Olovo (Pb)

Olovo a voda: reakční mechanismy, vliv na životní prostředí a účinky na zdraví

Mořská voda obsahuje stopová množství olova (0.000002-0.00003 µg/l). V průměru řeky obsahují mezi 3 a 30 ppb. Fytoplankton obsahuje přibližně 5-10 µg/l olova (suché hmoty), sladkovodní ryby přibližně 0,5-1000 µg/kg a ústřice přibližně 500 µg/kg.
Světová zdravotnická organizace (WHO) uvedla zákonný limit 50 µg/l pro olovo v roce 1995, který je v roce 2010 snížen na 10 µg/l.

Jakým způsobem a v jaké formě reaguje olovo s vodou?

Za normálních podmínek olovo nereaguje s vodou. Když se však olovo dostane do kontaktu s vlhkým vzduchem, reaktivita s vodou se zvyšuje. Na povrchu kovu se tvoří malá vrstva oxidu olovnatého (PbO). Když je přítomen jak kyslík, tak voda, kovové olovo se přemění na hydroxid olovnatý (Pb (OH) 2):

2Pb (s) + O2 (g) + 2H20 (l) -> 2 Pb (OH) 2 (s)

Rozpustnost olova a sloučenin olova

Elementární olovo se nerozpouští ve vodě za normálních podmínek (20 ° C a tlak = 1 bar). Může se však vyskytovat rozpuštěné ve vodě jako PbCO3 nebo Pb (CO3) 22-. Dobře známým příkladem ve vodě rozpustné olovnaté sloučeniny je olovnatý cukr (octan olovnatý), který odvozuje svůj název od své sladké povahy.
Olovo se často váže na síru ve formě sulfidu (S2-) nebo na fosfor ve formě fosfátu (PO43-). V těchto formách je olovo extrémně nerozpustné a je přítomno jako imobilní sloučeniny v prostředí. Sloučeniny olova jsou obecně rozpustné v měkké, mírně kyselé vodě.

Proč je olovo přítomno ve vodě?

Olověné rozvody vody byly často používány v dřívějších letech, a mohou být stále ve starých budovách. Olovo z potrubí se může částečně rozpouštět do protékající vody. Uvnitř trubek se tvoří vrstva těžko rozpustného uhličitanu alkalického olova. Tato vrstva funguje jako ochranný povlak pro spodní vedení trubek. Římané často naplnili trubky vínem, což vytvořilo olovnatý cukr.
Navzdory své toxicitě byl výše uvedený octan olovnatý aplikován do 19. století, za účelem oslazení vína a jiných nápojů a potravin.
Znečištění vody obsahující sloučeniny olova odvozené z olověných rud v těžebním průmyslu bylo poprvé zmíněno architektem Vitruviusem v roce 20 B.C., když vydal varování o svých zdravotních účincích. V Římě bylo olovo často vydáváno jako vedlejší produkt těžby stříbra.
Prodej bílých olověných trubek je nyní v Evropské unii zakázán.
Organické olovo se používá při výrobě ropy a anorganické sloučeniny olova se používají pro výrobu baterií a barev.
Nejvíce průmyslově zpracované olovo se používá pro výrobu počítačových a televizních obrazovek. Tetra-ethyl olovo se používá jako přísada v palivech. Tyto organické sloučeniny olova se rychle přeměňují na anorganické olovo a končí ve vodě, někdy i v pitné vodě. Tato forma uvolňování olova je naštěstí méně a méně hojná.
V architektuře je olovo aplikováno ve střechách a vitrážích. Obecně platí, že olovo rozpuštěné nebo suspendované v odpadních vodách většinou pochází z ulic, trubek a půd.

Jaké jsou environmentální účinky olova ve vodě?

Olovo a sloučeniny olova jsou obecně toxické znečišťující látky. Soli olova a organické sloučeniny olova jsou nejškodlivější ekotoxikologicky. Soli olova jsou přisuzovány třídě vodního ohrožení 2, a proto jsou škodlivé. Totéž platí pro sloučeniny olova, jako je octan olovnatý, oxid olovnatý, dusičnan olovnatý a uhličitan olovnatý.
Olovo omezuje syntézu chlorofylu rostlin. Rostliny však mohou přijímat vysoké hodnoty olova z půdy. Vyšší koncentrace než 500 mg/kg negativně ovlivňují růst rostlin. Pěstováním rostlin vstupuje olovo do potravin. Aplikace olovnatých pesticidů je proto ve většině zemí zakázána. Olovo se hromadí v organismech, sedimentech a kalech.

Jaké jsou zdravotní účinky olova ve vodě?

Lidské tělo obsahuje přibližně 120 mg olova. Asi 10-20% olova je absorbováno střevy. Mezi příznaky nadexpozice olova patří kolika, pigmentace kůže a paralýza. Obecně platí, že účinky otravy olovem jsou neurologické nebo teratogenní. Organické olovo způsobuje nekrózu neuronů. Anorganické olovo způsobuje axonální degeneraci a demyelinaci. Oba druhy olova mohou způsobit edém mozku a přetížení. Organické sloučeniny olova jsou absorbovány rychleji, a proto představují větší riziko. Organické deriváty olova mohou být karcinogenní. Ženy jsou obecně náchylnější k otravě olovem než muži. Olovo způsobuje menstruační poruchy, neplodnost, spontánní potraty a zvyšuje riziko mrtvého porodu. Plody jsou náchylnější k otravě olovem než matky, a obecně i plody chrání matky před otravou olovem. Dlouho bylo olovo aplikováno jako měřítko antikoncepce, například jako spermicid, a k indukci potratů.
Děti mohou absorbovat větší množství olova na jednotku tělesné hmotnosti než dospělí (až 40%). V důsledku toho jsou děti obecně náchylnější k otravě olovem než dospělí. Symptomy zahrnují nižší IQ, změny chování a poruchy koncentrace.
Olovo se hromadí v tkáni nohou. Nejtěžší typ otravy olovem způsobuje encefalopatii.
Toxicita olova je indukována ionty olova, které reagují s volnými sulfyrylovými skupinami proteinů, jako jsou enzymy. Ty jsou deaktivovány. Kromě toho může olovo interagovat s jinými ionty kovů.

Jaké technologie čištění vody lze použít k odstranění olova z vody?

Odstranění olova z vody může být provedeno koagulací, filtrací písku a výměnou iontů. Dále může být použito aktivní uhlí, KDF média, nanofiltrace a reverzní osmóza.