За даними ВООЗ, свинець є одним із найнебезпечніших забруднювачів навколишнього середовища. Проблема забруднення свинцем довкілля давно в полі уваги державних служб і громадських екологічних організацій більшості розвинених країн. Настав час не лише констатувати, а й вживати конкретних і послідовних заходів із мінімізації масштабів і наслідків негативного впливу свинцю і його сполук на здоров’я людей і довкілля в Україні
Дещо з історії
Свинець – важкий метал, але м’який і легкоплавкий, а тому легкий для обробки – люди освоїли і почали використовувати дуже давно. Як стверджують дослідники, ще за часів бронзової доби його в композиції з іншими домішками використовували здебільшого для виплавки бронзи. Відомо, що жителі стародавньої Месопотамії, вавилоняни, а згодом і римляни, зі свинцю виготовляли водопровідні труби, посуд та інші предмети домашнього вжитку. Звісно, що про небезпеку для здоров’я і життя цього металу і його сплавів ніхто в ті часи і не думав. Цивілізовані римляни жили в середньому всього 22 роки, можливо, що не без впливу на тривалість їхнього існування води зі свинцевих труб і приготовленої на ній їжі. Є певні підстави так думати, бо середній вік населення в провінціях імперії був тривалішим –35 років.
Освоєння твердіших сортів металів мало вплинуло на масштаби застосування свинцю і його сплавів у різних галузях виробництва. Пройдуть століття використання людиною свинцю перш ніж вона виявить і дослідить його небезпечні властивості. Проте він знаходить все нові ніші свого застосування, завдаючи видимої і невидимої шкоди людині й довкіллю.
Небезпечний елемент
Сьогодні за ступенем негативного впливу на живі організми свинець віднесено до класу високонебезпечних речовин поряд із миш’яком, кадмієм, ртуттю, селеном, цинком, фтором і бензопіреном.
За даними ВООЗ, свинець є одним із найбільш глобальних і небезпечних забруднювачів навколишнього середовища, оскільки цей метал має достатньо широку сферу застосування в різних галузях господарства та побуті, а також великі обсяги виробництва та світової торгівлі, що зумовлює закономірне надходження свинцю до об’єктів довкілля, де він поширюється на значні відстані від джерел забруднення.
Світовими лідерами виробництва і споживання свинцю нині є КНР, США, Перу, Мексика, Індія, Росія, Болівія, Швеція, Туреччина.
Джерела надходження
Які ж основні джерела надходження свинцю в навколишнє середовище? Існують стаціонарні й нестаціонарні джерела забруднення довкілля свинцем і його сполуками.
До стаціонарних відносяться:
– металургійна промисловість;
- паливо-енергетичний і хімічний комплекси;
- машино та приладобудування;
- лакофарбове виробництво;
- полігони твердих побутових відходів.
До нестаціонарних відноситься:
- автотранспорт;
- ракетно-космічна техніка;
- мисливський промисел.
Використання свинцю
Свинець відіграє важливу роль, як компонент припойних сплавів. З початком масового виробництва електроніки, олов’яно-свинцеві припої стали досить поширеними в електротехнічній та приладобудівній галузях завдяки своїй низькій вартості, зручності використання з хорошими фізичними характеристиками. Крім того, у 80-х роках минулого століття свинець був популярним матеріалом для формування з’єднань сантехнічної водопровідної арматури в країнах Заходу.
Разом зі зростанням уваги суспільства до проблем екології, використання в припоях свинцю починає поступово обмежуватися, зокрема, Євросоюз, директивою щодо обмеження вмісту шкідливих речовин передбачив із 1 липня 2006 року загальний перехід побутової електроніки на безсвинцеві припої.
Та що там промисловість! Свинець спокійнісінько і мирно дрімає на полицях наших сервантів і кухонь, щоб потім гордовито зайняти почесне місце за святковим столом у вигляді розмальованих свинцевими фарбами келихів, кришталевих ваз, салатниць і цукерниць, у складі скла яких аж 30% окису свинцю. Він, як стверджують фахівці, може вивільнятися, проникаючи з посуду в його вміст. Тому зберігати тривалий час продукти чи пити з такого посуду потрібно якомога рідше.
Проблема свинцевої небезпеки, як стверджують автори статті «Свинцева небезпека в Україні: сучасні реалії, проблеми та шляхи вирішення» (Науковий журнал МОЗ України, № 3 (4), 2013), набула особливої уваги в останні десятиліття, коли в період економічних перебудов і реконструкції базових галузей промисловості в країні сформувалися нові, раніше відсутні сектори економіки, серед яких провідне місце посіли виробництва свинцево-кислотних акумуляторів і батарей (АКБ) та виплавки вторинного свинцю з відпрацьованих свинцевих АКБ, що були завезені в країну раніше.
На сьогодні на території України вже працює 18 новостворених підприємств, на яких щороку виробляється понад 5 млн штук свинцевих АКБ і виплавляється понад 40 тис. тонн вторинного свинцю. Крім того, проектні потужності цих підприємств розраховані на значно більші обсяги продукції.
Дослідження Клера Паттерсона
Революційними щодо негативного впливу свинцю на людину й довкілля свого часу стали дослідження американського ученого-геохіміка з Каліфорнійського технологічного інституту Клера Паттерсона. Починаючи з 1965 року, публікацією своєї статті «Забруднення природного середовища людиною», Паттерсон прагнув привернути увагу громадськості до проблеми підвищення рівня свинцю промислового походження у навколишньому середовищі і харчових продуктах. Але він зіштовхнувся із сильним спротивом з боку визнаних експертів. У своєму прагненні Паттерсон хотів, щоб свинець був вилучений із бензину.
У книзі «Коротка історія майже всього на світі» автор Білл Брайсон відмічає, що після критики на адресу свинцевої промисловості Паттерсону було відмовлено в контрактах із багатьма науково-дослідними організаціями, зокрема, начебто, нейтральною Службою з охорони здоров’я США.
1971 року вченого виключили з Національної дослідної ради США із забруднення атмосфери свинцем. Це рішення було для багатьох меншою мірою дивним, адже він був у цей час експертом саме з цих питань. Однак, починаючи з 1975 року, в США всі нові автомобілі переходили на не етиловий бензин, що вкупі із зусиллями Паттерсона призвело до поступового припинення виробництва і видалення свинцю з усіх стандартів автомобільного бензину в США 1986 року. За повідомленнями фахівців, рівень свинцю в крові американців до кінця 1990-х років знизився на 80%.
Потім Паттерсон звернув свою увагу на харчові продукти, де недосконалість експериментальних досліджень приховувала реальне підвищення рівнів забруднення свинцем. В одному з досліджень Паттерсон показав збільшення рівня свинцю з 0,3 до 1400 нанограм у деяких рибних консервах, тоді коли офіційна лабораторія повідомила про збільшення з 400 до 700. Учений також порівняв рівні свинцю, барію і кальцію в 1600-річних перуанських скелетах. Дослідження показали збільшення в 700–1200 разів вмісту свинцю в кістках сучасних людей, без порівняних змін концентрації свинцю в скелетах древніх перуанців.
1978 року Паттерсона було призначено на посаду до Комісії з ядерного регулювання США. Його думки щодо свинцевого забруднення були викладені на 78 сторінках доповіді, у яких Клер наголошував, що заходи контролю мають розпочатися негайно, зокрема бензину, продуктових контейнерів, фарб, систем водопостачання тощо. Тридцять років по тому більшість із них було впроваджено і реалізовано в США й багатьох інших країнах світу.
Свинець і автотранспорт
Відомо, що головним забруднювачем великих міст є не заводи, фабрики і ТЕЦ із височенними трубами, а звичайний автотранспорт, який викидає свої не менш токсичні вихлопи безпосередньо у просторі життєдіяльності людини. А кількість автомобілів у рази перевищує можливості інфраструктури міст, які проектувалися і будувалися без урахування такого швидкого зростання населення і транспортних засобів. Постійні затори автотранспорту призводять до збільшення викидів вихлопних газів, одним зі шкідливих компонентів яких є свинець.
Свинець (Pb) та його сполуки утворюються під час використання етилованого бензину, який містить антидетонаційну присадку – тетраетил свинець. Сполуки свинцю застосовуються для підвищення октанового числа бензину, яке забезпечує отримання високих показників потужності та економності бензинових двигунів.
Після викиду з двигуна тетраетил свинець руйнується, утворюючи токсичні свинцеві сполуки: бромистий свинець, окис свинцю, хлористий свинець, фосфат свинцю, сульфат свинцю.
Близько 70% свинцю, який міститься в бензині, викидається в атмосферу; з них 30% осідає на поверхню землі, а 40% залишається в повітрі в завислому стані
Уздовж автомобільних доріг може затримуватися до 50% усього свинцю, який потрапляє в повітря під час русіу автотранспорту. Один автомобіль виділяє в середньому 1 кг свинцю протягом року.
Забруднення свинцем навколишнього середовища відбувається поетапно. Після виходу з двигунів автомобілів він міститься в атмосферному повітрі у вигляді аерозолю. Надалі осідає як важкий метал на грунт і рослини.
Свинець надходить не лише з вихлопної труби автомобіля, а й безпосередньо коли бензин випаровується з паливного бака й карбюратора.
В атмосфері свинець швидко зв’язується зі слідами йоду й утворює стабільну сполуку PbJ2, яка перешкоджає проходженню сонячної радіації. Сполуки свинцю затримуються в повітрі протягом 1–4 тижнів. Тривалість їх перебування в повітрі залежить від розмірів часток: чим більші частки, тим швидше вони осідають на землю.
Дослідження, проведені останніми роками, свідчать, що вміст свинцю як у ґрунті, так і в рослинах зменшується по мірі віддалення від автошляхів. У ґрунті й рослинності пришляхової смуги свинець значно перевищує гранично допустиму концентрацію для ґрунтів 20 мг/кг сухої маси. Підвищені концентрації свинцю в ґрунті й рослинах призводить до отруєння травоїдних тварин, а потім за біологічним ланцюгом і людей.
Свинець і харчові продукти
Свинець належить до найвідоміших отрут. Тепер практично всі харчові продукти, вода та інші об’єкти довкілля забруднені свинцем.
Середня кількість свинцю, який потрапляє в організм із харчовими продуктами, становить 250–300 мкг на день, з повітря надходить 90 мкг
Ще одним шляхом надходження свинцю у харчові продукти є жерстяна банка, в яку зазвичай упаковують консервовані продукти. Свинець потрапляє в продукт зі свинцевого припою у швах банки. Встановлено, що близько 20% свинцю до щоденного раціону людей потрапляє з консервної продукції, в тому числі 13–14% з припою, а 6–7% із самого продукту. Останнім часом із введенням нових методів пайки та закрутки банок вміст свинцю в консервованій продукції зменшується.
Небезпека свинцю і його сполук для здоров’я людини
Висока токсичність свинцю та здатність до акумуляції в органах і тканинах створюють реальну загрозу здоров’ю людини. Проникнення металу та його сполук до організму людини різними шляхами сприяє розвитку різноманітних токсичних ефектів, зокрема віддалених і незворотних через пошкодження клітин.
До організму людини свинець потрапляє з повітря, води, харчових продуктів, ґрунту. Потрапляючи до організму людини у підвищених кількостях, свинцем блокується дія ферментів, через що, зокрема погіршується травлення. Накопичення свинцю зумовлює витіснення кальцію, а нестача кальцію провокує виникнення мікросудом. Свинець сприймається організмом, як залізо, і тому гемоглобін еритроцитів погіршує свою здатність пов’язувати кисень. При тому, що свинець уражає всі органи й системи, він вибірково впливає на нервову систему. Це виявляється в симптомах астено-вегетативного синдрому: цефалгії, артралгії, міалгії.
Потрібно наголосити, що свинець, що потрапив до організму через органи дихання, в 10–100 разів токсичніший за той, що надійшов через шлунок. Він потрапляє у кров і з’єднується з еритроцитами, що призводить до отруєння крові й усього організму.
Найнебезпечнішим свинець є для дітей. У них він може знижувати коефіцієнт інтелектуального розвитку, а також впливати на здатність до навчання та розвиток поведінкових реакцій.
Ознаки отруєння свинцем
Ознаки отруєння свинцем (сатурнізм):
– свинцева (синьо-чорна) облямівка на яснах;
– слабкість;
– блювота;
– брадикардія;
– артеріальна гіпотензія;
– пітливість;
– слинотеча;
– тремор кінцівок;
– ознаки токсичного гепатиту;
– кишкові кольки;
– неврологічні синдроми (астено-вегетативний, поліневропатія, енцефалопатія).
Класифікація отруєння свинцем: носіння; легке; середнє; важке.
Лікування сатурнізму
Комплексні сполуки, які містять кальцій, зв’язують свинець у крові й виводять його з організму. Для виведення свинцю з організму застосовують діатермію печінки. У випадках гострих отруєнь використовують комплексоутворювачі (тетацин іпентацин).
Профілактичні заходи зменшення викидів свинцю
До профілактичних заходів щодо зменшення викидів свинцю відносяться:
– реабілітація забруднених територій;
– моніторинг лакофарбових виробів на наявність вмісту свинцю;
– збалансоване харчування з достатньою кількістю легкозасвоюваного кальцію;
– впровадження сучасних технологій і техніки на підприємствах, де використовується свинець і його сплави.
Підготував Юрій РОЙ,
УкрНДІЦЗ
