Tag Archives: Plumb

Metode electrochimice pentru determinarea rapidă şi “in situ” a conţinutului de Cadmiu si Plumb din sol şi apă.

Datorita cererii tot mai mare de caracterizare cat mai rapida a unor locuri poluate sunt necesare metode de screening cat mai rapide.

Metalele grele sunt considerate ca fiind unele dintre cele mai importante poluatoare ale mediului; in mare parte datorita proprietatilor lor care le fac sa fie nedegradabile si mai ales datorita efectelor ce le au asupra omului si a mediului in general.

PLUMBUL

Plumbul este unul din metalele care polueaza mediul ambient. Investigatiile medicale au demonstrat ca schimbarile in comportamentul nou-nascutilor si a copiilor de varsta mica sunt conditionate de influenta plumbului prin intermediul organismului mamei in perioada dezvoltarii intrauterine si alaptarii. Aceasta concluzie este confirmata de toxicologi in rezultatul experientelor asupra animalelor.

Plumbul este unul din metalele grele, in jurul caruia sunt multe discutii si el, conform hotararii organizatiei internationale de ocrotire a sanatatii, este atribuit primilor indici de evaluare a poluarii mediului ambiant. Plumbul, patrunzand in organism este absorbit de catre eritrocite, tesutul osos si nervos, rinichi. Intoxicarea cronica cu plumb duce la dezvoltarea nefritei. Efectul biochimic consta in inabusirea activitatii eritrocitelor si cresterea cantitatii de plumb in sange.
Intoxicarea cronica cu plumb duce la imbolnavire si la atacarea nervilor motori ai terminatiilor, care se reflecta in dereglarea conductivitatii impulsurilor nervoase.

CADMIUL

Cadmiu, impreuna cu plumbul mercurul si arsenicul, au fost atribuite de catre organizatia internationala de ocrotire a sanatatii metalelor grele prioritare – indicatoare ale impurificarii mediului ambiant.

Izvoare de intoxicare cu cadmiu pot fi acoperirea vaselor si metalelor, substantele colorante, care se folosesc in industria textila si electrotehnica (renumita culoare rosie de pe etichete si reclama bauturii «Coca-Cola» contine cadmiu).

Continutul total de cadmiu in organism este legat de patrunderea lui din hrana, apa si alte surse ale mediului ambiant. Cadmiul se acumuleaza preponderent in rinichi si in cantitati mai mici in ficat si alte organe.

Principalele surse de poluare cu plumb si cadmiu in Romania sunt industria metalurgiei neferoase (Copsa Mica, Baia Mare, Zlatna)

Detrminarea Plumbului si Cadmiului se poate face cu metode spectometrice (absorbtie respective emisie atomica), care au o limita joasa de detective dar care au dezavantaje: sunt consumatoare de timp (fiind necesara o digestive in prealabil a probei) si deasemenea sunt destul de scumpe (reactivi, gaze).

De exemplu pentru monitorizarea performantelor unei statii de tratare a apelor industriale din cadrul unei fabrici de neferoase pentru a determina eventualele nefunctionalitati este necesara o tehnica de analiza care sa aiba un timp de executie mic si care sa ofere rezultate imediate (nu foarte precise) astfel incat sa permita o interventie cat mai rapida pentru remedierea eventualelor scurgeri de poluanti si evitarea unui accident ecologic.

In decursul ultimilor ani s-au dezvoltat tot mai multe instrumente portabile pentru determinari “in situ”. As aminti aici doar trei tehnici :

  • LIBS – Laser Induced Breakdown Spectroscopy
  • XRF – X Ray Fluorescence Spectrometry
  • VOLTAMETRIA DE STRIPARE ANODICA (ASV) CU ELECTROZI Carbon SPE (Screen-Printed Electrodes)



1.Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS)

Este o metoda din categoria metodelor de emisie atomic. Principiul metodei este prezentat in figura.

LIBS

Avataje:

–    Nu este necesara prepararea in prealabil a probei,

–    Analiza multielement,

–    Analizeaza atat probe conductive cat si neconductive.

Dezavantaje:

–    Interfernte datorate constituentilor probei.

–    Utilizarea laserului implica un anumit grad de complexitate in folosirea aparatului.

–    Costul mare al aparatului

–    Posibile raniri datorita folosirii uni laser de putere mare


2.X Ray Fluorescence Spectrometry (XRF)

Principiul de functionare este prezentat in figura.

XRF

Avantaje:

–    Nu este necesara prepararea probei pentru analiza,

–    Analiza multielement,

–    Metoda de analiza rapida,

–    Una dintre metodele EPA pentru analiza Pb din vopselele de ulei (US EPA method #6200)

Dezavantaje:

–    Limite mari de detectie,

–    Datorita faptului ca foloseste surse radioactive este necesara o mai mare atentie in operarea aparatului,

–    Interferente datorita matricei probei.

–    Costul relative mare al unui apara XRF.


3.VOLTAMETRIA DE STRIPARE ANODICA (ASV) CU ELECTROZI Carbon SPE (Screen-Printed Electrodes)

Voltametria de stripare anodica (ASV) cuplata cu electrozi Carbon SPE ofera o varianta mult mai buna de determinare a “in situ” a metalelor grele; avantajele acestei metode ar fi:

–    Costul scazut al analizei,

–    Simplitate,

–    Rapiditate (timp de analiza mai mic de 4 minute),

–    Sensibilitate (de ordinal µg/l),

–    Aparatura portabila,

–    Analiza multielement.

ELECTRODULEste fabricat intern prin imprimare in mai multe stadii utilizand o imprimanta DEK 248 ( DEK Ltd, Weymounth UK).

DEK 248

Electrodul arata cam asa:

Electrod
unde:

1.      Substrat de polyester

2.      Contacte electrice

3.      Stratul de baza (sub staratul de cerneala)

4.      Startul isolator

5.      Carbon counter electrode (CCE)

6.      Carbon working electrode (CWE)

7.      Electrod de referinta Ag/AgCl

Avantaje:

–    Interferentele datorate matricilor sunt slabe.

–    Folosirea electrozilor Carbon SPE reduce semnificativ complexitatea analizei, ceea ce este foarte bine la analizele efectuate “in situ”.

–    Cu toate ca nu au acuratete si precizie mare ASVfield ajuta la clasificarea solurilor in functie de continutul lor de metale grele (Pb si Cd).

–    Datorita costului redus a analizei este o metoda de determinare (monitorizare) agreata de poluator.

–    Tot datorita faptului ca are cost redus/analiza => se pot analiza mai multe probe.

–    Este o metoda care se poate implementa in orice moment (toata aparatura exista déjà pe piata).

CONCLUZII

Pe langa aceste metode de monitorizare “in situ” trebuie sa se dezvolte noi tehnologi pentru rezolvarea problemelor ecologice generate de activităţile din industria metalurgiei metalelor neferoase.

De asemenea este nevoie de promovarea unui management performant de evidenţiere şi clasificare a deşeurilor şi a unor tehnologii eficiente în domeniul reciclării materialelor.

  • studii de strategie privind activitatea de clasificare a deşeurilor rezultate din activităţile desfăşurate în industria metalurgiei metalelor neferoase;
  • instrumente şi mecanisme economice pentru gestionarea şi reciclarea deşeurilor de metale neferoase din România;
  • strategia continuării procesului de reformă şi restructurare în domeniul reciclării materialelor refolosibile cu conţinut de metale neferoase;
  • tehnologi performante cu randamente ridicate şi consum redus de energie pentru recuperarea plumbului din prafurile volatile rezultate în topitoriile de plumb şi aliaje de plumb.
  • tehnologie de procesare a deşeurilor şi subproduselor din metalurgia plumbului şi zincului în vederea obţinerii de Bi, Sb, In, Au şi Ag.

Plumb-toxicitate

Surse de Plumb

Principala poarta de intrare a Plumbului in mediu :

–          Emisiile de la masinile cu combustibili cu plumb

–          Vopselele pe baza de plumb

–          Din conductele de apa vechi fabricate din plumb

–          Industria mtalurgica neferoasa.

Emisiile datorate masinilor cu combustibili cu plumb s-au redus in tarile dezvoltate prin scoaterea de pe piata a combustibililor aditivati cu plumb. De asemenea conductele de apa fabricate din plumb sunt inlocuite cu PCV.

Expunere

Expunerea ocupationala – apare in combinatele de metalurgie neferoasa, in  fabricile de acumulatori etc,

Expunerea datorata ingerarii – este principala sursa de intoxicatie cu plumb.

Expunerea “ambientala” – apare in cazul in care aerul ambiental este poluat cu Plumb

Efecte asupra sanatatii

Plumbul patrunde in organism mai ales prin inhalarea prafului sau a altor compusi cu plumb. Prin procese de biosolubilizare plumbul ajunge in singe, cu ajutorul caruia se distribuie in toate zonele organismului. Alte surse de plumb sunt alimentele sau apa contaminate cu plumb. Desi absorbtia din stomac este scazuta, ea are nivele cu mult mai mari la copii decit la adulti. Patrunderea plumbului direct in singe prin intermediul tegumentelor este redusa, cu exceptia compusilor organici metilati si etilati ai plumbului (aditivii din benzine).

Expunerea acuta de scurta durata

Pe termen scurt, expunerea la plumb are ca efect degradarea functioanarii normale a celulelor rosii si cresterea presiunii sanguine. Din pacate, pe termen lung, efectele plumbului pot fi extrem de nocive, ducand pana la afectiuni grave ale rinichilor sau diverse tipuri cancer.

Atat pe termen lung cat si pe termen scurt, expunerea la plumb prin intermediul apei produce serioase probleme de sanatate. Cei mai afectati sunt copiii si femeile insarcinate. In cazul copiilor, contaminarea cu plumb are ca efect intarzieri in dezvoltarea normala atat intelectuala, cat si fizica, precum si tulburari de atentie, tulburari ale auzului si ale capacitatii de a invata.

Expunerea de lunga durata

Efectele toxice ale plumbului sunt cunoscute de peste 2000 de ani, reprezentand probabil cea mai veche boala ocupationala din lume. In civilizatiile antice era utilizat la manufactura ustensilelor de bucatarie, de gospodarie, sau a obiectelor decorative.

Spre deosebire de alte metale, plumbul nu are nici un rol fiziologic in organism si nu exista un nivel minim, care sa fie considerat netoxic.

Formele anorganice, absorbite dupa ingestie sau inhalare, afecteaza:

  • Sistemul nervos,
  • Hematopoeza,
  • Rinichii,
  • Sistemul gastro-intestinal,
  • Sistemul cardio-vascular,
  • Sistemul reproductiv,
  • Sarurile organice sunt absorbite de la nivel cutanat si afecteaza in principal sistemul nervos.

Expunerea cronica la plumb in doze mici a fost asociata cu cresterea tensiunii arteriale, existand o corelatie directa intre concentratia plasmatica a plumbului si nivelul tensiunii arteriale, cu bolile cerebro-vasculare si cele cardio-vasculare. In alte studii au fost semnalate asocierea expunerii cronice la plumb cu modificari EKG, sau o incidenta crescuta a bolii arteriale periferice la persoanele expuse cronic la cadmiu si plumb.

La persoanele expuse ocupational la plumb au fost demonstrate cresterea incidentei nasterilor de feti morti, a pierderilor de sarcina sau a avorturilor spontane, reducerea numarului de spermatozoizi si a motilitatii acestora, scaderea fertilitatii, hipospermie, teratospermie si scaderea libidoului. Femeile ai caror soti lucreaza in industria plumbului au risc crescut de pierdere a sarcinii. Copiii ai caror parinti sunt expusi ocupational la plumb au risc crescut de epilepsie congenitala si boli cardio-vasculare.

Intoxicatia cronica cu plumb a fost asociata de asemenea cu risc crescut de cataracta .

In ceea ce priveste carcinogenicitatea plumbului, acestuia i-a fost recent schimbata incadrarea de catre Agentia Internationala de Cercetare a Cancerului din posibil carcinogen uman in probabil carcinogen uman. Expunerea cronica la plumb a fost asociata cu cresterea incidentei cancerului in general, ca si cu cea a cancerului de stomac, plaman, si vezica urinara.

Vase de bucatarie, bijuterii, capace de lipici sunt cateva dintre produsele in a caror compozitie s-a gasit plumb. Cercetatorii spun ca acestea sunt periculoase pentru consumator deoarece contin plumb intr-o cantitate „ingrijoratoare” si ar fi trebuit retrase de pe piata o data cu jucariile chinezesti.