Con un peso di 82 protoni, 82 elettroni e 125 neutroni sulla tavola periodica, il piombo è un metallo molto diffamato. Guarda altre foto di chimica. © iStockphoto.com/David Freund In una scena del film del 1978 "Superman, " il soave supereroe cerca di dimostrare la sua visione a raggi X su Lois Lane, che sta dietro una fioriera. Quando non ha successo, spiega che la fioriera deve essere di piombo e che ha difficoltà a vedere attraverso la sostanza. Più tardi nel film, il cattivo Lex Luthor cattura Superman nascondendo il minerale kryptonite all'interno di una scatola di piombo. Quando Superman apre la scatola, è esposto alla kryptonite, che è tossico per lui. Cos'è questa sostanza che può ingannare i supereroi, e perché il piombo è un tale problema per i comuni mortali, anche tu?
Il piombo è un elemento, in particolare uno dei metalli pesanti. Ha le seguenti proprietà:
chimicamente, la forma più comune di atomo di piombo ha 82 protoni, 82 elettroni e 125 neutroni (per un ripasso, vedere Come funzionano gli atomi). Ha quattro elettroni nel suo livello energetico esterno o guscio , il che significa che può formare fino a quattro legami chimici con altri elementi. Nella crosta terrestre, il piombo si trova raramente come metallo puro, ma piuttosto come composti di piombo come il solfuro di piombo, solfato di piombo o ossido di piombo. Questi composti di piombo si verificano spesso con l'argento.
Il piombo non ha alcun ruolo nel corpo umano e, come sicuramente saprai, è abbastanza tossico. Negli anni '70, molti bambini americani hanno sofferto di avvelenamento da piombo a causa dell'esposizione a vernici al piombo. Tali vernici non sono più prodotte negli Stati Uniti, e l'incidenza dell'esposizione al piombo attraverso questa fonte è diminuita, tranne nelle case più vecchie (costruite prima del 1978). Però, le vernici al piombo sono ancora utilizzate in altri paesi. Per esempio, nel 2007, il piombo ha fatto notizia quando molti giocattoli fabbricati in Cina sono stati richiamati perché contenevano vernici a base di piombo (vedi Cosa succede con la Cina e l'avvelenamento da piombo?). Il piombo rimane uno dei principali rischi ambientali in tutto il mondo. Qui, parleremo dell'estrazione e della raffinazione del piombo, suoi usi industriali, e dei suoi effetti negativi sulla salute e sull'ambiente.
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Non vedresti questo segno su una pompa di benzina al giorno d'oggi, ma negli anni '70, il gas al piombo per le auto era la norma. Infatti, la gente la chiamava benzina normale, benzina senza piombo. © iStockphoto.com/Katie Roberts Da tempi antichi, gli umani hanno conosciuto il piombo. Il piombo era originariamente una novità di scarso uso o valore. Il suo primo utilizzo è stato per le opere d'arte. Ma i romani imprenditoriali usavano ampiamente il piombo e sfruttavano la sua malleabilità e resistenza alla corrosione. Hanno fatto tubi di piombo per portare l'acqua e per drenare le acque reflue. Hanno anche usato il piombo in contenitori di linea che immagazzinavano acqua. La parola inglese "impianto idraulico" e il simbolo chimico del piombo (Pb) derivano dalla parola latina piombo , che significa solo "piombo". L'impianto idraulico di piombo di epoca romana sopravvive oggi nelle terme e nelle strutture romane.
A parte il suo ruolo nell'impianto idraulico, il piombo è stato aggiunto ai cosmetici, vernici e pigmenti colorati, bicchiere, gioielli e stoviglie in peltro, munizioni e vasellame. Nel XX secolo, il piombo si può trovare anche nelle vernici per la casa, impianto idraulico, guaine per cavi e additivi per benzina (piombo tetraetile). Però, quando i funzionari sanitari iniziarono a riconoscere gli effetti tossici del metallo sulla salute umana e ambientale, l'uso del piombo in queste aree è stato notevolmente ridotto, se non eliminato.
Oggi, si trova prevalentemente piombo nelle batterie al piombo per l'energia elettrica, come la batteria della tua auto. Secondo l'International Lead Association, Il 70% delle batterie al piombo viene riciclato e utilizzato per la produzione di piombo secondario.
Oltre alle batterie, puoi trovare piombo nei prodotti per coperture e nella schermatura dalle radiazioni:l'elevata densità dell'elemento lo rende ideale per assorbire le radiazioni gamma e i raggi X. La maggior parte dei tubi a raggi catodici di vetro (come quelli nei monitor dei computer) contengono vetro al piombo per schermare lo spettatore dalle radiazioni prodotte all'interno. Troverai anche piombo aggiunto al vetro per il cristallo decorativo. Infine, la saldatura al piombo è utile per effettuare collegamenti elettrici, e l'elemento è utile anche per i dispositivi in ceramica utilizzati nell'industria elettronica.
Da dove viene tutto quel piombo? È nascosto nella crosta terrestre, principalmente come solfuro (PbS) nel minerale galena . Attualmente, Il 75% del vantaggio mondiale viene dalla Cina, gli Stati Uniti, Australia, Canada, Messico e Perù [fonte:International Lead Association]. Più piombo viene prodotto secondariamente riciclando rottami di piombo.
Prima che il piombo possa esistere nella sua forma finita, devi elaborare e raffinare il minerale di piombo. I romani usavano un processo chiamato coppellazione separare l'argento dal piombo. Oggi, l'industria del piombo estrae l'elemento utilizzando i processi di torrefazione e fusione, che sono simili ai metodi usati dai romani.
1. Arrostire :La galena viene riscaldata in aria per convertire il solfuro di piombo (PbS) in ossido di piombo (PbO), più anidride solforosa.
2PbS + 3O 2 --> 2PbO + 2SO 2
2. Fusione :Il coke (carbonio -- C) viene aggiunto all'ossido di piombo (PbO) e miscelato con l'aria in un altoforno ad alta temperatura per ottenere il piombo metallico. Nel pozzo della fornace, il carbonio sposta il piombo dall'ossido di piombo per formare anidride carbonica (CO 2 ) e piombo fuso (Pb).
2PbO + C --> 2Pb + CO 2
Il piombo fuso si deposita sul fondo della fornace, viene travasato e si raffredda per formare mattoni di piombo o maiali (grande, masse oblunghe). scorie , un sottoprodotto non metallico della fusione dei metalli, si separa dal piombo fuso, viene sottratto, raffreddato e scaricato come rifiuto. Il piombo fuso estratto per fusione contiene spesso altre impurità metalliche, come lo zinco, arsenico, rame, d'argento, oro e bismuto. Elettrovincita rimuove queste impurità con l'aiuto di una corrente elettrica.
Oltre ad estrarre il piombo dal minerale, il metallo pesante può anche essere prodotto da fonti secondarie come batterie usate e rottami di piombo. Estrazione secondaria comporta anche la lavorazione delle materie prime, fusione (o riconversione del piombo rigenerato in leghe o nella sua forma elementare), raffreddamento e colata. Per un tour virtuale di una fonderia secondaria di piombo e dei suoi controlli ambientali, vedere l'eTool Secondary Lead Smelter di OSHA.
Prossimo, scopri come il piombo entra nel nostro corpo.
Sen. Amy Klobuchar, D-Minn., tiene in mano un trenino con vernice al piombo come testimonia davanti al Congresso nel 2007. I legislatori statunitensi hanno grigliato i massimi dirigenti delle principali aziende di giocattoli americane a seguito di timori per la sicurezza dei prodotti legati a milioni di giocattoli di fabbricazione cinese. Immagini AFP/Getty Anche se decenni fa i funzionari della sanità pubblica si sono resi conto della tossicità del piombo, il piombo indugia ancora nella vernice e nei tubi di vecchie case e altri edifici (costruiti prima del 1978). Scaglie e scaglie di vernice a base di piombo che si staccano dalle pareti interne ed esterne sono una fonte di esposizione. L'acqua che attraversa e fuoriesce dai tubi di piombo è un'altra fonte. Alcune riparazioni domestiche, come la rimozione del muro a secco verniciato, può inviare polvere di piombo nell'aria. Inoltre, piombo da contenitori metallici saldati, ceramica smaltata al piombo, cristallo di vetro al piombo e giocattoli dipinti al piombo servono come altre vie di esposizione in casa.
Nell'ambiente, i prodotti a base di piombo possono lisciviare l'elemento nell'acqua e nel terreno. Per esempio, l'acqua che scorre da tubi di scarico in piombo o che scorre su pareti dipinte con vernici a base di piombo trasporterà il metallo nel terreno. Anche le discariche in cui le batterie al piombo potrebbero essere state smaltite in modo improprio possono rilasciare piombo nel terreno.
E l'aria? Nel 1970, la maggior parte delle emissioni di piombo (78%) proveniva da fonti stradali, come le auto alimentate a benzina con piombo, secondo l'Agenzia per la protezione dell'ambiente degli Stati Uniti. Lavorazione del metallo:ricordi la fusione? -- ha contribuito con un altro 11 percento, . Quando l'EPA ha pubblicato i numeri circa un quarto di secolo dopo, l'agenzia ha scoperto che le fonti di emissione erano cambiate drasticamente. La lavorazione del metallo ora ha rivendicato il 52 percento delle emissioni di piombo, mentre lo smaltimento dei rifiuti (16 per cento), combustione del carburante (13 percento), le fonti non stradali (13 percento) e altre fonti (6 percento) sono rimaste molto indietro. Il drastico cambiamento, Certo, era dovuto al divieto di utilizzare additivi al piombo nei carburanti entrato in vigore nel febbraio 1996. Molti altri paesi hanno emanato divieti simili.
piombo nell'aria, l'acqua o la casa possono accumularsi nel tuo corpo in diversi modi. Per esempio, potresti bere acqua contaminata o ingoiare polvere di piombo. Probabilmente non ti piace mangiare scaglie di vernice o leccare giocattoli con vernici a base di piombo, ma i tuoi figli potrebbero In entrambi i casi, una volta ingerito, il piombo viene assorbito dall'intestino tenue ed entra nel flusso sanguigno.
Il piombo può anche entrare nel corpo attraverso i polmoni quando si inala polvere di piombo o inquinamento atmosferico contenente piombo. I lavoratori nell'industria della lavorazione dei metalli (fonderie) e gli operai edili possono essere esposti a polvere e fumi di piombo. Una volta inalato, il piombo viene assorbito attraverso i capillari nei polmoni ed entra nel flusso sanguigno. Le persone che lavorano con il piombo possono anche assorbirlo direttamente attraverso la pelle.
I medici misurano l'esposizione al piombo prelevando un campione di sangue (bastone del dito o del tallone). Possono anche misurare l'esposizione valutando il zinco protoporfirina livelli nel sangue. Questo composto di zinco è un sottoprodotto della scomposizione dei globuli rossi osservata in un'elevata esposizione al piombo; però, questo test non è così sensibile come il test del piombo nel sangue.
Continua a leggere per sapere come ottenere il vantaggio.
Quanto è troppo?I Centri statunitensi per il controllo e la prevenzione delle malattie hanno stabilito che un livello ematico maggiore o uguale a 5 microgrammi per decilitro è preoccupante nei bambini piccoli. Gli adulti possono avere un'esposizione leggermente superiore.
I bambini sono particolarmente a rischio di avvelenamento da piombo attraverso fonti come le vernici a base di piombo utilizzate sui giocattoli, così come su vecchie case ed edifici. © iStockphoto.com/Glenn Bo A differenza dello zinco o del ferro, dire, non c'è alcun ruolo biologico per il piombo nel corpo. È solo una tossina. Il tuo corpo, però, tratta il piombo come il calcio, quindi si accumula nei luoghi in cui è immagazzinato il calcio, come le tue ossa. Poiché il calcio ha ruoli essenziali nella comunicazione tra le cellule nervose, contrazione muscolare e ormoni, il piombo può interferire con questi processi.
Il piombo colpisce il cervello e il sistema nervoso, cuore e vasi sanguigni, reni, apparato digerente e sistema riproduttivo. Poiché interessa ogni sistema, piombo produce una varietà di sintomi.
Questi sintomi saranno facilmente notati in caso di avvelenamento da piombo acuto con livelli di piombo nel sangue relativamente alti. Ma potrebbero non essere evidenti nei casi meno acuti, emergono solo durante l'esposizione cronica poiché i livelli di piombo nel sangue aumentano gradualmente.
L'effetto predominante dell'avvelenamento da piombo nei bambini è sul loro cervello. Il cervello di un bambino non è completamente "cablato" come casa tua. Anziché, mentre il cervello di un bambino si sviluppa, nuovi circuiti neurali si formano in risposta a nuove esperienze, apprendimento e ricordi (i neuroscienziati chiamano questa capacità di formare nuove connessioni plasticità ). Questi circuiti coinvolgono uno o più neuroni che comunicano con altri in varie parti del cervello inviando e ricevendo messaggi chimici chiamati neurotrasmettitori . I nuovi circuiti utilizzano il neurotrasmettitore, glutammato .
ora, perché il corpo non distingue molto bene il piombo dal calcio, il piombo può interferire con il rilascio di glutammato dalla cellula presinaptica e uno speciale recettore nella cellula postsinaptica chiamato recettore NMDA. Questa interferenza interrompe la plasticità che è così importante nel cervello in via di sviluppo dei bambini.
Il miglior trattamento per l'avvelenamento da piombo è la prevenzione. I Centri statunitensi per il controllo e la prevenzione delle malattie raccomandano che tutti i bambini di età pari o inferiore a 6 anni vengano sottoposti a test per il piombo. Se hai potenziali fonti di piombo in casa - vernice a base di piombo scrostata o tubi di piombo - allora tu o un professionista dovreste provare a rimuoverle (mediante una pulizia professionale, verniciatura su vecchie pitture o rimozione di materiale pericoloso).
Se i livelli di piombo nel sangue sono alti, farmaci da prescrizione come Succimer possono ridurre il piombo nel sangue. In casi estremi di esposizione al piombo, come un incidente sul lavoro, quindi i livelli tossici di piombo possono essere rimossi da terapia di chelazione . In questa terapia, un agente chelante come l'acido etilendiamminotetraacetico (EDTA) viene infuso nel flusso sanguigno. L'agente si lega al piombo. I reni quindi espellono l'EDTA legato al piombo. Ancora, questo trattamento è solitamente riservato a casi estremi di avvelenamento da piombo.
Non siamo gli unici corpi colpiti negativamente dal piombo. Il piombo entra nell'ambiente da acqua contaminata - acqua proveniente da tubi di drenaggio in piombo, acqua piovana contenente piombo dall'inquinamento atmosferico o acqua piovana che filtra attraverso il suolo contaminato. L'acqua contaminata scorre nelle acque sotterranee e negli ecosistemi acquatici. Il piombo influisce negativamente sugli organismi nelle parti inferiori della catena alimentare in questi ecosistemi acquatici, come il plancton (piante e animali microscopici) e i molluschi. Quando questi organismi muoiono, si decompongono e rilasciano il loro piombo nell'ambiente. Quando vengono mangiati da organismi più in alto nella catena alimentare come il pesce, mammiferi marini, uccelli e uomini, poi il piombo si accumula nei tessuti di questi organismi superiori, producendo così più effetti negativi.
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Come comunicano le cellule nervoseIl tuo cervello e il tuo sistema nervoso sono fatti di cellule nervose o neuroni (per maggiori informazioni, leggi Come funziona il tuo cervello). Come i cavi nell'impianto elettrico di casa tua, le cellule nervose si collegano tra loro in circuiti chiamati percorsi neurali . A differenza dei cavi di casa tua, le cellule nervose non si toccano, ma avvicinati a sinapsi . Alla sinapsi, le due cellule nervose sono separate da un minuscolo spazio o fessura sinaptica . Il neurone mittente è chiamato presinaptico cellula, mentre quello che riceve è chiamato il postsinaptico cellula. Le cellule nervose inviano neurotrasmettitori in una direzione unidirezionale attraverso la sinapsi dalla cellula presinaptica alla cellula postsinaptica.
Fonti
