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Qiān
铅
别名 黑铅、青金、乌锡、铅精、水锡、素金、黑金、水中金、青铅、黑锡、金公、乌铅
功效作用 镇逆,坠痰,杀虫,解毒。治痰气塑逆,上盛下虚气短喘急噎膈反胃瘿瘤瘰疬,疔毒,恶疮
英文名 Galenite
始载于 日华子本草
毒性 有毒
归经 肝经肾经
药性
药味

【元素名称】铅(lead)

元素符号】Pb

【原子序数】82

晶体结构】晶胞为面心立方晶胞。

【相对原子质量】207.2

铅矿石

元素类型】金属元素

【物理性质】带蓝色的银白色重金属,熔点327.502°C,沸点1740°C,密度11.3437克/立方厘米, 比热容 0.13 kJ/(kg.K),硬度1.5,质地柔软,抗张强度小。

【原子体积】18.17立方厘米/摩尔

【元素在太阳中的含量】0.01ppm

【元素在海水中的含量】太平洋表面 0.00001ppm

【氧化态】Main Pb+2, Pb+4

【晶胞参数】

a = 495.08 pm

b = 495.08 pm

c = 495.08 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 90°

【莫氏硬度】1.5

【声音在其中的传播速率】1190m/S

【电离能 (kJ /mol) 】

M - M+ 715.5

M+ - M2+ 1450.4

M2+ - M3+ 3081.5

M3+ - M4+ 4083

M4+ - M5+ 6640

M5+ - M6+ 8100

M6+ - M7+ 9100

M7+ - M8+ 11800

M8+ - M9+ 13700

M9+ - M10+ 16700

【发现过程】早在公元前三千年左右就已被人类发现。

【元素描述】第一电离能7.416电子伏特。第二电离能15.874电子伏特。熔点327.5℃,沸点1740℃。密度13.34克/厘米3。银灰色重金属,质柔软,延性弱,展性强。空气中表面易氧化而失去光泽,变灰暗。溶于硝酸,热硫酸、有机酸和碱液。不溶于稀酸和硫酸。具有两性:既能形成高铅酸的金属盐,又能形成酸的铅盐。

铅块

【元素来源】主要存在于方铅矿(PbS)及白铅矿(PbCO3)中,经煅烧得硫酸铅及氧化铅,再还原即得金属铅。

【元素用途】主要用作电缆、蓄电池、铸字合金、巴氏合金、防X射线等的材料。

【元素辅助资料】

铅是一种化学元素,其化学符号源于拉丁文,化学符号是Pb(拉丁语Plumbum),原子量207.2,原子序数为82。铅是所有稳定的化学元素中原子序数最高的。

铅为带蓝色的银白色重金属,它有毒性,是一种有延伸性的主族金属。熔点327.502℃,沸点1740℃,密度11.3437g/cm^3,硬度1.5,质地柔软,抗张强度小。

铅是人类最早使用的金属之一,公元前3000年,人类已会从矿石中熔炼铅。铅在地壳中的含量为0.0016%,主要矿石是方铅矿。铅在自然界中有4种稳定同位素:铅204、206、207、208,还有20多种放射性同位素

金属铅在空气中受到氧、水和二氧化碳作用,其表面会很快氧化生成保护薄膜;在加热下,铅能很快与氧、硫、卤素化合;铅与冷盐酸、冷硫酸几乎不起作用,能与热或浓盐酸、硫酸反应;铅与稀硝酸反应,但与浓硝酸不反应;铅能缓慢溶于强碱性溶液。

铅主要用于制造铅蓄电池;铅合金可用于铸铅字,做焊锡;铅还用来制造放射性辐射、X射线的防护设备;铅及其化合物对人体有较大毒性,并可在人体内积累。铅被用作建筑材料,用在乙酸铅电池中,用作枪弹和炮弹,焊锡、奖杯和一些合金中也含铅。

铅在地壳中含量不大,自然界中存在很少量的天然铅。但由于含铅矿物聚集,熔点又很低(328℃),使铅在远古时代就被人们所利用了。

方铅矿(PbS)直到今天都是人们提取铅的主要来源。远古时代人们偶然把方铅矿投进篝火中,它首先被烧成氧化物,然后受到碳的还原,形成了金属铅。

在英国博物馆里藏有在埃及阿拜多斯清真寺发现的公元前3000年的铅制塑像。在伊拉克乌尔城和其他一些城市发掘古迹所获得的材料中,不仅找到属于公元前4000年间的各种金属物件,而且有古代波斯人所用的契型文字的黏土板文件记录。这些记录说明,在公元前2350年已经从矿石中提炼出大量铁、铜、银和铅。在公元前1792——前1750年巴比伦皇帝汉穆拉比统治时期,已经有了大规模铅的生产。在我国殷代墓葬中也发现有铅制的酒器卣、爵、觚和戈等。

我国在商殷至汉代青铜器中铅的含量有增大的趋势。青铜中铅的增加对于液态合金流动性的提高起了重要作用,使铸件纹饰毕露。

不过,古代人对铅和锡的分别并不是十分明确。罗马人称铅为黑铅,称锡为白铅,以致后来它的元素符号定为Pb。

中外古炼金家和炼丹家们对铅和铅的一些化合物进行了实验,例如在魏伯阳所著的《周易参同契》中说:“胡粉投火中,色坏还为铅。”用今天的化学方程式表示就是:

Pb3O4 + 2C ——→ 3Pb + 2CO2↑

还原法制Pb

反应为:PbO+C == Pb+CO↑

PbO+CO == Pb+CO2

实验现象:生成气体能使澄清石灰水变浑浊,黄色粉末变成银白色固体。

直到16世纪以前,在用石墨制造铅笔以前,在欧洲,从希腊,罗马时代起,人们就是手握夹在木棍里的铅条在纸上写字,这正是今天“铅笔”这一名称的来源。到中世纪,在富产铅的美国,一些房屋,特别是教堂,屋顶是用铅版建造,因为铅具有化学惰性,耐腐蚀。最初制造硫酸使用的铅室法也是利用铅的这一特性。

铅的元素符号Pb是来自拉丁名称plumbum 。  

目录

主要用途

铅主要用于制造铅蓄电池;铅合金可用于铸铅字,做焊锡;铅还用来制造放射性辐射、X射线的防护设备;铅及其化合物对人体有较大毒性,并可在人体内积累。铅被用作建筑材料,用在乙酸铅电池中,用作枪弹和炮弹,焊锡、奖杯和一些合金中也含铅。铅还可以做成开花弹(又名达姆弹)。

铅在地壳中含量不大,自然界中存在很少量的天然铅。但由于含铅矿物聚集,熔点又很低(328℃),使铅在远古时代就被人们所利用了。方铅矿(PbS)直到今天都是人们提取铅的主要来源。远古时代人们偶然把方铅矿投进篝火中,它首先被烧成氧化物,然后受到碳的还原,形成了金属铅。

铅表面在空气中能生成碱式碳酸铅薄膜,防止内部再被氧化。制造铅砖或铅衣以防护X-射线及其他放射线。用于制造合金。等量之铅与锡组成的焊条可用于焊接金属。制活字金。铅与锑的合金熔点底,用于制造保险丝。可用于制造铅弹。  

铅污染

在所有已知毒性物质中,书上记载最多的是铅。古书上就有记录认为用铅管输送饮用水有危险性。公众接触铅有许多途径。近年来公众主要关心石油产品中含铅问题。颜料含铅,特别是一些老牌号的颜料含铅较高,已经造成许多死亡事件,因此有的国家特别制定了环境标准规定颜料中铅的含量应控制在600PPM之内。

有的国家还没有制定出标准,但是市场出售高铅含量颜料时贴出标签警示用户。食品中也发现铅的残留,或是空气中的铅降下污染食物,或是罐头皮的铅污染罐头食品。铅的另外一个重要来源是铅管。几十年以前建筑住宅时用铅管或铅衬里管道,夏天的天然冰箱也用铅衬里,这些年已经禁用,改用塑料或其它材料。

一般饮用水中铅含量的安全界限是100微克/升,而最高可接受水平是50微克/升。后来又进一步规定自来水中可接受的铅最大浓度为50微克/升(0.05毫克/升)。此外,为了研究铅对人体健康的影响,科学家着手检测人体血样的铅浓度,作为是否铅中毒的先期指标。数据表明:如果饮用水接近50微克/升,那么该病人血样的铅浓度约在30微克/升以上。吃奶的婴儿要求应该更为严格,平均血铅浓度要不超过10--15微克/升。

水厂处理水过程中可能加入钙和重碳酸盐以保持水呈碱性,继而减少水对输水管道的腐蚀,这个过程会带来新的风险。但是腐蚀问题很复杂,不是如此这般所能解决的,应该总体净化,但又价格昂贵。

许多化学品在环境中滞留一段时间后可能降解为无害的最终化合物,但是铅无法再降解,一旦排入环境很长时间仍然保持其可用性。由于铅在环境中的长期持久性,又对许多生命组织有较强的潜在性毒性,所以铅一直被列为强污染物范围。

急性铅中毒目前研究的较为透彻,其症状为:胃疼头痛,颤抖,神经性烦躁,在最严重的情况下,可能人事不省,直至死亡。在很低的浓度下,铅的慢性长期健康效应表现为:影响大脑神经系统。科学家发现:城市儿童血样即使铅的浓度保持可接受水平,仍然明显影响到儿童智力发育和表现行为异常。我们只有降低饮用水中铅水平才能保证人们对铅的摄取总量降低。无铅汽油的推广应用为降低环境中的铅污染立了大功,特别是降低了大气中的颗粒物中的铅。

铅与颗粒物一起被风从城市输送到郊区,从一个省输送到另一个省,甚至到国外,影响其它地区,成了世界公害。科学家在北美格陵兰地区的冰山上逐年积冰的地区打钻钻取冰柱,下层的年头久远,顶层的年头捱近,易不同层次测定冰的铅含量。结果表明:1750年以前铅含量仅为20微克/吨;1860年为50微克/吨;1950年上升为120微克/吨;1965年剧增到210微克/吨。近代工业的发展,全球范围的污染日趋严重。  

毒理学资料及环境行为

毒性

急性毒性:LD5070mg/kg(大鼠经静脉)

亚急性毒性:10μg/m3,大鼠接触30至40天,红细胞胆色素合酶(ALAD)活性减少80%~90%,血铅浓度高达150~200 μg/100ml。出现明显中毒症状。10μg/m3,大鼠吸入3至12个月后,从肺部洗脱下来的巨噬细胞减少了60%,多种中毒症状。0.01mg/m3,人职业接触,泌尿系统炎症血压变化,死亡,妇女胎儿死亡。

慢性毒性:长期接触铅及其化合物会导致心悸,易激动,血象红细胞增多。铅侵犯神经系统后,出现失眠多梦记忆减退、疲乏,进而发展为狂躁失明、神志模糊、昏迷,最后因脑血管缺氧而死亡。血铅水平往往要高于2.16微摩尔/升时,才会出现临床症状,因此许多儿童体内血铅水平虽然偏高,但却没有特别的不适,轻度智力或行为上的改变也难以被家长或医生发现。这也是为什么儿童铅中毒在国外被称为“隐匿杀手”的原因。

致癌:铅的无机化合物的动物试验表明可能引发癌症。另据文献记载,铅是一种慢性和积累性毒物,不同的个体敏感性很不相同,对人来说铅是一种潜在性泌尿系统致癌物质。

致畸:没有足够的动物试验能够提供证据表明铅及其化合物有致畸作用。

致突变:用含 1%的醋酸铅饲料喂小鼠,白细胞培养的染色体裂隙-断裂型畸变的数目增加,这些改变涉及单个染色体,表明DNA复制受到损伤。

代谢和降解:环境中的无机铅及其化合物十分稳定,不易代谢和降解。铅对人体的毒害是积累性的,人体吸入的铅25%沉积在肺里,部分通过水的溶解作用进入血液。若一个人持续接触的空气中含铅1μg/m3,则人体血液中的铅的含量水平为1~2μg/100ml血。从食物和饮料中摄入的铅大约有10%被吸收。若每天从食物中摄入10μg铅,则血中含 铅量为6~18μg/100ml血,这些铅的化合物小部分可以通过消化系统排出,其中主要通过尿(约76%)和肠道(约16%),其余通过不大为人们所知道的各种途径,如通过出汗、脱皮和脱毛发以代谢的最终产物排出体外。

残留与蓄积:铅是一种积累性毒物,人类通过食物链摄取铅,也能从被污染的空气中摄取铅,美国人肺中的含铅量比非洲,近东和远东地区都高,这是由于美国大气中铅污染比这些地区严重造成的。从人体解剖的结果证明,侵入人体的铅70%~90%最后以磷酸铅(PbHPO4)形式沉积并附着在骨骼组织上,现代美国人骨骼中的含铅量和古代人相比高100倍。这一部分铅的含量终生逐渐增加,而蓄积在人体软组织,包括血液中的铅达到一定程度(人的成年初期)后,然后几乎不再变化,多余部分会自行排出体外(如上所述),表现出明显的周转率。鱼类对铅有很强的富集作用。

迁移和转化:据加拿大渥太华国立研究理事会1978年对铅在全世界环境中迁移研究报导,全世界海水中铅的浓度均值为0.03μg/L,淡水0.5μg/L。全世界乡村大气中铅含量均值0.1μg/m3,城市大气中铅的浓度范围1~10μg/m3。世界土壤和岩石中铅的本底值平均为13mg/kg。铅在世界土壤的环境转归情况是:每年从空气到土壤15万吨,从空气转移到海洋25万吨,从土壤到海洋41.6万吨。每年从海水转移到底泥为40~60万吨。由于水体、土壤、空气中的铅被生物吸收而向生物体转移,造成全世界各种植物性食物中含铅量均值范围为0.1~1mg/kg(干重),食物制品中的铅含量均值为2.5mg/kg,鱼体含铅均值范围0.2~0.6mg/kg,部分沿海受污染地区甲壳动物和软体动物体内含铅量甚至高达3000mg/kg以上。

铅的工业污染来自矿山开采、冶炼、橡胶生产、染料、印刷、陶瓷、铅玻璃、焊锡、电缆及铅管等生产废水和废弃物。另外,汽车排气中的四乙基铅是剧毒物质。水体受铅污染时(Pb0.3~0.5mg/L),明显抑制水的自净作用,2~4mg/L时,水即呈浑浊状。

危险特性

粉体在受热、遇明火或接触氧化剂时会引起燃烧爆炸。

燃烧(分解)产物

氧化铅

现场应急监测方法

四羧醌试纸比色法《空气中有害物质的测定方法》,杭士平主编

速测仪法;分光光度法;阳极溶出伏安法《突发性环境污染事故应急监测与处理处置技术》万本太主编

实验室监测方法

监测方法 来源 类别

原子吸收法 GB7475-87 水质

mcso-四(对磺基苯)卟啉光度法 WS/T126-1999 作业场所空气

氢化物发生-原子吸收法 WS/T127-1999 作业场所空气

原子吸收法 GB/T15555.2-95 固体废物浸出液

石墨炉原子吸收法 GB/T17141-1997 土壤

火焰原子吸收法 GB/T17140-1997 土壤

火焰原子吸收法 GB/T15264-94 空气质量

原子吸收法 CJ/T101-99 城市生活垃圾

原子吸收法 《固体废弃物试验分析评价手册》中国环境监测总站等译 固体废弃物

环境标准

中国(TJ36-79) 车间空气中有害物质的最高容许浓度 0.03mg/m3 [铅烟];0.05mg/m3 [铅尘

中国(TJ36-79) 居住区大气中有害物质的最高允许浓度 0.0007mg/m3(日均值)

中国(GB3092-1996) 环境空气质量标准 季平均:1.50ug/m3

年平均:1.00ug/m3

中国(GB16297-1996) 大气污染物综合排放标准(铅及其化合物) ①最高允许排放浓度(mg/m3):

0.90(表1);0.70(表2)

②最高允许排放速率(kg/h):

二级0.005~0.39;三级0.007~0.60(表1)

二级0.004~0.33;三级0.006~0.51(表2)

③无组织排放监控浓度限值:

0.0060mg/m3(表2);0.0075mg/m3(表1)

中国(GB5749-85) 生活饮用水水质标准 0.05mg/L

中国(GHZB1-1999) 地表水环境质量标准(mg/L) Ⅰ类 0.01;Ⅱ类0.05 ;Ⅲ类0.05;Ⅳ类0.05;Ⅴ类 0.1

中国(GB/T14848-93) 地下水质量标准 (mg/L) Ⅰ类0.005;Ⅱ类0.01;Ⅲ类0.05;Ⅳ类 0.1;Ⅴ类>0.1

中国(GB3097-1997) 海水水质标准(mg/L) Ⅰ类0.001;Ⅱ类0.005 ;Ⅲ类0.010;Ⅳ类0.050

中国(GB5048-92) 农田灌溉水质标准 0.1mg/L(水作、旱作、蔬菜)

中国(GB11607-89) 渔业水质标准 0.05mg/L

中国(GB8978-1996) 污水综合排放标准 1.0mg/L

中国(GB15618-1995) 土壤环境质量标准(mg/kg) 一级35;二级250~350;三级500

中国(GB5058.3-2007) 固体废弃物浸出毒性鉴别标准值 5mg/L

中国(GWKB3-2000) 生活垃圾焚烧污染控制标准 焚烧炉大气污染物排放限值:1.6mg/m3(测定均值)

中国(GB8172-87) 城镇垃圾农用控制标准 100mg/kg  

应急处理处置方法及防护

泄漏应急处理

切断火源。戴好防毒面具,穿好一般消防防护服。用洁净的铲子收集于干燥净洁有盖的容器中,用水泥、沥青或适当的热塑性材料固化处理再废弃。如大量泄漏,收集回收或无害处理后废弃。

①对于泄漏的PbCl4和Pb(ClO4)2,应戴好防毒面具等全部防护用品。用干砂土混合,分小批倒至大量水中,经稀释的污水放入废水系统。

②对于泄漏的PbO、四甲(乙)基铅和Pb3O4,应戴好防毒面具等全部防护用品。用干砂土混合后倒至空旷地掩埋;污染地面用肥皂或洗涤剂刷洗,经稀释的污水放入废水系统。

③对于泄漏的PbF2,应戴好防毒面具等全部防护用品。在泄漏物上撒上纯碱;被污染的地面用水冲洗,经稀释的污水放入废水系统。

④对于泄漏的Pb(BrO3)2、PbO2和Pb(NO3)2,应戴好防毒面具等全部防护用品。被污染的要面用水冲洗,经稀释的污水放入废水系统。

⑤对于泄漏的烷基铅,用不燃性分散剂制成乳液刷洗。如无分散剂可用砂土吸收,倒至空旷地方掩埋;被污染的地面用肥皂或洗涤剂刷洗,经稀释的污水放入废水系统。

处理方法:当水体受到污染时,可采用中和法处理,即投加石灰乳调节pH到7.5,使铅以氢氧化铅形式沉淀而从水中转入污泥中。用机械搅拌可加速澄清,净化效果为80%~96%,处理后的水铅浓度为0.37~0.40mg/L。而污泥再做进一步的无害化处理。对于受铅污染的土壤,可加石灰、磷肥等改良剂,降低土壤中铅的活性,减少作物对铅的吸收。

防护措施

呼吸系统防护:作业工人应该佩戴防尘口罩

眼睛防护:必要时可采用安全面罩。

防护服:穿工作服。

铅笔

手防护:必要时戴防护手套

其它:工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作后,淋浴更衣。实行就业前和定期的体检。保持良好的卫生习惯。

急救措施

皮肤接触:脱去污染的衣着,用肥皂水及流动清水彻底冲洗。

眼睛接触:立即翻开上下眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。就医。

吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。呼吸困难时给输氧。呼吸停止时,立即进行人工呼吸。就医。

食入:给饮足量温水,催吐,就医。

灭火方法

干粉、砂土。

铅的药理作用

铅在治疗上很少应用,但在工业上用途很广,慢性铅中毒系重要职业病之一。铅的吸收甚缓,主要经消化道及呼吸道吸收。吸收后绝大部分沉积于骨中。沉积骨中的铅盐并不危害身体,中毒的深浅主要决定于血液及组织中的含铅量,血中铅含量如超过0.O5-0.1mg%,即产生中毒症状。钙与铅的代谢有平行关系,凡能影响体内钙代谢的因素也能影响铅的代谢。铅主要由肠与肾排泄,肠排泄量一般较肾多。尿中铅量超过0.05-0.08mg/l时,应考虑有铅中毒可能。慢性中毒症状极为多样化,特征也多,主要有:肠胃道的紊乱如食欲不振便秘(有时为腹泻)、由于小肠痉挛而发生铅绞痛齿龈颊粘膜上由于硫化铅的沉着而形成的灰蓝色铅线等。神经系统受侵犯而发生头痛、头晕、疲乏、烦躁易怒、失眠,晚期可发展为铅脑病,引起幻觉谵妄惊厥等;外周可发生多发性神经炎,出现铅毒性瘫痪。中毒早期,血液中出现大量含嗜碱性物质的幼稚红细胞,如点彩红细胞、网织红细胞、多染色红细胞等,一般认为这是骨髓血细胞生长障碍的表现,晚期可抑制骨髓及破坏红细胞而产生贫血。治疗的特效药为螯合剂依地酸钙钠,或青霉胺二巯基丙醇疗效常不可靠。

中药化学成分

主要为金属铅,优良品中铅可达99%;因矿石的质量、冶炼与精制方法之不同,常夹少量银、金、锡、锑、铁等其他金属。在大气中,因与氧气、水气、二氧化碳接触,铅表面常生成氧化铅、碱式碳酸铅等的薄层而失去金属光泽。  

参考

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