آب دریا حاوی مقادیر بسیار کمی از سرب است (2-30 ppt). رودخانه ها به طور متوسط حاوی 3 تا 30 PPB هستند. فیتوپلانکتون شامل حدود 5-10 ppm (جرم خشک)، ماهی های آب شیرین حاوی حدود 0.5-1000 PPB و صدف حدود 500 ppb سرب است. سازمان بهداشت جهانی (WHO) در سال 1995 حد قانونی 50 ppb را برای سرب تعیین نمود، که در سال 2010 به 10 ppb کاهش یافت.
سرب به چه طریق و به چه صورتی با آب واکنش می دهد؟
تحت شرایط عادی سرب با آب واکنش نمی دهد. با این حال، هنگامی که سرب با هوای مرطوب تماس پیدا کند، واکنش آن با آب افزایش می یابد. لایه کوچکی از اکسید سرب (PbO) در سطح این فلز تشکیل می شود. وقتی که اکسیژن و آب هر دو موجود باشند، فلز سرب به هیدروکسید سرب (Pb(OH)2) تبدیل می شود:
2Pb(s)+ O2(g) + 2H2O(l) -> 2 Pb(OH)2(s)
انحلال پذیری سرب و ترکیبات آن
سرب ابتدایی در شرایط عادی (دمای 20 درجه سانتی گراد و فشار 1 بار) در آب حل نمی شود. اما ممکن است به صورت PbCO3 یا Pb(CO3)22- به شکل محلول در آب یافت شود. یک نمونه مشهور از یک ترکیب سرب انحلال در آب، شکر سرب (lead(II)acetate) است که نام آن از طبیعت شیرینش برگرفته شده است.
سرب اغلب به شکل سولفید (S2-) با سولفور ترکیب شده، یا به شکل فسفات با فسفر ترکیب می شود. سرب در این شکل ها بسیار نامحلول بوده و به صورت ترکیبات بی حرکت در محیط زیست یافت می شود. ترکیبات سرب به طور کلی در آب نرم کمی اسیدی انحلال پذیر هستند.
علت وجود سرب در آب چیست؟
در روزگاران قدیم اغلب از فواره سرب استفاده می شد و هنوز هم ممکن است چنین فواره هایی در ساختمان های قدیمی وجود داشته باشد. سرب موجود در لوله ها ممکن است تا در آبی که از آنها جاری می شود حل شود. ممکن است سرب با کربنات ترکیب شود، بنابراین مقدار کمتری سرب در آب سخت حل می شود. در داخل لوله ها، یک لایه کربنات سرب قلیایی که انحلال پذیری بسیار کمی دارد، تشکیل می شود. این لایه مانند یک پوشش محافظ برای سرب زیرین لوله ها عمل می کند.
رومی ها اغلب در تعطیلات، لوله هایشان را با شراب پر می کردند که باعث می شد این لایه ها حل شده و شکر سرب تشکیل شود. استات سرب مذکور، علی رغم سمی بودنش، در قرن 19 برای شیرین کردن شراب و سایر نوشیدنی ها و مواد غذایی بسیار مورد استفاده قرار می گرفت.
آلودگی آب حاوی ترکیبات سرب حاصل از سنگ سرب موجود در صنعت معدن برای اولین بار در سال 20 قبل از میلاد توسط معمار ویتروویوس ذکر شد، زمانی که او راجع به عوارض بهداشتی آن هشدار داد. در رم سرب اغلب به صورت یکی از فراورده های جانبی استخراج نقره منتشر می شد. سرب سفید، از کربنات های سرب قلیایی (2PbCO3.Pb(OH)2)، یک رنگ سفید است که به دلیل سمیت شدیدش دیگر استفاده نمی شود. فروش لوله های سرب سفید در حال حاضر در اتحادیه اروپا ممنوع است.
سرب آلی در تولید نفت و ترکیبات سرب غیر آلی برای تولید باتری و رنگ استفاده می شوند.
اکثر سرب هایی که به صورت صنعتی تولید می شوند برای ساخت صفحه نمایش کامپیوتر و تلویزیون استفاده می شوند. ترکیب تترا اتیل سرب به عنوان یک افزودنی به مواد سوخت استفاده می شود. این ترکیبات سرب آلی به سرعت به سرب غیر آلی تبدیل شده و به آب و حتی گاهی اوقات آب آشامیدنی وارد می شوند. خوشبختانه، فراوانی این شکل از انتشار سرب روز به روز کم و کمتر می شود.
در معماری از سرب در سقف و در پنجره های شیشه ای رنگی استفاده می شود. به طور کلی، سرب محلول یا معلق در فاضلاب عمدتا از خیابان ها، لوله ها و خاک ها ناشی می شود. در هلند، سرب موجود در مواد غذایی حدود نیمی از تماس با سرب را تشکیل می دهد.
اثرات زیست محیطی سرب بر آب کدام اند؟
سرب و آلیاژهای آن به طور کلی آلاینده های سمی هستند. نمک های سرب و ترکیبات آلی سرب مضر ترین سموم محسوب می شوند. نمک های سرب به گروه شماره 2 خطرات آبی تعلق دارند و در نتیجه مضر هستند. همین امر راجع به ترکیبات سرب مانند استات سرب، اکسید سرب، نیترات سرب و کربنات سرب نیز صادق است.
سرب موجب محدودیت سنتز کلروفیل گیاهان می شود. با این وجود، گیاهان می توانند سطوح بالایی از سرب، یعنی تا 500 ppm را از خاک دریافت کنند. غلظت های بالاتر آن اثرات منفی بر رشد گیاه دارد. سرب از طریق جذب گیاهی وارد زنجیره غذایی می شود. در نتیجه، آفت کش های حاوی سرب در بسیاری از کشورها ممنوع هستند. سرب در موجودات، رسوبات و لجن تجمع می کند. سرب موجود در فاضلاب عمدتا از خیابان ها و سقف ها نشأت می گیرد. سرب به صورت چهار ایزوتوپ پایدار موجود است و تعداد ایزوتوپ های ناپایدار آن از 26 کمتر نیست.
عوارض بهداشتی سرب موجود در آب کدام اند؟
بدن انسان حاوی تقریبا 120 میلی گرم سرب است. در حدود 10-20٪ از سرب توسط روده جذب می شود. علائم تماس بیش از حد با سرب عبارتند از قولنج کردن، لک انداختن پوست و فلج شدن. به طور کلی، اثرات مسمومیت با سرب، عصبی یا تراتوژنی هستند. سرب آلی موجب از کار افتادن سلول های عصبی می شود. سرب معدنی باعث دژنراسیون آکسونال و دمیلینه شدن می شود. هر دو نوع سرب می توانند موجب گرفتگی شوند. ترکیبات آلی سرب سریعتر جذب شده و در نتیجه خطرناک تر هستند.
مشتقات سرب آلی ممکن است سرطان زا باشند. زنان به طور کلی بیشتر از مردان مستعد ابتلا به مسمومیت سرب هستند. سرب باعث اختلال قاعدگی، ناباروری و سقط خود به خود شده جنین شده و خطر مرده زایی را افزایش می دهد. جنین ها بیش از مادران مستعد ابتلا به مسمومیت سرب هستند و عموما جنین حتی از مادران در مقابل مسمومیت با سرب محافظت می کنند. در زمان های قدیم سرب به عنوان یک ابزار کنترل جمعیت، مثلا به عنوان یک اسپرم کش یا برای سقط جنین عمدی استفاده می شد.
کودکان ممکن است نسبت به بزرگسالان مقادیر بیشتری از سرب را جذب کنند (تا 40٪). در نتیجه، کودکان معمولا بیش از بزرگسالان در معرض مسمومیت با سرب قرار دارند. علائم این مسمومیت عبارت اند از ضریب هوشی پایین تر، تغییرات رفتاری و اختلال تمرکز.
سرب در بافت ساق پا تجمع می یابد. شدید ترین نوع مسمومیت سرب باعث آنسفالوپاتی می شود. یونهای سربی که با گروه های سولفیدریل آزاد پروتئین ها مانند آنزیم ها واکنش می دهند، سمیت سرب را بر می انگیزند و خود غیرفعال می شوند. علاوه بر این، سرب ممکن است با سایر یون های فلزی نیز واکنش دهد.
برای زدودن سرب از آب، کدام یک از تکنولوژی های تصفیه ی آب را می توان استفاده کرد؟
حذف سرب از آب را می توان با هر یک از روش های انعقاد، فیلتراسیون شن و ماسه و تبادل یونی انجام داد. علاوه بر این، توسط کربن فعال، فیلتراسیون با رسانایKDF و دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس نیز می توانند انجام بگیرد.
برای مطالعه مقالات مرتبط با سرب روی لینک های مربوطه کلیک نمایید.
سرب چیست و چگونه آن را از آب شرب حذف کنیم
حذف سرب از آب آشامیدنی با کمک دستگاه تصفیه آب
*ن