Свинец и экология
|протекает медленно, образуются УВ с|0С) Процесс протекает значительно |
|неразветвленной цепью атомов |быстрее, при этом происходит не |
|углерода. |только расщепление молекул УВ, но и|
| |их изомеризация. |
|В бензине, полученном в процессе |Бензин каталитического крекинга |
|термического крекинга, на ряду с |обладает еще большей детонационной |
|предельными содержится много |стойкостью, ибо в нем содержатся УВ|
|непредельных УВ. Поэтому этот |с разветвленной цепью углеродных |
|бензин обладает большей |атомов. |
|детонационной стойкостью, чем | |
|бензин прямой гонки. | |
|Непредельные УВ, содержащиеся в |Содержание непредельных УВ меньше, |
|бензине, легко окисляются и |поэтому процессы окисления и |
|полимеризуются. Поэтому это бензин |полимеризации не протекают. Такой |
|менее устойчив при хранении. При |бензин более устойчив при хранении.|
|его сгорании могут засориться | |
|различные части двигателя. Для | |
|устранения этого вредного действия | |
|к такому бензину добавляют | |
|антиокислители. | |
4.3.2. Состав бензина.
Бензин, полученный в результате перегонки нефти, состоит в основном из
УВ (предельных 25-61 %, непредельных 13-45 %, нафтеновых 9-71 %,
ароматических 4-16 %). При полном его сгорании образуются углекислый газ,
вода и выделяется тепло. Для одного из компонентов бензинов – октана эта
реакция выглядит следующим образом:
C8H18+12,5O2+47N2=8CO2+9H2O+47N2+5062 kДж/моль.
В состав бензина могут входить примеси – серо-,азот- и
кислослородсодержащие соединения. Большая часть этих соединений удаляется
из бензина при его очистке.
4.3.3. Октановое число.
Автомобильный бензин представляет собой горючее с низкими
детонационными характеристиками. Детонацией называют такой характер
горения, при котором воспламенение горючей смеси происходит в нескольких
точках цилиндра или по всему объему сразу. При этом возникают очень высокие
пики давления и двигатель может быть поврежден. Детонационные
характеристики количественно определяются так называемым октановым числом,
которое принято равным нулю для н-гептана, весьма подверженного детонации,
и равным 100 для изооктана (2,2,4-3метилпентан) – углеводорода, стойкого к
детонации. Если конкретное топливо и смесь н-гептана с изооктаном имеют
одинаковые детонационные свойства, то содержание последнего (в % по объему)
определяет октановое число рассматриваемого топлива. Например, бензин с
октановым числом 76 детонирует также, как смесь 24 % н-гептана с 76 %
изооктана. Чем выше октановое число, тем лучше эксплуотационные качества
бензина. В основном с помощью тетраэтилсвинца (ТЭС) и увеличивают октановое
число. Механизм антидетонационного действия алкилов свинца до конца не
установлен. Очевидно, тетраэтилсвинец, поступает в цилиндр в виде паров
вместе с топливной смесью, и вследствие возрастания температуры распадается
с образованием частиц твердого оксида свинца. Эти частицы блокируют
активные атомы кислорода, которые инициируют реакцию, приводящую к взрыву.
Дибром – и дихлорэтаны действуют как раскислители и, вступая во
взаимодействие с оксидом свинца, образуют летучий хлорбромид свинца,
выносящийся из цилиндров отработавшими газами.
Недостатки применения ТЭС – негативное действие на всю биосферу, более
быстрый износ двигателя и невозможность применения каталитической системы
очистки отработавших газов вследствие её отравления антидетонатором. Вот
почему, несмотря на все достоинства ТЭС, применение его нежелательно, как и
нежелательно применение самого бензина, потому что выхлопные газы,
образовавшиеся в результате сгорания топлива, оказывают негативное влияние
на всю биосферу Земли.
4.3.4. Воздействие отработавших газов автомобиля на живые организмы
сводится к следующему:
- максимальные энергетические показатели двигателя достигаются в
условиях избытка топлива, но при этом из-за недостатка кислорода
часть УВ бензина не окисляется до конца, что приводит к образованию
элементного углерода (сажи) и оксида углерода(II), оказывающего
вредное воздействие на здоровье человека даже при низких
концентрациях в следствие более активного по сравнению с кислородом
взаимодействия с гемоглобином крови;
- УВ, попадающее в атмосферу в следствие испарения, а также продукты
неполного сгорания топлива, взаимодействуя с оксидом азота, образуют
токсичные продукты в составе смога – вредного для людей тумана,
образование которого характерно для крупных городов;
- оксид азота (II), являющийся одним из компонентов выхлопных газов, -
сильный яд;
- оксид серы (II) нарушает процессы дыхания и способствует повышению
кислотности атмосферных осадков;
- альдегиды оказывают наркотическое действие на ЦНС;
- среди ароматических УВ наиболее опасны полициклические производные,
обладающие канцерогенными свойствами, особенно 3,4-бенз(а)пирен;
- попадание галогенидов в атмосферу весьма опасно вследствие
возможного накопления свинца в крови и тканях человека и животных, в
плодах растений, листьях деревьев, чуть ли не во всех живых
организмах.
5. Влияние ионов свинца на живую природу.
5.1. Влияние на организм человека. Общий характер действия. Токсическое
действие свинца.
В природе свинец встречается повсеместно, но жизненно необходимым он не
является. За последние десятилетия уровень концентрации в природе все более
повышается вследствие антропогенных нагрузок. Главным источником, из
которого свинец попадает в организм человека, служит пища, наряду с этим
важную роль играет вдыхаемый воздух, а у детей также заглатываемая ими
свинецсодержащая пыль. Вдыхаема пыль примерно на 30-50 % задерживается в
легких, значительная доля её всасывается током крови. Всасывание в
желудочно-кишечном тракте составляет в целом 5-10 %, у детей – 50 %.
Дефицит кальция и витамина Д усиливает всасывание свинца в желудочно-
кишечном тракте. В среднем за сутки организм человека поглощает 26-42 мкг
свинца. Это соотношение может варьировать. Около 90 % общего количества
свинца в человеческом теле находится в костях, у детей – 60-70 %.
Биологический период полураспада в костях – около 10 лет. Количество
свинца, накопленного в костях, с возрастом увеличивается, и в 30-40 лет
(фаза насыщения) у лиц, по роду занятий не связанных с загрязнением свинца,
составляет 80-200 мг. Особую опасность представляет свинец для женщин, так
как этот элемент обладает способностью проникать через плаценту и
накапливаться в грудном молоке.
Острые свинцовые отравления встречаются редко.
Таблица №6. Симптомы свинцовых отравлений.
|Острые отравления |Хронические отравления |
|Слюнотечение, рвота, кишечные |Ощущение слабости, отсутствие |
|колики, острая форма отказа почек, |аппетита, быстрая утомляемость, |
|поражение мозга (особенно у детей).|нервозность, дрожь, дурнота, |
|В тяжелых случаях – смерть через |головная боль, нарушение функций |
|несколько дней. |желудка и кишечника, бледность, |
| |черная свинцовая кайма на деснах |
| |возле зубов. |
Для диагностики загрязнения организма свинцом служит анализ крови.
Концентрация свинца в крови не должна превышать 15 мкг/100 мл, у
беременных и детей – 7 мкг/100 мл. Уже при концентрации свинца в крови 50-
60 мкг/100 мл в поведении человека появляются признаки депрессии,
агрессивности, а также ухудшения общего самочувствия.
Вероятно, существуют связи между свинцовым загрязнением, приобретенным
человеком до рождения и /или в раннем детстве, и снижением уровня его
интеллекта, способности к обучению, нарушением двигательных процессов и
поведения (сверхактивность). Наиболее выражены изменения
психоневрологического статуса у детей, проживающих вблизи аккумуляторных и
металлургических заводов.
Свинец активно влияет на синтез белка, энергетический баланс клетки и
её генетический аппарат. Многие факты говорят в пользу денатурационного
механизма действия. Свинец нарушает синтез порфиринов и гема , угнетая ряд
ферментов, учавствующих в обмене порфиринов. Свинец подавляет также
активность SH- содержащих ферментов, холинэстеразы в мембранах эритроцитов.
Свинец вызывает заметное отклонение в липоидном обмене – повышается
содержание общего и не связанного с белками холестирина. Считают, что
свинец предрасполагает к развитию атеросклероза. Не стоит забывать, что
дети более чувствительны к свинцу, чем взрослые. Одним словом, свинец – яд,
действующий на все живое, но вызывающий изменения особенно в нервной
системе, крови и сосудах.
Все соединения свинца действуют в общем сходно; разница в токсичности
объясняется в основном неодинаковой растворимостью их в жидкостях
организма, в частности в желудочном соке; но и труднорастворимые соединения
свинца подвергаются в кишечнике изменениям, в результате чего их
растворимость и всасываемость сильно повышаются. Свинцовые белила, сульфат
и окись свинца токсичнее других соединений.
5.2. Влияние ионов свинца на почву и растения.
Вследствие глобального загрязнения окружающей среды свинцом, он стал
вездесущим компонентом любой растительной и животной пищи и кормов.
Растительные продукты в целом содержат больше свинца, чем животные.
| |  скачать работу |
Свинец и экология |
