زيست

تاثير بازيافت باتري

باتري‌ها حاوي فلزات سنگيني مانند جيوه، سرب، روي، كادميوم و نيكل هستند. زماني كه باتري‌ها به‌صورت نامناسب دفع يا سوزانده شوند ممكن است در هوا آزاد شده يا در خاكستر تغليظ شوند. تقريبا هر ساله 99 ميليون باتري تر (اسيد ـ سرب) براي اتومبيل‌ها ساخته مي‌شود كه بازيافت آنها مي‌تواند تاثيرات مطلوبي بر جلوگيري از انتشار سرب در محيط داشته باشد.

استفاده از بنزين بدون سرب

امروزه با جايگزين شدن موتورهاي انژكتوري، استفاده از بنزين بدون سرب معمول شده است. البته مكمل‌هاي ديگري جايگزين سرب شده كه بي‌ضرر بودنشان اثبات نشده است.

نقش قارچ‌ها در اصلاح اراضي آلوده به سرب در فرآيند گياه به‌سازي

هنگامي كه قارچ در زمين زراعي وجود داشته باشد، در برابر گياه كاشته شده نقش يك واسطه را براي جذب سرب بازي خواهد كرد. قارچ آسپرژيلوس نيجر مي‌تواند به ميزان بيشتري نسبت به ديگر قارچ‌ها سرب را از محيط جذب كند.

قارچ‌ها توانايي جذب عناصر سنگين را دارند بدون اينكه خود خسارتي ببينند.