Исследовательская работа "Плюмбум, или...опасная игра?"

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 39 Г.ЧЕЛЯБИНСКА»

ГОРОДСКОЙ КОНКУРС «ХИМИЧЕСКИЙ КАЛЕЙДОСКОП»

НОМИНАЦИЯ «ЭКСПЕРИМЕНТ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ»

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

НА ТЕМУ

«ПЛЮМБУМ, ИЛИ … ОПАСНАЯ ИГРА?»

АВТОР: ПРОНИНА ВАРВАРА ИГОРЕВНА, 9 КЛАСС

РУКОВОДИТЕЛЬ: ВАНЬКАЕВА

МАРГАРИТА ЭЛЬФРЕДОВНА,

УЧИТЕЛЬ ХИМИИ И БИОЛОГИИ

Г.ЧЕЛЯБИНСК

2017

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Введение………………………………………………………………………………..3 стр.

1.1. Актуальность…………………………………………………………………………3 стр.

1.2. Цель и задачи…………………………………………………………………………4 стр.

2. Теоретическая часть……………………………………………………………………4 стр.

2.1. Свинец и его свойства………………………………………………………………..4 стр.

2.2. Применение свинца и его соединений……………………………………………...5-7 стр.

2.3. Влияние свинца и его соединений на организм человека………………………...7-8 стр.

2.4. Историческая справка………………………………………………………...............8-10 стр.

3. Практическая часть……………………………………………………………………...10 стр.

3.1. Исследование влияния ионов тяжелых металлов на биологические системы……8 стр.

3.2. Исследование спайки консервной банки на примесь свинца……………………...8-10 стр.

4. Заключение………………………………………………………………………………11 стр.

5. Библиографический список………………………………………………………….....12 стр.

6. Приложение……………………………………………………………………………..13-14 стр.

1. Введение

1.1. Актуальность:

Свинец (Pb) является одним из наиболее токсичных металлов, включенных ООН в списки приоритетных загрязнителей окружающей среды. Этот металл может находиться повсюду в окружающей нас среде, включая воздух, почву, воду и продукты питания.

Однажды попав в окружающую среду, он может оставаться там, в течение долгого времени до тех пор, пока не будет удален. Когда свинец попадает в организм, он подвергает здоровье людей большому риску и может вызывать различные заболевания.

Присутствие свинца в окружающей человека среде может быть не заметно, но каждый должен знать, где может находиться свинец, как он поступает в организм, чем опасен для здоровья, и как защитить себя от вредного влияния этого элемента.

По данным ВОЗ (Всемирной организации здравоохранения), свинцовое отравление – самая распространенная и опасная болезнь детей, связанная с влиянием среды обитания. В США ежегодно регистрируется свыше 250 тысяч случаев снижения умственного развития детей в результате вредного действия свинца.

В 1997 году в России был опубликован «Государственный доклад о загрязнении территорий Российской Федерации свинцом и его влиянии на здоровье населения», в котором впервые была дана достоверная информация о масштабах распространения свинцового загрязнения. Результаты расчетов риска свидетельствуют, что 44% детей в городах России могут иметь изменения в состоянии здоровья, обусловленные действием свинца. Ежегодно происходит рост промышленного производства и, как следствие, увеличение выбросов загрязняющих веществ.

Мы с вами живём в экологически неблагополучном регионе с развитым металлургическим производством и потому более подвержены воздействию вредных веществ. В области развиты: медная, цинковая, никель-кобальтовая, золотодобывающая редкометалльная отрасль металлургии, Челябинский цинковый завод ЧЭЦЗ кроме цинка и его сплавов производит так же свинцовый концентрат.

1.2. Цель работы: Изучить влияние соединений свинца на организм человека.

Задачи:

1. Ознакомиться с теоретическим материалом по теме « Свинец и его влияние на организм человека».

2. Определить пути поступления свинца в организм.

3. Исследовать влияние солей свинца на биологические системы.

4. Проверить консервные банки на наличие примесей свинца.

5. Разработать правила обращения с продуктами, содержащими свинец.

Объект исследования: консервные банки.

Предмет исследования: примеси свинца в припое консервных банок.

Гипотеза: Консервные банки содержат примеси свинца, оказывающие негативное воздействие на организм человека.

Методы исследования: теоретический метод, качественный анализ, эксперимент.

2. Теоретическая часть

2.1. Свинец и его свойства

Свине́ц (лат. Plumbum; обозначается символом Pb) — элемент 14-й группы шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 82.

Свинец – это мягкий металл серебристо-белого цвета с синеватым отливом. Температура плавления – 327, 5 ⁰С. Относится к группе тяжёлых металлов; его плотность — 11,3415 г/см³.

2.2. Применение свинца и его соединений

Свинец прочный и легкоплавкий, с ним легко работать, поэтому он уже тысячи лет известен человечеству. Свинец широко используют в чистом виде для производства пластин свинцовых аккумуляторов, оболочки электрических кабелей, для хранения серной кислоты. Сплавы свинца используют для изготовления припоев, типографских шрифтов, пуль, грузил и боеприпасов. Соединения свинца применяют как красители (свинцовый сурик и свинцовые белила) и пестициды. Свинец широко использовался в производстве бензина.

2.3. Влияние свинца и его соединений на организм человека

Однако свинец обладает не только полезными и нужными свойствами, но и способен оказывать негативное воздействие. Pb и его соединения очень токсичны.

Поступая в организм в небольших количествах, свинец откладывается в костях, способных задержать его надолго и в значительных концентрациях. Пока свинец находится в костях, он безвреден. Однако при некоторых состояниях свинцовые соли переходят в кровь и оказывают токсическое действие. Хроническое отравление свинцом развивается медленно. Самочувствие человека долгое время остаётся удовлетворительным. Затем появляется общая слабость, головокружение, колики в животе, головная боль, тремор конечностей, потеря аппетита, снижение массы тела, анемия, упадок сил. В более поздних стадиях у пострадавших обнаруживают на дёснах голубовато-серую «свинцовую кайму», возникшую под действием сульфита свинца.

Рис.2

Рис.3

Существует большое количество источников поступления свинца в организм человека:

- предприятия по добыче и переработке цветных металлов, железа и стали, а также предприятия стекольной, лакокрасочной, оборонной промышленности, аккумуляторные заводы, предприятия электротехники и нефтехимии;

- свинцовые припои, которые иногда применяются при производстве консервов;

- свинцовая глазурь, которой покрывают керамическую и стеклянную посуду для хранения напитков и продуктов питания;

- сельскохозяйственная продукция, выращенная на загрязненных свинцом почвах;

- вода, текущая по старым свинцовым трубопроводам;

- водоросли и рыба из загрязненных свинцом вод.

Для возникновения хронических свинцовых отравлений требуется сравнительно незначительные количества свинца в пище. Дозы свинца 2-4 мг, ежедневно употребляемые с пищей, через несколько месяцев вызывают признаки свинцового отравления. В профилактике свинцовых отравлений большое значение имеет контроль за качеством полуды. Полуда (сплав олова и свинца) применяется для лужения пищевой железной и медной посуды. Содержание свинца в полуде, применяемой для лужения внутренней поверхности пищевой посуды, по санитарным нормам не должно превышать 1%. Для запаивания наружных швов посуды допускается 10% свинца в полуде. В оловянных покрытиях консервной жести содержание свинца не должно превышать 0.04%.

2.4. Историческая справка

Самый простой пример отравления свинцом – это знаменитый на весь мир художник Франсиско Гойя. Его картины были популярны в его время, но актуальны и сейчас. В возрасте 46 лет и будучи на пике своей популярности, Гойя частично потерял зрение и полностью – слух. Он регулярно жаловался на мышечные спазмы и непрекращающуюся головную боль. Франциско Гойя отличался своим неповторимым стилем и жемчужно-белыми оттенками. В его палитре преобладали нейтральные тона: серый, белый, черный. Ради этого он самолично смешивал краски, в состав которых входил свинец.  Немаловажное значение имела техника рисования Гойи: быстрое нанесение мазков жидкими красками увеличивало вероятность попадания свинца в организм.

Позже врачи предположили причину его болезней – свинцовые белила и самодельные краски (2PbCO₃×Pb(OH)₂ – формула свинцовых белил).

3. Практическая часть.

3.1. Исследование влияния ионов тяжелых металлов на биологические системы.

Цель эксперимента: Смоделировать влияние солей свинца на биологические системы. Оборудование и реактивы: 3 химических стакана на 50 мл, растворы хлорида натрия, нитрата свинца (II), сульфата меди (II), раствор яичного белка.

Ход работы:

В 3 химических стакана на 50 мл налила по 5 мл раствора яичного белка. В первую пробирку добавила 1 мл раствора нитрата свинца(II), во вторую – 1 мл раствора сульфата меди (II), в третью – 1 мл раствора хлорида натрия. В стакане с растворами сульфата меди (II) и нитрата свинца (II) наблюдала денатурацию яичного белка, в стакане с раствором хлорида натрия никаких изменений не наблюдается.

Этот опыт иллюстрирует действие солей тяжелых металлов на биологические системы, в том числе – на организм человека. А также то, что антидотом при отравлении солями тяжелых металлов являются яичный белок и молоко.

Опыт 2. Исследование спайки консервной банки на примесь свинца.

Цель эксперимента: Выявить наличие свинца в спайке консервных банок.

Оборудование и реактивы: ацетон, растворы иодида калия, уксусной кислоты, вата, консервные банки.

Ход работы:

Поверхность спайки (шва) консервной банки обезжирила сначала ватой, смоченной в ацетоне. Затем другой комочек ваты, смоченный раствором уксусной кислоты, наложила на очищенное место на несколько минут. На обработанное место наложила вату, смоченную раствором иодида калия. Появление ярко-желтого налета свидетельствует о наличии примесей свинца в припое.

При этом происходят следующие химические реакции:

Растворение свинца в уксусной кислоте с образованием растворимого ацетата свинца (II):

Pb +2CH₃COOH = Pb(CH₃COO)₂ + H₂↑

Взаимодейcтвие ацетата свинца (II) с иодидом калия:

Pb(CH₃COO)₂ + 2КI = PbI₂↓ +2 CH₃COOK

Выпадает ярко-желтый осадок иодида свинца (II).

Таким образом я проверила 34 консервных банки.

Результаты исследования представлены в таблице:

Таким образом, из 29 банок в 11 (37,9%) обнаружились примеси свинца.

Повторное проведение опыта показывает резкое снижение интенсивности окрашивания ваты и свидетельствует о том, что количество свинца в припое незначительно.

Из эксперимента следует, что нельзя употреблять консервы из деформированной банки, консервы с истекшим сроком годности. После вскрытия консервной банки ее содержимое следует переложить в стеклянную, эмалированную или фарфоровую посуду.

4. Заключение

Интерес к данной теме вызван тем, что мы проживаем в регионе, который входит в десятку наиболее развитых промышленных регионов России, где отмечается неблагоприятная экологическая обстановка. Из теоретического материала и проведенных мною опытов, я могу вывести, что соединения тяжёлых металлов, в частности свинца, негативно влияют на биологические системы и на организм человека.

Опыт с яичным белком показывает нам, что соли тяжелых металлов, в т.ч. соли свинца, вызывают денатурацию белков. Универсальным средством при отравлении солями тяжелых металлов, следовательно, являются яичный белок и молоко.

На опыте с консервными банками я показала, откуда может взяться свинец в организме человека. Однако количество свинца в консервных банках незначительно и, значит, особой опасности для здоровья не представляет.

Моей основной задачей было проинформировать и показать, какой вред могут нанести свинец и его соединения. Эта информация необходима для поддержания здорового образа жизни взрослых и детей, будет способствовать формированию химической и экологической грамотности населения.

Моя работа будет актуальна для людей, живущих в экологически неблагополучных районах нашей страны, подвергающихся риску заболеть.

Я считаю, что информированность школьников в будущем сможет обеспечить здоровье целого поколения. По результатам проведенного мной исследования была разработана памятка «Как обезопасить себя от влияния тяжелых металлов».

По моему мнению, это исследование поможет понять значимость заботы о своём здоровье. Конечно, незначительное количество свинца, содержащееся в консервах вряд ли способно навредить ему, но нам стоит задуматься о качестве своей еды. А задача специалистов пищевой промышленности – осуществлять постоянный контроль за качеством продуктов питания и их упаковкой.

-

5. Библиографический список:

1. «Челябинская область. Краткий географический справочник». – Челябинск: издательство «АБРИС», 2011г.

2. «Химия. Проектная деятельность учащихся». – Волгоград: Издательство «Учитель», 2008г.

3. Влияние тяжелых металлов на организм человека – http://открытый урок.рф/статьи/568089/

4. Свинец и здоровье ваших детей. Справочное руководство для родителей - http://medznate.ru/docs/index-46611.html.

5. Гойя – жертва отравления свинцом? - https://biography.wikireading.ru/56929.

6. Приложение

Памятка « Как обезопасить себя от влияния тяжелых металлов».

1. Противоядием при отравлениях тяжелыми металлами является яичный белок и молоко.

2. Жестяная тара спаивается припоем, содержащим свинец, поэтому нельзя употреблять консервы из деформированной банки. После вскрытия консервной банки ее содержимое следует переложить в стеклянную, эмалированную или фарфоровую посуду.

3. Нельзя хранить и готовить пищу в декоративной посуде, т.к. глазурь, которой она покрыта, может содержать соли свинца и кадмия.

4. Нельзя собирать ягоды, грибы и травы вблизи автомобильных дорог, т.к. этилированный бензин, попадая в почву, поглощается растениями.

5. Детские игрушки могут содержать токсичные вещества, поэтому надо приобретать только сертифицированный товар и только в специализированных магазинах.

6. Для поддержания здоровья необходимо соблюдать сбалансированное питание.

14