리드 작동 방식

1978년 영화 "슈퍼맨"의 한 장면에서 용감한 슈퍼히어로는 화분 뒤에 서 있는 로이스 레인에게 자신의 X선 비전을 보여주려고 합니다. 실패했을 때, 그는 재배자가 납으로 만들어져야 하고 물질을 통해 보는 데 어려움이 있다고 설명합니다. 영화 후반부에 악당 렉스 루터가 납 상자 안에 광물 크립토나이트를 숨겨 슈퍼맨을 붙잡습니다. 슈퍼맨이 상자를 열면 그에게 유독한 크립토나이트에 노출됩니다. 슈퍼히어로를 속일 수 있는 이 물질은 무엇이며, 납은 왜 단순한 인간에게도 문제가 되는 것일까요?

납은 원소, 특히 중금속 중 하나입니다. 다음과 같은 속성이 있습니다.

화학적으로 가장 일반적인 형태의 납 원자 에는 82개의 양성자, 82개의 전자 및 125개의 중성자가 있습니다(복습을 위해 원자 작동 방식 참조 ). 그것은 외부 에너지 준위 또는 껍질 에 4개의 전자를 가지고 있으며 , 이는 다른 원소와 최대 4개의 화학 결합을 형성할 수 있음을 의미합니다. 지각 에서 납은 순수한 금속으로 거의 발견되지 않고 오히려 황화납, 황산납 또는 산화납과 같은 납 화합물로 발견됩니다. 이러한 납 화합물은 종종 은에서 발생합니다.

납은 인체에서 아무런 역할을 하지 않으며 의심할 여지 없이 알고 있듯이 상당히 독성이 있습니다. 1970년대에 많은 미국 어린이들이 납 페인트에 노출되어 납 중독으로 고통받았습니다. 이러한 페인트는 더 이상 미국에서 생산되지 않으며 이 소스를 통한 납 노출의 발생률은 오래된 주택(1978년 이전에 지어진)을 제외하고 감소했습니다. 그러나 납 페인트는 여전히 다른 국가에서 사용됩니다. 예를 들어, 2007년에 납이 함유된 페인트가 포함된 중국산 장난감이 리콜되었을 때 납이 뉴스에 떴습니다( 중국과 납 중독은 어떻게 됩니까? 참조). 납은 전 세계적으로 주요 환경 위험 요소로 남아 있습니다. 여기에서 우리는 납의 추출 및 정제, 산업적 용도, 건강 및 환경에 미치는 악영향에 대해 논의할 것입니다.

내용물

1. 중금속에 대한 납 가스 및 기타 용도
2. 우리는 납에 어떻게 노출되어 있습니까?
3. 납 효과 및 치료

고대부터 인간은 납에 대해 알고 있었습니다. 납은 원래 사용이나 가치가 거의 없는 참신한 것이었습니다. 첫 번째 사용은 예술 작품이었습니다. 그러나 기업가적인 로마인들은 납을 광범위하게 사용했고 가단성과 부식 저항성을 이용했습니다. 그들은 물 을 운반하고 하수 를 배수 하기 위해 납 파이프를 만들었습니다 . 그들은 또한 물을 저장하는 라인 컨테이너에 납을 사용했습니다. 영어 단어 "plumbing"과 납(Pb)의 화학 기호 는 "납"을 의미하는 라틴어 단어 plumbum 에서 왔습니다. 로마 시대의 납 배관은 오늘날에도 로마의 목욕탕과 건축물에 남아 있습니다.

배관에서의 역할 외에도 납은 화장품, 다채로운 페인트 및 안료, 유리, 백랍 보석 및 식기, 군수품 및 도자기에 추가되었습니다. 20세기에 납은 가정용 페인트, 배관, 케이블 피복 및 가솔린 첨가제 (테트라에틸 납)에서도 발견될 수 있었습니다. 그러나 보건 당국자들이 인간과 환경의 건강에 대한 금속의 독성 영향을 인식하기 시작하면서 이 분야에서 납 사용이 제거되지는 않더라도 크게 감소했습니다.

오늘날 자동차 배터리와 같은 전력 용 납 축전지 에서 납을 주로 찾습니다 . 국제 납 협회(International Lead Association)에 따르면 납산 배터리의 70%가 재활용 되어 2차 납 생산에 사용됩니다.

배터리 외에도 루핑 제품 및 방사선 차폐에서 납을 찾을 수 있습니다. 이 요소의 고밀도는 감마 방사선 및 X선 을 흡수하는 데 이상적입니다 . 대부분의 유리 음극선관( 컴퓨터 모니터에 있는 것과 같은)에는 내부에서 생성되는 방사선으로부터 시청자를 보호하기 위해 내부에 납 유리가 있습니다. 또한 장식용 수정을 위해 유리에 납을 첨가한 것을 볼 수 있습니다. 마지막으로 납 땜납은 전기 연결에 적합하며 소자는 전자 산업에서 사용되는 세라믹 장치에도 유용합니다.

그 모든 납은 어디에서 왔습니까? 그것은 주로 광물 방연광 의 황화물(PbS)로 지구의 지각 에 숨겨져 있습니다 . 현재 세계 납의 75%가 중국, 미국, 호주, 캐나다, 멕시코 및 페루에서 나옵니다[출처: 국제 납 협회 ]. 납 스크랩을 재활용하여 2차적으로 더 많은 납이 생성됩니다.

납이 완성된 형태로 존재하기 전에 납 광석을 처리하고 정제해야 합니다. 로마인들은 납에서 은을 분리하기 위해 큐펠레이션 이라는 공정을 사용했습니다 . 오늘날 납 산업은 로마인들이 사용했던 방법과 유사한 굽고 제련하는 과정을 사용하여 원소를 추출합니다.

1. 로스팅 : 방연광을 공기 중에서 가열하여 황화납(PbS)을 산화납(PbO)과 이산화황으로 전환합니다.

2PbS + 3O ₂ --> 2PbO + 2SO ₂

2. 제련 : 산화납(PbO)에 코크스(탄소-C)를 첨가하고 고온의 고로에서 공기와 혼합하여 납금속을 얻는다. 용광로의 샤프트에서 탄소는 납 산화물에서 납을 대체하여 이산화탄소 가스(CO ₂ )와 용융 납(Pb)을 형성합니다.

2PbO + C --> 2Pb + CO ₂

용융된 납은 용광로 바닥으로 가라앉고 사이펀으로 제거되고 냉각되어 납 벽돌 또는 돼지 (큰 직사각형 덩어리)를 형성합니다. 금속 제련의 비금속 부산물인 슬래그 는 용융 납에서 분리되어 사이펀되어 냉각되고 폐기물로 버려집니다. 제련을 통해 추출된 용융 납에는 종종 아연, 비소, 구리, 은, 금 및 비스무트와 같은 다른 금속 불순물이 포함되어 있습니다. 전해 채취 는 전류의 도움으로 이러한 불순물을 제거합니다.

광석에서 납을 추출하는 것 외에도 중금속은 사용한 배터리 및 스크랩 납과 같은 2차 공급원에서도 생산할 수 있습니다. 2차 추출 에는 원료 처리, 제련(또는 재생 납을 다시 합금 또는 원소 형태로 전환), 냉각 및 주조가 포함됩니다. 2차 납 제련소 및 해당 환경 통제에 대한 가상 둘러보기는 OSHA의 2차 납 제련소 eTool 을 참조하십시오 .

다음으로, 납이 우리 몸에 어떻게 들어가는지 알아보십시오.

공중 보건 당국이 수십 년 전에 납의 독성에 대해 현명하게 대처했음에도 불구하고 납은 여전히 ​​오래된 주택 및 기타 건물(1978년 이전에 건축됨)의 페인트와 파이프에 남아 있습니다. 내부 및 외부 벽에서 벗겨지는 납 기반 페인트 조각과 플레이크는 노출의 한 원인입니다. 납 파이프를 통해 이동하고 침출되는 물은 또 다른 소스입니다 . 페인트 칠한 건식 벽체 제거와 같은 일부 주택 수리는 납 먼지를 공기 중으로 보낼 수 있습니다. 또한 납땜된 금속 용기, 납 유약을 바른 도자기, 납 유리 수정 및 납으로 칠한 장난감의 납이 가정에서 다른 노출 경로로 작용합니다.

환경에서 납 기반 제품은 요소를 물과 토양으로 침출시킬 수 있습니다. 예를 들어, 납 배수관에서 흐르는 물이나 납 기반 페인트로 칠해진 벽에서 흘러내리는 물은 금속을 토양으로 옮길 것입니다. 납 배터리 가 부적절하게 폐기되었을 수 있는 폐기물 처리장에서도 납 이 땅으로 흘러 들어갈 수 있습니다.

공기는 어떻습니까? 미국 환경 보호국(US Environmental Protection Agency)에 따르면 1970년에 대부분의 납 배출량(78%)은 납 휘발유로 연료를 공급하는 자동차와 같은 도로에서 발생했습니다. 금속 가공 -- 제련을 기억하십니까? -- 또 다른 11퍼센트를 기여했습니다. EPA가 약 25년 후에 수치를 측정했을 때, 기관은 배출원이 극적으로 변했다는 것을 발견했습니다. 금속 가공은 현재 납 배출량의 52%를 차지했으며 폐기물 처리(16%), 연료 연소(13%), 비도로 배출원(13%) 및 기타 배출원(6%)은 훨씬 뒤쳐져 있습니다. 물론 급격한 변화는 1996년 2월에 발효된 자동차 연료에 납 첨가제 사용을 금지했기 때문입니다. 다른 많은 국가에서도 유사한 금지령을 제정했습니다.

공기, 물 또는 집에 ​​있는 납은 여러 가지 방법으로 몸에 축적될 수 있습니다. 예를 들어, 오염된 물을 마시거나 납 먼지를 삼킬 수 있습니다. 당신은 아마도 페인트 조각을 먹거나 납 성분의 페인트로 장난감을 핥는 것을 좋아하지 않을 것입니다. 하지만 당신의 아이들은 그럴 수 있습니다. 어느 쪽이든 일단 섭취되면 납은 소장에 흡수되어 혈류로 들어갑니다.

납은 또한 납 먼지나 납 함유 대기 오염을 흡입할 때 폐를 통해 체내로 들어갈 수 있습니다. 금속 가공 산업(제련) 근로자와 건설 근로자는 납 먼지와 연기에 노출될 수 있습니다. 일단 흡입되면 납은 폐의 모세혈관을 통해 흡수되어 혈류로 들어갑니다. 납으로 작업하는 사람들은 피부를 통해 납을 직접 흡수할 수도 있습니다.

의사는 혈액 검체 (손가락 또는 발뒤꿈치 막대기)를 채취하여 납 노출을 측정합니다. 그들은 또한 혈액 내 아연 프로토포르피린 수치를 평가하여 노출을 측정할 수 있습니다 . 이 아연 화합물은 높은 납 노출에서 관찰되는 적혈구 파괴의 부산물입니다 . 그러나 이 검사는 혈액 납 검사만큼 민감하지 않습니다.

리드를 이끌어내는 방법을 배우려면 계속 읽으십시오.

얼마가 너무 많은가?

미국 질병통제예방센터(CDC)는 혈액 수치가 데시리터당 5마이크로그램 이상이면 어린 아이들에게 문제가 된다고 밝혔습니다. 성인은 약간 더 높은 노출을 가질 수 있습니다.

예를 들어 아연이나 철과 달리 납은 체내에서 생물학적 역할을 하지 않습니다. 그냥 독소입니다. 그러나 신체는 납을 칼슘처럼 취급하므로 뼈와 같이 칼슘이 저장되는 곳에 축적됩니다. 칼슘은 신경 세포 , 근육 수축 및 호르몬 사이의 통신에 필수적인 역할을 하기 때문에 납은 이러한 과정을 방해할 수 있습니다.

납은 뇌와 신경계, 심장 과 혈관 , 신장, 소화기 계통 및 생식 기관에 영향을 미칩니다 . 납은 각 시스템에 영향을 미치므로 다양한 증상을 유발합니다.

이러한 증상은 혈중 납 농도가 비교적 높은 급성 납 중독의 경우 쉽게 알 수 있습니다. 그러나 덜 급성인 경우에는 눈에 띄지 않을 수 있으며, 혈중 납 수치가 점진적으로 상승함에 따라 만성 노출 동안에만 표면에 나타납니다.

어린이의 납 중독의 주된 영향은 뇌에 있습니다. 아이의 두뇌는 집처럼 완전히 "고정"되어 있지 않습니다. 대신, 어린이의 두뇌가 발달함에 따라 새로운 경험, 학습 및 기억에 대한 응답으로 새로운 신경 회로가 형성됩니다(신경과학자들은 이 능력을 새로운 연결 가소성 형성이라고 부릅니다 ). 이러한 회로에는 신경 전달 물질 이라고 하는 화학적 메시지를 주고받음으로써 뇌의 다양한 부분에 있는 다른 뉴런과 통신하는 하나 이상의 뉴런이 포함됩니다 . 새로운 회로는 신경 전달 물질인 글루타메이트 를 사용합니다 .

이제 신체는 납과 칼슘을 잘 구별하지 못하기 때문에 납은 시냅스 전 세포에서 방출되는 글루타메이트와 NMDA 수용체라고 하는 시냅스 후 세포의 특수 수용체를 방해할 수 있습니다. 이 간섭은 어린이의 두뇌 발달에 매우 중요한 가소성을 방해합니다.

납 중독의 가장 좋은 치료법은 예방입니다. 미국 질병 통제 예방 센터는 6세 이하의 모든 어린이에게 납 검사를 권장합니다. 집에 잠재적인 납 소스가 있는 경우(납 성분 페인트 또는 납 파이프 벗겨짐) 귀하 또는 전문가는 이를 제거해야 합니다(전문 청소, 오래된 페인트 위에 페인트 칠하거나 위험한 물질 제거).

혈중 납 수치가 높으면 Succimer와 같은 처방약이 혈중 납을 줄일 수 있습니다. 산업 재해와 같은 극단적인 납 노출의 경우 킬레이트화 요법 으로 독성 수준의 납을 제거할 수 있습니다 . 이 요법에서는 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA)과 같은 킬레이트제를 혈류에 주입합니다. 에이전트가 리드에 바인딩됩니다. 그런 다음 신장은 납에 결합된 EDTA를 배설합니다. 다시 말하지만, 이 치료법은 일반적으로 극단적인 납 중독의 경우에 사용됩니다.

납으로 인해 부정적인 영향을 받는 신체는 우리뿐만이 아닙니다. 납은 납 배수관에서 나오는 물, 대기 오염으로 인한 납 함유 빗물 또는 오염된 토양을 통과하는 빗물 등 오염된 물 에서 환경으로 들어갑니다 . 오염된 물은 지하수와 수생 생태계로 흘러갑니다. 납은 플랑크톤(미세한 동식물) 및 연체동물과 같은 이러한 수생 생태계의 먹이 사슬의 하부에 있는 유기체에 악영향을 미칩니다. 이 유기체가 죽으면 분해되어 납을 다시 환경으로 방출합니다. 물고기, 해양 포유류, 새, 인간과 같은 먹이 사슬의 상위 유기체가 납을 섭취하면 상위 유기체의 조직에 납이 축적되어 더 많은 악영향을 미칩니다.

이 중금속 및 관련 이야기에 대한 자세한 내용을 계속 읽으십시오.

신경 세포가 통신하는 방법

뇌와 신경계는 신경 세포 또는 뉴런 으로 구성 되어 있습니다(자세한 내용은 뇌가 작동하는 방식 참조). 가정의 전기 시스템에 있는 전선과 마찬가지로 신경 세포는 신경 경로 라고 하는 회로에서 서로 연결됩니다 . 집에 있는 전선과 달리 신경 세포는 접촉하지 않고 시냅스 에서 서로 가까워집니다 . 시냅스에서 두 신경 세포는 작은 틈 또는 시냅스 틈 으로 분리됩니다 . 보내는 뉴런을 시냅스 전 세포라고 하고 받는 뉴런을 시냅스 후 세포라고 합니다. 신경 세포는 시냅스 전 세포에서 시냅스 후 세포로 시냅스를 가로질러 일방향으로 신경 전달 물질을 보냅니다.

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출처

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