ตะกั่ว(Lead : Pb) ประโยชน์ และพิษตะกั่ว

1542

ตะกั่ว (Lead : Pb) เป็นโลหะอ่อนที่มีจุดหลอมเหลวต่ำ มีสีเทาเงินหรือแกมน้ำเงิน สามารถรีดหรือตีขึ้นรูปได้ง่าย นำมาใช้ประโยชน์ในหลายด้าน โดยเฉพาะการผลิตแบตเตอร์รี่ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ สี และหัวกระสุน เป็นต้น

advertisement

คุณสมบัติทางกายภาพ และเคมี
• เลขอะตอม : 82
• มวลอะตอม : 207.21
• มีจุดเดือด : 1620 ºC
• จุดหลอมเหลว : 327.4 ºC
• ความหนาแน่น : 11.37 g/cm3
• ความถ่วงจำเพาะ : 11.35

ตะกั่วเป็นธาตุทรานสิชันตัวที่ 5 ของหมู่ IV Aในตารางธาตุ พบกระจายทั่วไปตามธรรม ชาติมีหลายไอโซโทป เช่น Pb204 1.48%, Pb207 22.6%, Pb206 23.60% และ Pb208 52.30% แต่ที่ปรากฏเป็นไอโซโทปที่เสถียรมีเพียงชนิดเดียว คือ Pb208 มีเลขออกซิเดชัน +2 และ +4

ในสภาวะปกติตะกั่วจะมีสถานะเป็นของแข็ง สีน้ำเงินปนเทา มีความวาวแบบโลหะ ทึบแสง มีความอ่อนตัวค่อนข้างสูง สามารถดัด รีดหรือตีขึ้นรูปได้ง่าย

ตะกั่วเป็นโลหะอ่อนที่มีจุดหลอมเหลวต่ำ ขยายตัวได้มากเมื่อได้รับความร้อน มีความหล่อลื่นในตัวเอง ทนทานต่อการกัดกร่อน สามารถผสมกับโลหะต่างๆ เป็นโลหะผสม (alloys) ได้หลายชนิด

สารประกอบของตะกั่วส่วนมากไม่ละลายน้ำ หรือละลายในน้ำได้เล็กน้อย แต่ละลายได้ดีในกรดไนตริก และกรดกำมะถันที่ร้อน โดยทั่วไปมีสีขาวหรือไม่มีสี แต่ออกไซด์ของตะกั่วจะมีสีเหลืองหรือสีส้ม ส่วนไดออกไซด์มีสีเทาหรือดำ

ตะกั่วอาจอยู่ในรูปสารประกอบอินทรีย์บางชนิดซึ่งสามารถละลายน้ำได้ ตะกั่วไม่ละลายน้ำ แต่จะละลายได้ในกรดไนตริก และกรดกำมะถันเข้มข้นที่ร้อน ทั้งนี้ ตะกั่วที่ใช้บนโลกถูกผลิตมาจากเหมืองตะกั่วเป็นหลัก

สารประกอบของตะกั่ว และประโยชน์ตะกั่ว [1]

สารประกอบตะกั่ว ประเภทของอุตสาหกรรม
1. โลหะตะกั่ว ซึ่งผลิตจากสินแร่ตะกั่ว ได้แก่
– กาลีน่า (galena, PbS)
– แองเจิลไซด์ (anglesite, PbSO4)
– เซอรัสไซด์ (cerrussite, PbCO3)
ทำ grid หัวขั้วสะพานไฟของหม้อแบตเตอร์รี่ หัวกระสุนปืน หล่อตัวพิมพ์ หุ้มสายเคเบิล สายไฟฟ้า และสายโทรศัพท์ อุปกรณ์ป้องกันรังสีจากเครื่องเอกซ์เรย์

 

2. สารประกอบอนินทรีย์ของตะกั่ว
(inorganic lead compound )
– เลดออกไซด์ (PbO)
– เลดไนเตรต (Pb(NO3)2)
– เลดอะซิเตต (Pb(CH3 COO)2)
– เลดคาร์บอเนต (PbCO3), เลดซัลเฟต(PbSO4 ) และเลดโครเมต (PbCrO4 )
การผลิตสี แบตเตอร์รี่ และการผลิตยาง
การผลิตยาง และพลาสติก
การผลิตเครื่องสำอาง ครีมใส่ผม
การผลิตสี หัวกระสุน
3. สารประกอบอินทรีย์ของตะกั่ว

(organic lead compound)
– เลดสเตียเรต (Pb(C18H35O2)2)
– เลดเตตราเอทธิลเลด (Pb(C2H5)4)
– เลดเตตราเมทธิลเลด (Pb(CH3)4)

การผลิตแลคเกอร์ น้ำมันหล่อลื่น และสี

ใช้ผสมในน้ำมันเบนซิล เพื่อเพิ่มค่าออกเทนให้สูงขึ้น ช่วยป้องกันการกระตุกของเครื่องยนต์ แต่ปัจจุบันผู้ผลิตเลิกใช้แล้ว

 

การได้รับตะกั่วเข้าสู่ร่างกาย
1. ทางระบบทางเดินอาหาร
การได้รับตะกั่วผ่านระบบทางเดินอาหารเกิดจากการกินอาหารหรือน้ำดื่มที่มีการปนเปื้อนตะกั่วเป็นหลัก ตะกั่วจะผ่านลงสู่ลำคอ กระเพาะอาหาร และลำไส้ โดยตะกั่วจะถูกละลายได้มากที่กระเพาะอาหาร เพราะมีกรดน้ำย่อยเข้าช่วย หากตะกั่วมีความเข้มข้นมากจะทำให้เยื่อบุในระบบต่างระคายเคือง เกิดการอักเสบ เป็นแผล และมีอาการคลื่นไส้อาเจียน หลังจากนั้น จะถูกดูดซึมเข้ากระแสเลือดที่ลำไส้เล็กส่วนต้น และบางส่วนจะหลุดปะปนออกมากับอุจจาระ

2. ทางการหายใจ
การได้รับตะกั่วเข้าร่างกายทางการหายใจมักได้รับตะกั่วในรูปไอตะกั่ว และฝุ่นตะกั่ว ซึ่งจะผ่านเข้ายังปอดโดยตรง หากไอตะกั่วมีความเข้มข้นมากจะทำให้ลำคออักเสบ มีอาการไอ แน่น และปวดแสบหน้าอก หายใจลำบาก จากนั้น ตะกั่วจะเข้าสู่กระแสเลือด จากนั้น จึงแพร่เข้าสู่อวัยวะต่างๆ

3. ทางผิวหนัง
เนื่องจากตะกั่วละลายน้ำได้น้อย ดังนั้น การซึมผ่านผิวหนังหากไม่มีน้ำเข้าช่วยจะซึมผ่านได้ยาก ตะกั่วอินทรีย์สามารถดูดซึมผ่านผิวหนังได้ แต่ตะกั่วอนินทรีย์จะถูกดูดซึมเฉพาะบริเวณที่มีบาดแผลเท่านั้น เพราะมีน้ำเหลืองหรือเลือดเข้าช่วย โดยทั่วไปการสัมผัสกับตะกั่วอนินทรีย์จะไม่เกิดอันตราย แต่ในบางรายที่มีภูมิไวต่อตะกั่วมักเกิดอาการแพ้ เกิดผื่นแดง มีอาการปวดร้อนได้เช่นกัน

การขับตะกั่วออกจากร่างกาย
ตะกั่วที่ร่างกายได้รับทั้งหมด ร่างกายจะขับออกได้ทางปัสสาวะประมาณ 76% ขับออกทางอุจจาระ ประมาณ 16% และขับออกทางเหงื่อที่ผิวหนัง ประมาณ 8% ส่วนเส้นผม หากร่างกายได้รับตะกั่วเกินขีดความสามารถการขับออก ตะกั่วจะมีการสะสมในอวัยวะต่างๆ

การตรวจปริมาณตะกั่วที่ขับออกมาทางอุจจาระหรือปัสสาวะจะช่วยชี้บ่งถึงพิษเรื้อรังของตะกั่วได้ หากพบปริมาณตะกั่วในอุจจาระเกินกว่า 1.10 มก./วัน และในปัสสาวะ เกินกว่า 0.12 มก./วัน จะแสดงถึงภาวะเสี่ยงต่อพิษเรื้อรังของตะกั่ว จำเป็นต้องได้รับการบำบัด

พิษของตะกั่ว
ตะกั่วสามารถเข้าสู่ร่างกายได้หลายทาง ทั้งจากการหายใจ การกิน และทางผิวหนัง ขึ้นอยู่กับลักษณะและรูปแบบของตะกั่วที่ได้รับ ยกตัวอย่างเช่น ตะกั่วอินทรีย์ ได้แก่ Pb(C18H35O2)2, Pb(C2H5)4 และ Pb(CH3)4 ที่สามารถซึมผ่านผิวหนังได้ เมื่อตะกั่วซึมเข้าสู่กระแสเลือดแล้วจะถูกส่งผ่านไปยังส่วนต่างๆ ของร่างกาย ทำให้สามารถพบตะกั่วได้ในทุกๆ ส่วนของร่างกาย ทั้งเนื้อ เยื่ออ่อน ได้แก่ ไขกระดูก ระบบประสาท ไต และตับ เป็นต้น รวมทั้งเนื้อเยื่อแข็ง ได้แก่ กระดูก เส้นผม เล็บ และฟัน เป็นต้น ซึ่งส่วนใหญ่จะสะสมอยู่ในกระดูกสูงถึง 90 %

อย่างไรก็ดีตะกั่วจะถูกขับออกจากร่างกายผ่านทางเหงื่อ ปัสสาวะ หรือน้ำนม หากถ้าได้รับเพิ่มขึ้นหรือสะสมจนถึงระดับหนึ่ง ร่างกายก็จะแสดงอาการเจ็บป่วยออกมา เช่น ในระบบเลือดหากมีตะกั่วสูงกว่า 10 μg ต่อ 100 mL อาจทำให้โลหิตจาง เนื่องจากตะกั่วจะไปขัดขวางการสร้างฮีโมโกลบินและเม็ดเลือด หรือเมื่อ มีตะกั่วในเลือดเกินกว่า 16 μg ต่อ 100 mL จะมีผลต่อระบบประสาท และกล้ามเนื้อทำให้เกิดอาการ ประสาทหลอน กระวนกระวาย อารมณ์แปรปรวน ชัก กล้ามเนื้ออ่อนแรง ตามัว และอาจรุนแรงถึงตาบอดได้ นอกจากนี้ ยังทำให้ไตอักเสบ รวมทั้งมีผลต่อระบบสืบพันธุ์ โดยเฉพาะผู้ที่ได้รับการสะสมติดต่อกันเป็นเวลานานอาจทำให้เป็นหมันได้

พิษเฉียบพลัน
การเกิดพิษเฉียบพลันมีโอกาสพบได้น้อย แต่หากรับประทานอาหารหรือน้ำดื่มที่ปนเปื้อนตะกั่วในปริมาณมากหรือตั้งใจรับประทานตะกั่วเข้มข้นเข้าไป รวมถึงการสูดดมไอตะกั่วเข้มข้น สิ่งเหล่านี้ ทำให้เกิดพิษเฉียบพลันได้ทันที ได้แก่ ปวดท้องอย่างรุนแรง คลื่นไส้ อาเจียน กระหายน้ำ คอแห้ง อาจมีอาการถ่ายอุจจาระบ่อย หรือท้องเสีย มือชา เป็นตะคริว ปวดศรีษะรุนแรง กล้ามเนื้ออ่อนแรง เดินเซ เศร้าซึม มีอาการชัก เป็นลมหมดสติ และถึงขั้นเสียชีวิตได้ภายใน 1-2 วัน

พิษเรื้อรัง
1. พิษต่อระบบประสาท ได้แก่ เซลล์สมองถูกทำลาย มีอาการกระวนกระวาย เดินเซ ข้อมือ ข้อเท้าตก ความจำเสื่อม หากเป็นรุนแรงมากจะมีอาการชัก หมดสติ และเสียชีวิต
2. พิษต่อระบบเลือด ได้แก่ ยับยั้งการสังเคราะห์เม็ดเลือดแดงในไขกระดูก เซลล์เม็ดเลือดแดงถูกทำลาย เซลล์เม็ดเลือดผิดปกติ เม็ดเลือดมีขนาดเล็ก เซลล์เม็ดเลือดแตกง่าย และมีอายุสั้น
3. พิษต่อไต ได้แก่ พบกรดอะมิโน และฟอสเฟตในปัสสาวะสูง แต่ฟอสเฟตในเลือดต่ำ เพราะไม่มีการดูดกลับ ขัดขวางการสร้างพลังงานของไต ไตทำงานผิดปกติ ทำให้รูปร่างไตผิดรูป ไตมีขนาดเล็กลง และเกิดภาวะไตวายตามมา
4. พิษต่อระบบทางเดินอาหาร ได้แก่ พบเส้นของตะกั่วสีเงินที่เหงือกที่เกิดจากตะกั่วซัลไฟด์เข้าไปเกาะ กล้ามเนื้อกระเพาะ และลำไส้เกร็ง มีอาการปวดท้องบ่อย คลื่นไส้ อาเจียน เบื่ออาหาร เพราะตะกั่วเข้าทำลายระบบการทำงานของน้ำย่อย
5. พิษต่อระบบสืบพันธุ์ ได้แก่ เมื่อรับ และสะสมตะกั่วนานๆ และเพิ่มปริมาณมากจะส่งผลกระทบต่อระบบสืบพันธุ์ เกิดเป็นหมันทั้งในชาย และหญิง เพศชายมีจำนวนอสุจิน้อย ตัวอสุจิอ่อนแอ มีความผิดปกติของรูปร่าง ส่วนเพศหญิงจะมีประจำเดือนมาผิดปกติ รังไข่ทำงานผิดปกติ หากมีลูกจะแท้งได้ง่าย

ปริมาณตะกั่วต่อความเป็นพิษ

ปริมาณตะกั่วในเลือด (ไมโครกรัม/เดซิลิตร) ความเป็นพิษ
มากกว่า 10 ทารกในครรภ์จะคลอดก่อนกำหนด หากคลอดออกมาจะมีความผิดปกติของสมอง น้ำหนักน้อย เติบโตช้า
15-25 ผู้ใหญ่ โดยเฉพาะในเพศหญิง พบระดับโปรโตไฟรินในเม็ดเลือดแดงเพิ่มขึ้น ส่วนเด็กจะมีพัฒนาการทางสมองลดลง และร่างกายเติบโตช้า
มากกว่า 25 ผู้ใหญ่ โดยเฉพาะในเพศชาย พบระดับโปรโตไฟรินในเม็ดเลือดแดงเพิ่มขึ้น
มากกว่า 40 ผู้ใหญ่ พบการทำงานของระบบประสาทลดลง  พบอาการความดันโลหิตสูง และเกิดโรคไตเรื้อรัง
มากกว่า 50 ผู้ใหญ่ พบเลือดมีฮีโมโกลบินลดลง การสนองของระบบประสาทลดลง มีความสมบูรณ์พันธุ์ลดลง และเกิดอาการทางระบบทางเดินอาหาร
มากกว่า 60 ผู้ใหญ่ ทำลายระบบสืบพันธุ์ และเริ่มมีผลต่อระบบประสาทส่วนกลาง
มากกว่า 70 ผู้ใหญ่ พบปลายประสาทเสื่อม ส่วนเด็กมีอาการท้องผูก และมีอาการอื่นในระบบทางเดินอาหาร
มากกว่า 80 ผู้ใหญ่เกิดภาวะโลหิตจาง ส่วนเด็กเกิดภาวะสมองเสื่อม และเกิดโรคไตเรื้อรัง
มากกว่า 100 ผู้ใหญ่เกิดภาวะสมองเสื่อม

 

การรักษาพิษตะกั่ว
การรักษาผู้ที่มีตะกั่วสะสมในร่างกายมากหรือได้รับพิษจากตะกั่ว มีการรักษาด้วยการใช้ยา คือ Chelating agents เพราะสารชนิดนี้สามารถรวมตัวจับกับตะกั่วในเลือด ในอวัยวะ และกระดูกได้ดี เมื่อจับกับตะกั่วแล้ว ไตจะทำหน้าที่กำจัดออกผ่านทางปัสสาวะ แต่ยาชนิดนี้ มีผลข้างเคียง คือ ตัวยาจะเข้าทำปฏิกิริยากับกระดูก ทำให้กระดูกปลดปล่อยตะกั่วเข้าไปในกระแสเลือดได้ รวมถึงตัวยาสามารถรวมตัวกับแคลเซียม ทำให้แคลเซียมในกระดูกลดลง ส่งผลทำให้เกิดโรคกระดูกพรุนได้เช่นกัน

Chelating agents ที่นิยมใช้ คือ Ethylene diamine tetyra acetic acid (EDTA) เมื่อฉีด EDTA เข้าเส้นเลือดแล้ว Ca2+ ใน EDTA จะถูกแทนที่ด้วย Pb2+ พร้อมกับขับออกทางระบบปัสสาวะ ทำให้ปริมาณตะกั่วในร่างกายลดลง [2]

ความถี่ในการตรวจวัดระดับตะกั่วในเลือดของคนทำงาน

ระดับตะกั่ว (ไมโครกรัม/เดซิลิตร) ความถี่ในการตรวจ (ครั้ง/เดือน)
น้อยกว่า 40 12
40-49 6
50-59 3
ตั้งแต่ 60 ขึ้นไป หยุดทำงาน และต้องเข้าพบแพทย์

การกำจัดตะกั่วในน้ำเสีย
กฎหมายกำหนดค่ามาตรฐานน้ำทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรม กำหนดให้ปล่อยน้ำทิ้งที่มีปริมาณตะกั่วได้ไม่เกิน 0.2 mg/L ดังนั้น โรงงานที่มีน้ำทิ้งปนเปื้อนสารตะกั่วจะต้องกำจัดตะกั่วให้มีปริมาณการปนเปื้อนตามค่าที่กำหนด ซึ่งมีวิธีที่นิยมใช้กันมาก ได้แก่ การตกตะกอนด้วยสารเคมีเพื่อให้ตะกั่วซึ่งอยู่ในรูปของสารประกอบที่ไม่ละลายน้ำ หรือเรียกว่า การตกตะกอนทางเคมี (precipitation) สารที่ใช้เติม ได้แก่
– เติมปูนขาว (Ca(OH)2) หรือโซดาไฟ (NaOH) เพื่อให้ตกตะกอนในรูปเลดไฮดรอกไซด์ (Pb(OH)2)
– เติมโซดาแอซ (Na2(CO)3) เพื่อให้ตกตะกอนในรูปเลดคาร์บอเนต (PbCO3)
– เติมฟอสเฟต เพื่อให้ตกตะกอนในรูปเลดฟอสเฟต (Pb3(PO4)2)

นอกจากนี้ ยังใช้สารส้ม เฟอรัส และเฟอริคซัลเฟต เติมร่วมด้วยเพื่อเป็นสารช่วยเร่งในการสร้างตะกอน (coagulant) เพื่อให้ตะกั่วเกิดการจับตัว และตกตะกอนลงมาได้อีกด้วย

โดยทั่วไปนิยมตกตะกอนตะกั่วให้อยู่ในรูปเลดไฮดรอกไซด์ และเลดคาร์บอเนต ซึ่งในการตกตะกอนจะขึ้นอยู่กับปริมาณของคาร์บอเนตที่มีอยู่หรือที่เติมลงไป พีเอช รวมทั้งความสามารถในการละลายของสารประกอบตะกั่วในน้ำ หรือค่า Ksp พีเอชที่เหมาะสมในการตกตะกอนตะกั่วในรูปเลดไฮดรอกไซด์ คือ ช่วงประมาณ 9.5 – 10 และถ้าพีเอชมากกว่า 10 จะทำให้ประสิทธิภาพในการตกตะกอนลดลง เนื่องจาก อาจเกิดเป็นสารประกอบไฮดรอกไซด์ของตะกั่วที่ละลายน้ำได้ เช่น Pb(OH)3 เป็นต้น

แม้ว่าการตกตะกอนจะเป็นวิธีที่นิยมใช้อยู่ในปัจจุบัน เพราะมีราคาไม่แพง แต่มักเกิดปัญหาตามมาหลายด้าน อาทิ มีค่าใช้จ่ายในการกำจัดตะกอน (sludge) มีค่าการปรับปรุงคุณภาพน้ำหลังผ่านการบำบัดที่ค่อนข้างสูง รวมถึงปัญหาสภาวะไม่เหมาะสมทำให้ตกตะกอนยาก อาทิ ในกรณีที่ตะกั่วอยู่ในรูปของสารประกอบเชิงซ้อน เช่น PbEDTA เป็นต้น

ขอบคุณภาพจาก nanasupplier.com/, abcflying.com/, flsmidth.com/,GEOCITIES.ws

เอกสารอ้างอิง
[1] เบญจวรรณ วงศ์ศิริ, 2547, การกำจัดตะกั่วและทองแดงจากน้ำเสีย-
โดยซิลิกาเจลที่ใช้แล้วเคลือบด้วยเหล็กออกไซด์.
[2] โสภิศ ปิยะมงคล, 2529, การวิเคราะห์หาปริมาณปรอท แคดเมียม ตะกั่ว-
และสังกะสีในลิปสติคโดยวิธีอะตอมมิค-
แอบซอฟชันสเคปโตรโฟโตเมตรี.

advertisement