دانلود مقاله سرب

سرب عنصری سنگین، سمی و چکش‌خوار است به رنگ خاکستری کدر که در جدول تناوبی عناصر با نشان Pb و عدد اتمی 82 نمایان می‌شود. هنگامی که تازه تراشیده شده سفید مایل به آبی است اما در معرض هوا به رنگ خاکستری تیره تبدیل می‌شود. سرب سنگین‌ترین عنصر پایدار است.

برخی خواص سرب

خاصیت هدایت الکتریکی سرب پایین است و این فلز به‌شدت در برابر پوسیدگی مقاومت می‌کند و به همین علت از آن برای نگهداری مایعات فرسایشگر (مثل اسید سولفوریک) استفاده می‌شود. همچنین با افزودن مقادیر خیلی کم آنتیموان یا فلزات دیگر به سرب می‌توان آن را سخت کرد. این فلز (در حالت عنصری) پس از آهن، آلومینیوم، مس و روی بیشترین کاربرد را دارد، سرب پس از آهن دومین فلزی است که به‌طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته و احتمالا قدیمی‌ترین سم شیمیایی شناخته شده است.

کاربردهای اولیه سرب

استفاده در سازه‌ های ساختمانی، رنگدانه‌های مورد استفاده در لعاب سرامیک، لوله‌های انتقال آب، در واسیل تزیینی کاخ‌ها، سقف‌ها و پنجره‌های ساختمان‌های قدیمی، ساچمه و گلوله.

موارد استفاده معمولی سرب

در باتری‌ های اسید سرب، در اجزای الکترونیکی، روکش کابل، مهمات، در شیشه‌های CTR، سرامیک، شیشه‌های سرب‌دار، تجهیزات و چاشنی‌های انفجاری در آتشباری معادن، آلیاژها، پیوتر، اتصالات و مواد پرکننده دندان، در بام‌ها به‌عنوان درزگیر برای محافظت اتصالات در برابر باران، در گازوئیل (بنزین) به‌عنوان تترا اتیل و تترا متیل سرب برای کاهش صدای موتور (فروش بنزین سرب‌دار در آمریکا از سال 1986 و در اتحادیه اروپا از سال 1999 ممنوع شد). سرب، به علت فراوانی (هنوز هم این‌گونه است)، تهیه آسان، کار کردن آسان با آن، انعطاف‌پذیری و چکش‌خواری بالا و پالایش راحت، حداقل از 7 هزار سال پیش مورد استفاده بشر است. در اواسط دهه 80 تغییر مهمی در الگوهای پایان استفاده از سرب به‌وجود آمده بود. بیشتر این تغییر ناشی از پیروی مصرف‌کنندگان سرب آمریکا از قوانین زیست‌محیطی بود که به طرز قابل ملاحظه‌ای از سرب را در بسیاری از محصولات از جمله گازوئیل، رنگ، اتصالات و سیستم‌های آبی کاهش داده یا حتی حذف کرد و تنها باتری خودرو از این قافله مستثنا ماند. استفاده از سرب در لوله‌های سربی (اگرچه استفاده از اتصالات سربی در لوله‌های آب آشامیدنی در دهه 90 در آمریکا قانونی شد، امروزه کاربرد آنچنانی ندارند)، استفاده از سرب در رنگ‌ها از سال 1978 در آمریکا و به‌تدریج از دهه 60 تا دهه 80 در انگلستان ممنوع شد اگرچه 50 درصد وزنی رنگ سطوح قدیمی می‌توانست از سرب باشد. سرب محلی در طبیعت یافت می‌شود اما کمیاب است. امروزه معمولا سرب در کانی‌هایی همراه با روی، نقره و مس یافت می‌شود و به همراه این مواد جدا می‌شود. ماده معدنی اصلی سرب، گالن (PbS) است که حاوی 6/87 درصد سرب است. سایر کانی‌های مختلف و معمول آن سروسیت (PbCO3) و انگلسیت (PbSO4) هستند، اما بیش از نیمی از سربی که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرد، بازیافتی است. در اطراف معادن سرب، آلودگی‌ شدید دیده می‌شود که در طول فرآیندهای اکتشاف، استخراج، حمل‌ونقل و فرآوری به‌وجود می‌آید. در مرحله اکتشاف پس از مطالعات زمین‌شناسی، ژئوفیزیکی و ژئوشیمیایی برای نمونه‌برداری و ارزیابی ذخیره، چال‌های اکتشافی حفر می‌شود. پس از اینکه کانسار اقتصادی شناخته شد، سنگ معدن به‌وسیله مته یا انفجار جدا شده سپس آن را خرد کرده و روی زمین قرار می‌دهند. قطعات سنگ بار دامپ تراک شده و به کارخانه فرآوری انتقال داده می‌شوند. بعد از آن سنگ معدن تحت تاثیر فرآیندی قرار می‌گیرد که در قرن نوزدهم در Broken Hill استرالیا به‌وجود آمد. یک فرآیند شناورسازی، سرب و دیگر مواد معدنی را از پس‌مانده‌های سنگ جدا می‌کند تا با عبور سنگ معدن، آب و مواد شیمیایی خاص از تعدادی مخزن که درون آنها دوغاب همیشه مخلوط می‌شود، عصاره‌ای به‌وجود آید. درون این مخزن‌ها هوا جریان یافته و سولفید سرب به حباب‌ها می‌چسبد و به‌صورت کف بالا آمده که می‌توان آن را جدا کرد. این کف (که تقریبا دارای 50 درصد سرب است) خشک شده سپس قبل از پالایش به منظور متولی سرب 97 درصد سنتر می‌شوند. بعد از آن سرب را طی مراحل مختلف سرد کرده تا ناخالصی‌های (ریم) سبک‌تر بالا آمده و آنها را جدا می‌کنند. سرب مذاب با گداختن بیشتر به‌وسیله عبور هوا از روی آن و تشکیل لایه‌ای از تفاله فلز که حاوی تمام ناخالصی‌های باقی مانده است تصفیه شده و سرب خالص 9/99 درصد به‌دست می‌آید. سرب در محیط‌زیست سرب از نظر انتشار گسترده‌ترین عنصر سنگین و سمی در محیط‌زیست است که به‌ویژه از زمان مصرف آن در بنزین از پراکنش بسیار وسیعی در سطح جهان برخوردار است به‌طوری که از یخ‌های قطبی تا رسوبات اعماق دریاها اثرات آن را می‌توان یافت. ترکیبات غیرحلال سرب در سطح زمین جذب رسوبات می‌شوند، گیاهان آبزی نیز سرب را انباشته می‌کنند، اکسیداسیون بیوشیمیایی مواد آلی در غلظت‌های بالای 1/0 میلی‌گرم در لیتر متوقف می‌شود. آب‌های زیرزمینی نیز تحت اثرات ترکیبات محلول سرب (نیترات و کلرید سرب) قرار می‌گیرند. آب‌های آشامیدنی که از لوله‌های سربی عبور می‌کنند، ممکن است حاوی غلظت‌های بالایی از سرب باشند. در جداره‌های داخلی لوله‌های سربی با آب‌های کربناته، رسوب کربنات شکل می‌گیرد. مقادیر عظیمی از سرب توسط فرآیند سوخت وارد جو می‌شود. تفاوت عمده‌ای از نظر غلظت بین نواحی شهری و روستایی وجود دارد. ترکیبات سرب ممکن است تا مسافت قابل‌توجهی منتقل شوند که بستگی به سرعت و جهت باد و میزان بارش و رطوبت دارد. قسمت اعظم سرب موجود در اتمسفر مستقیما رسوب می‌کند یا توسط نزولات خارج می‌شود. سرب به ذرات گرد و غبار چسبیده و بر روی پوشش‌های گیاهی و خاک‌ها می‌نشیند. جذب سرب از طریق تغذیه بیشتر از آشامیدن است. سرب در مناطق آلوده شهری یک مشکل عمده است و تقریبا 30 تا 50 درصد از سرب تنفسی در ریه باقی می‌ماند. مشاغلی که افراد در آنها با سرب سروکار دارند عبارتند از معدنکاری، کابل‌سازی، باتری‌سازی، مونتاژ خودرو، شیشه‌سازی، سفالگری و تعمیرکاری خودرو. مسمومیت ناشی از سرب مواجهه انسان‌ها با سرب از زمان انقلاب صنعتی رو به افزایش بوده است و در قرن اخیر به‌خاطر استفاده از سوخت‌های حاوی سرب شدت گرفته است، به‌طوری که مقدار سرب موجود در بدن انسان‌های امروزی 500 تا 1000 برابر انسان‌های قبل از دوران صنعتی شدن است. سرب از راه‌های مختلف وارد بدن می‌شود. روزانه به‌طور متوسط 8 میکروگرم سرب به‌وسیله استنشاق هوا و 20 میکروگرم توسط غذا وارد بدن می‌شود و افراد معتاد به سیگار نیز حدود 20 تا 30 میکروگرم سرب از طریق مصرف دخانیات دریافت می‌کنند. حدود 7 درصد از سربی که توسط مواد غذایی وارد بدن می‌شود از طریق گوشت است. در شرایطی که سطح خونی سرب بالاتر از 1mcg/L گزارش شود، احتمال مسمومیت با سرب مطرح می‌شود. مسمومیت زمانی ایجاد می‌شود که میزان سرب در خون بین 6/0 تا یک میلی‌گرم در لیتر باشد. غلظت مجاز اعلام شده از سوی سازمان بهداشت جهانی برای آلاینده سرب 1-5/0 میکروگرم بر مترمکعب است. علائم مسمومیت حاد با سرب بی‌اشتهایی، تهوع و استفراغ شیری رنگ، بی‌حالی، سوزش دهان، دل‌درد، مدفوع خونی یا سیاه، ایجاد خط آبی روی لثه، تشنج. اما مسمومیت با سرب غالبا به صورت مزمن ایجاد می‌شود و تغییرات بیشتر در استخوان و مغز استخوان به‌وجود می‌آید که موجب اختلال در ساخت گویچه‌های قرمز خون و کم‌خونی می‌شود. از علائم دیگر، اختلالات نوروتوکسیک (Neurotoxic) است که اغلب به‌صورت فلج تظاهر می‌کند و سرانجام عوارض کلیوی هم ایجاد می‌شود. مسمومیت با سرب در کودکان کودکان اغلب در معرض سرب به شکل غبار ریخته شده از سقف‌ها، لبه پنجره‌ها، رنگ و گردوخاک هستند. کودکان سرب را آسان‌تر از بزرگسالان جذب می‌کنند. حتی مسمومیت با مقادیر اندک سرب می‌تواند به اختلالات شدید رشدی در کودک منجر شود. در برخی از موارد دیده شده که مقدار سرب به کار رفته در ساخت اسباب‌بازی‌ها صدها برابر بیشتر از مقدار شناخته شده مجاز از سوی استانداردهای بین‌المللی است که در میان انواع اسباب‌بازی‌هایی نظیر لگوها و پازل‌ها دیده شده است. خطرات ناشی از این امر بیشتر متوجه کودکان کوچکتر است، چرا که در این سن کودک هر آنچه که دوست داشته باشد (به‌ویژه اسباب‌بازی) را در دهان خود می‌گذارد. علائم مسمومیت مزمن با سرب در کودکان کاهش وزن، ضعف، کم‌خونی، سردرد، خوابیدن بیش از حد، درد یا چنگ زدن شکم، اختلال در مهارت‌های حرکتی و تعادل تحریک‌پذیری و ضعف دید. همچنین در کودکان تغییرات در رفتار و برخورد اجتماعی نیز می‌تواند از علائم اولیه مسمومیت به‌شمار رود. عوارض مربوط به جنین خصوصا در زمان رشد و توسعه سیستم عصبی جنین بسیار با اهمیت است. طبق گزارش سازمان بهداشت جهانی، خون 40 درصد از کودکان جهان حاوی سرب بیش از حد است و 97 درصد این کودکان در مناطق و کشورهای در حال توسعه زندگی می‌کنند. غذاهای سرشار از کلسیم، آهن، فسفر و روی می‌تواند میزان جذب سرب را در بدن کودکان کاهش دهد. از جمله این غذاها می‌توان به مصرف شیر 2 تا 3 لیوان در هر روز، مخلوط عسل و ارده و گردو اشاره کرد. علائم مسمومیت با سرب در بزرگسالان علائم گوارشی، کولیک، افتادگی مچ دست، افزایش فشار خون و نقرس. اثرات داخلی سرب بر بدن اثر بر سیستم اعصاب مرکزی، اثر بر سیستم عروقی و همودینامیک، اثرات گوارشی، اثرات کلیوی، اثرات تولیدمثلی، جانشین شدن سرب به جای کلسیم در سر استخوان‌ها، ایجاد تغییراتی در نفوذپذیری مویرگ‌ها و در نتیجه افزایش فشار خون. طبق نظریات پزشکی اگر بدن دارای کلسیم و آهن لازم نباشد، به جای آن سرب جذب می‌کند و یک رژیم غذایی فاقد پروتئین، ویتامین C و روی نیز موجب افزایش میزان جذب سرب می‌شود. بیماری‌های کارکنان معادن سرب بیماری آنسفالیت سمی (التهاب بافت مغز): این نوع بیماری در کارکنان کارخانه‌های فرآوری سرب و در کارکنان ریخته‌گری‌ها دیده می‌شود. بیماری مزوتلیوما (سرطان پرده پوشاننده ریه): علت این بیماری لباس‌های آلوده کارگران معدنی در معادن سرب است. همچنین در کارگران معادن سرب نارسایی کلیه و صدمه دیدن عملکرد دستگاه تولیدمثل دیده می‌شود. در معادن سرب و روی ایران تنها محافظ کارگران در برابر آلودگی بسیار زیاد محیط، ماسک‌های معمولی است که تا چندین روز هم تعویض نمی‌شوند. البته تنها بعضی از کارگران از این امکان برخوردارند. جلوگیری از انتشار سرب در محیط‌زیست تاثیر بازیافت باتری باتری‌ها حاوی فلزات سنگینی مانند جیوه، سرب، روی، کادمیوم و نیکل هستند. زمانی که باتری‌ها به‌صورت نامناسب دفع یا سوزانده شوند ممکن است در هوا آزاد شده یا در خاکستر تغلیظ شوند. تقریبا هر ساله 99 میلیون باتری تر (اسید سرب) برای اتومبیل‌ها ساخته می‌شود که بازیافت آنها می‌تواند تاثیرات مطلوبی بر جلوگیری از انتشار سرب در محیط داشته باشد. استفاده از بنزین بدون سرب امروزه با جایگزین شدن موتورهای انژکتوری، استفاده از بنزین بدون سرب معمول شده است. البته مکمل‌های دیگری جایگزین سرب شده که بی‌ضرر بودنشان اثبات نشده است. نقش قارچ‌ها در اصلاح اراضی آلوده به سرب در فرآیند گیاه به‌سازی هنگامی که قارچ در زمین زراعی وجود داشته باشد، در برابر گیاه کاشته شده نقش یک واسطه را برای جذب سرب بازی خواهد کرد. قارچ آسپرژیلوس نیجر می‌تواند به میزان بیشتری نسبت به دیگر قارچ‌ها سرب را از محیط جذب کند. قارچ‌ها توانایی جذب عناصر سنگین را دارند بدون اینکه خود خسارتی ببینند. 

سرب