Свинец и его соединения

СТАЙЛАБ предлагает стандарты свинца для анализа его содержания в продуктах питания методами ИСП и ИСП-МС.

Свинец известен людям с древних времен. Этот мягкий, легкоплавкий и ковкий металл использовали для изготовления украшений, статуэток, грузил для рыболовных сетей. В Древнем Риме из свинца делали посуду, водопроводные трубы и свинцовые белила – стойкую краску, которой покрывали стены домов и применяли в качестве косметического средства. Пережиганием свинцовых белил получали другую краску – свинцовый сурик. Соединения свинца, в том числе, его ацетат, использовали для подслащивания вина и консервации продуктов. С античных времен свинцом покрывали днища кораблей для защиты от вредителей и воды.

В средние века производство и использование свинца заметно снизилось и восстановилось примерно к XI-XII векам. Свинец продолжали использовать в некоторых водопроводных системах, для покрытия крыш, в книгопечатании и для литья пуль, поскольку свинцовые снаряды приводили к меньшему износу орудийных стволов, нежели железные. В ходе индустриальной революции потребление свинца значительно возросло: его использовали практически во всех отраслях промышленности. Из сплава свинца с оловом изготавливали посуду.

Косметические средства, содержащие свинец, применяли до XX века. Свинцовые белила использовали для покраски домов до конца 1970-х годов; в настоящее время они используются только для изготовления художественных красок. Применять свинец для изготовления типографских красок и отливки шрифтов перестали в 1990-е годы. Тетраэтилсвинец – добавку, повышающую октановое число топлива и снижающую его взрывоопасность – прекратили использовать с 2000 года в Евросоюзе и Китае и с ноября 2002 года в России.

В настоящее время свинец используют для изготовления аккумуляторов и батареек, термоэлектрогенераторов, автомобильных радиаторов, пуль, а также для защиты от рентгеновского излучения и радиации, в том числе, для изготовления обшивок ядерных реакторов. Некоторые соединения свинца являются детонаторами. Оксид свинца применяют для изготовления хрусталя: эта добавка повышает пластичность стекла, что позволяет гранить его. Соединения свинца с мышьяком применяют в качестве инсектицидов. Соли свинца используют для изготовления красок, при гравировке, обжиге керамики и в металлургии.

И свинец, и его соединения токсичны при попадании в организм с пищей, водой, при вдыхании пыли. Обычно это происходит на предприятиях, предполагающих работу с этим металлом – производстве батарей, аккумуляторов, выплавке свинца, а также при разрушении старых домов и на стрельбищах. Однако отравление свинцом возможно и в быту. Для острого отравления свинцом характерны неврологические нарушения: повышенная утомляемость, слабость, изменения поведения, сонливость, а также судороги. При тяжелых отравлениях возможна кома. Помимо этого, при острых отравлениях отмечают ощущение странного вкуса, нарушения работы ЖКТ (запоры), боли в животе, нарушения работы почек, а также гемолиз – разрушение клеток крови.

Одним из характерных признаков среднего и тяжелого отравления свинцом и его соединениями является выделительный стоматит. Он проявляется темным осадком на деснах, их отечностью и кровоточивостью, расшатыванием зубов, болями во рту и в горле, затруднениями глотания. Возможен также выделительный колит.

Хроническое отравление свинцом встречается значительно чаще, нежели острое. Оно происходит при длительном воздействии небольших количеств свинца, получаемых с пищей, водой, либо при вдыхании пыли. Как и при отравлениях другими тяжелыми металлами, первыми его признаками являются неврологические нарушения: слабость, снижение кратковременной памяти, пониженное настроение, ухудшение координации движений, головные боли. При длительном воздействии свинца возникают нарушения работы ЖКТ: тошнота, боли в животе. На деснах появляются характерные синие линии Бертона. Хроническое отравление свинцом приводит к анемии и нефритам. Повышенное содержание свинца в крови связывают с увеличением риска преждевременных родов у беременных и пониженного веса новорожденных. В настоящее время свинец относят к вероятно канцерогенным для человека веществам.

Хроническое отравление свинцом особенно опасно для детей. Свинец воздействует на нервную систему, что приводит к нарушениям поведения, снижению умственных способностей и обучаемости, головным болям и острой энцефалопатии. Помимо этого, свинец вызывает анемию, остановку роста костей, нарушения работы почек, сердечно-сосудистой и других систем организма. Большинство этих эффектов обратимы, за исключением влияния свинца на нервную систему.

Отравление свинцом возможно в результате огнестрельных ранений, если пуля остается в суставе или в грудной полости. Из мышц и жировой ткани он всасывается плохо. Свинец накапливается в тканях тела, преимущественно, в костях. Если человек долгое время остается неподвижен, например, после травмы, костная ткань начинает резорбироваться (рассасываться), и свинец попадает в организм. Этот процесс также вызывает отравление.

Тетраэтилсвинец (ТЭС) – это органическое соединение свинца, представляющее собой маслянистую жидкость. Ранее его использовали в качестве добавки к бензину. В настоящее время в большинстве стран, в том числе, в России, его не применяют. Однако тетраэтилсвинец продолжают использовать в развивающихся странах. Тетраэтилсвинец легко всасывается при контакте с кожей и при проглатывании, а также при вдыхании его паров. При остром отравлении этим веществом наблюдается делирий (расстройства сознания и поведения), при хроническом – головные боли, сниженное настроение, головокружения, астения, расстройства сна, в том числе, ночные кошмары, а также нарушения работы сердечно-сосудистой системы. Это происходит под действием свинца и триэтилсвинца, образующихся в организме при метаболизме ТЭС.

Ацетат свинца (II), или свинцовый сахар – это прозрачные сладкие кристаллы. Его применяли для подслащения, а позднее – для фальсификации вин, в качестве косметического средства, в медицине – для примочек при ушибах и отеках, а также в аналитической химии – для обнаружения сероводорода. Отравления ацетатом свинца известны с древних времен. Для острых отравлений характерны диарея со стулом черного цвета, боли в животе, нарушения работы почек. Хроническое отравление ацетатом свинца сходно с хроническим отравлением свинцом. Ацетат свинца относят к вероятно канцерогенным для человека веществам. Кроме того, он проявляет генотоксичность. В США ацетат свинца применяют в составах красок для волос, предназначенных для мужчин, поскольку он не всасывается через кожу. Однако в Евросоюзе и Канаде такие косметические средства запрещены.

Свинец является экотоксикантом и способен к биоаккумуляции. Этот металл опасен не только для человека и других животных, но и для растений, которые способны накапливать его. Однако наиболее уязвимы водоплавающие птицы, которые проглатывают дробь, остающуюся после охоты на них, а также хищники и падальщики.

Практически все пищевые продукты могут содержать повышенные концентрации свинца. Его также выявляют в водопроводной воде, текущей по свинцовым трубам или по системам, в которых свинец использовался в качестве припоя. Этот металл присутствует в почве, куда попадает с мусором и с краской со стен домов. Свинец используют в некоторых средствах народной медицины, в том числе, индийской и китайской. Кроме того, он может содержаться в БАД, для изготовления которых использовали растения, собранные вдоль автомобильных дорог или на свалках, а также морские организмы.

В Российской Федерации и странах Таможенного Союза максимально допустимые концентрации свинца в пищевых продуктах и воде указаны в ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции», ТР ТС 033/2013 «О безопасности молочной продукции», «Единых санитарно-эпидемиологических и гигиенических требованиях к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю)» и в других регламентах. Согласно им, содержание свинца в яйце не должно превышать 0,3 мг/кг, в молоке и молочных продуктах – 0,1 мг/кг, в продовольственном зерне – 0,5 мг/кг, в питьевой воде – 0,1 мг/кг. В странах Евросоюза содержание свинца в пищевых продуктах также регулируют законодательно. С актуальными нормами можно ознакомиться на сайте compact24.com.

Первый аналитический метод определения свинца был разработан, вероятно, Фридрихом Аккумом – немецким химиком, автором «Трактата о фальсификации продуктов питания и пищевых ядах», написанным в 1820 году. Этот метод был основан на образовании темного сульфида свинца при реакции свинца с сероводородом. В начале XX века в Германии разработали другой метод: анализ свинца при реакции его ацетата с дитизонатом в хлороформе. При этом раствор окрашивается в оранжево-красный. В настоящее время для определения свинца используют инверсионно-вольтамперометрические, атомно-абсорбционные и другие методы. С 1 июля 2018 года в силу вступает ГОСТ 34141-2017 «Продукты пищевые, корма, продовольственное сырье. Определение мышьяка, кадмия, ртути и свинца методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой». Этот метод точен и высокочувствителен.

Стандарты SPEX CertiPrep для анализа свинца методами ИСП и ИСП-МС изготавливаются в соответствии с ISO 17034:2016 (аккредитация A2LA). Система контроля качества соответствует ISO 9001:2015 (аккредитация DQS). Их стабильность и точность концентрации гарантируется производителем.

Литература

1. Клиническая токсикология. Е.А. Лужников. М: Медицина, 1999.
2. Секреты токсикологии. Л.Дж. Линг, Р.Ф. Кларк, Т.Б. Эриксон, Дж. Х. Трестейл III. Под ред. Е.А. Лужникова. М: Бином, 2006.
3. Современные яды. Дозы, действие, последствия. Алан Колок. М.: Альпина Паблишер, 2017.
4. Экстремальная токсикология. И.С. Бадюгин. ГЭОТАР-Медиа, 2006.
5. Lead poisoning and health. WHO. September 2016.