Švininis smėlis. Vadovauti

Atominis spindulys 175 val Jonizacijos energija
(pirmasis elektronas) 715,2 (7,41) kJ/mol (eV) Elektroninė konfigūracija 4f 14 5d 10 6s 2 6p 2 Cheminės savybės Kovalentinis spindulys 147 val Jonų spindulys (+4e) 84 (+2e) 120 val Elektronegatyvumas
(pagal Paulingą) 1,8 Elektrodo potencialas Pb←Pb 2+ -0,126 V
Pb←Pb 4+ 0,80 V Oksidacijos būsenos 4, 2 Paprastos medžiagos termodinaminės savybės Tankis 11,3415 / cm³ Molinė šiluminė talpa 26,65 J/(mol) Šilumos laidumas 35,3 W/(·) Lydymosi temperatūra 600,65 Lydymosi šiluma 4,77 kJ/mol Virimo temperatūra 2 013 Garavimo šiluma 177,8 kJ/mol Molinis tūris 18,3 cm³/mol Paprastos medžiagos kristalinė gardelė Grotelių struktūra kubinis veido centre Grotelių parametrai 4,950 c/a santykis n/a Debye temperatūra 88,00

Pb	82
207,2
4f 14 5d 10 6s 2 6p 2
Vadovauti

Vadovauti- ketvirtosios grupės, D.I.Mendelejevo periodinės cheminių elementų sistemos šeštojo periodo, pagrindinio pogrupio elementas, kurio atominis skaičius 82. Žymimas simboliu Pb (lot. Plumbum). Paprasta medžiaga švinas (CAS numeris: 7439-92-1) yra kalusis, gana lydus pilkas metalas.

Žodžio „švinas“ kilmė neaiški. Daugumoje slavų kalbų (bulgarų, serbų-kroatų, čekų, lenkų) švinas vadinamas alavu. Žodis, turintis tą pačią reikšmę, bet tarimu panašus į „švinas“, randamas tik baltų grupės kalbose: švinas (lietuvių), svins (latvių).

Iš lotynų kalbos plumbum (taip pat neaiškios kilmės) angliškas žodis santechnikas – santechnikas (kažkada vamzdžiai buvo užkimšti minkštu švinu), o Venecijos kalėjimo su švininiu stogu pavadinimas – Piomba, iš kurio, pasak kai kurių šaltinių, Kazanova pavyko. išvengti. Žinomas nuo seniausių laikų. Iš šio metalo pagaminti gaminiai (monetos, medalionai) buvo naudojami Senovės Egipte, švino vandens vamzdžiai – Senovės Romoje. Senajame Testamente švinas vadinamas specifiniu metalu. Švino lydymas buvo pirmasis žmonėms žinomas metalurgijos procesas. Iki 1990 m. dideli švino kiekiai (kartu su stibiu ir alavu) buvo naudojami tipografiniams šriftams lieti, taip pat tetraetilšvino pavidalu, siekiant padidinti variklių degalų oktaninį skaičių.

Švino paieška gamtoje

Švino gavimas

Šalys yra didžiausios švino (įskaitant antrinį šviną) gamintojos 2004 m. (pagal ILZSG), tūkst. tonų:

ES	2200
JAV	1498
Kinija	1256
Korėja	219

Švino fizinės savybės

Švinas turi gana mažą šilumos laidumą, jis yra 35,1 W/(m K) esant 0°C. Metalas yra minkštas ir lengvai pjaustomas peiliu. Paviršiuje jis dažniausiai padengtas daugiau ar mažiau stora oksidų plėvele, pjaunant išryškėja blizgus paviršius, kuris laikui bėgant išblunka ore.

Tankis – 11,3415 g/cm³ (esant 20 °C)

Lydymosi temperatūra – 327,4 °C

Virimo temperatūra – 1740 °C

Cheminės švino savybės

Elektroninė formulė: KLMN5s 2 5p 6 5d 10 6s 2 6p 2, pagal kurią turi oksidacijos laipsnius +2 ir +4. Švinas nėra labai chemiškai reaktyvus. Metalinė švino dalis rodo metalinį blizgesį, kuris palaipsniui išnyksta dėl plonos PbO plėvelės susidarymo.

Su deguonimi jis sudaro daugybę junginių Pb2O, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4. Be deguonies vanduo kambario temperatūroje nereaguoja su švinu, tačiau esant aukštai temperatūrai švino oksidas ir vandenilis susidaro sąveikaujant švinui ir karšto vandens garams.

Oksidai PbO ir PbO2 atitinka amfoterinius hidroksidus Pb(OH)2 ir Pb(OH)4.

Mg2Pb ir praskiestos HCl reakcijos metu susidaro nedidelis kiekis PbH4. PbH4 yra bekvapė dujinė medžiaga, kuri labai lengvai skyla į šviną ir vandenilį. Aukštoje temperatūroje halogenai sudaro PbX2 tipo junginius su švinu (X yra atitinkamas halogenas). Visi šie junginiai šiek tiek tirpsta vandenyje. Taip pat galima gauti PbX4 tipo halogenidų. Švinas su azotu tiesiogiai nereaguoja. Švino azidas Pb(N3)2 gaunamas netiesiogiai: reaguojant Pb(II) druskų ir NaN3 druskos tirpalams. Švino sulfidus galima gauti kaitinant sierą su švinu, susidaro PbS sulfidas. Sulfidas taip pat gaunamas perleidžiant vandenilio sulfidą į Pb(II) druskų tirpalus. Įtampos eilėje Pb yra kairėje nuo vandenilio, bet švinas neišstumia vandenilio iš praskiesto HCl ir H2SO4, dėl H2 viršįtampio ant Pb, o ant metalo paviršiaus susidaro blogai tirpaus PbCl2 chlorido ir PbSO4 sulfato plėvelės. , apsaugantis metalą nuo tolesnio rūgščių poveikio. Kaitinant, koncentruotos rūgštys, tokios kaip H2SO4 ir HCl, veikia Pb ir su juo sudaro tirpius kompleksinius junginius, kurių sudėtis yra Pb(HSO4)2 ir H2[PbCl4]. Azoto rūgštis, taip pat kai kurios organinės rūgštys (pavyzdžiui, citrinų rūgštis) ištirpina šviną, kad susidarytų Pb(II) druskos. Pagal tirpumą vandenyje švino druskos skirstomos į netirpias (pavyzdžiui, sulfatas, karbonatas, chromatas, fosfatas, molibdatas ir sulfidas), mažai tirpias (pavyzdžiui, chloridas ir fluoras) ir tirpiąsias (pavyzdžiui, švino acetatas, nitratas). ir chloratas). Pb(IV) druskos gali būti gaunamos elektrolizuojant Pb(II) druskų tirpalus, stipriai parūgštintus sieros rūgštimi. Pb(IV) druskos prideda neigiamų jonų, kad susidarytų kompleksiniai anijonai, pavyzdžiui, plumbatai (PbO3)2- ir (PbO4)4-, chloroplumbatai (PbCl6)2-, hidroksoplumbatai [Pb(OH)6]2- ir kt. Koncentruoti šarminių šarmų tirpalai kaitinant reaguoja su Pb, išskirdami vandenilį ir X2[Pb(OH)4] tipo hidroksoplumbitus. Ejonas (Me=>Me++e)=7,42 eV.

Pagrindiniai švino junginiai

Švino oksidai

Švino oksidai dažniausiai yra baziniai arba amfoteriniai. Daugelis jų nudažyti raudonai, geltonai, juodai ir rudai. Straipsnio pradžioje esančioje nuotraukoje švino liejimo paviršiuje jo centre matomos tamsintos spalvos - tai plona švino oksidų plėvelė, susidaranti dėl karšto metalo oksidacijos ore.

Švino halogenidai

Švino chalkogenidai

Švino chalkogenidai – švino sulfidas, švino selenidas ir švino teluridas – yra juodi kristalai, kurie yra siauro tarpo puslaidininkiai.

Švino druskos

Švino sulfatas
Švino nitratas
Švino acetatas– Švino cukrus yra labai toksiška medžiaga. Švino acetatas arba švino cukrus, Pb(CH 3 COO) 2 · 3H 2 O yra bespalvių kristalų arba baltų miltelių pavidalu, kurie lėtai ardo, prarandant hidratacijos vandenį. Junginys gerai tirpsta vandenyje. Jis turi sutraukiantį poveikį, tačiau kadangi jame yra nuodingų švino jonų, jis naudojamas išoriškai veterinarijoje. Acetatas taip pat naudojamas analitinėje chemijoje, dažymui, kalio spaudai, kaip šilko užpildas ir kitų švino junginių gamybai. Bazinis švino acetatas Pb(CH 3 COO) 2 ·Pb(OH) 2, vandenyje mažiau tirpūs balti milteliai, naudojami organiniams tirpalams balinti ir cukraus tirpalams prieš analizę išvalyti.

Švino programos

Švinas šalies ekonomikoje

Švino nitratas naudojami galingų mišrių sprogmenų gamybai. Švino azidas naudojamas kaip plačiausiai naudojamas detonatorius (paleidžiantis sprogmuo). Švino perchloratas naudojamas ruošiant sunkųjį skystį (tankis 2,6 g/cm³), naudojamą rūdų sodrinimo flotacijos būdu, o kartais kaip oksidatorius naudojamas didelės galios mišriuose sprogmenyse. Vien švino fluoridas, taip pat kartu su bismutu, variu ir sidabro fluoridu yra naudojamas kaip katodo medžiaga cheminiuose srovės šaltiniuose. Švino bismutatas, švino sulfidas PbS, švino jodidas naudojami kaip katodo medžiaga ličio baterijose. Švino chloridas PbCl2 kaip katodo medžiaga atsarginiuose srovės šaltiniuose. Švino teluridas PbTe plačiai naudojamas kaip termoelektrinė medžiaga (termo-emf su 350 μV/K), plačiausiai naudojama medžiaga termoelektrinių generatorių ir termoelektrinių šaldytuvų gamyboje. Švino dioksidas PbO2 plačiai naudojamas ne tik švino baterijose, bet ir jo pagrindu gaminama daug rezervinių cheminių srovės šaltinių, pavyzdžiui, švino-chloro elementas, švino-fluorescencinis elementas ir kt.

Baltas švinas, bazinis karbonatas Pb(OH)2.PbCO3, tankūs balti milteliai, gaunami iš švino ore, veikiant anglies dioksidui ir acto rūgščiai. Baltojo švino kaip dažančio pigmento naudojimas nebėra toks įprastas, kaip anksčiau, nes jį skaido vandenilio sulfidas H2S. Švino baltumas taip pat naudojamas glaisto gamybai, cemento ir švino karbonato popieriaus technologijoje.

Švino arsenatas ir arsenitas naudojami insekticidų technologijoje naikinant žemės ūkio kenkėjus (čigonų drugius ir medvilninius straublius). Švino boratas Pb(BO2)2·H2O, netirpūs balti milteliai, naudojamas paveikslams ir lakams džiovinti, o kartu su kitais metalais – stiklo ir porceliano dangoms. Švino chloridas PbCl2, balti kristaliniai milteliai, tirpsta karštame vandenyje, kitų chloridų ir ypač amonio chlorido NH4Cl tirpaluose. Jis naudojamas tepalams, skirtiems navikams gydyti, ruošti.

Švino chromatas PbCrO4 yra žinomas kaip chromo geltonasis dažiklis ir yra svarbus pigmentas gaminant dažus, dažant porcelianą ir audinius. Pramonėje chromatas daugiausia naudojamas geltonųjų pigmentų gamyboje. Švino nitratas Pb(NO3)2 yra balta kristalinė medžiaga, gerai tirpi vandenyje. Tai riboto naudojimo rišiklis. Pramonėje jis naudojamas piršlybose, tekstilės dažymui ir marginimui, ragų dažymui ir graviravimui. Švino sulfatas Pb(SO4)2, vandenyje netirpūs balti milteliai, naudojamas kaip pigmentas baterijose, litografijoje ir spausdintų audinių technologijoje.

Švino sulfidas PbS, juodi, vandenyje netirpūs milteliai, naudojami keramikai deginti ir švino jonams aptikti.

Kadangi švinas gerai sugeria γ spinduliuotę, jis naudojamas radiacinei apsaugai rentgeno įrenginiuose ir branduoliniuose reaktoriuose. Be to, pažangių greitųjų neutroninių branduolinių reaktorių projektuose švinas laikomas aušinimo skysčiu.

Švino lydiniai yra plačiai naudojami. Alavas (alavo ir švino lydinys), kuriame yra 85–90 % Sn ir 15–10 % Pb, yra formuojamas, nebrangus ir naudojamas namų apyvokos reikmenų gamyboje. Elektrotechnikoje naudojamas lydmetalis, kuriame yra 67 % Pb ir 33 % Sn. Švino ir stibio lydiniai naudojami kulkų ir tipografinių šriftų gamyboje, o švino, stibio ir alavo lydiniai – figūriniam liejimui ir guoliams. Švino ir stibio lydiniai dažniausiai naudojami kabelių apvalkalams ir elektros akumuliatorių plokštėms. Švino junginiai naudojami dažų, dažų, insekticidų, stiklo gaminių gamyboje ir kaip benzino priedas tetraetilšvino (C2H5)4Pb pavidalu (vidutiniškai lakus skystis, garai mažose koncentracijose turi salsvai vaisinį kvapą, didelėmis koncentracijomis). jie turi nemalonų kvapą; Tm = 130 °C, virimo temperatūra = 80 °C/13 mm Hg; tankis 1,650 g/cm³; nD2v = 1,5198; netirpsta vandenyje, maišosi su organiniais tirpikliais; labai toksiška, lengvai prasiskverbia per odą; didžiausia leistina koncentracija = 0,005 mg/m³; LD50 = 12,7 mg/kg (žiurkė, per burną)), siekiant padidinti oktaninį skaičių.

Švinas medicinoje

Ekonominiai rodikliai

Švino luituose (C1 klasė) kainos 2006 m. vidutiniškai siekė 1,3–1,5 dolerio/kg.

Šalys, didžiausios švino vartotojos 2004 m., tūkst. tonų (pagal ILZSG):

Kinija	1770
ES	1553
JAV	1273
Korėja	286

Fiziologinis veiksmas

Švinas ir jo junginiai yra toksiški. Patekęs į kūną, švinas kaupiasi kauluose ir sukelia jų sunaikinimą. Didžiausia leistina švino junginių koncentracija atmosferos ore – 0,003 mg/m³, vandenyje – 0,03 mg/l, dirvožemyje – 20,0 mg/kg. Švino išmetimas į Pasaulio vandenyną siekia 430-650 tūkst.t/metus.

Švinas yra cheminis elementas, kurio atominis skaičius 82 ir simbolis Pb (iš lotynų kalbos plumbum – luitas). Tai sunkusis metalas, kurio tankis didesnis nei daugelio įprastų medžiagų; Švinas yra minkštas, lankstus ir lydosi palyginti žemoje temperatūroje. Šviežiai nupjautas švinas turi melsvai baltą atspalvį; veikiamas oro jis nublanksta iki blankiai pilkos spalvos. Švinas turi antrą didžiausią atominį skaičių iš klasikiniai stabilių elementų ir yra trijų pagrindinių sunkesnių elementų skilimo grandinių gale. Švinas yra santykinai nereaguojantis elementas po pereinamojo laikotarpio. Silpną metalinį jo pobūdį iliustruoja jo amfoteriškumas (švino oksidai ir švinas reaguoja ir su rūgštimis, ir su bazėmis) ir polinkiu sudaryti kovalentinius ryšius. Švino junginiai paprastai būna +2, o ne +4 oksidacijos būsenos, paprastai su lengvesniais anglies grupės nariais. Išimtys daugiausia taikomos tik organiniams junginiams. Kaip ir lengvesni šios grupės nariai, švinas linkęs jungtis prie savęs; jis gali sudaryti grandines, žiedus ir daugiakampes struktūras. Švinas lengvai išgaunamas iš švino rūdų ir jau buvo žinomas priešistoriniams Vakarų Azijos žmonėms. Pagrindinėje švino rūdoje galenoje dažnai yra sidabro, o susidomėjimas sidabru prisidėjo prie didelio masto švino gavybos ir naudojimo senovės Romoje. Švino gamyba sumažėjo po Romos imperijos žlugimo ir nepasiekė tokio paties lygio iki pramonės revoliucijos. Šiuo metu pasaulinė švino gamyba yra apie dešimt milijonų tonų per metus; antrinė perdirbimo produkcija sudaro daugiau nei pusę šios sumos. Švinas turi keletą savybių, dėl kurių jis yra naudingas: didelis tankis, žema lydymosi temperatūra, plastiškumas ir santykinis inertiškumas oksidacijai. Kartu su santykiniu gausumu ir mažomis sąnaudomis, šie veiksniai paskatino plačiai naudoti šviną statybose, vandentiekyje, baterijose, kulkose, svarstyklėse, lydmetaliuose, alavo ir švino lydiniuose, lydimuosiuose lydiniuose ir spinduliuotės ekranuose. XIX amžiaus pabaigoje švinas buvo pripažintas labai toksišku, nuo tada jo naudojimas palaipsniui mažinamas. Švinas yra neurotoksinas, besikaupiantis minkštuosiuose audiniuose ir kauluose, pažeidžiantis nervų sistemą ir sukeliantis smegenų, o žinduoliams – kraujo sutrikimus.

Fizinės savybės

Atominės savybės

Švino atomas turi 82 elektronus, išsidėsčiusius elektronų konfigūracijoje 4f145d106s26p2. Sujungtos pirmosios ir antrosios jonizacijos energijos – bendra energija, reikalinga dviem 6p elektronams pašalinti – yra artima alavo, viršutinio švino kaimyno anglies grupėje, energijai. Tai neįprasta; Jonizacijos energija paprastai slenka žemyn, kai elemento išoriniai elektronai tolsta nuo branduolio ir yra labiau apsaugoti mažesnių orbitų. Jonizacijos energijų panašumą lemia lantanidų sumažėjimas – elementų spindulių sumažėjimas nuo lantano (atominis skaičius 57) iki liutecio (71) ir santykinai nedideli elementų spinduliai po hafnio (72). Taip yra dėl prasto branduolio ekranavimo lantanido elektronais. Bendros pirmosios keturios švino jonizacijos energijos viršija alavo energiją, priešingai nei prognozuojamos periodinės tendencijos. Prie šio elgesio prisideda reliatyvistiniai efektai, kurie tampa reikšmingi sunkesniuose atomuose. Vienas iš tokių efektų yra inertinės poros efektas: švino 6s elektronai nenoriai dalyvauja jungtyje, todėl atstumas tarp netoliese esančių kristalinio švino atomų yra neįprastai ilgas. Lengvesnės švino anglies grupės sudaro stabilius arba metastabilius alotropus su tetraedriniu būdu koordinuota ir kovalentiškai sujungta deimantų kubine struktūra. Jų išorinių s ir p orbitalių energijos lygiai yra pakankamai artimi, kad būtų galima susimaišyti su keturiomis sp3 hibridinėmis orbitomis. Švino inertinės poros efektas padidina atstumą tarp jo s ir p orbitų, o tarpo negali užpildyti energija, kurią po hibridizacijos išskirs papildomi ryšiai. Skirtingai nuo deimantinės kubinės struktūros, švinas sudaro metalinius ryšius, kuriuose tik p-elektronai yra delokalizuoti ir pasiskirstyti tarp Pb2+ jonų. Todėl švinas turi į veidą nukreiptą kubinę struktūrą, kaip ir vienodo dydžio dvivalenčiai metalai, kalcis ir stroncis.

Didelės apimties

Grynas švinas yra ryškiai sidabrinės spalvos su mėlynos spalvos atspalviu. Susilietus su drėgnu oru jis išblunka ir jo atspalvis priklauso nuo vyraujančių sąlygų. Būdingos švino savybės yra didelis tankis, plastiškumas ir didelis atsparumas korozijai (dėl pasyvavimo). Dėl tankios kubinės struktūros ir didelės atominės masės švino tankis yra 11,34 g/cm3, o tai yra didesnis nei paprastųjų metalų, tokių kaip geležis (7,87 g/cm3), varis (8,93 g/cm3) ir cinkas (7,14 g). /cm3). Kai kurių retesnių metalų tankis didesnis: volframo ir aukso tankis yra 19,3 g/cm3, o tankiausio metalo osmio tankis yra 22,59 g/cm3, beveik dvigubai didesnis už švino. Švinas yra labai minkštas metalas, kurio Moso kietumas yra 1,5; jį galima subraižyti nagu. Jis yra gana lankstus ir šiek tiek plastiškas. Tūrinis švino modulis, jo suspaudimo lengvumo matas, yra 45,8 GPa. Palyginimui, aliuminio tūrinis modulis yra 75,2 GPa; varis – 137,8 GPa; ir švelnaus plieno – 160-169 GPa. Tempiamasis stipris esant 12-17 MPa yra mažas (aliuminio – 6 kartus, vario – 10 kartų, o švelnaus plieno – 15 kartų); jį galima sustiprinti pridedant nedidelį kiekį vario ar stibio. Švino lydymosi temperatūra, 327,5 °C (621,5 °F), yra žema, palyginti su daugeliu metalų. Jo virimo temperatūra yra 1749 °C (3180 °F), žemiausia iš anglies grupės elementų. Švino elektrinė varža 20 °C temperatūroje yra 192 nanometrai, tai yra beveik eilės tvarka didesnė nei kitų pramoninių metalų (vario, kai varža 15,43 nΩ·m, aukso – 20,51 nΩ·m, o aliuminio – 24,15 nΩ·m). Švinas yra superlaidininkas, esant žemesnei nei 7,19 K temperatūrai, kuri yra aukščiausia kritinė temperatūra iš visų I tipo superlaidininkų. Švinas yra trečias pagal dydį elementinis superlaidininkas.

Švino izotopai

Natūralus švinas susideda iš keturių stabilių izotopų, kurių masės skaičiai yra 204, 206, 207 ir 208, ir penkių trumpaamžių radioizotopų pėdsakų. Didelis izotopų skaičius atitinka faktą, kad švino atomų skaičius yra lygus. Švinas turi magišką protonų skaičių (82), kuriems branduolinio apvalkalo modelis tiksliai numato ypač stabilų branduolį. Švinas-208 turi 126 neutronus, dar vieną stebuklingą skaičių, galintį paaiškinti, kodėl švinas-208 yra neįprastai stabilus. Atsižvelgiant į didelį atominį skaičių, švinas yra sunkiausias elementas, kurio natūralūs izotopai laikomi stabiliais. Šį titulą anksčiau turėjo bismutas, kurio atominis numeris 83, kol 2003 m. buvo atrasta, kad vienintelis originalus jo izotopas, bismutas-209, skyla labai lėtai. Keturi stabilūs švino izotopai teoriškai gali skilti alfa į gyvsidabrio izotopus, išskirdami energiją, tačiau tai niekada nebuvo pastebėta; jų prognozuojamas pusinės eliminacijos laikas svyruoja nuo 1035 iki 10189 metų. Trys stabilūs izotopai atsiranda trijose iš keturių pagrindinių skilimo grandinių: švinas-206, švinas-207 ir švinas-208 yra atitinkamai urano-238, urano-235 ir torio-232 skilimo galutiniai produktai; šios skilimo grandinės vadinamos urano, aktinio ir torio serijomis. Jų izotopų koncentracija natūraliame uolienų mėginyje labai priklauso nuo šių trijų pirminių urano ir torio izotopų buvimo. Pavyzdžiui, santykinis švino-208 gausumas gali svyruoti nuo 52 % įprastuose mėginiuose iki 90 % torio rūdose, todėl standartinė švino atominė masė pateikiama tik vienu tikslumu po kablelio. Laikui bėgant švino-206 ir švino-207 ir švino-204 santykis didėja, nes pirmieji du papildomi sunkesnių elementų radioaktyviuoju skilimu, o antrieji – ne; tai leidžia atsirasti švino ir švino ryšiams. Uranui skylant į šviną, jų santykinis kiekis kinta; tai yra urano švino kūrimo pagrindas. Be stabilių izotopų, sudarančių beveik visą natūraliai egzistuojantį šviną, yra keletas radioaktyviųjų izotopų pėdsakų. Vienas iš jų yra švinas-210; nors jo pusinės eliminacijos laikas yra tik 22,3 metų, gamtoje yra tik nedideli šio izotopo kiekiai, nes švinas-210 gaminamas per ilgą skilimo ciklą, kuris prasideda uranu-238 (kuris Žemėje egzistuoja jau milijardus metų). Urano-235, torio-232 ir urano-238 skilimo grandinėse yra švino-211, -212 ir -214, todėl natūraliai randama visų trijų šių švino izotopų pėdsakų. Nedideli švino-209 pėdsakai atsiranda dėl labai reto radžio-223, vieno iš dukterinių natūralaus urano-235 produktų, skilimo. Švinas-210 ypač naudingas padedant nustatyti mėginių amžių, matuojant jo santykį su švinu-206 (abu izotopai yra toje pačioje skilimo grandinėje). Iš viso buvo susintetinti 43 švino izotopai, kurių masės skaičiai yra 178-220. Švinas-205 yra stabiliausias, jo pusinės eliminacijos laikas yra apie 1,5 × 107 metų. [I] Antras pagal stabilumą yra švinas-202, kurio pusinės eliminacijos laikas yra apie 53 000 metų, ilgesnis nei bet kurio gamtoje esančio radioizotopo pėdsakų. Abu yra išnykę radionuklidai, susidarę žvaigždėse kartu su stabiliais švino izotopais, bet jau seniai suirę.

Chemija

Didelis švino kiekis, veikiamas drėgno oro, sudaro įvairios sudėties apsauginį sluoksnį. Sulfitas arba chloridas taip pat gali būti miesto ar jūros aplinkoje. Šis sluoksnis didelį švino kiekį paverčia efektyviai chemiškai inertišku ore. Smulkių miltelių švinas, kaip ir daugelis metalų, yra piroforinis ir dega melsvai balta liepsna. Kambario temperatūroje fluoras reaguoja su švinu ir susidaro švino (II) fluoridas. Reakcija su chloru yra panaši, tačiau ją reikia kaitinti, nes susidaręs chlorido sluoksnis sumažina elementų reaktyvumą. Išlydytas švinas reaguoja su chalkogenais ir susidaro švino (II) chalkogenidai. Švino metalo nepuola praskiesta sieros rūgštis, o ištirpsta koncentruota forma. Lėtai reaguoja su druskos rūgštimi ir stipriai su azoto rūgštimi, sudarydamas azoto oksidus ir švino (II) nitratą. Organinės rūgštys, tokios kaip acto rūgštis, ištirpina šviną esant deguoniui. Koncentruoti šarmai tirpdo šviną ir sudaro plumbitus.

Neorganiniai junginiai

Švinas turi dvi pagrindines oksidacijos būsenas: +4 ir +2. Keturiavalentė būsena būdinga anglies grupei. Dvivalentė būsena yra reta anglies ir silicio, maža germaniui, svarbi (bet ne vyraujanti) alavui ir svarbesnė švinui. Tai paaiškinama reliatyvistiniais efektais, ypač inertinės poros efektu, kuris atsiranda, kai yra didelis švino ir oksido, halogenidų ar nitrido anijonų elektronegatyvumo skirtumas, dėl kurio susidaro reikšmingi daliniai teigiami švino krūviai. Dėl to švino 6s orbitalė susitraukia stipriau nei 6p orbitalė, todėl švinas joniniuose junginiuose yra labai inertiškas. Tai mažiau taikoma junginiams, kuriuose švinas sudaro kovalentinius ryšius su panašaus elektronegatyvumo elementais, pvz., anglimi organoleptiniuose junginiuose. Tokiuose junginiuose 6s ir 6p orbitos yra vienodo dydžio, o sp3 hibridizacija vis dar yra energetiškai palanki. Švinas, kaip ir anglis, tokiuose junginiuose daugiausia yra keturiavalentis. Santykinai didelis švino (II) elektronegatyvumo skirtumas esant 1,87 ir švino (IV) yra 2,33. Šis skirtumas išryškina priešingą tendenciją – didėjant +4 oksidacijos būsenos stabilumui mažėjant anglies koncentracijai; Palyginimui, alavo vertės yra 1,80 oksidacijos būsenoje +2 ir 1,96 +4 būsenoje.

Švino(II) junginiai būdingi neorganinei švino chemijai. Net stiprūs oksidatoriai, tokie kaip fluoras ir chloras, kambario temperatūroje reaguoja su švinu, sudarydami tik PbF2 ir PbCl2. Dauguma jų yra mažiau joniški nei kiti metalų junginiai, todėl iš esmės netirpūs. Švino (II) jonai paprastai būna bespalviai tirpale ir iš dalies hidrolizuojasi, kad susidarytų Pb(OH)+ ir galiausiai Pb4(OH)4 (kuriame hidroksilo jonai veikia kaip jungiamieji ligandai). Skirtingai nuo alavo (II) jonų, jie nėra reduktorius. Pb2+ jonų buvimo vandenyje nustatymo metodai paprastai remiasi švino (II) chlorido nusodinimu naudojant praskiestą druskos rūgštį. Kadangi chlorido druska mažai tirpsta vandenyje, švino (II) sulfidą bandoma nusodinti per tirpalą burbuliuojant vandenilio sulfidu. Švino monoksidas yra dviejų polimorfų: raudonojo α-PbO ir geltonojo β-PbO, pastarasis stabilus tik aukštesnėje nei 488 °C temperatūroje. Tai dažniausiai naudojamas švino junginys. Švino (II) hidroksidas gali egzistuoti tik tirpale; žinoma, kad susidaro plumbitiniai anijonai. Švinas dažniausiai reaguoja su sunkesniais kalkogenais. Švino sulfidas yra puslaidininkinis, fotolaidininkas ir ypač jautrus infraraudonųjų spindulių detektorius. Kiti du chalkogenidai – švino selenidas ir švino teluridas – taip pat yra fotolaidininkai. Jie neįprasti tuo, kad kuo žemesnė grupė, jų spalva tampa šviesesnė. Švino dihalogenidai yra gerai aprašyti; tai diastatidas ir mišrūs halogenidai, tokie kaip PbFCl. Santykinis pastarojo netirpumas yra naudingas gravimetrinio fluoro nustatymo pagrindas. Difluoridas buvo pirmasis kietas jonams laidus junginys, kuris buvo atrastas (1834 m. Michael Faraday). Kiti dihalogenidai suyra veikiami ultravioletinių spindulių arba matomos šviesos, ypač dijodidas. Yra žinoma daug švino pseudohalogenidų. Švinas (II) sudaro daug halogenidų koordinavimo kompleksų, tokių kaip 2-, 4- ir n5n-grandinės anijonai. Švino (II) sulfatas netirpsta vandenyje, kaip ir kitų sunkiųjų dvivalenčių katijonų sulfatai. Švino (II) nitratas ir švino (II) acetatas yra labai tirpūs ir naudojami kitų švino junginių sintezei.

Yra žinomi keli neorganiniai švino (IV) junginiai, kurie dažniausiai yra stiprūs oksidatoriai arba egzistuoja tik stipriai rūgštiniuose tirpaluose. Švino (II) oksidas, toliau oksiduodamasis, sudaro mišrų oksidą Pb3O4. Jis apibūdinamas kaip švino (II, IV) oksidas arba struktūriškai 2PbO·PbO2 ir yra geriausiai žinomas mišrus valentinis švino junginys. Švino dioksidas yra stiprus oksidatorius, galintis oksiduoti druskos rūgštį į chloro dujas. Taip yra todėl, kad numatomas gaminti PbCl4 yra nestabilus ir spontaniškai skyla į PbCl2 ir Cl2. Panašiai kaip švino monoksidas, švino dioksidas gali sudaryti putojančius anijonus. Švino disulfidas ir švino diselenidas yra stabilūs esant aukštam slėgiui. Švino tetrafluoridas, geltoni kristaliniai milteliai, yra stabilūs, bet mažiau nei difluoridas. Švino tetrachloridas (geltonas aliejus) skyla kambario temperatūroje, švino tetrabromidas yra dar mažiau stabilus, o švino tetrajodido egzistavimas ginčijamas.

Kitos oksidacijos būsenos

Kai kurie švino junginiai formaliai oksiduojasi ne +4 arba +2. Švinas (III) gali būti gaminamas kaip tarpinis produktas tarp švino (II) ir švino (IV) didesniuose organoleptiniuose kompleksuose; ši oksidacijos būsena yra nestabili, nes ir švino (III) jonas, ir didesni jo turintys kompleksai yra radikalai. Tas pats pasakytina apie šviną (I), kurio galima rasti tokiose rūšyse. Yra žinoma daug mišrių švino oksidų (II, IV). Kai PbO2 kaitinamas ore, jis tampa Pb12O19 prie 293°C, Pb12O17 prie 351°C, Pb3O4 prie 374°C ir galiausiai PbO prie 605°C. Kitas seskvioksidas, Pb2O3, gali būti gaminamas esant aukštam slėgiui kartu su keliomis ne stechiometrinėmis fazėmis. Daugelyje jų yra defektų fluorito struktūrų, kuriose kai kurie deguonies atomai yra pakeisti tuštumais: PbO gali būti laikomas tokios struktūros, kai trūksta kiekvieno alternatyvaus deguonies atomų sluoksnio. Neigiamos oksidacijos būsenos gali atsirasti kaip Zintl fazės, kaip ir Ba2Pb atveju, kai švinas formaliai yra švinas (-IV), arba kaip deguoniui jautrių žiedo formos arba daugiakampių jonų, tokių kaip trigonalinis bipiramidinis jonas, atveju. Pb52-i, kur du švino atomai yra švino (- I), o trys yra švino (0). Tokiuose anijonuose kiekvienas atomas yra daugiakampėje viršūnėje ir į kiekvieną kovalentinį ryšį įneša po du elektronus jų sp3 hibridinės orbitos pakraštyje, o likusieji du yra išorinė vieniša pora. Jie gali susidaryti skystame amoniake redukuojant šviną natriu.

Organinis šveitimo junginys

Švinas gali sudaryti daugiasluoksnes grandines – tai savybė, kurią jis dalijasi su lengvesniu homologu – anglimi. Jo gebėjimas tai padaryti yra daug mažesnis, nes Pb-Pb ryšio energija yra tris su puse karto mažesnė nei C-C jungties. Su savimi švinas gali sukurti metalo ir metalo ryšius iki trečios eilės. Su anglimi švinas sudaro organinius švino junginius, panašius į įprastus organinius junginius, bet paprastai mažiau stabilius (dėl Pb-C jungties silpnumo). Dėl to švino organometalinė chemija yra daug ne tokia plati nei alavo. Švinas pirmiausia sudaro organinius junginius (IV), net jei šis susidarymas prasideda nuo neorganinių švino (II) reagentų; žinoma labai nedaug organolato(II) junginių. Geriausiai apibūdinamos išimtys yra Pb 2 ir Pb (η5-C5H5)2. Paprasčiausio organinio junginio metano švino analogas yra plumbanas. Plumbanas gali būti pagamintas reaguojant tarp metalinio švino ir atominio vandenilio. Du paprasti dariniai, tetrametiladinas ir tetraetillidas, yra geriausiai žinomi organiniai šveitimo junginiai. Šie junginiai yra gana stabilūs: tetraetilidas pradeda irti tik 100 °C temperatūroje arba veikiamas saulės ar ultravioletinių spindulių. (Tetrafenilo švinas yra dar labiau termiškai stabilus, suyra 270 °C temperatūroje). Su natrio metalu švinas lengvai sudaro ekvimolinį lydinį, kuris reaguoja su alkilhalogenidais, sudarydamas organinius metalinius junginius, tokius kaip tetraetilalidas. Taip pat išnaudojamas daugelio metaloorganinių junginių oksidacinis pobūdis: švino tetraacetatas yra svarbus laboratorinis oksidacijos reagentas organinėje chemijoje, o tetraetilalido buvo pagaminama daugiau nei bet kurio kito organinio metalo junginio. Kiti organiniai junginiai yra mažiau chemiškai stabilūs. Daugeliui organinių junginių nėra švino analogo.

Kilmė ir paplitimas

Kosmose

Švino gausa vienoje dalelėje Saulės sistemoje yra 0,121 ppm (dalelės milijardui). Šis skaičius yra du su puse karto didesnis nei platinos, aštuonis kartus didesnis nei gyvsidabrio ir 17 kartų didesnis nei aukso. Švino kiekis visatoje pamažu didėja, nes sunkiausi atomai (visi jie yra nestabilūs) palaipsniui skyla į šviną. Švino gausa Saulės sistemoje nuo jos susiformavimo prieš 4,5 mlrd. metų padidėjo apie 0,75%. Saulės sistemos izotopų gausos lentelė rodo, kad švino, nepaisant gana didelio atominio skaičiaus, yra daugiau nei daugumoje kitų elementų, kurių atominis skaičius didesnis nei 40. Pirminis švinas, kuriame yra izotopų švinas-204, švinas-206, švinas-207, ir švinas -208- daugiausia buvo sukurti per pakartotinius neutronų gaudymo procesus, vykstančius žvaigždėse. Du pagrindiniai fiksavimo režimai yra s ir r procesai. S procese (s reiškia lėtą) fiksacijos yra atskirtos metais ar dešimtmečiais, todėl mažiau stabilūs branduoliai gali skilti beta. Stabilus talio-203 branduolys gali užfiksuoti neutroną ir tapti taliu-204; ši medžiaga patiria beta skilimą, todėl gaunamas stabilus švinas-204; užfiksavęs kitą neutroną, jis tampa švinu-205, kurio pusinės eliminacijos laikas yra apie 15 milijonų metų. Dėl tolesnių įstrigimų susidaro švinas-206, švinas-207 ir švinas-208. Užfiksavus kitą neutroną, švinas-208 tampa švinu-209, kuris greitai suyra iki bismuto-209. Užfiksavus kitą neutroną, bismutas-209 tampa bismutu-210, kurio beta skyla į polonį-210, o alfa skyla į šviną-206. Todėl ciklas baigiasi ties švinu-206, švinu-207, švinu-208 ir bismutu-209. R proceso metu (r reiškia „greitas“) fiksavimas vyksta greičiau, nei branduoliai gali suirti. Tai atsitinka aplinkoje, kurioje yra didelis neutronų tankis, pavyzdžiui, supernovoje arba dviejų neutroninių žvaigždžių susiliejimui. Neutronų srautas gali būti maždaug 1022 neutronai kvadratiniame centimetre per sekundę. R procesas nesudaro tiek švino, kiek s procesas. Jis linkęs sustoti, kai neutronų turtingi branduoliai pasiekia 126 neutronus. Šiuo metu neutronai yra išsidėstę pilnais apvalkalais atomo branduolyje ir tampa sunkiau energetiškai sulaikyti jų daugiau. Kai neutronų srautas mažėja, jų beta branduoliai skyla į stabilius osmio, iridžio ir platinos izotopus.

Ant žemės

Švinas klasifikuojamas kaip chalkofilas pagal Goldschmidt klasifikaciją, tai reiškia, kad jis paprastai būna kartu su siera. Jis retai randamas natūralioje metalinėje formoje. Daugelis švino mineralų yra gana lengvi ir per Žemės istoriją išliko plutoje, o ne nuskendo giliau į Žemės vidų. Tai paaiškina gana didelį švino kiekį žievėje – 14 ppm; tai 38-as pagal gausumą elementas žievėje. Pagrindinis švino mineralas yra galena (PbS), kurio daugiausia yra cinko rūdose. Dauguma kitų švino mineralų tam tikru būdu yra susiję su galena; boulangeritas, Pb5Sb4S11, yra mišrus sulfidas, gautas iš galenos; Anglesitas, PbSO4, yra galenos oksidacijos produktas; o serusitas arba baltoji švino rūda, PbCO3, yra galenos skilimo produktas. Arsenas, alavas, stibis, sidabras, auksas, varis ir bismutas yra įprastos švino mineralų priemaišos. Pasaulio pirminiai ištekliai viršija 2 milijardus tonų. Didelės švino atsargos buvo aptiktos Australijoje, Kinijoje, Airijoje, Meksikoje, Peru, Portugalijoje, Rusijoje ir JAV. Pasaulinės atsargos – ištekliai, kuriuos ekonomiškai naudinga išgauti – 2015 m. siekė 89 mln. tonų, iš kurių 35 mln. yra Australijoje, 15,8 mln. – Kinijoje, 9,2 mln. – Rusijoje. Tipinė švino foninė koncentracija atmosferoje neviršija 0,1 μg/m3; 100 mg/kg dirvožemyje; ir 5 µg/L gėlame ir jūros vandenyje.

Etimologija

Šiuolaikinis anglų kalbos žodis „lead“ yra germanų kilmės; jis kilęs iš viduriniosios ir senosios anglų kalbų (su ilgu ženklu virš balsės „e“, nurodančio, kad tos raidės balsės garsas yra ilgas). Senosios anglų kalbos žodis kilęs iš hipotetinės rekonstruotos protogermanų kalbos *lauda- („švinas“). Remiantis priimta kalbų teorija, šis žodis „pagimdė“ palikuonis keliose germanų kalbose, turinčiose lygiai tą pačią reikšmę. Protogermanų kalbos *lauda kilmė kalbinėje bendruomenėje nėra aiški. Remiantis viena hipoteze, šis žodis yra kilęs iš protoindoeuropiečių *lAudh- („švinas“). Kita hipotezė yra ta, kad šis žodis yra skolinys iš protokeltų *ɸloud-io- ("švinas"). Šis žodis yra susijęs su lotynišku plumbum, kuris elementui suteikė cheminį simbolį Pb. Žodis *ɸloud-io- taip pat gali būti protogermanų kalbos *bliwa- (kuris taip pat reiškia „švinas“), iš kurio kilęs vokiškas blei, šaltinis. Cheminio elemento pavadinimas nesusijęs su tos pačios rašybos veiksmažodžiu, kilusiu iš protogermanų kalbos *layijan- („vadovauti“).

Istorija

Fonas ir ankstyvoji istorija

Metaliniai švino karoliukai, datuojami 7000–6500 m. pr. Kr., rasti Mažojoje Azijoje, gali būti pirmasis metalo lydymo pavyzdys. Tuo metu švinas buvo retai naudojamas (jei buvo) dėl savo minkštumo ir nuobodžios išvaizdos. Pagrindinė švino gamybos plitimo priežastis buvo jo ryšys su sidabru, kurį buvo galima gauti deginant galeną (įprastą švino mineralą). Senovės egiptiečiai pirmieji kosmetikoje panaudojo šviną, kuris paplito senovės Graikijoje ir už jos ribų. Egiptiečiai galėjo naudoti šviną kaip grimzlę žvejybos tinkluose ir gamindami glazūras, akinius, emalius ir papuošalus. Įvairios vaisingojo pusmėnulio civilizacijos naudojo šviną kaip rašymo medžiagą, kaip valiutą ir statybose. Senovės Kinijos karališkajame dvare švinas buvo naudojamas kaip stimuliatorius, kaip valiuta ir kaip kontraceptinė priemonė. Indo slėnio civilizacijoje ir mezoamerikose švinas buvo naudojamas amuletams gaminti; Rytų ir Pietų Afrikos tautos naudojo šviną vielos tempimui.

Klasikinė era

Kadangi sidabras buvo plačiai naudojamas kaip dekoratyvinė medžiaga ir mainų priemonė, švino nuosėdos buvo pradėtos dirbti Mažojoje Azijoje nuo 3000 m. pr. Kr.; vėliau švino telkiniai buvo sukurti Egėjo ir Loriono regionuose. Šie trys regionai bendrai dominavo kasamo švino gamyboje iki maždaug 1200 m. pr. Kr. Nuo 2000 m. pr. Kr. finikiečiai dirbo Iberijos pusiasalio kasyklose; iki 1600 m.pr.Kr Švino kasyba egzistavo Kipre, Graikijoje ir Sicilijoje. Romos teritorinė plėtra Europoje ir Viduržemio jūroje bei kalnakasybos plėtra lėmė, kad vietovė tapo didžiausia klasikinės eros švino gamintoja, o metinė gamyba siekė 80 000 tonų. Kaip ir jų pirmtakai, romėnai šviną pirmiausia gavo kaip šalutinį sidabro lydymo produktą. Pagrindiniai gamintojai buvo Vidurio Europa, Didžioji Britanija, Balkanai, Graikija, Anatolija ir Ispanija, gaminančios 40 % pasaulinės švino produkcijos. Romos imperijoje iš švino buvo gaminami vandens vamzdžiai; Lotyniškas šio metalo žodis plumbum yra angliško žodžio plumbing šaltinis. Lengvas metalo valdymas ir atsparumas korozijai paskatino jį plačiai naudoti kitose srityse, įskaitant vaistus, stogų medžiagas, valiutą ir karinius reikmenis. To meto rašytojai, tokie kaip Catonas Vyresnysis, Columella ir Plinijus Vyresnysis, rekomendavo švino indus, skirtus saldikliams ir konservantams, dedamiems į vyną ir maistą, ruošti. Švinas suteikė malonų skonį, nes susidarė „švino cukrus“ (švino(II) acetatas), o variniai ar bronziniai indai galėjo suteikti maistui kartaus skonio dėl verdigrio susidarymo. Šis metalas buvo labiausiai paplitusi medžiaga. klasikinėje antikoje ir Tikslinga remtis (romėnų) švino epocha. Švinas buvo plačiai naudojamas romėnams, kaip ir plastikas pas mus. Romėnų autorius Vitruvijus pranešė apie pavojų, kurį švinas gali kelti sveikatai, o šiuolaikiniai rašytojai teigė, kad apsinuodijimas švinu suvaidino svarbų vaidmenį Romos imperijos nuosmukiui.[l] Kiti tyrinėtojai kritikavo tokius teiginius, pavyzdžiui, nurodė, kad ne visus skrandžio skausmus sukėlė apsinuodijimas švinu. Archeologinių tyrimų duomenimis, Romos švino pypkės. padidino švino kiekį vandentiekio vandenyje, tačiau toks poveikis „vargu ar buvo tikrai žalingas“. Apsinuodijimo švinu aukos buvo pradėtos vadinti „saturnais“, baisaus dievų tėvo Saturno garbei. Atsižvelgiant į tai, švinas buvo laikomas visų metalų „tėvu“. Jos statusas romėnų visuomenėje buvo žemas, nes buvo lengvai prieinamas ir pigus.

Painiojimas su alavu ir stibiu

Klasikinėje epochoje (ir dar iki XVII a.) alavas dažnai nebuvo skiriamas nuo švino: romėnai šviną vadino plumbum nigrum („juodasis švinas“) ir alavą plumbum candidum („šviesus švinas“). Švino ir alavo ryšį galima atsekti ir kitose kalbose: žodis „olovo“ čekų kalba reiškia „švinas“, o rusiškai giminingas olovo reiškia „alavas“. Be to, švinas yra glaudžiai susijęs su stibiu: abu elementai dažniausiai būna sulfidų (galenos ir stibnito) pavidalu, dažnai kartu. Plinijus neteisingai parašė, kad kaitinant stibnitą vietoj stibio gamina švinas. Tokiose šalyse kaip Turkija ir Indija originalus persiškas stibio pavadinimas reiškė stibio sulfidą arba švino sulfidą, o kai kuriomis kalbomis, pavyzdžiui, rusų, jis buvo vadinamas stibiu.

Viduramžiai ir Renesansas

Švino gavyba Vakarų Europoje sumažėjo po Vakarų Romos imperijos žlugimo, o Arabijos Iberija buvo vienintelis regionas, turintis didelę švino produkciją. Didžiausia švino gamyba buvo stebima Pietų ir Rytų Azijoje, ypač Kinijoje ir Indijoje, kur švino kasyba labai išaugo. Europoje švino gamyba pradėjo atgyti tik XI–XII amžiais, kur švinas vėl buvo naudojamas stogams ir vamzdynams. Nuo XIII amžiaus švinas buvo naudojamas vitražams kurti. Europos ir arabų alchemijos tradicijose švinas (europietiškoje tradicijoje Saturno simbolis) buvo laikomas nešvariu netauriuoju metalu, kuris, atskiriant, išvalius ir subalansavus jo sudedamąsias dalis, gali būti paverstas grynu auksu. Šiuo laikotarpiu švinas vis dažniau buvo naudojamas vynui užteršti. Tokį vyną naudoti 1498 metais popiežiaus įsakymu buvo uždrausta, nes jis buvo laikomas netinkamu naudoti šventoms apeigoms, tačiau jis ir toliau buvo geriamas, todėl iki XVIII amžiaus pabaigos buvo masiškai apsinuodijama. Švinas buvo pagrindinė medžiaga spausdinimo preso dalyse, kuri buvo išrasta apie 1440 m.; spausdinimo darbuotojai nuolat įkvėpdavo švino dulkių, sukeldami apsinuodijimą švinu. Maždaug tuo pačiu metu buvo išrasti šaunamieji ginklai, o švinas, nors ir brangesnis už geležį, tapo pagrindine kulkų gamybos medžiaga. Jis buvo mažiau pavojingas geležiniams ginklų vamzdžiams, buvo didesnis tankis (tai leido geriau išlaikyti greitį), o dėl žemesnės lydymosi temperatūros kulkas buvo lengviau gaminti, nes jas buvo galima gaminti naudojant malkų ugnį. Švinas, Venecijos keramikos pavidalu, buvo plačiai naudojamas kosmetikoje tarp Vakarų Europos aristokratijų, nes išbalę veidai buvo laikomi kuklumo ženklu. Vėliau ši praktika išsiplėtė iki baltų perukų ir akių pieštukų ir išnyko tik per Prancūzijos revoliuciją XVIII amžiaus pabaigoje. Panaši mada Japonijoje atsirado XVIII amžiuje, kai atsirado geiša – praktika tęsėsi visą XX amžių. „Balti veidai įkūnijo japonų moterų dorybę“, o švinas dažniausiai buvo naudojamas kaip balinimo priemonė.

Už Europos ir Azijos ribų

Naujajame pasaulyje švinas buvo pradėtas gaminti netrukus po to, kai atvyko Europos naujakuriai. Anksčiausiai užregistruota švino gamyba datuojama 1621 m. Anglijos kolonijoje Virdžinijoje, praėjus keturiolikai metų nuo jos įkūrimo. Australijoje pirmoji kolonistų atidaryta kasykla žemyne ​​buvo pagrindinė kasykla 1841 m. Afrikoje švino gavyba ir lydymas buvo žinomos Benue-Taure ir Žemutiniame Kongo baseine, kur švinas buvo naudojamas prekybai su europiečiais ir kaip valiuta XVII amžiuje, dar gerokai prieš grumtynes ​​dėl Afrikos.

Pramonės revoliucija

XVIII amžiaus antroje pusėje Didžiojoje Britanijoje, o vėliau ir žemyninėje Europoje bei JAV įvyko pramonės revoliucija. Tai buvo pirmas kartas, kai švino gamybos lygis bet kurioje pasaulio vietoje viršijo Romos lygį. Didžioji Britanija buvo pirmaujanti švino gamintoja, tačiau iki XIX amžiaus vidurio ji prarado šį statusą, kai išseko jos kasyklos ir vystėsi švino kasyba Vokietijoje, Ispanijoje ir JAV. Iki 1900 m. JAV pirmavo pasaulyje švino gamybos srityje, o kitos ne Europos šalys – Kanada, Meksika ir Australija – pradėjo reikšmingą švino gamybą; išaugo gamyba už Europos ribų. Didelė švino paklausos dalis buvo skirta santechnikai ir dažams – tada švino dažai buvo reguliariai naudojami. Per tą laiką daugiau žmonių (darbiečių klasė) buvo veikiami metalų ir padaugėjo apsinuodijimo švinu atvejų. Tai paskatino švino vartojimo poveikio organizmui tyrimus. Įrodyta, kad švinas dūmų pavidalu yra pavojingesnis nei kietas metalas. Buvo nustatytas ryšys tarp apsinuodijimo švinu ir podagros; Britų gydytojas Alfredas Baringas Garrodas pažymėjo, kad trečdalis jo pacientų, sergančių podagra, buvo santechnikai ir menininkai. Lėtinio švino poveikio, įskaitant psichikos sutrikimus, poveikis taip pat buvo tiriamas XIX a. Pirmieji įstatymai, skirti sumažinti apsinuodijimą švinu gamyklose, buvo priimti 1870-aisiais ir 1880-aisiais Jungtinėje Karalystėje.

Naujas laikas

Dar daugiau įrodymų apie švino keliamą grėsmę buvo aptikta XIX amžiaus pabaigoje ir XX amžiaus pradžioje. Žalos mechanizmai buvo geriau suprasti, o švino aklumas buvo dokumentuotas. Europos šalys ir JAV pradėjo stengtis sumažinti švino, su kuriuo žmonės liečiasi, kiekį. Jungtinė Karalystė 1878 m. įvedė privalomus patikrinimus gamyklose, o 1898 m. paskyrė pirmąjį gamyklos sveikatos inspektorių; dėl to nuo 1900 iki 1944 metų buvo pranešta, kad apsinuodijimo švinu atvejų sumažėjo 25 kartus. Paskutinis didžiausias žmonių sąlytis su švinu buvo tetraetilo eterio pridėjimas į benziną kaip antidetonacinę medžiagą, o tai prasidėjo Jungtinėse Valstijose 1921 m. Jungtinėse Valstijose ir Europos Sąjungoje ji buvo palaipsniui panaikinta iki 2000 m. Dauguma Europos šalių uždraudė švino dažus, dažniausiai naudojamus dėl jų neskaidrumo ir atsparumo vandeniui vidaus apdailai, iki 1930 m. Poveikis buvo reikšmingas: paskutinį XX amžiaus ketvirtį žmonių, kurių kraujyje buvo perteklinis švino kiekis, procentas sumažėjo nuo daugiau nei trijų ketvirtadalių JAV gyventojų iki šiek tiek daugiau nei dviejų procentų. Pagrindinis švino produktas XX amžiaus pabaigoje buvo švino rūgšties akumuliatorius, kuris nekėlė tiesioginės grėsmės žmonėms. Nuo 1960 iki 1990 metų švino gamyba Vakarų bloke padidėjo trečdaliu. Rytų bloko pasaulinės švino gamybos dalis nuo 1950 m. iki 1990 m. išaugo tris kartus nuo 10 % iki 30 %, o Sovietų Sąjunga buvo didžiausia pasaulyje švino gamintoja aštuntojo ir devintojo dešimtmečio viduryje, o Kinija pradėjo plačią švino gamybą XX amžiaus XX amžiaus pabaigoje. amžiaus. Kitaip nei Europos komunistinėse šalyse, XX amžiaus viduryje Kinija iš esmės buvo neindustrializuota šalis; 2004 m. Kinija aplenkė Australiją kaip didžiausia pagrindinė gamintoja. Kaip ir Europos industrializacija, švinas turėjo neigiamą poveikį Kinijos sveikatai.

Gamyba

Švino gamyba visame pasaulyje didėja dėl jo naudojimo švino rūgšties akumuliatoriuose. Yra dvi pagrindinės produktų kategorijos: pirminės, iš rūdos; ir antrinis, iš laužo. 2014 metais pirminėje gamyboje buvo pagaminta 4,58 mln. tonų švino, o iš antrinės – 5,64 mln. Šiais metais iškasamo švino koncentrato gamintojų trejetuke pirmavo Kinija, Australija ir JAV. Tris geriausius rafinuoto švino gamintojus pirmauja Kinija, JAV ir Pietų Korėja. Remiantis 2010 m. Tarptautinės metalo ekspertų asociacijos ataskaita, bendras panaudoto švino kiekis, sukauptas, išleistas arba pasklidęs į aplinką pasauliniu lygiu, vienam gyventojui yra 8 kg. Didelė šio kiekio dalis yra labiau išsivysčiusiose šalyse (20–150 kg vienam gyventojui), o ne mažiau išsivysčiusiose šalyse (1–4 kg vienam gyventojui). Pirminio ir antrinio švino gamybos procesai yra panašūs. Kai kurios pirminės gamybos įmonės dabar savo veiklą papildo švino lakštais, o ši tendencija ateityje gali didėti. Taikant tinkamus gamybos metodus antrinio švino negalima atskirti nuo pirminio švino. Metalo laužo atliekos iš statybų prekybos dažniausiai yra gana švarios ir gali būti perlydomos nelydant, nors kartais prireikia ir distiliavimo. Taigi antrinio švino gamyba energijos poreikio požiūriu yra pigesnė nei pirminio švino gamyba, dažnai 50% ar daugiau.

Pagrindai

Daugumoje švino rūdų yra nedidelis procentas švino (aukštos kokybės rūdos tipiškas švino kiekis yra 3–8%), kuris turi būti koncentruotas ekstrahavimui. Pirminio apdorojimo metu rūdos paprastai yra susmulkinamos, atskiriamos kietosios medžiagos, šlifuojamos, flotuojamos putomis ir džiovinamos. Tada gautas koncentratas, kuriame švino yra 30–80 % masės (dažniausiai 50–60 %), paverčiamas (nešvaru) švino metalu. Yra du pagrindiniai būdai tai padaryti: dviejų etapų procesas, apimantis kūrenimą ir iškėlimą iš aukštakrosnės, atliekamas atskiruose induose; arba tiesioginis procesas, kurio metu koncentratas ekstrahuojamas viename inde. Pastarasis metodas tapo labiau paplitęs, nors pirmasis vis dar yra reikšmingas.

Dviejų etapų procesas

Pirma, sulfido koncentratas skrudinamas ore, kad oksiduotų švino sulfidą: 2 PbS + 3 O2 → 2 PbO + 2 SO2 Pradinis koncentratas nebuvo grynas švino sulfidas, o skrudinant susidaro švino oksidas ir švino sulfatų bei silikatų mišinys. kiti rūdoje esantys metalai. Šis neapdorotas švino oksidas kokso krosnyje redukuojamas iki (vėl nešvaraus) metalo: 2 PbO + C → Pb + CO2. Priemaišos daugiausia yra arsenas, stibis, bismutas, cinkas, varis, sidabras ir auksas. Lydalas apdorojamas reverberacinėje krosnyje oru, garais ir siera, kuri oksiduoja priemaišas, išskyrus sidabrą, auksą ir bismutą. Oksiduoti teršalai plūduriuoja lydalo viršuje ir yra nugriebiami. Metalinis sidabras ir auksas pašalinami ir ekonomiškai išgaunami Parkeso procesu, kai į šviną pridedama cinko. Cinkas tirpina sidabrą ir auksą, kurie abu, nesusimaišę su švinu, gali būti atskirti ir atgauti. Besidabruotas švinas išlaisvinamas su bismutu Betterton-Kroll metodu, apdorojant jį metaliniu kalciu ir magniu. Susidariusį bismuto turintį šlaką galima pašalinti. Labai gryną šviną galima gauti elektrolitiniu būdu apdorojant lydytą šviną naudojant Betts procesą. Nešvarūs švino anodai ir gryno švino katodai dedami į švino fluorosilikato (PbSiF6) elektrolitą. Pritaikius elektrinį potencialą, prie anodo esantis nešvarus švinas ištirpsta ir nusėda ant katodo, todėl didžioji dauguma priemaišų lieka tirpale.

Tiesioginis procesas

Šiame procese švino luitas ir šlakas gaunami tiesiai iš švino koncentratų. Švino sulfido koncentratas išlydomas krosnyje ir oksiduojamas, kad susidarytų švino monoksidas. Į išlydytą įkrovą kartu su srautais pridedama anglis (kokso arba anglies dujos). Taigi švino monoksidas yra redukuojamas į švino metalą švino monoksido turinčio šlako viduryje. Iki 80 % švino labai koncentruotuose pašarų koncentratuose galima gauti luitų pavidalu; likę 20% sudaro šlaką, kuriame gausu švino monoksido. Žemos kokybės žaliavų atveju visas švinas gali būti oksiduojamas iki aukštos kokybės šlako. Švino metalas toliau gaminamas iš aukštos kokybės (25–40 %) šlakų deginant arba įpurškiant povandeninį kurą, naudojant pagalbinę elektrinę krosnį arba derinant abu būdus.

Alternatyvos

Tęsiami švaresnio, mažiau energijos reikalaujančio švino gavybos proceso tyrimai; pagrindinis jo trūkumas yra tai, kad dėl atliekų prarandama per daug švino arba dėl alternatyvių metodų gaunamame švino metale yra daug sieros. Hidrometalurginis ekstrahavimas, kai nešvarūs švino anodai panardinami į elektrolitą, o grynas švinas nusodinamas ant katodo, yra metodas, kuris gali turėti potencialą.

Antrinis metodas

Lydymas, kuris yra neatsiejama pirminės gamybos dalis, antrinės gamybos metu dažnai praleidžiama. Tai atsitinka tik tada, kai švino metalas smarkiai oksiduojasi. Šis procesas yra panašus į pirminį ekstrahavimo procesą aukštakrosnėje arba rotacinėje krosnyje, o reikšmingas skirtumas yra didesnis derliaus kintamumas. Švino lydymo procesas yra modernesnis metodas, kuris gali būti pirminės gamybos tęsinys; Akumuliatorių pasta iš švino-rūgštinių baterijų atliekų pašalina sierą apdorojant ją šarmu, o po to apdorojama anglimi kūrenamoje krosnyje, esant deguoniui, todėl susidaro nešvarus švinas, o stibis yra dažniausia priemaiša. Antrinio švino perdirbimas panašus į pirminio švino perdirbimą; Kai kurie rafinavimo procesai gali būti praleisti, atsižvelgiant į apdorojamą medžiagą ir galimą jos užterštumą, o bismutas ir sidabras yra dažniausiai priimamos priemaišos. Iš šalinamų švino šaltinių svarbiausi šaltiniai yra švino rūgšties akumuliatoriai; Taip pat svarbūs švino vamzdžiai, lakštai ir kabelio apvalkalai.

Programos

Priešingai populiariems įsitikinimams, medinių pieštukų grafitas niekada nebuvo pagamintas iš švino. Kai pieštukas buvo sukurtas kaip grafito vyniojimo įrankis, konkretus naudojamas grafito tipas buvo vadinamas plumbago (pažodžiui švinu arba švino manekenu).

Elementari forma

Švino metalas turi keletą naudingų mechaninių savybių, įskaitant didelį tankį, žemą lydymosi temperatūrą, plastiškumą ir santykinį inertiškumą. Daugelis metalų yra pranašesni už šviną kai kuriais iš šių aspektų, tačiau paprastai jie yra mažiau gausūs ir sunkiau išgaunami iš jų rūdų. Dėl švino toksiškumo kai kurie jo naudojimo būdai buvo laipsniškai nutraukti. Švinas buvo naudojamas kulkoms gaminti nuo jų išradimo viduramžiais. Švinas yra nebrangus; jo žema lydymosi temperatūra reiškia, kad šaulių ginklų šaudmenis galima išlieti naudojant minimalią techninę įrangą; Be to, švinas yra tankesnis nei kiti įprasti metalai, o tai leidžia geriau išlaikyti greitį. Susirūpinta, kad medžioklei naudojamos švino kulkos gali būti kenksmingos aplinkai. Jo didelis tankis ir atsparumas korozijai buvo naudojami daugelyje susijusių programų. Švinas naudojamas kaip kilis laivuose. Jo svoris leidžia atsverti bures skleidžiantį vėjo poveikį; Būdamas toks tankus, jis užima mažai tūrio ir sumažina atsparumą vandeniui. Švinas naudojamas nardant, siekiant neutralizuoti naro gebėjimą išplaukti į paviršių. 1993 metais Pizos bokšto bazė buvo stabilizuota 600 tonų švino. Dėl atsparumo korozijai švinas naudojamas kaip apsauginė povandeninių kabelių danga. Švinas naudojamas architektūroje. Švino lakštai naudojami kaip stogo dangos, apmušalai, apmušalai, latakai ir lietvamzdžių jungtys bei stogo parapetai. Švino bagetai naudojami kaip dekoratyvinė medžiaga švino lakštams tvirtinti. Švinas vis dar naudojamas statuloms ir skulptūroms gaminti. Anksčiau švinas dažnai buvo naudojamas automobilio ratams subalansuoti; Dėl aplinkosaugos priežasčių šis naudojimas palaipsniui nutraukiamas. Švino dedama į vario lydinius, tokius kaip žalvaris ir bronza, siekiant pagerinti jų apdirbamumą ir tepimo savybes. Kadangi švinas beveik netirpsta varyje, visame lydinyje susidaro kietos rutuliukai, pvz., grūdelių ribos. Mažos koncentracijos, taip pat kaip tepalas, rutuliukai apsaugo nuo drožlių susidarymo lydinio veikimo metu ir taip pagerina apdirbamumą. Guoliai naudoja vario lydinius su didesne švino koncentracija. Švinas sutepa, o varis palaiko apkrovą. Dėl didelio tankio, atominio skaičiaus ir formavimosi švinas naudojamas kaip barjeras, sugeriantis garsą, vibraciją ir spinduliuotę. Švinas neturi natūralių rezonansinių dažnių, todėl švino lakštas naudojamas kaip garso izoliacijos sluoksnis garso studijų sienose, grindyse ir lubose. Organiniai vamzdžiai dažnai gaminami iš švino lydinio, sumaišyto su skirtingu kiekiu alavo, kad būtų galima kontroliuoti kiekvieno vamzdžio toną. Švinas yra spinduliuotės apsauga, naudojama branduoliniame moksle ir rentgeno kamerose: gama spindulius sugeria elektronai. Švino atomai yra tankiai supakuoti ir jų elektronų tankis yra didelis; Didelis atominis skaičius reiškia, kad viename atome yra daug elektronų. Išlydytas švinas buvo naudojamas kaip aušinimo skystis švinu aušinamuose greituose reaktoriuose. Didžiausias švino panaudojimas pastebėtas XXI amžiaus pradžioje švino rūgšties akumuliatoriuose. Baterijoje vykstančios reakcijos tarp švino, švino dioksido ir sieros rūgšties yra patikimas įtampos šaltinis. Baterijose esantis švinas nėra veikiamas tiesioginio kontakto su žmonėmis, todėl yra susijęs su mažesne toksiškumo grėsme. Australijoje, Japonijoje ir JAV buvo sumontuoti superkondensatoriai, kuriuose yra švino rūgšties baterijų, kilovatais ir megavatais dažnio valdymo, saulės energijos išlyginimo ir kitose srityse. Šios baterijos turi mažesnį energijos tankį ir įkrovimo iškrovimo efektyvumą nei ličio jonų baterijos, tačiau yra žymiai pigesnės. Švinas naudojamas aukštos įtampos maitinimo kabeliuose kaip apvalkalo medžiaga, apsauganti nuo vandens difuzijos šilumos izoliacijos metu; toks naudojimas mažėja, nes laipsniškai atsisakoma švino. Kai kurios šalys taip pat mažina švino naudojimą elektronikos lydmetaliuose, kad sumažintų aplinkai pavojingų atliekų kiekį. Švinas yra vienas iš trijų metalų, naudojamų atliekant Oddy testą muziejinėms medžiagoms, padedantis aptikti organines rūgštis, aldehidus ir rūgštines dujas.

Jungtys

Švino junginiai naudojami kaip dažikliai, oksidatoriai, plastikai, žvakės, stiklas ir puslaidininkiai. Švino pagrindu pagaminti dažai naudojami keraminėse glazūrose ir stikluose, ypač raudonai ir geltonai. Švino tetraacetatas ir švino dioksidas naudojami kaip oksidatoriai organinėje chemijoje. Švinas dažnai naudojamas elektros laidų PVC dangose. Juo galima apdoroti žvakių dagtis, kad deginimas būtų ilgesnis ir tolygesnis. Dėl švino toksiškumo Europos ir Šiaurės Amerikos gamintojai naudoja alternatyvas, tokias kaip cinkas. Švino stiklą sudaro 12-28% švino oksido. Tai pakeičia stiklo optines charakteristikas ir sumažina jonizuojančiosios spinduliuotės perdavimą. Švino puslaidininkiai, tokie kaip švino teluridas, švino selenidas ir švino antimonidas, naudojami fotovoltiniuose elementuose ir infraraudonųjų spindulių detektoriuose.

Biologinis ir aplinkos poveikis

Biologinis poveikis

Švinas neturi įrodyto biologinio vaidmens. Jo paplitimas žmogaus organizme yra vidutiniškai 120 mg suaugusio žmogaus organizme – iš sunkiųjų metalų jo paplitimą lenkia tik cinkas (2500 mg) ir geležis (4000 mg). Švino druskas organizmas pasisavina labai efektyviai. Nedidelis švino kiekis (1%) bus kaupiamas kauluose; likusi dalis bus pašalinta su šlapimu ir išmatomis kelias savaites po poveikio. Vaikas iš organizmo galės pašalinti tik apie trečdalį švino. Lėtinis švino poveikis gali sukelti švino bioakumuliaciją.

Toksiškumas

Švinas yra itin toksiškas metalas (įkvepiant ar prarijus), kuris veikia beveik visus žmogaus kūno organus ir sistemas. Esant 100 mg/m3 koncentracijai ore, jis kelia tiesioginį pavojų gyvybei ir galūnėms. Švinas greitai absorbuojamas į kraują. Pagrindinė jo toksiškumo priežastis yra polinkis trukdyti tinkamai funkcionuoti fermentams. Jis tai daro prisijungdamas prie sulfhidrilo grupių, esančių daugelyje fermentų, arba imituodamas ir išstumdamas kitus metalus, kurie veikia kaip kofaktoriai daugelyje fermentinių reakcijų. Tarp pagrindinių metalų, su kuriais reaguoja švinas, yra kalcis, geležis ir cinkas. Didelis kalcio ir geležies kiekis paprastai suteikia tam tikrą apsaugą nuo apsinuodijimo švinu; žemas lygis padidina jautrumą.

Efektai

Švinas gali rimtai pakenkti smegenims ir inkstams ir galiausiai sukelti mirtį. Kaip ir kalcis, švinas gali pereiti kraujo ir smegenų barjerą. Jis naikina neuronų mielino apvalkalus, mažina jų skaičių, trikdo neurotransmisijos kelius ir mažina neuronų augimą. Apsinuodijimo švinu simptomai yra nefropatija, mėšlungis pilve ir galbūt pirštų, riešų ar kulkšnių silpnumas. Padidėja žemas kraujospūdis, ypač vidutinio ir vyresnio amžiaus žmonėms, o tai gali sukelti anemiją. Nėščioms moterims didelis švino kiekis gali sukelti persileidimą. Nustatyta, kad ilgalaikis didelio švino kiekio poveikis sumažina vyrų vaisingumą. Besivystančio vaiko smegenyse švinas trikdo sinapsių susidarymą smegenų žievėje, neurocheminį vystymąsi (įskaitant neurotransmiterius) ir jonų kanalų organizavimą. Ankstyvas švino poveikis vaikams yra susijęs su padidėjusia miego sutrikimų ir pernelyg didelio mieguistumo dieną vaikystėje rizika. Didelis švino kiekis kraujyje yra susijęs su uždelstu mergaičių brendimu. Ore esančio švino poveikio padidėjimas ir sumažėjimas deginant tetraetilšviną benzine XX amžiuje yra susijęs su istoriniu nusikalstamumo padidėjimu ir sumažėjimu, tačiau ši hipotezė nėra visuotinai priimta.

Gydymas

Apsinuodijimo švinu gydymas paprastai apima dimerkaprolio ir sukcimero vartojimą. Ūminiais atvejais gali prireikti naudoti kalcio dinatrio edetatą, etilendiaminotetraacto rūgšties dinatrio druskos (EDTA) kalcio chelatą. Švinas turi didesnį afinitetą švinui nei kalcis, todėl metabolizmo metu švinas susidaro chelatuose ir išsiskiria su šlapimu, paliekant nekenksmingą kalcio kiekį.

Įtakos šaltiniai

Švino poveikis yra pasaulinė problema, nes švino gavyba ir lydymas yra įprasta daugelyje pasaulio šalių. Apsinuodijimas švinu dažniausiai įvyksta nurijus švinu užteršto maisto ar vandens, o rečiau atsitiktinai nurijus užteršto grunto, dulkių ar dažų su švinu. Jūros vandens produktuose gali būti švino, jei vanduo patenka į pramoninį vandenį. Vaisiai ir daržovės gali būti užteršti dideliu švino kiekiu dirvožemyje, kuriame jie auginami. Dirvožemis gali būti užterštas dėl švino vamzdžiuose susikaupusių kietųjų dalelių, švino dažų ir likutinio benzino su švinu išmetimo. Švino naudojimas vandens vamzdžiuose yra problemiškas vietovėse, kuriose yra minkštas arba rūgštus vanduo. Kietas vanduo vamzdžiuose sudaro netirpius sluoksnius, o minkštas ir rūgštus vanduo tirpdo švino vamzdžius. Ištirpęs anglies dioksidas transportuojamame vandenyje gali sukelti tirpaus švino bikarbonato susidarymą; deguonimi prisotintas vanduo gali panašiai ištirpinti šviną kaip švino (II) hidroksidas. Geriamasis vanduo ilgainiui gali sukelti sveikatos problemų dėl ištirpusio švino toksiškumo. Kuo kietesnis vanduo, tuo daugiau jame bus bikarbonato ir kalcio sulfato, tuo labiau vamzdžių vidus bus padengtas apsauginiu švino karbonato arba švino sulfato sluoksniu. Švino dažų nurijimas yra pagrindinis švino poveikio vaikams šaltinis. Kai dažai suskaido, jie nusilupa, susismulkina į dulkes, o tada patenka į organizmą per ranką arba užterštą maistą, vandenį ar alkoholį. Kai kurių liaudies gynimo priemonių nurijimas gali sukelti švino ar švino junginių poveikį. Įkvėpimas yra antras svarbus švino poveikio būdas, įskaitant rūkalius ir ypač švino darbuotojus. Cigarečių dūmuose, be kitų toksinių medžiagų, yra radioaktyvaus švino-210. Beveik visas įkvėptas švinas absorbuojamas į organizmą; Vartojant per burną, norma yra 20–70%, o vaikai absorbuoja daugiau švino nei suaugusieji. Poveikis per odą gali būti reikšmingas ribotai žmonių, dirbančių su organiniais švino junginiais, populiacijai. Švino absorbcijos į odą greitis yra mažesnis neorganiniam švinui.

Ekologija

Švino ir jo produktų gavyba, gamyba, naudojimas ir šalinimas sukėlė didelę Žemės dirvožemio ir vandens taršą. Pramonės revoliucijos metu švino išmetimas į atmosferą buvo didžiausias, o benzino švino laikotarpis buvo XX amžiaus antroje pusėje. Padidėjusi švino koncentracija išlieka dirvožemiuose ir nuosėdose postindustrinėse ir miesto vietovėse; Pramoniniai išmetimai, įskaitant su anglies deginimu susijusias emisijas, tęsiasi daugelyje pasaulio vietų. Švinas gali kauptis dirvožemyje, ypač turinčiame daug organinių medžiagų, kur jis išsilaiko šimtus ar tūkstančius metų. Jis gali užimti kitų metalų vietą augaluose ir kauptis ant jų paviršių, taip sulėtindamas fotosintezę ir neleisdamas jiems augti arba juos nužudyti. Dirvožemio ir augalų tarša veikia mikroorganizmus ir gyvūnus. Sergantiems gyvūnams sumažėja gebėjimas sintetinti raudonuosius kraujo kūnelius, todėl atsiranda anemija. Analitiniai švino nustatymo metodai aplinkoje apima spektrofotometriją, rentgeno fluorescenciją, atominę spektroskopiją ir elektrocheminius metodus. Jonoforo S, S"-metilenbis (N, N-diizobutilditiokarbamatas) pagrindu buvo sukurtas specifinis jonų selektyvus elektrodas.

Apribojimas ir atkūrimas

Devintojo dešimtmečio viduryje įvyko reikšmingas švino naudojimo pokytis. Jungtinėse Amerikos Valstijose aplinkosaugos teisės aktai mažina arba visiškai panaikina švino naudojimą ne baterijų gaminiuose, įskaitant benziną, dažus, lydmetalius ir vandens sistemas. Kietųjų dalelių kontrolės prietaisai gali būti naudojami anglimi kūrenamose elektrinėse švino emisijoms surinkti. Švino naudojimą dar labiau riboja Europos Sąjungos pavojingų medžiagų apribojimo direktyva. Švino kulkų naudojimas medžioklei ir sportiniam šaudymui Nyderlanduose buvo uždraustas 1993 m., todėl švino emisija gerokai sumažėjo nuo 230 tonų 1990 m. iki 47,5 tonų 1995 m. Jungtinėse Amerikos Valstijose Darbuotojų saugos ir sveikatos administracija nustatė 0,05 mg/m3 švino poveikio ribą per 8 valandų darbo dieną; tai taikoma metaliniam švinui, neorganiniams švino junginiams ir švino muilui. JAV Nacionalinis darbuotojų saugos ir sveikatos institutas rekomenduoja, kad švino koncentracija kraujyje būtų mažesnė nei 0,06 mg 100 g kraujo. Keramikoje, vinilo (naudojamo vamzdžių apmušalams ir elektros laidų izoliacijai) ir kiniškame žalvaryje vis dar gali būti kenksmingo švino kiekio. Senesniuose namuose vis dar gali būti švino dažų. Išsivysčiusiose šalyse balti švino dažai buvo palaipsniui panaikinti, tačiau geltonasis švino chromatas ir toliau naudojamas. Pašalinus senus dažus šlifuojant susidaro dulkės, kurias galima įkvėpti.

vardo kilmė

Fizinės savybės

Cheminės savybės

Jungtys vadovauti su deguonimi

Junginiai su halogenais

Švino junginių analizė

Taikymas vadovauti

Švinas ir cheminė medžiaga

Švinas ir elektrotechnika

Švinas ir transportas

Švinas ir mokslas

Švinas ir kultūra

Švinas ir vaistai

Žodžio galia

"Švino mečetė"

Plumbum arba pavojingas žaidimas švinas, apsinuodijimas švinu (saturnizmas) Apsinuodijimas švinu kenkia milijonų vaikų intelektui ir elgesiuiŠvino toksiškumas

Švino patekimo į organizmą keliai

Aplinkos taršos šaltiniai

Poveikis florai ir faunai

Organizacinė sistema taršos švinu problemai spręsti

Teisinė, reguliavimo ir ekonominė bazė

Apibrėžimas

Švinas yra ketvirtosios grupės, D. I. Dmitrijaus Ivanovičiaus Mendelejevo periodinės cheminių elementų sistemos šeštojo periodo, pagrindinio pogrupio elementas, kurio atominis skaičius 82. Jis žymimas simboliu Pb (lot. Plumbum).

Švinas yra periodinės lentelės IV grupės cheminis elementas. Santykinė atominė masė (Ar = 207,2) yra kelių izotopų masių vidurkis: 204Pb (1,4%), 206Pb (24,1%), 207Pb (22,1%) ir 208Pb (52,4%).

Mechaninė inžinerija ir metalo apdirbimas - 8,8%;

Juodoji metalurgija - 1,4%;

Chemijos ir naftos chemijos pramonė - 0,5%;

Medienos apdirbimo ir celiuliozės bei popieriaus pramonė - 0,3%;

Transporto įmonės, maisto pramonė, pramonė

statybinių medžiagų, elektros energijos ir kuro pramonė - po 0,1 proc.;

Kitos pramonės šakos – apie 1,8 proc.

Taip pat linkęs mažėti švino patekimas į paviršinius vandens telkinius su nuotekomis. 1998 metais, Rusijos Federacijos valstybinio statistikos komiteto duomenimis, švino išmesta 3,1 karto mažiau nei 1991 metais – 50,47 tonos (skaičiuojant šviną). Norėčiau manyti, kad ši situacija paaiškinama vykdomomis aplinkosaugos priemonėmis, tačiau akivaizdu, kad tai tik Rusijos Federacijos pramonės produkcijos indekso sumažėjimo maždaug tiek pat pasekmė. Didžiausias švino išmetimo sumažėjimas per pastaruosius 5 metus buvo pastebėtas Maskvoje ir Maskvos srityje (20 kartų), Sankt Peterburge ir Leningrado srityje (7 kartus). Švino išmetimo padidėjimas pastebimas Archangelsko, Oriolo ir Irkutsko srityse, Baškirijos Respublikoje ir Primorskio teritorijoje.

Nestacionarūs šaltiniai:

Valstybinės eismo inspekcijos Pagrindinio kompiuterių centro duomenimis, Rusijos Federacijoje yra 19,6 mln. automobiliai, įskaitant - 14,7 mln. automobilių, 4,2 mln. krovinių automobiliai ir apie 0,7 mln. autobusų. Dujas kaip kurą naudojančių automobilių skaičius neviršija 2 proc. Sunkvežimių su dyzeliniu varikliu dalis Rusijos Federacijoje yra vidutiniškai 28%, o autobusų - apie 63%. Bendras metinis švino išmetimas į atmosferą iš transporto priemonių Rusijos Federacijos teritorijoje vertinamas apie 4 tūkst.t. Šių emisijų erdvinis pasiskirstymas rodo, kad didžiausia švino apkrova iš transporto priemonių išmetamų teršalų tenka Maskvos ir Samaros regionams. Po jų seka Kalugos, Nižnij Novgorodo, Vladimiro regionai ir kiti federaliniai subjektai, esantys centrinėje EPR dalyje ir Šiaurės Kaukaze. Didžiausia absoliuti švino emisija stebima Uralo (685 t), Volgos (651 t) ir Vakarų Sibiro (568 t) regionuose. 54% visos švino masės į atmosferą patenka iš krovininio transporto. Aviacijoje AN-2, YAK-18 tipo stūmokliniuose orlaiviuose ir KA-26 tipo sraigtasparniuose naudojamas B-91/115, B-100/130, B-95/130 ir kitų klasių benzinas su švinu. kartu su metine pinigine švino ir jo oksidų emisija į atmosferą 3,6-3,7 tonos per metus (viso nurodytos klasės orlaivių parko). Raketų ir kosmoso technologijose pagrindinis švino užteršimo šaltinis yra pirocheminės medžiagos. Plačiausiai naudojami prietaisai yra pirotechnikos priemonės (skrobliai, sprogstamieji varžtai, nuotolinio tipo vamzdeliai ir kt.) su detonatorių gaubtais ir elektriniais detonatoriais su švino azido ir švino trinitrorezorcinato (arba švino stifanato) kompozicija, suveikiant švinas išsiskiria. , be kitų kenksmingų medžiagų, į garų būseną. Bendra šių švino junginių piniginė vertė svyruoja nuo 250 iki 500 tonų per metus. Nestacionarūs švino šaltiniai, patenkantys į aplinką, taip pat apima medžioklę ir pramoginę medžioklę, ypač aplinkos taršą švino šratais. Apskaičiuoti skaičiavimai rodo, kad visoje Rusijos Federacijoje kasmet į pelkes patenka iki 1400 tonų švino. Fono švino kiekio erdvinis pasiskirstymas atmosferoje yra nevienalytis ir daugiausia priklauso nuo jo antropogeninių šaltinių pasiskirstymo Rusijos Federacijos teritorijoje. Fono švino kiekis atmosferoje (duomenys iš didžiausių vienkartinių, vidutinių paros, vidutinių mėnesio ir vidutinių metinių koncentracijų) neviršija didžiausių leistinų koncentracijų (MPC) verčių. Paprastai didžiausios švino koncentracijos foninėse zonose stebimos žiemą laikotarpį, kuris yra susijęs su papildomu kuro degimo produktų išmetimu į atmosferą. Šiuo metu nepalankios oro sąlygos laikotarpį metų taip pat prisideda prie švino kaupimosi žemesniuose atmosferos sluoksniuose. Per pastaruosius 5 metus daugumoje Rusijos Federacijos regionų sumažėjo švino kiekis atmosferoje (pavyzdžiai pateikti 6 pav.), o tai susiję ir su gamybos ir atitinkamai švino sumažėjimu. išmetamų teršalų šalyje ir sumažėjus tarpvalstybiniam švino pernešimui dėl sumažėjusio švino vartojimo benzino užsienyje. Labiausiai pastebimas švino koncentracijos ore sumažėjimas užfiksuotas centrinėje EPR dalyje. Didžiausias aplinkos taršos lygis fiksuojamas miestuose ir pramonės centruose. Vidutinės švino koncentracijos miestų atmosferoje buvo 0,01-0,5 μg/m3. Daugumoje Rusijos Federacijos miestų vidutinė metinė švino koncentracija neviršijo 0,1 μg/m3. Didžiausias oro užterštumas švinu, viršijantis Rusijos Federacijoje priimtus standartus (MPC – 0,3 µg/m3), buvo stebimas Komsomolsko prie Amūro, Tobolsko, Tiumenės, Karabašo, Vladimiro, Vladivostoko miestuose (iki 0,5 µg/m3) Vidutinės mėnesinės švino koncentracijos atmosferoje reikšmės skiriasi, palyginti su duomenimis apie vidutinį metinį jo kiekį ore. 1995 m. 29 Rusijos Federacijos miestuose vidutinės mėnesinės švino koncentracijos viršijo MPC reikšmes. Pramoniniai švino šaltiniai užteršia didžiules teritorijas dėl užteršto oro masių pernešimo per atmosferą dideliais atstumais procesų. Švino nusodinimas EPR sudarė apie 16 tūkst. tonų per metus, iš kurių 10 tūkst. tonų teko pačiai Rusijai. Dėl vyraujančios vakarų ir pietvakarių vėjų krypties švino srautas į Rusijos Federaciją įvyko beveik iš visų Europos šalių, įskaitant buvusias SSRS respublikas, o didžiojoje daugumoje Europos šalių – į EPR. buvo didesnis nei atitinkamas priešpriešinis transportas. Apskritai dėl tarpvalstybinio transportavimo į EPR teritoriją iš užsienio per metus patenka daugiau nei 3 tūkst. Turima informacija neleidžia atlikti tų pačių skaičiavimų Rusijos Federacijos Azijos daliai, tačiau preliminariais skaičiavimais, švino tiekimas iš Kinijos Liaudies Respublikos į rytinę zoną ir Tolimuosius Rytus, taip pat iš Kazachstano į Vakarų Sibiro pietuose, sudaro 2,5-3 tūkst.t. Tuo pat metu tarpvalstybinio švino perdavimo balansas taip pat yra teigiamas. Vadinasi, numatoma viso švino tiekimo į Rusijos Federacijos teritoriją dėl jo tarpvalstybinio perdavimo vertė gali siekti apie 5-6 tūkst. tonų per metus. Švino kiekis atmosferos krituliuose Rusijos Federacijos teritorijoje svyruoja nuo 0,05 iki 7,3 μg/l (vidutinės metinės vertės per 38 stebėjimo metus). Didžiausias nuosėdų užterštumas švinu stebimas šiaurės vakarų, centriniame ir pietiniame EPR regionuose (4,5-7,3 μg/l). Miestuose ir pramonės centruose kritulių užterštumas švinu žymiai (iki 10 kartų) viršija atitinkamus foninių zonų duomenis. EPR didžiausios apkrovos stebimos Maskvos, Vladimiro, Gorkio, Riazanės, Tulos ir Leningrado srityse, taip pat pramoniniame Taganrogo-Šakhty-Rostovo prie Dono regione. Apskritai Rusijos Federacijos teritorijoje kasmet patenka apie 30 tūkstančių tonų švino, įskaitant:

Nusėdimas dėl natūralių švino šaltinių (fonas) - apie 17 tūkst. tonų;

Nusėdimas dėl tarpvalstybinio švino pernešimo – apie 6000 tonų;

Iš Rusijos šaltinių iškrito apie 7000 tonų.

upių vandenyse švino yra ir suspenduoto, ir tirpaus pavidalo. Daugumoje Rusijos Federacijos teritorijoje esančių vandens telkinių švino koncentracija yra 1,5-6,5 μg/l, o tai neviršija Rusijos Federacijoje priimtų sanitarinių normų (MPC). Didelis švino kiekis upių vandenyse (45-90 µg/l) yra atsitiktinis ir paprastai stebimas tuose upių ruožuose, kur švino turinčias nuotekas išleidžia pramonės įmonės (pavyzdžiui, Naberežnyje Čelny, Toljačio miestai, Samara, Syzran ir kt.) upėje Volga Didelis švino kiekis vandenyje užfiksuotas Amūro (10–90 µg/l), Tobolo, Išimo (30–40 µg/l) upių baseinuose. Sistemingų Roshidrometo stebėjimų duomenys Dono, Šiaurės Dvinos, Nevos, Jenisiejaus, Obės ir Irtyšo upių baseinuose rodo vidutinį šių upių užterštumą švinu.

Poveikis florai ir faunai

Padidėjęs švino kiekis dirvožemyje, kaip taisyklė, bet ne visada, lemia jo kaupimąsi augalais tiek neužterštoje dirvoje, tiek dirvožemyje su natūraliomis geocheminėmis anomalijomis. Pagal tai švino kiekis augaluose, auginamuose lengvos mechaninės sudėties dirvose (smėlio ir priesmėlio), svyruoja nuo 0,13 iki 0,96 mg/kg; sunkiose priemolio dirvose (su pH

Organizacinė taršos švinu problemos sprendimo bazė Teisinė, reguliavimo ir ekonominė bazė

Aplinkos ir žmonių sveikatos apsaugos nuo teršalų poveikio teisinę paramą įgyvendina įvairios teisės aktų šakos: konstitucinė, civilinė, baudžiamoji, administracinė, sveikatos apsaugos, aplinkos apsaugos, gamtos išteklių, taip pat norminiai teisės aktai, tarptautinės konvencijos. ir Rusijos ratifikuoti susitarimai. Pagrindinis Rusijos Federacijos valstybės įstatymas įtvirtina kiekvieno piliečio teisę į palankią aplinką, patikimą informaciją apie jos būklę ir atlyginimą už žalą, padarytą jo sveikatai ar turtui dėl aplinkosaugos pažeidimo. Pagrindai teisės aktų 1993 m. liepos 22 d. Rusija dėl piliečių sveikatos apsaugos kartu su administracinių santykių reguliavimu užtikrina piliečių aplinkosaugos teisių apsaugą: garantuoja teisę saugoti piliečių sveikatą, teisę į informaciją apie veiksnius. turinčios įtakos sveikatai. Ypač įtvirtintos piliečių teisės į sveikatos priežiūrą nepalankioje padėtyje esančiose vietovėse ir piliečių teisės apskųsti valdžios organų ir pareigūnų veiksmus sveikatos priežiūros srityje. 1991 m. balandžio 19 d. Rusija „Dėl gyventojų sanitarinės ir epidemiologinės gerovės“ reglamentuoja santykius, užtikrinančius tokią žmonių sveikatos būklę ir gyvenamąją aplinką (darbo, mokymosi, gyvenimo, poilsio, gyvenimo sąlygas ir kt.), kurioje yra neturi kenksmingos aplinkos veiksnių įtakos žmogaus organizmui ir sudaro palankias sąlygas jo gyvenimui. Pagrindinė atsakomybė už tai tenka įstatymų leidžiamoji ir vykdomoji valdžia. Tačiau įstatymas remiasi ir tuo, kad gyventojų sanitarinės ir epidemiologinės gerovės užtikrinimas yra neatsiejama visų valdžios institucijų, įmonių, visuomeninių asociacijų vadybinės, socialinės ir gamybinės veiklos dalis. įstatymas įpareigoja įmones vykdyti gamybą, sanitarinę ir aplinkos kontrolę, siekiant užkirsti kelią aplinkos taršai, užtikrinti saugias darbo sąlygas, išleisti gaminius, kurie nekenkia žmonių sveikatai ir kt. Rusijos įstatymas „Dėl teisių apsaugos įgijėjas vasario 7 d., suteikia įgijėjui teisę užtikrinti, kad prekės, darbai, paslaugos normaliomis jų naudojimo, laikymo ir transportavimo sąlygomis būtų saugios jo gyvybei, sveikatai ir aplinkai; nustato turtinę atsakomybę už žalą. sukeltas dėl prekės (darbų, paslaugų) defektų.Ekologinė sistema teisės aktų vadovauja 1991 m. gruodžio 19 d. RSFSR įstatymui „Dėl gamtinės aplinkos apsaugos“. Šis įstatymas skelbia piliečių teisę saugoti savo sveikatą nuo neigiamo gamtinės aplinkos poveikio, kurį sukelia ūkinė ar kitokia veikla, avarijos, katastrofos ir stichinės nelaimės. įmonėms, įstaigoms, įmonėms ir piliečiams, padariusiems žalą gamtinei aplinkai, piliečių sveikatai ir turtui, šalies ūkiui, teršiant gamtinę aplinką, kenkiant, naikinant, kenkiant, neracionaliai naudojant gamtos išteklius, naikinant natūralias ekologines sistemas. ir kitus aplinkosaugos pažeidimus įpareigoti jį visiškai atlyginti. 1995 m. liepos 19 d. federaliniu įstatymu „Dėl aplinkosaugos ekspertizės“ siekiama įgyvendinti Rusijos Federacijos piliečių konstitucinę teisę į palankią aplinką, užkertant kelią neigiamam ūkinės ir kitos veiklos poveikiui aplinkai.

1992 m. liepos 14 d. Rusijos įstatymas „Dėl miestų planavimo pagrindų Rusijoje“ nustato kryptingą valstybės veiklą, kuria siekiama sukurti palankią gyventojų gyvenamąją aplinką ir numato pagrindines miesto planavimo veiklos kryptis: jos. bendrovė atsižvelgiant į aplinkos būklę; aplinkai saugi miestų, kitų gyvenviečių ir jų sistemų plėtra, užtikrinant piliečių teisių gerinti sveikatą įgyvendinimą, harmoningą fizinį ir dvasinį tobulėjimą; racionalus žemės naudojimas, gamtosauga, išteklių tausojimas, teritorijos apsauga nuo pavojingų žmogaus sukeltų procesų. Pagrindinis teisės aktas, reglamentuojantis vandens naudojimo ir vandens telkinių apsaugos santykius, yra 1995 m. spalio 18 d. Rusijos vanduo. Žemė kodas Rusija siekia reguliuoti žemės santykius, siekdama racionalaus žemių naudojimo ir jų apsaugos, dirvožemio derlingumo atkūrimo, gamtinės aplinkos išsaugojimo ir gerinimo. „Žemės apsaugos“ sąvoka, be kita ko, apima žemės apsaugą nuo taršos pramoninėmis atliekomis ir cheminėmis medžiagomis. Tam tikri aplinkos apsaugos ir visuomenės sveikatos aspektai atsispindi Rusijos federaliniuose įstatymuose „Rusijos miškų teisės aktų pagrindai“, „Dėl faunos“, „Dėl specialiai saugomų gamtos teritorijų“, „Dėl žemyninio šelfo“, „Dėl melioracijos“. , „Dėl natūralių gydomųjų išteklių, sveikatos gerinimo zonų ir kurortų“. Administracinis kodas Rusijoje nustatyta administracinė atsakomybė už įvairius pažeidimus aplinkosaugos srityje: DLP normų viršijimą arba laikinai sutartą teršalų išmetimą į atmosferą; viršija didžiausio leistino kenksmingo fizinio poveikio atmosferos orui normas; teršalų išmetimas į atmosferą be specialiai įgaliotų valstybės institucijų leidimo ir kt. 1996 m. birželio 13 d. priimtas ir 1997 m. sausio 1 d. įsigaliojęs Rusijos baudžiamasis kodeksas numato baudžiamąją atsakomybę už nusikaltimus aplinkai. Konstitucija Rusija nustato, kad „visuotinai pripažinti tarptautinės teisės principai ir normos bei Rusijos tarptautinės sutartys yra neatskiriama jos teisinės sistemos dalis. Jeigu tarptautinėje Rusijos sutartyje yra nustatytos kitokios taisyklės, nei numatyta įstatyme, tuomet taikomos tarptautinės sutarties taisyklės. . Tarp svarbiausių Rusijos ratifikuotų tarptautinių susitarimų yra tolimojo tarpvalstybinės oro taršos (1979 m.) ir Bazelio susitarimas. konvencija dėl pavojingų atliekų tarpvalstybinio judėjimo ir jų šalinimo kontrolės (1989). Vadovaujantis įstatymu „Dėl Bazelio ratifikavimo konvencija dėl pavojingų atliekų tarpvalstybinio vežimo ir jų šalinimo kontrolės“ 1994 m. lapkričio 25 d., Rusijos Vyriausybės 1995 m. liepos 1 d. dekretas Nr. 670 „Dėl prioritetinių priemonių įgyvendinant federalinį įstatymą „Dėl Bazelio konvencijos ratifikavimo Pavojingų atliekų tarpvalstybinio judėjimo ir jų išvežimo kontrolė“, Rusijos Vyriausybės 1996 m. liepos 1 d. dekretas Nr. 766 „Dėl pavojingų krovinių tarpvalstybinio vežimo valstybinio reguliavimo ir kontrolės“, kuriuo patvirtinti Tarpvalstybinio vežimo valstybinio reguliavimo nuostatai. pavojingų atliekų, Rusija taip pat uždraudė švino junginių turinčių atliekų tranzitą, švino, švino nuodegų, švino dumblo ir švino turinčių atliekų pašalinimas pagal sutartį, o švino junginių turinčios atliekos yra valstybės reguliuojamos.

Daugybė norminių dokumentų yra pagrįsti konkrečiais standartais, ribojančiais švino ir jo junginių kiekį tam tikruose aplinkos objektuose, pramonės ir maisto žaliavose, maisto produktuose, pramoninėse atliekose: MPC, OBUV, UDC, DOC, DSD ir kitais biologiniais kriterijais. Visų pirma švinui didžiausios leistinos koncentracijos atmosferos ore yra 0,3 μg/m3, darbo zonai - 10 μg/m3; geriamajam vandeniui -30 µg/l. Dirvožemiams nustatytos didžiausios leistinos koncentracijos bendram švino kiekiui [SanPiN 42-128-4433-87], o didžiausios leistinos švino koncentracijos, priklausomai nuo jų mechaninės sudėties ir rūgštingumo, yra nuo 32 iki 130 mg/kg [GN 2.1. 7.020-94]. Švino DOC maistui: žuvies produktai -1,0 mg/kg; mėsos produktai ir daržovės -0,5 mg/kg; vaisiai, sultys -0,4 mg/kg; duona, grūdai -0,2 mg/kg; pieno produktai -0,05 mg/kg. Medžiagos, skirtos išvengti išmetamųjų teršalų iš švino benzinu varomų transporto priemonių poveikio, atsirado beveik prieš pusę amžiaus. 1947 metais sąjunginė valstybinė sanitarijos inspekcija patvirtino „Švino laikymo, transportavimo ir naudojimo taisykles. benzino". ". 1948 m. SSRS vyriausiasis valstybinis sanitarinis inspektorius patvirtino "Etilo skysčio, skirto įpilti į aviacinį ir variklinį benziną kaip antidetonacinę priemonę, laikymo, gabenimo ir naudojimo laikinąsias sanitarines taisykles"; 1972 m. Benzino su švinu laikymas, gabenimas ir naudojimas motorinėse transporto priemonėse. sąjunginių respublikų sostinėse ir kurortinėse zonose.Šiam tikslui buvo imtasi priemonių užtikrinti piniginę bešvinio benzino emisiją m. Rafinavimo gamykla Maskvoje, Kirišyje, Krasnodare ir Tuapse. 1991 metais SSRS Aukščiausioji Taryba ratifikavo Tarptautinės darbo organizacijos konvenciją N13 „Dėl baltojo švino naudojimo tapyboje“. Šios konvencijos nuostatos anksčiau atsispindėjo tokiuose dokumentuose kaip SSRS darbo liaudies komisariato 1929 m. rugpjūčio 16 d. dekretas N 265 „Dėl baltojo švino gamybos, pardavimo ir naudojimo“, „Sanitarinės dažymo darbų taisyklės. purkštuvai N991-72", GOST 12.3. 035-84 "dažymo darbai. Saugos reikalavimai." Remiantis Rusijos žemės kodeksu, jis buvo patvirtintas 1992 m. rugpjūčio 5 d. Rusijos Vyriausybės dekretu N555 „Degraduotos žemės ūkio paskirties žemės ir žemių, užterštų toksiškomis pramoninėmis atliekomis ir radioaktyviosiomis medžiagomis, apsaugos tvarkos taisyklės“. kurioms taikomos žemės, užterštos nuodingomis pramoninėmis atliekomis, viršijančiomis didžiausią leistiną koncentraciją, siekiant atkurti jų derlingumą ir vėliau atkurti. Šiuo metu baigiami rengti „Darbo su švinu sanitarinės taisyklės ir standartai“. Jei pažeidžiamos sanitarinės taisyklės ir taisyklės, Valstybinė sanitarijos ir epidemiologijos tarnyba imasi priemonių, kad sumažintų kenksmingų medžiagų ir švino emisijų poveikį, ypač gyventojų sveikatai. Taigi buvo sustabdyta gamybos veikla Karabašo metalurgijos gamykloje 1992 m., Podolsko baterijų gamykloje 1994 m., Saratovo gamykloje 1994 m. aplinkos išsaugojimas aplinka yra: kadastrai gamtos turtai, aplinkosaugos programos, mokesčiai už taršą, licencijavimas ir ekonominės paskatos.

Išvardyti ekonominiai metodai, sudarantys ekonominį aplinkos valdymo mechanizmą, turi skirtingą praktinio įgyvendinimo laipsnį. Sistema buvo labiausiai išvystyta ir sėkmingai veikia nuo 1991 m. mokėjimų už aplinkos taršą. Pažymėtina, kad šiuo metu aplinkos tvarkymo ekonominiame mechanizme nėra specialių priemonių, skirtų švino taršos mažinimui. Tačiau bendrųjų ekonominių paskatų sistemoje, kuria siekiama mažinti aplinkos taršą, yra elementų, tiesiogiai nukreiptų į švino taršos mažinimą. Jie daugiausia susiję su mokėjimų už aplinkos taršą. Mokėjimo norma yra metinės konkrečios ekonominės žalos šalies ūkiui dalis, kuria kompensuojamas teršalų išmetimo (išmetimų, atliekų) žalingo poveikio kompensavimas ar pašalinimas, taip pat vartojimo užkirsti kelią šiam poveikiui, pasiekiant didžiausią leistiną emisijų (išmetimų, atliekų) lygį ir statant aplinkosaugos objektus. Mokestis už taršą renkamas iš gamtos išteklių naudotojų (įmonių, įstaigų, organizacijų ir kitų juridinių asmenų), neatsižvelgiant į jų organizacines, teisines formas ir nuosavybės formas, kurie daro šių rūšių poveikį gamtinei aplinkai:

Teršalų išmetimas į atmosferą iš stacionarių ir mobilių šaltinių;

Teršalų išleidimas į paviršinius ir požeminius vandens telkinius, taip pat bet koks teršalų išdėstymas po žeme;

Atliekų šalinimas.

Aplinkos taršai viršijus ribą, mokestis padidėja 5 kartus. Mobiliems šaltiniams taikoma speciali mokesčių už teršalų išmetimą į atmosferą apskaičiavimo tvarka. Jo formavimas grindžiamas teršalo rūšimi, degalų rūšimi, baziniu mokėjimo už 1 tonos teršalų išmetimą standartu ir konkretaus teršalo, esančio techniškai tvarkingos transporto priemonės išmetamosiose dujose, masę. Vienas iš sudėtingiausių klausimų – įvertinti dirvožemio taršos žalos mastą. 1993 metais buvo patvirtinta žemės taršos cheminėmis medžiagomis žalos masto nustatymo tvarka. Skaičiuojant žalos mastą, naudojami žemės užterštumo chemikalais lygio rodikliai. Švinui: 1 lygis (leistinas) Pagal pagrindinį Rusijos Federacijos įstatymą aplinkos valdymo, aplinkos apsaugos ir aplinkos saugos klausimai priklauso bendrai Rusijos ir Rusijos sudedamųjų dalių jurisdikcijai. Tai reiškia, kad Rusijos steigimo subjektai turi teisę šiais klausimais priimti įstatymus ir kitus norminius teisės aktus, kurie neturėtų prieštarauti federaliniams.

Aplinkos monitoringas:

Rusijos Federacijos valstybinis ekologijos komitetas parengė Vieningos valstybinės aplinkos monitoringo sistemos – Vieningos valstybinės aplinkos monitoringo sistemos – sukūrimo ir priežiūros koncepciją. Tačiau ši sistema dar toli gražu nėra plačiai įdiegta aplinkosaugos praktikoje. Tuo pat metu Rusijoje veikia Valstybinė gamtinės aplinkos būklės stebėjimo tarnyba (GSN), kurios bazė yra Roshydromet padaliniai. Siekiant įvertinti esamą gamtinės aplinkos užterštumo lygio pokyčius ir prognozuoti pokyčius teritorijose, nutolusiose daugiau nei 100 km nuo antropogeninių taršos šaltinių (foninių teritorijų), aštuntojo dešimtmečio pabaigoje buvo sukurta kompleksinio foninio monitoringo (SCFM) sistema. buvusios SSRS teritorija.

SCFM stočių, esančių biosferos rezervatuose, darbo programoje numatyti švino matavimai ore. Šiuo metu šis tinklas apima 10 stočių įvairiose gamtos ir klimato zonose. „Roshydromet“ sistemai taip pat priklauso oro taršos stebėjimo stočių tinklas miestuose, kurių pramonės įmonės, be kita ko, išmeta į orą šviną (217 stočių 126 miestuose), kurių matavimais remiasi „Miesto oro sąlygų metraščiai“. parengtos, taip pat regioninės paviršinių vandenų, sniego dangos, dirvožemių ir augalų taršos monitoringo stotys. Šiuo metu kompleksinį neigiamo poveikio žemės ūkio dirvožemiams agroekologinį monitoringą atlieka 32 centrai ir 71 agrochemijos tarnybos stotis, taip pat 75 Rusijos Federacijos žemės ūkio ministerijos Pagrindinės cheminės apsaugos agentūros augalų apsaugos stotys. Referencinėse TsINAO vietose atliekami: agrocheminiai tyrimai (makro- ir mikroelementų kiekis); radiologinis tyrimas, užterštumo sunkiaisiais metalais ir pesticidais laipsnio nustatymas; derliaus lygio ir jo kokybės nustatymas; sniego ir lietaus vandens užterštumo sunkiaisiais metalais nustatymas. Šalyje kartu su federalinėmis veikia ir regioninės aplinkos monitoringo sistemos. Pavyzdžiui, Maskvoje įgyvendinamos priemonės įmonių aplinkos monitoringas. Maskvos miesto tarybos vykdomojo komiteto 89 04 25 d. sprendimai N872 ir 90 90 03 N452 „Dėl bendrovės veiklos kuriant ir formuojant aplinkos stebėjimo sistemą Maskvoje“, Maskvos vyriausybės 1992 m. sausio 28 d. nutarimai. N38 ir 1995 m. gegužės 23 d. N436 „Dėl automatizuotos aplinkos monitoringo sistemos sukūrimo darbų eigos“ nustato priemonių komplekso, susijusių su aplinkos objektų taršos stebėsenos postų tinklo sukūrimu, įgyvendinimo mechanizmą, įskaitant šviną. Taigi sukurta vandens telkinių stebėjimo sistema, galinti automatiškai kontroliuoti švino kiekį vandens valymo stotyse ir rankiniu būdu imant mėginius, po kurių atliekama laboratorinė geriamojo vandens analizė vandens tiekimo sistemoje. Rusijos Federacijos valstybinio sanitarinės ir epidemiologinės priežiūros komiteto stebėsenos dėl švino kiekio maisto žaliavose ir maisto produktuose visoje Rusijos Federacijoje rezultatai rodo, kad nuo 1990 m. atliktų tyrimų skaičius išaugo 47 kartus. , tačiau atitinka pirkimų, didmeninės ir mažmeninės prekybos bei maisto gamybos irimo procesą per pastaruosius 10 metų. Medicininė ir biologinė stebėsena atliekama pagal Rusijos Federacijos sveikatos apsaugos ministerijos 1996 m. kovo 14 d. įsakymą N90, atliekant periodinius su švinu dirbančių asmenų medicininius patikrinimus. Kartu su švino nustatymu kraujyje, būtina nustatyti šlapimo ALC, hematologinius parametrus (hemoglobinas, spalvos indeksas, retikulocitai, eritrocitai su bazofiliniu granuliuotumu. Šio diagnostikos komplekso naudojimas kartu su terapeuto ir neurologo tyrimo duomenimis leidžia kuo anksčiau nustatyti pirminius neigiamo švino poveikio darbuotojų organizmui požymius Išvardytų laboratorinių tyrimų rezultatai įgauna ypatingą reikšmę atliekant tam tikrų profesinių grupių sveikatos rodiklių grupinę analizę medicininės ir biologinės stebėsenos procese. .

Federalinės ir regioninės programos Rusijos Vyriausybės 1996 m. kovo 6 d. nutarimu N263 buvo patvirtinta federalinė tikslinė programa „Kulai ir energija“, į kurią įtraukta paprogramė „Naftos perdirbimo pramonės įmonių rekonstrukcija“. Programa buvo sukurta laikotarpiui iki 2000 m. ir numatė iki 65% padidinti bešvinių benzino vertybinių popierių emisiją. Programa pareikalavo 12-15 milijardų JAV dolerių kapitalo investicijų. Tačiau dėl 1998 metų rugpjūčio mėnesį įvykusios finansinės žlugimo, ribotų investicinių išteklių, mažėjančios naftos gavybos ir kitų priežasčių programos įgyvendinimas vėluoja 2-3 metus. Perėjimą prie bešvinio benzino gamybos taip pat stabdo šalyje galiojanti variklinio benzino kainų politika. pradinė kaina apačioje švino benzinas pradinė kaina bešvinis, o apmokestinimo sistema yra vienoda ir nepriklauso nuo benzino rūšies. 1994 m. sausio 24 d. Rusijos vyriausybės dekretu patvirtinta federalinė programa „Metalurgijos techninis pertvarkymas ir plėtra Rusijos Federacijoje (1993–2000 m.)“. Pagrindiniai programos prioritetai: gaminių konkurencingumas ir reikšmingas aplinkosaugos situacijos gerinimas mažinant pavojingų cheminių medžiagų išmetimą. Programa numato 143 juodosios ir spalvotosios metalurgijos įmonių rekonstrukciją ir techninį pertvarkymą, darbai atliekami 89 įmonėse. Rusijos vyriausybės 1996 m. rugsėjo 13 d. nutarimu N1098 patvirtinta federalinė tikslinė programa „Atliekos“. Skubios priemonės atliekų, įskaitant švino turinčias atliekas, tvarkymo problemai išspręsti:

Toksiškų atliekų klasifikatoriaus sukūrimas;

Atlikti technologinio projektavimo pramonės standartų aplinkosauginį vertinimą, įtraukiant nuostatas dėl privalomo visapusiško žaliavų apdorojimo, naudojimo, neutralizavimo ir aplinkai nekenksmingo atliekų šalinimo;

Ekonominio reguliavimo sistemos sukūrimas ir įgyvendinimas, siekiant sustiprinti antrinių išteklių įtraukimą į ekonominę apyvartą. Rusijos regionų lygmeniu buvo sukurta nemažai regioninių programų, skirtų aplinkos taršos švinu prevencijos problemoms spręsti. Pavyzdžiui, Tatarstano Respublikos ministrų kabinetas 95-05-19 nutarimu N312 patvirtino „Prioritetinių medžiagų išmetimo į atmosferą iš motorinių transporto priemonių mažinimo programą Tatarstano Respublikoje“ 2095-05-19. , kuriame numatyta vietoj etilo skysčio sukurti naujus antidetonacinius priedus variklių degalams, parengti pasiūlymus dėl ekonominių paskatų transporto priemonių perdavimo naudoti. Gamtinių dujų ir kiti alternatyvūs degalai, iki 2000 m. Kazanėje ir daugelyje kitų respublikos miestų ne mažiau kaip 30% visų automobilių paverčiant dujomis. Maskvos vyriausybė 1994 m. rugsėjo 27 d. nutarimu N860 patvirtino Maskvos visapusišką aplinkosaugos programą, kuri apėmė priemonių rinkinį, skirtą aplinkos būklei Maskvoje pagerinti ir ypač atmosferos oro būklei pagerinti. 1993 m. gruodžio 1 d. Maskvos mero įsakymu N689-RM „Dėl variklių degalų pardavimo Maskvoje specifikos ir baudų įvedimo“ Maskvoje uždrausta. mažmeninėšvino benzinas. 1996 m. gegužės 18 d. Maskvos vyriausybės dekretu N517 buvo patvirtinti motorinių transporto priemonių aplinkosaugos kontrolės Maskvoje tvarkos taisyklės, kuriose numatytas vienodo transporto priemonės sertifikato įvedimas. 1996 m. rugpjūčio 13 d. Maskvos mero įsakymu N239/1-RM buvo patvirtintas aplinkosaugos veiksmų planas, kuriame numatyta:

Priemonių, skirtų aplinkai priimtinų variklių degalų diegimui Maskvos regione, parengimas ir laipsniškas priėmimas;

Komunaliniame transporte laipsniškai montuojami kataliziniai papildomi degikliai ir konverterio filtrai;

Alternatyvių variklių degalų ir elektros transporto rūšių kūrimo ir diegimo priemonių rinkinys;

Atlikti didžiulę operaciją, skirtą Maskvos ir ne Maskvos transporto priemonių išmetamųjų teršalų kiekiui patikrinti (mažiausiai 800 tūkst. vienetų), taikant administracines ir aplinkosaugos priemones;

Informacinių lentų gamyba, montavimas ir vėlesnė priežiūra 5-50 km atstumu nuo miesto „Maskvoje draudžiama naudoti švininį benziną! ir „Įvažiuoti į Maskvą viršijant GOST CO, CH ir dūmų išmetimui draudžiama!

Užsienyje pagamintų transporto priemonių, pagamintų iki 1985 m., eksploatavimo Maskvoje apribojimas (ir galbūt uždraudimas);

Priemonių komplekso parengimas užkirsti kelią išleidimui į upę. Maskva ir sunkiųjų metalų kanalizacija iš pagrindinių pramonės šaltinių.

Šaltiniai

WikiPedia – nemokama enciklopedija

WikiKnowledge – nemokama enciklopedija

Žodynų pasaulis

Investuotojų enciklopedija. 2013 .

Sinonimai:

• Dahlio aiškinamasis žodynas
• 
  

APIBRĖŽIMAS

Vadovauti- aštuoniasdešimt antrasis periodinės lentelės elementas. Pavadinimas - Pb iš lotyniško „plumbum“. Įsikūręs šeštajame periode, IVA grupė. Nurodo metalus. Pagrindinis mokestis yra 82.

Švinas yra melsvai baltas sunkusis metalas (1 pav.). Pjaunant švino paviršius šviečia. Ore jis pasidengia oksidų plėvele ir dėl to tampa nuobodu. Jis yra labai minkštas ir gali būti pjaustomas peiliu. Turi mažą šilumos laidumą. Tankis 11,34 g/cm3. Lydymosi temperatūra 327,46 o C, virimo temperatūra 1749 o C.

Ryžiai. 1. Švinas. Išvaizda.

Švino atominė ir molekulinė masė

Santykinė medžiagos molekulinė masė(M r) yra skaičius, rodantis, kiek kartų tam tikros molekulės masė yra didesnė nei 1/12 anglies atomo masės, ir elemento santykinė atominė masė(A r) – kiek kartų vidutinė cheminio elemento atomų masė yra didesnė už 1/12 anglies atomo masės.

Kadangi laisvoje būsenoje švinas egzistuoja monatominių Pb molekulių pavidalu, jo atominės ir molekulinės masės reikšmės sutampa. Jie lygūs 207,2.

Švino izotopai

Yra žinoma, kad gamtoje švino galima rasti keturių stabilių izotopų 204 Pb, 206 Pb, 207 Pb ir 208 Pb pavidalu. Jų masės skaičiai yra atitinkamai 204, 206, 207 ir 208. Švino izotopo 204 Pb atomo branduolyje yra aštuoniasdešimt du protonai ir šimtas dvidešimt du neutronai, o likusieji nuo jo skiriasi tik neutronų skaičiumi.

Yra dirbtinių nestabilių švino izotopų, kurių masės skaičius nuo 178 iki 215, taip pat daugiau nei dešimt izomerinių branduolių būsenų, tarp kurių ilgiausiai gyvenantys izotopai yra 202 Pb ir 205 Pb, kurių pusinės eliminacijos laikas yra 52,5 tūkst. atitinkamai 15,3 mln.

Švino jonai

Švino atomo išorinis energijos lygis turi keturis elektronus, kurie yra valentiniai elektronai:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 4f 14 5s 2 5p 6 5d 10 6s 2 6p 2.

Dėl cheminės sąveikos švinas atiduoda savo valentinius elektronus, t.y. yra jų donoras ir virsta teigiamai įkrautu jonu:

Pb 0 -2e → Pb 2+ ;

Pb 0 -4e → Pb 4+ .

Švino molekulė ir atomas

Laisvoje būsenoje švinas yra monoatominių Pb molekulių pavidalu. Štai keletas savybių, apibūdinančių švino atomą ir molekulę:

Problemų sprendimo pavyzdžiai

1 PAVYZDYS

2 PAVYZDYS

Pratimas	Į švino (II) nitrato tirpalą, sveriantį 80 g (druskos masės dalis 6,6 %), buvo pridėtas natrio jodido tirpalas, sveriantis 60 g (NaI masės dalis 5%). Apskaičiuokite iškritusio švino(II) jodido masę.
Sprendimas	Parašykime švino (II) nitrato sąveikos su natrio jodidu reakcijos lygtį: Pb(NO 3) 2 + 2NaI = PbI 2 ↓ + 2NaNO 3. Raskime švino (II) nitrato ir natrio jodido ištirpusių medžiagų mases: ω = m ištirpusios medžiagos / m tirpalo × 100 %; m ištirpusios medžiagos = ω /100%×m tirpalas ; m tirpios medžiagos (Pb(NO 3) 2)=ω(Pb(NO 3) 2) /100%×m tirpalas (Pb(NO 3) 2); m tirpios medžiagos (Pb(NO 3) 2) = 6,6 /100 % × 80 = 5,28 g; m ištirpusios medžiagos (NaI) = ω (NaI) /100%×m tirpalas (NaI); m tirpios medžiagos (NaI) = 5 /100% × 60 = 3 g. Raskime reagavusių medžiagų molių skaičių (švino (II) nitrato molinė masė 331 g/mol, natrio jodido 150 g/mol) ir nustatykime, kurios iš jų yra perteklius: n(Pb(NO 3) 2) =m tirpios medžiagos (Pb(NO 3) 2) / M (Pb(NO 3) 2); n (Pb(NO 3) 2) = 5,28 / 331 = 0,016 mol. n(NaI) =m tirpios medžiagos (NaI) / M (NaI); n(NaI) = 3/150 = 0,02 mol. Natrio jodido perteklius, todėl visi tolesni skaičiavimai pagrįsti švino (II) nitratu. n (Pb(NO 3) 2) : n (PbI 2) = 1:1, t.y. n (Pb(NO 3) 2) = n (PbI 2) = 0,016 mol. Tada švino (II) jodido masė bus lygi (molinė masė - 461 g/mol): m (PbI 2) = n (PbI 2) × M (PbI 2); m (PbI 2) = 0,016 × 461 = 7,376 g.
Atsakymas	Švino (II) jodido masė yra 7,376 g.

Vadovauti paprastai yra purvinai pilkos spalvos, nors šviežias pjūvis turi melsvą atspalvį ir blizga. Tačiau blizgus metalas greitai pasidengia nuobodu pilka apsaugine oksido plėvele. Švino tankis (11,34 g/cm3) yra pusantro karto didesnis nei geležies, keturis kartus didesnis nei aliuminio; net sidabras yra lengvesnis už šviną. Švinas tirpsta labai lengvai – 327,5 ° C temperatūroje, verda 1751 ° C temperatūroje ir pastebimai lakus net 700 ° C. Šis faktas labai svarbus dirbantiems švino kasybos ir perdirbimo įmonėse. Švinas yra vienas minkštiausių metalų. Jis lengvai subraižomas nagu ir susukamas į labai plonus lakštus. Švinas legiruotas su daugeliu metalų. Su gyvsidabriu susidaro amalgama, kuri su nedideliu švino kiekiu yra skysta.

Švinas kristalizuojasi į veidą nukreiptoje kubinėje gardelėje (a = 4,9389) ir neturi alotropinių modifikacijų. Atominis spindulys 1,75, joninis spindulys: Pb 2+ 1,26, Pb 4+ 0,76: tankis 11,34 g/cm 3 (20°C); savitoji šiluminė talpa 20°C temperatūroje 0,128 kJ/(kg K); šilumos laidumas 33,5 W/(m K); temperatūros tiesinio plėtimosi koeficientas 29,1·10 -6 kambario temperatūroje; Brinelio kietumas 25-40 MN/m2 (2,5-4 kgf/mm2); tempiamasis stipris 12-13 MN/m2, stipris gniuždant apie 50 MN/m2; santykinis pailgėjimas lūžio metu 50-70%. Kietėjimas nepadidina švino mechaninių savybių, nes jo rekristalizavimo temperatūra yra žemesnė už kambario temperatūrą (apie -35 °C, deformacijos laipsnis 40% ir daugiau). Švinas yra diamagnetinis, jo magnetinis jautrumas yra 0,12·10 -6. Esant 7,18 K jis tampa superlaidininku.

Santykinė atominė masė (A r = 207,2) apskaičiuojama iš kelių izotopų masių: 204 Pb (1,4%), 206 Pb (24,1%), 207 Pb (22,1%) ir 208 Pb (52,4%). Paskutiniai trys nuklidai yra galutiniai natūralių radioaktyvių urano, aktino ir torio virsmų produktai. Taip pat žinoma daugiau nei 20 radioaktyvių švino izotopų, iš kurių ilgiausiai gyvena 202 Pb ir 205 Pb (pusėjimo trukmė 300 tūkst. ir 15 mln. metų). Gamtoje taip pat susidaro trumpaamžiai švino izotopai, kurių masės yra 209, 210, 212 ir 214, kurių pusinės eliminacijos laikas yra atitinkamai 3,25 valandos, 27,1 metų, 10,64 valandos ir 26,8 minutės. Skirtingų izotopų santykis skirtinguose švino rūdos pavyzdžiuose gali šiek tiek skirtis, todėl neįmanoma tiksliau nustatyti švino A r vertės.