铅的相关知识

高纯铅
铅，铅是一种化学元素，其化学符号源于拉丁文，化学符号是Pb（拉丁语Plumbum），原子量207.2，原子序数为82,铅是所有稳定的化学元素中原子序数最高的。 铅是人类最早使用的金属之一，公元前3000年，人类已会从矿石中熔炼铅。铅在地壳中的含量为0.0016%，主要矿石是方铅矿。

铅-概述
铅为带蓝色的银白色重金属，熔点327.502°C，沸点1740°C，密度11.3437克/厘米3，硬度1.5，质地柔软，抗张强度小。金属铅在空气中受到氧、水和二氧化碳作用，其表面会很快氧化生成保护薄膜；在加热下，铅能很快与氧、硫、卤素化合；铅与冷盐酸、冷硫酸几乎不起作用，能与热或浓盐酸、硫酸反应；铅与稀硝酸反应，但与浓硝酸不反应；铅能缓慢溶于强碱性溶液。铅主要用于制造铅蓄电池；铅合金可用于铸铅字，做焊锡；铅还用来制造放射性辐射、X射线的防护设备；铅及其化合物对人体有较大毒性，并可在人体内积累。没有氧化层的铅色泽光亮，密度高，硬度非常低，延伸性很强。它的导电性能相当低，抗腐蚀性能很高，因此它往往用来作为装腐蚀力强的物质（比如硫酸）的容器。加入少量锑或其它金属可以更加提高它的抗腐蚀力。

铅-历史
早在7000年前人类就已经认识铅了。它分布广，容易提取，容易加工，即有很高的延展性，又很柔软，而且熔点低。在《圣经·出埃及记》中就已经提到了铅。

古罗马使用铅非常多。有人甚至认为罗马入侵不列颠的原因之一是因为康沃尔地区拥有当时所知的最大的铅矿。甚至在格陵兰岛上钻出来的冰心中可以测量得出从前5世纪到3世纪地球大气层中的铅的含量增高。这个增高今天被认为是罗马人造成的。炼金术士以为铅是最古老的金属并将它与土星联系到一起。在人类历史上铅是一种被广泛应用的金属。

从1980年代中开始，铅的应用开始骤然下降。主要原因是铅的生理作用和它对环境的污染。今天汽油、染料、焊锡和水管一般都不含铅了。

中国二里头文化的青铜器中，即发现有加入铅作为合金元素，并在整个青铜时代与锡一起，构成了中国古代青铜器最主要的合金元素。

铅-描述

铅锭
没有氧化层的铅色泽光亮，密度高，硬度非常低，延伸性很强。它的导电性能相当低，抗腐蚀性能很高，因此它往往用来作为装腐蚀力强的物质（比如硫酸）的容器。加入少量锑或其它金属可以更加提高它的抗腐蚀力。

第一电离能7.416电子伏特。第二电离能15.874电子伏特。熔点327.5℃，沸点1740℃。密度1３.34克/厘米3。银灰色重金属，质柔软，延性弱，展性强。空气中表面易氧化而失去光泽，变灰暗。溶于硝酸，热硫酸、有机酸和碱液。不溶于稀酸和硫酸。具有两性：既能形成高铅酸的金属盐，又能形成酸的铅盐。主要存在于方铅矿（PbS）及白铅矿（PbCO3）中，经煅烧得硫酸铅及氧化铅，再还原即得金属铅。元素用途：主要用作电缆、蓄电池、铸字合金、巴氏合金、防X射线等的材料。

元素辅助资料：铅是一种化学元素，其化学符号源于拉丁文，化学符号是Pb（拉丁语Plumbum），原子量207.2，原子序数为82。铅是所有稳定的化学元素中原子序数最高的。铅为带蓝色的银白色重金属，它有毒性，是一种有延伸性的主族金属。熔点327.502℃，沸点1740℃，密度11.3437g/cm^3，硬度1.5，质地柔软，抗张强度小。

铅-性质
【元素名称】铅
【元素符号】Pb
【晶体结构】晶胞为面心立方晶胞。
【相对原子质量】207.2
【元素类型】金属元素
【原子体积】18.17立方厘米/摩尔

电解铅
【元素在太阳中的含量】0.01ppm
【元素在海水中的含量】太平洋表面 0.00001ppm
【氧化态】Main Pb+2, Pb+4
【晶胞参数】
a = 495.08 pm
b = 495.08 pm
c = 495.08 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 90°

【莫氏硬度】1.5
【声音在其中的传播速率】1190m/S
【电离能 (kJ /mol) 】
M - M+ 715.5
M+ - M2+ 1450.4
M2+ - M3+ 3081.5
M3+ - M4+ 4083
M4+ - M5+ 6640
M5+ - M6+ 8100
M6+ - M7+ 9100
M7+ - M8+ 11800
M8+ - M9+ 13700
M9+ - M10+ 16700 发现

铅-同位素
铅有四种自然的、稳定的同位素：Pb-204（1.4%）、Pb-206（24.1%）、Pb-207（22.1%）和Pb-208（52.4%）。后三种是铀-238、铀-235和钍-232经过一系列裂变后的最终产物。这些反应的半衰期分别是4.47×109年、7.04×108年和1.4×1010年。只有204Pb是自然存在的、非衰变产物。Pb-208在稳定的同位素中质量最大。

铅-发现过程
早在公元前三千年左右就已被人类发现。在英国博物馆里藏有在埃及阿拜多斯清真寺发现的公元前3000年的铅制塑像。在伊拉克乌尔城和其他一些城市发掘古迹所获得的材料中，不仅找到属于公元前4000年间的各种金属物件，而且有古代波斯人所用的契型文字的黏土板文件记录。这些记录说明，在公元前2350年已经从矿石中提炼出大量铁、铜、银和铅。在公元前1792——前1750年巴比伦皇帝汉穆拉比统治时期，已经有了大规模铅的生产。在中国殷代墓葬中也发现有铅制的酒器卣、爵、觚和戈等。

中国在商殷至汉代青铜器中铅的含量有增大的趋势。青铜中铅的增加对于液态合金流动性的提高起了重要作用，使铸件纹饰毕露。不过，古代人对铅和锡的分别并不是十分明确。罗马人称铅为黑铅，称锡为白铅，以致后来它的元素符号定为Pb。中外古炼金家和炼丹家们对铅和铅的一些化合物进行了实验，例如在魏伯阳所著的《周易参同契》中说：“胡粉投火中，色坏还为铅。”用今天的化学方程式表示就是：Pb3O4 + 2C ——→ 3Pb + 2CO2↑
直到16世纪以前，在用石墨制造铅笔以前，在欧洲，从希腊，罗马时代起，人们就是手握夹在木棍里的铅条在纸上写字，这正是今天“铅笔”这一名称的来源。到中世纪，在富产铅的美国，一些房屋，特别是教堂，屋顶是用铅版建造，因为铅具有化学惰性，耐腐蚀。最初制造硫酸使用的铅室法也是利用铅的这一特性。

铅-主要用途

铅锡板
铅主要用于制造铅蓄电池；铅合金可用于铸铅字，做焊锡；铅还用来制造放射性辐射、X射线的防护设备；铅及其化合物对人体有较大毒性，并可在人体内积累。铅被用作建筑材料，用在乙酸铅电池中，用作枪弹和炮弹，焊锡、奖杯和一些合金中也含铅。

铅在地壳中含量不大，自然界中存在很少量的天然铅。但由于含铅矿物聚集，熔点又很低（328℃），使铅在远古时代就被人们所利用了。方铅矿（PbS）直到今天都是人们提取铅的主要来源。远古时代人们偶然把方铅矿投进篝火中，它首先被烧成氧化物，然后受到碳的还原，形成了金属铅。

铅表面在空气中能生成碱式碳酸铅薄膜，防止内部不再被氧化。制造铅砖或铅衣以防护X-射线及其他放射线。用于制造合金。等量之铅与锡组成的焊条可用于焊接金属。制活字金。铅与锑的合金熔点底，用于制造保险丝。可用于制造铅弹。

铅-冶炼利用
自然界中纯的铅很少见。今天铅主要与锌、银和铜等金属一起冶炼和提取。最主要的铅矿石是方铅矿（PbS），其含铅量达86.6%。其它常见的含铅的矿物有白铅矿（PbCO3）和铅矾（PbSO4）。世界上最大的产铅国是中国、美国、澳大利亚、俄罗斯和加拿大。今天半数以上的铅是回收来的。

铅矿一般用钻或爆破的手段被开采。矿石被开采后被磨碎，然后于水和其它化学药品（比如表面活性剂黄原酸钠）混合。在这个混合液的容器中有气泡上升，含铅的矿物随气泡上升到表面形成一层泡沫。这层泡沫可以被收集。这个过程可以多次进行，其结果含50%的铅。收集后的泡沫被烤干熔化后得到含97%的铅。这个熔液被慢慢冷却，杂质比较轻上升到表面可以被移去。剩下的铅被再次熔化。冷空气被吹入熔液，更多的杂质上升被移除后得到99.9%的铅。将除去杂质的方铅矿 ，在空气中燃烧成氧化铅，再与碳共热还原得铅。

铅-生理作用
铅是一种有毒的金属，它尤其可以破坏儿童的神经系统，它可以导致血液循环系统和脑的疾病。长期接触铅和它的盐（尤其是可溶的和强氧化性的PbO2）可以导致肾病和类似绞痛的腹痛。有人认为许多古罗马皇帝的老年痴呆是由于当时铅被用来作为水管（以及铅盐被用来作为加入酒中的甜物）造成的。而且，铅在人体里积蓄后很难自动排除，只能通过某些药物来清除。有这样的说法：海藻和木耳有清除重金属的功用；在一定时间周期（比如半个月）内交替大量食用肉类和奶类，可以帮助排除铅。

由于铅被怀疑导致儿童智力衰退它的使用被缩减。在发达国家含铅的油漆不再被出售。台湾的医学研究显示，对于体内铅含量较高的肾脏疾病患者注射排铅剂，能减慢肾病恶化速度，至少能延后洗肾四年；此研究很有机会有效降低台湾的医疗支出。

含铅盐的陶瓷制品有可能导致中毒，尤其是假如容器内的溶液是酸性的（比如果汁），这些溶液可以溶解陶瓷中的铅离子。尤其对女孩子和年轻的妇女铅的害处可能非常大。

慢性铅中毒系重要职业病之一。铅的吸收甚缓，主要经消化道及呼吸道吸收。吸收后绝大部分沉积于骨中。沉积骨中的铅盐并不危害身体，中毒的深浅主要决定于血液及组织中的含铅量，血中铅含量如超过0.O5-0.1mg%，即产生中毒症状。钙与铅的代谢有平行关系，凡能影响体内钙代谢的因素也能影响铅的代谢。铅主要由肠与肾排泄，肠排泄量一般较肾多。尿中铅量超过0.05-0.08mg/l时，应考虑有铅中毒可能。慢性中毒症状极为多样化，特征也多，主要有：肠胃道的紊乱如食欲不振、便秘(有时为腹泻)、由于小肠痉挛而发生铅绞痛，齿龈及颊粘膜上由于硫化铅的沉着而形成的灰蓝色铅线等。神经系统受侵犯而发生头痛、头晕、疲乏、烦躁易怒、失眠，晚期可发展为铅脑病，引起幻觉、谵妄、惊厥等；外周可发生多发性神经炎，出现铅毒性瘫痪。中毒早期，血液中出现大量含嗜碱性物质的幼稚红细胞，如点彩红细胞、网织红细胞、多染色红细胞等，一般认为这是骨髓中血细胞生长障碍的表现，晚期可抑制骨髓及破坏红细胞而产生贫血。治疗的特效药为螯合剂依地酸钙钠，或青霉胺。二巯基丙醇疗效常不可靠。

铅-环境危害
古书上就有记录认为用铅管输送饮用水有危险性。公众接触铅有许多途径。近年来公众主要关心石油产品中含铅问题。颜料含铅，特别是一些老牌号的颜料含铅较高，已经造成许多死亡事件，因此有的国家特别制定了环境标准规定颜料中铅的含量应控制在600PPM之内。有的国家还没有制定出标准，但是市场出售高铅含量颜料 时贴出标签警示用户。食品中也发现铅的残留，或是空气中的铅降下污染食物，或是罐头皮的铅污染罐头食品。铅的另外一个重要来源是铅管。几十年以前建筑住宅时用铅管或铅衬里管道，夏天的天然冰箱也用铅衬里，这些年已经禁用，改用塑料或其它材料。

一般饮用水中铅含量的安全界限是100微克/升，而最高可接受水平是50微克/升。后来又进一步规定自来水中可接受的铅最大浓度为50微克/升（0.05毫克/升）。此外，为了研究铅对人体健康的影响，科学家着手检测人体血样的铅浓度，作为是否铅中毒的先期指标。数据表明：如果饮用水接近50微克/升，那么该病人血样的铅浓度约在30微克/升以上。吃奶的婴儿要求应该更为严格，平均血铅浓度要不超过10--15微克/升。

铅与颗粒物一起被风从城市输送到郊区，从一个省输送到另一个省，甚至到国外，影响其它地区，成了世界公害。科学家在北美格陵兰地区的冰山上逐年积冰的地区打钻钻取冰柱，下层的年头久远，顶层的年头捱近，易不同层次测定冰的铅含量。结果表明：1750年以前铅含量仅为20微克/吨；1860年为50微克/吨；1950年上升为120微克/吨；1965年剧增到210微克/吨。近代工业的发展，全球范围的污染日趋严重。

铅-毒性危害
性毒性：10μg/m3，大鼠接触30至40天，红细胞胆色素原合酶(ALAD)活性减少80%～90%，血铅浓度高达150～200 μg/100ml。出现明显中毒症状。10μg/m3，大鼠吸入3至12个月后，从肺部洗脱下来的巨噬细胞减少了60%，多种中毒症状。0.01mg/m3，人职业接触，泌尿系统炎症，血压变化，死亡，妇女胎儿死亡。

慢性毒性：长期接触铅及其化合物会导致心悸，蜴 激动，血象红细胞增多。铅侵犯神经系统后，出现失眠、多梦、记忆减退、疲乏，进而发展为狂躁、失明、神志模糊、昏迷，最后因脑血管缺氧而死亡。血铅水平往往要高于2.16微摩尔/升时，才会出现临床症状，因此许多儿童体内血铅水平

铅毒性虽然偏高，但却没有特别的不适，轻度智力或行为上的改变也难以被家长或医生发现。这也是为什么儿童铅中毒在国外被称为“隐匿杀手”的原因。

致癌：铅的无机化合物的动物试验表明可能引发癌症。另据文献记载，铅是一种慢性和积累性毒物，不同的个体敏感性很不相同，对人来说铅是一种潜在性泌尿系统致癌物质。
致畸：没有足够的动物试验能够提供证据表明铅及其化合物有致畸作用。
致突变：用含 1%的醋酸铅饲料喂小鼠，白细胞培养的染色体裂隙-断裂型畸变的数目增加，这些改变涉及单个染色体，表明DNA复制受到损伤。

代谢和降解：环境中的无机铅及其化合物十分稳定，不易代谢和降解。铅对人体的毒害是积累性的，人体吸入的铅25%沉积在肺里，部分通过水的溶解作用进入血液。若一个人持续接触的空气中含铅1μg/m3，则人体血液中的铅的含量水平为1～2μg/100ml血。从食物和饮料中摄入的铅大约有10%被吸收。若每天从食物中摄入10μg铅，则血中含 铅量为6～18μg/100ml血，这些铅的化合物小部分可以通过消化系统排出，其中主要通过尿(约76%)和肠道(约16%)，其余通过不大为人们所知道的各种途径，如通过出汗、脱皮和脱毛发以代谢的最终产物排出体外。

残留与蓄积：铅是一种积累性毒物，人类通过食物链摄取铅，也能从被污染的空气中摄取铅，美国人肺中的含铅量比非洲，近东和远东地区都高，这是由于美国大气中铅污染比这些地区严重造成的。从人体解剖的结果证明，侵入人体的铅70%～90%最后以磷酸铅(PbHPO4)形式沉积并附着在骨骼组织上，现代美国人骨骼中的含铅量和古代人相比高100倍。这一部分铅的含量终生逐渐增加，而蓄积在人体软组织，包括血液中的铅达到一定程度(人的成年初期)后，然后几乎不再变化，多余部分会自行排出体外(如上所述)，表现出明显的周转率。鱼类对铅有很强的富集作用。

迁移和转化：据加拿大渥太华国立研究理事会1978年对铅在全世界环境中迁移研究报导，全世界海水中铅的浓度均值为0.03μg/L，淡水0.5μg/L。全世界乡村大气中铅含量均值0.1μg/m3，城市大气中铅的浓度范围1～10μg/m3。世界土壤和岩石中铅的本底值平均为13mg/kg。铅在世界土壤的环境转归情况是：每年从空气到土壤15万吨，从空气转移到海洋25万吨，从土壤到海洋41.6万吨。每年从海水转移到底泥为40～60万吨。由于水体、土壤、空气中的铅被生物吸收而向生物体转移，造成全世界各种植物性食物中含铅量均值范围为0.1~1mg/kg(干重)，食物制品中的铅含量均值为2.5mg/kg，鱼体含铅均值范围0.2~0.6mg/kg，部分沿海受污染地区甲壳动物和软体动物体内含铅量甚至高达3000mg/kg以上。

铅的工业污染：来自矿山开采、冶炼、橡胶生产、染料、印刷、陶瓷、铅玻璃、焊锡、电缆及铅管等生产废水和废弃物。另外汽车排气中的四乙基铅是剧毒物质。水体受铅污染时(Pb0.3～0.5mg/L)，明显抑制水的自净作用，2～4mg/L时，水即呈浑浊状。