Проблема свинца в воздухе городов

Немножко напишу про проблему свинца в воздухе городов на примере Лондона.

На данный момент считается, что свинец в любых количествах, которые только можно обнаружить в крови людей, негативно влияет на их здоровье. Дети от самых малых количеств свинца неиронично тупеют – это самый опасный из загрязнителей с такой точки зрения.

Самым опасным применением свинца с точки зрения его попадания в организм человека были антидетонационные металлорганические присадки типа тетраэтилсвинца Pb(C2H5)4 (рисунок 1). Их использовали, например, в Великобритании уже с 1930-х годов. Они повышали октановое число бензина и увеличивали эффективность бензиновых моторов.

При сгорании этилированного бензина свинец выбрасывается в атмосферу в виде мельчайших частиц различных неорганических солей свинца. А содержание свинца в крови горожан коррелирует с его количеством в городской пыли. Происхождение атмосферного свинца из этилированного бензина было показано путем исследования соотношения различных изотопов свинца в этой самой пыли. Этилированный бензин отличается от всех прочих возможных источников свинца специфическим соотношением изотопов, отличающимся от природного радиогенного. Свинец является конечным продуктом распада значительной части природных радиоактивных элементов, это приводит к связи изотопного состава природного свинца с содержанием различных элементов в земной коре.

Для определения небольших количеств свинца и его изотопов по отдельности используется масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой и различные варианты на тему. Идея метода в ионизации образца с получением атомарных ионов (рисунок 2). Поток ионов помещается в магнитное поле, где под действием силы Лоренца их траектории разделяются в зависимости от отношения массы к заряду. Такие методы позволяют определять трилионные доли в крошечных образцах, причем точность определения позволяет определять различные изотопы разных элементов по отдельности.

Примерно из этих соображений в конце XX века было запрещено использование этилированного бензина в автомобилях. Бан привел к изменению происхождения свинца в атмосфере вместе со снижением его содержания: от выхлопов машин к промышленным источникам и подъему дорожной пыли в атмосферу.

Для понимания масштабов трындеца: на пике потребления этилированного бензина в начале 80-х в год в атмосферу Великобритании улетало порядка 7 тысяч тонн свинца. В Лондоне в атмосфере было 500-600 нанограмм свинца на кубометр воздуха.К началу 2010-х концентрации упали до порядка 10 нанограмм на куб и остаются стабильными до сих пор.

С баном этилированного свинца соотношение его изотопов в городской пыли начало сдвигаться в сторону природного. Однако на данный момент изотопный состав свинца в Лондоне остановился на промежуточном значении между характерным для свинца из этилированного бензина и из околоприродных источников. Это можно считать признаком удержания старого свинца из бензина в городской пыли.

Таким образом, даже после запрета этилированного бензина для машин свинец продолжает висеть в городском воздухе. Что с этим делать – непонятно, ну если только захоранивать всю старую городскую почву (по типу того, что вокруг Чернобыля делали).