82 Pb رصاص 207.2
فلز بعد انتقالي p-block Period 6 Group 14

رصاص

Pb · Element 82 · Carbon group

Dense, soft and endlessly useful — and quietly responsible for centuries of chronic poisoning.

الحالة عند 20°C صلب
الكتلة الذرية 207.2 u
ELECTRON CONFIGURATION [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p²
81Tl All 118 83Bi

البنية

ذرة رصاص

ليست رسماً تخطيطياً لنقاط على حلقات — بل عينة مونت كارلو لكثافة الاحتمال الفعلية |ψ|² لكل مستوى فرعي مشغول. اسحب للتدوير. يشير اللونان الأزرق والبنفسجي إلى الإشارتين المتعاكستين للدالة الموجية، وهو ما يجعل الترابط ممكناً.

سحابة المدارات

القيم المقيسة

ورقة الخصائص

يوضح كل شريط موضع رصاص بين العناصر الـ118 جميعها بالنسبة إلى تلك الخاصية.

فيزيائية

الكثافة 11.342 g/cm³ 69%
نقطة الانصهار 600.6 K 31%
نقطة الغليان 2022 K 44%
الحرارة النوعية 0.129 J/g·K
التوصيل الحراري 35.3 W/m·K 56%

ذرية

نصف القطر الذري 154 pm 48%
نصف القطر التساهمي 146 pm
نصف قطر فان دير فالس 202 pm

إلكترونية

السالبية الكهربائية 2.33 87%
طاقة التأين 715.9 kJ/mol 54%
الألفة الإلكترونية 34.4 kJ/mol 31%

الوفرة

الوفرة في القشرة 14 mg/kg 70%

الهوية

الرمزPb
العدد الذري82
الكتلة الذرية207.2 u
الفئةفلز بعد انتقالي
المستوى الفرعيp
البنية البلوريةمكعب متمركز الوجوه
حالات الأكسدة-4, +2, +4
الاكتشافAncient
اكتشفهKnown since antiquity

المصادر: الأوزان الذرية القياسية لـ IUPAC لعام 2021 · دليل CRC للكيمياء والفيزياء · NIST. القيم المعلّمة بـ ~ متوقعة وليست مقاسة.

الحجم، وفق مقياس

How big is a رصاص atom?

Radius 154 pm — that is 0.154 nm, so about 3247 million of them side by side would span a millimetre.

النطاق الحراري

Solid, liquid, gas — and when

رصاص is liquid over a 1421 K window, from 601 K to 2022 K.

موضعه

موضعه في الجدول

رصاص sits in period 6, group 14. Everything in group 14 shares the same outer-electron count, which is why they behave so similarly.

OTHER الفلزات ما بعد الانتقالية

13Al 31Ga 49In 50Sn 81Tl 83Bi 84Po 113Nh 114Fl 115Mc 116Lv
All الفلزات ما بعد الانتقالية

القصة

ما هو رصاص، وكيف اكتشفناه

الرصاص فلز ثقيل استُخدم تاريخيًا في الأنابيب والطلاء، وأصبح معروفًا الآن بأنه سام.

The discovery of رصاص

الاكتشاف القديم - قبل التاريخ المدوّن

🏺 البدايات في عصور ما قبل التاريخ

يتميّز الرصاص بكونه أحد أقدم الفلزات التي اكتشفتها البشرية واستخدمتها، إذ تعود الأدلة على تشغيل الرصاص إلى نحو 6500 قبل الميلاد. وعلى خلاف العديد من العناصر التي اكتُشفت في المختبرات، يسبق اكتشاف الرصاص التاريخ المكتوب، إذ ظهر استجابةً للاحتياجات العملية للحضارات القديمة.

عُثر على أقدم القطع الأثرية المعروفة المصنوعة من الرصاص في Çatalhöyük, Turkey، ويعود تاريخها إلى نحو 6500 قبل الميلاد. وتشير حبات الرصاص والحُلي البسيطة هذه إلى أن الشعوب القديمة اكتشفت الرصاص من خلال الصهر العرضي للغالينا (كبريتيد الرصاص) في أفران الفخار أو نيران الطهي، إذ جعلت نقطة الانصهار المنخفضة نسبياً للرصاص (327°C) الحصول عليه ممكناً باستخدام تكنولوجيا بدائية.

🏛️ الحضارات القديمة

كان المصريون القدماء من أوائل الشعوب التي استخدمت الرصاص بصورة منهجية، فاستعملوه في مستحضرات التجميل (الكحل)، والأوزان، والعزل المائي. وتصف نصوص مصرية من عام 2000 قبل الميلاد عمليات تعدين الرصاص في الصحراء الشرقية، كما عُثر على قطع أثرية من الرصاص في العديد من المقابر الفرعونية، بما في ذلك صفائح رصاص رقيقة استُخدمت في عمليات التحنيط.

ارتقت الحضارة الرومانية باستخدام الرصاص إلى نطاق صناعي غير مسبوق في العالم القديم. وكان الرومان يسمّون الرصاص "plumbum" (ومن هنا جاء رمزه الكيميائي Pb)، ومنها اشتُقت كلمات مثل "plumber" و"plumbing". وقد استخدموا الرصاص على نطاق واسع في:

  • أنابيب المياه وبناء القنوات المائية
  • مواد التسقيف والعزل المائي
  • العملات والميداليات
  • مستحضرات التجميل والمحضرات الطبية
  • تحلية النبيذ (وهي ممارسة ربما أسهمت في انحدار الإمبراطورية)

أنتجت مناجم الرصاص الرومانية في Britain, Spain, and the Balkans آلاف الأطنان سنوياً. وقد عُثر في أنحاء الإمبراطورية السابقة على سبائك رصاص مختومة بعلامات الأباطرة الرومان، مما يبرهن على وجود شبكات متطورة للإنتاج والتجارة.

⚗️ الخيمياء في العصور الوسطى

خلال العصور الوسطى، أدى الرصاص دوراً محورياً في النظرية الخيميائية. فقد ربط الخيميائيون الرصاص بكوكب زحل، واعتبروه الفلز "القاعدي" الذي نشأت منه جميع الفلزات الأخرى. وكتب الخيميائي الشهير Paracelsus (1493-1541) بإسهاب عن خصائص الرصاص وتحوله المزعوم إلى ذهب.

وثّق العلماء المسلمون، مثل جابر بن حيان (القرن 8) والرازي (القرن 9)، السلوك الكيميائي للرصاص، بما في ذلك تفاعله مع الأحماض ودوره في تكوين مركبات مختلفة. وقد أرست ملاحظاتهم المنهجية أساساً للفهم العلمي اللاحق.

أصبحت الأديرة الأوروبية في العصور الوسطى مراكز لتشغيل الرصاص، فاستخدمته في نوافذ الكنائس، والتسقيف، وزخارف المخطوطات المزخرفة. وتمثل قضبان الرصاص المميزة المستخدمة في النوافذ الزجاجية المعشقة ابتكاراً تقنياً لا يزال قائماً حتى اليوم.

🔬 الثورة العلمية

بدأ الانتقال من الفهم الخيميائي إلى الفهم العلمي للرصاص خلال القرن 17. وقد أدرج Robert Boyle (1627-1691) الرصاص في دراسته المنهجية للعناصر، معترفاً به مادةً أساسية لا يمكن تحليلها إلى مواد أبسط.

أثبت Antoine Lavoisier (1743-1794) بصورة قاطعة أن الرصاص عنصر في نظامه الثوري لتصنيف المواد، ومنحه الاسم الذي نستخدمه اليوم. وقد ساعدت تجاربه الدقيقة على أكاسيد الرصاص في ترسيخ قانون حفظ الكتلة ومفهوم العناصر الكيميائية.

أدرج John Dalton الرصاص في نظريته الذرية (1803)، وأسند إليه وزناً ذرياً ورمزاً. وقد مثّل ذلك تحول الرصاص من فلز قديم إلى عنصر كيميائي حديث.

🏭 التوسع في العصر الصناعي

أحدثت الثورة الصناعية طلباً غير مسبوق على الرصاص. فقد أدى اختراع بطارية الرصاص الحمضية على يد Gaston Planté in 1859 إلى إيجاد استخدام جديد تماماً لا يزال يهيمن على استهلاك الرصاص حتى اليوم.

أدى اكتشاف رباعي إيثيل الرصاص بوصفه مضافاً إلى البنزين على يد Thomas Midgley Jr. in 1921 إلى توسيع إنتاج الرصاص بصورة هائلة، مع أن هذا الاستخدام اعتُرف به لاحقاً كارثةً بيئية كبرى، وأُوقف تدريجياً في جميع أنحاء العالم.

جعلت تقنيات التعدين الحديثة التي تطورت في القرنين 19 و20، بما في ذلك التعويم الرغوي لمعالجة الخامات، إنتاج الرصاص على نطاق واسع مجدياً اقتصادياً، فحوّلته من فلز نفيس إلى سلعة صناعية.

🧬 الفهم الحديث

شهد القرن 20 إدراك الخصائص السمية للرصاص، مما غيّر بصورة جوهرية نظرتنا إلى هذا الفلز القديم. وقد أدى العمل الرائد لباحثين مثل Clair Patterson، الذي درس تلوث البيئة بالرصاص، إلى التخلص التدريجي من البنزين والطلاء المحتويين على الرصاص.

يشمل الفهم الحالي دور الرصاص في التأريخ الجيولوجي (التأريخ باليورانيوم والرصاص)، والعلوم البيئية (تتبع التلوث)، والفيزياء النووية (الحماية من الإشعاع)، مما يوضح كيف يواصل اكتشاف قديم إتاحة رؤى علمية جديدة.

الاستخدامات

فيما يُستخدم رصاص

التطبيقات الصناعية الحديثة

🔋 تقنية البطاريات

بطاريات الرصاص الحمضية هي التطبيق السائد، إذ تستهلك نحو 85% من الإنتاج العالمي للرصاص. وتزوّد هذه البطاريات تقريبًا جميع أنظمة تشغيل السيارات بالطاقة، كما تُستخدم للطاقة الاحتياطية في الاتصالات وأنظمة الإضاءة في حالات الطوارئ. تعمل صفائح الرصاص بوصفها قطبًا موجبًا (ثاني أكسيد الرصاص، PbO₂) وقطبًا سالبًا (رصاص فلزي) في إلكتروليت حمض الكبريتيك.

تستخدم بطاريات الرصاص الحمضية المنظمة بالصمام (VRLA) المتقدمة تقنية الحصيرة الزجاجية الممتصة للتشغيل المحكم، مما يجعلها مثالية لأنظمة UPS والمعدات الطبية والتطبيقات البحرية. وتحقق التصاميم الحديثة عمرًا تشغيليًا يتراوح بين 10 و15 سنة مع حد أدنى من الصيانة.

يعتمد تخزين الطاقة على نطاق الشبكة بصورة متزايدة على مجموعات كبيرة من بطاريات الرصاص الحمضية لدمج الطاقة المتجددة. وتستخدم مزارع الرياح والطاقة الشمسية أنظمة بطاريات رصاص ضخمة لتخزين الطاقة أثناء ذروة الإنتاج وإطلاقها أثناء ارتفاع الطلب.

☢️ التدريع من الإشعاع

تجعل كثافة الرصاص العالية (11.34 g/cm³) وعدده الذري المرتفع منه المعيار الذهبي في التدريع من أشعة غاما. وتعتمد غرف الأشعة السينية الطبية ومحطات الطاقة النووية ومرافق الأبحاث على الجدران والأبواب والنوافذ المبطنة بالرصاص لحماية العاملين والجمهور.

تحمي بطانيات ومآزر الرصاص المتخصصين الطبيين أثناء إجراءات الأشعة السينية. وتستخدم المآزر الحديثة مواد مكافئة للرصاص، مثل كبريتات الباريوم، لتقليل الوزن، لكن الرصاص النقي يظل مفضلًا لتحقيق أقصى حماية.

يستخدم تخزين النفايات النووية حاويات الرصاص لنقل المواد المشعة وتخزينها. ويجعل استقرار الرصاص وقدرته على امتصاص الإشعاع منه مادة لا غنى عنها في تطبيقات الصناعة النووية.

🏗️ الإنشاءات والبناء

تستفيد تطبيقات تسقيف المباني وعزلها من العوامل الجوية من مقاومة الرصاص للتآكل وقابليته للطرق. وتضم المباني التاريخية في أنحاء العالم أسقفًا من الرصاص صمدت لقرون. وتُستخدم صفائح الرصاص الحديثة في أعمال التغطية والمزاريب والعزل من العوامل الجوية في الإنشاءات الفاخرة.

يستفيد تخميد الصوت من كثافة الرصاص لتحقيق العزل الصوتي. وتستخدم استوديوهات التسجيل والمستشفيات والمرافق الصناعية جدرانًا مبطنة بالرصاص للحد من انتقال الضوضاء. وتوفر صفائح الفينيل المحملة بالرصاص حواجز صوتية مرنة.

تحمي أغلفة الأنابيب والكابلات المرافق الموجودة تحت الأرض من التآكل وأضرار القوارض. ويجعل الاستقرار الكيميائي للرصاص منه مادة مثالية لحماية الكابلات الكهربائية في البيئات القاسية، رغم استخدام البدائل البلاستيكية بصورة متزايدة.

⚗️ المعالجة الكيميائية

يعتمد إنتاج حمض الكبريتيك على معدات مبطنة بالرصاص في عملية الغرف. وتجعل مقاومة الرصاص لتآكل حمض الكبريتيك منه مادة أساسية في التصنيع الكيميائي، رغم أن العمليات الأحدث قللت من هذا الاستخدام.

لا تزال الأصباغ والسيراميك تستخدم مركبات الرصاص في تطبيقات متخصصة. وتوفر الطلاءات الزجاجية القائمة على الرصاص ألوانًا وخصائص فريدة في الخزف الفني، لكنها تخضع لتنظيم صارم بسبب مخاوف السمية.

استخدمت سبائك اللحام تقليديًا خلطات الرصاص والقصدير في الإلكترونيات والسباكة. وبينما أصبحت البدائل الخالية من الرصاص معيارًا للإلكترونيات الاستهلاكية وأنظمة مياه الشرب، تظل لحامات الرصاص مهمة في تطبيقات الطيران والفضاء والتطبيقات العسكرية عالية الاعتمادية.

🎯 تطبيقات متخصصة

يستخدم تصنيع الذخائر الرصاص في الطلقات والمقذوفات بسبب كثافته وقابليته للطرق وانخفاض نقطة انصهاره. وتوفر رصاصات الرصاص أداءً باليستيًا متفوقًا، لكن المخاوف البيئية تدفع إلى تطوير مواد بديلة لتطبيقات الصيد.

يحتوي الزجاج البلوري (بلور الرصاص) على أكسيد الرصاص لزيادة معامل الانكسار والكثافة، مما ينشئ خصائص بصرية رائعة تُقدّر في الأواني الزجاجية الفاخرة. ويحدد محتوى الرصاص البالغ 24% أو أكثر الزجاج البلوري الحقيقي.

تستخدم تطبيقات الأثقال الموازنة وثقل الاتزان الكثافة العالية للرصاص في المصاعد والرافعات والسفن البحرية. ويجعل استقرار الرصاص وسهولة تشكيله مادة مثالية لتطبيقات الموازنة الدقيقة.

♻️ إعادة التدوير والاستدامة

يُعد الرصاص أحد أكثر الفلزات إعادةً للتدوير عالميًا، إذ تتجاوز معدلات إعادة التدوير 95% لبطاريات السيارات. ويوفر إنتاج الرصاص الثانوي من إعادة التدوير الآن نحو 60% من الطلب العالمي على الرصاص، مما يقلل الأثر البيئي ويحافظ على الموارد.

التطبيقات اليومية

🚗 بطاريات السيارات

تعتمد كل سيارة وشاحنة ودراجة نارية تقريباً على بطارية الرصاص الحمضية لبدء التشغيل والأنظمة الكهربائية. تحتوي هذه البطاريات بجهد 12 فولت على ألواح من الرصاص في حمض الكبريتيك، مما يوفر طاقة موثوقة لعقود. وحتى المركبات الهجينة والكهربائية غالباً ما تستخدم بطاريات أصغر من الرصاص الحمضية للملحقات وأنظمة الطاقة الاحتياطية.

تستخدم بطاريات السيارات الحديثة سبائك الكالسيوم والرصاص لتحسين الأداء وإطالة العمر، ويستمر بعضها من 5 إلى 7 سنوات في الظروف العادية.

🏥 الحماية الطبية

تستخدم وسائل الحماية من الأشعة السينية في المستشفيات وعيادات طب الأسنان مآزر وقفازات وواقيات للغدة الدرقية لحماية المرضى والعاملين. وتتيح النوافذ المصنوعة من زجاج الرصاص للفنيين مراقبة الإجراءات مع بقائهم محميين من الإشعاع.

تستخدم مرافق العلاج الإشعاعي أبواباً وجدراناً من الرصاص ضخمة (غالباً بسماكة عدة بوصات) لاحتواء حزم الإشعاع العالية الطاقة المستخدمة في علاج السرطان.

🏠 المنزل والمباني

كانت أوزان العجلات المستخدمة لموازنة إطارات السيارات والشاحنات تُصنع تقليدياً من الرصاص، رغم أن البدائل أصبحت أكثر شيوعاً بسبب المخاوف البيئية.

تعتمد أوزان الصيد والغطاسات على كثافة الرصاص لتغوص الخيوط بسرعة. ويستخدم الصيادون أوزاناً مختلفة من الرصاص، بدءاً من الأوزان المنشطرة وصولاً إلى الغطاسات الهرمية الثقيلة، رغم أن بعض المناطق تفرض قيوداً على أدوات الصيد المحتوية على الرصاص بالقرب من موائل الطيور المائية.

تستخدم النوافذ الزجاجية المعشقة شرائط رصاصية ذات مقطع على شكل H لتثبيت قطع الزجاج الملون معاً. وتُنشئ هذه التقنية التقليدية، المستخدمة منذ قرون في الكنائس والنوافذ الزخرفية، وصلات مرنة تستوعب حركة المبنى.

🔋 الطاقة الاحتياطية

تستخدم مزودات الطاقة غير المنقطعة (UPS) في المكاتب والمستشفيات ومراكز البيانات بطاريات الرصاص الحمضية لتوفير الطاقة الطارئة أثناء انقطاع التيار الكهربائي. ويمكن لهذه البطاريات محكمة الإغلاق أن تعمل لسنوات من دون صيانة.

تعتمد أنظمة الإضاءة الطارئة في المباني على بطاريات الرصاص الحمضية لتشغيل لافتات المخارج وتجهيزات الطوارئ أثناء أعطال الكهرباء، وفقاً لما تتطلبه قوانين البناء.

الاستخدامات التاريخية (كثير منها مقيّد الآن)

🎨 الطلاءات والأصباغ

استُخدم الطلاء القائم على الرصاص على نطاق واسع حتى سبعينيات القرن العشرين بسبب متانته وألوانه الزاهية. وكان الرصاص الأبيض (كربونات الرصاص) يوفر تغطية ممتازة ومقاومة للعوامل الجوية. إلا أن طلاء الرصاص يشكل مخاطر صحية شديدة، ولا سيما على الأطفال، وهو محظور الآن للاستخدام السكني في معظم البلدان.

لا تزال العديد من المباني التاريخية تحتوي على طلاء رصاصي، مما يتطلب إجراءات خاصة عند الترميم والإزالة لمنع التعرض لغبار الرصاص.

⛽ مضاف البنزين

أُضيف الرصاص رباعي الإيثيل إلى البنزين من عشرينيات القرن العشرين إلى ثمانينياته بوصفه مادة مانعة للطرق لتحسين أداء المحرك. وقد أدت هذه الممارسة إلى إطلاق كميات هائلة من الرصاص في البيئة قبل التخلص التدريجي منها بسبب المخاوف الصحية والبيئية.

يُعد القضاء على البنزين المحتوي على الرصاص أحد أعظم إنجازات الصحة العامة في القرن العشرين، إذ أدى إلى خفض تعرض الأطفال للرصاص بدرجة كبيرة.

🚰 أنظمة السباكة

كانت أنابيب الرصاص شائعة في أنظمة المياه حتى منتصف القرن العشرين بسبب قابلية الرصاص للطرق ومقاومته للتآكل. ولا تزال العديد من المدن القديمة تحتوي على خطوط خدمة من الرصاص تصل المنازل بأنابيب المياه الرئيسية، رغم استبدالها بصورة منهجية.

استُخدمت لحاميات الرصاص لضم أنابيب النحاس حتى حُظرت في أنظمة مياه الشرب في ثمانينيات القرن العشرين. وأصبح لحام خالٍ من الرصاص مطلوباً الآن في جميع أعمال سباكة مياه الشرب.

تدابير السلامة الحديثة

مع أن الرصاص لا يزال مهماً في العديد من التطبيقات، فإن الاستخدام الحديث يركز على الاحتواء وإعادة التدوير. وتُعاد تدوير بطاريات الرصاص الحمضية بمعدلات تتجاوز 95%، ويجب أن تثبت التطبيقات الجديدة تقليل التعرض للرصاص طوال دورة حياة المنتج.

تتطلب اللوائح الآن بدائل خالية من الرصاص لمعظم تطبيقات المستهلكين، مع قصر الاستخدامات التقليدية للرصاص على التطبيقات الصناعية التي لا توجد لها بدائل أكثر أماناً أو التي يمكن فيها إدارة المخاطر على نحو مناسب.

مصدره

وجوده الطبيعي

14 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 70% of elements

الوفرة الجيولوجية

🌍 التوزيع في القشرة الأرضية

يحتل الرصاص المرتبة 38 بين أكثر العناصر وفرةً في قشرة الأرض، بتركيز متوسط يبلغ حوالي 14 جزءاً في المليون. وهذا يجعله أكثر شيوعاً من الفضة والزئبق والكادميوم، مما يفسر سبب معرفة الرصاص واستخدامه منذ العصور القديمة.

يتركز الرصاص في القشرة القارية بدلاً من القشرة المحيطية، إذ تحتوي الصخور الغرانيتية عادةً على 15-20 ppm من الرصاص، مقارنةً بالصخور البازلتية التي تحتوي على 3-8 ppm فقط. ويعكس هذا النمط من التركز سلوك الرصاص غير المتوافق أثناء العمليات الصهارية.

يوجد معظم رصاص القشرة بكميات ضئيلة موزعة في المعادن المكوّنة للصخور، لكن العمليات الجيولوجية يمكن أن تركزه في رواسب خام مجدية اقتصادياً من خلال العمليات الحرارية المائية والرسوبية.

⛏️ معادن الخام الأساسية

يُعد الغالينا (PbS) أهم معدن لخام الرصاص، إذ يمثل أكثر من 90% من الإنتاج العالمي للرصاص. ويتشكل هذا المعدن ذي اللون الرمادي الفضي على هيئة بلورات مكعبة مميزة، وقد استُخرج لأكثر من 5,000 عام. وغالباً ما تحتوي رواسب الغالينا الرئيسية على الفضة أيضاً، مما يجعلها قيّمة لإنتاج عدة معادن.

يتشكل السيروسيت (PbCO₃) من خلال تجوية رواسب الغالينا، ويظهر على هيئة بلورات عديمة اللون إلى بيضاء. وعلى الرغم من أنه أقل شيوعاً من الغالينا، فقد يكون السيروسيت مهماً محلياً، ولا سيما في المناطق القاحلة حيث تكون معادن الكربونات مستقرة.

يتشكل الأنغليسيت (PbSO₄) أيضاً من تجوية الغالينا، لكنه أقل أهمية اقتصادياً. ويظهر على هيئة بلورات صفراء إلى عديمة اللون، وغالباً ما يوجد مع السيروسيت في المناطق المؤكسدة من رواسب الرصاص.

تشمل المعادن الثانوية البيرومورفيت والميمتيت والفانادينيت، وهي معادن الفوسفات والزرنيخات والفانادات للرصاص، على التوالي. وتحظى هذه المعادن الملونة بتقدير جامعي العينات، لكنها نادراً ما تشكل تراكيز من درجة الخام.

🗺️ مناطق التعدين الرئيسية

تهيمن الصين على الإنتاج العالمي للرصاص بحوالي 45% من الإنتاج العالمي، ولا سيما من المناجم الموجودة في مقاطعات هونان ويوننان ومنغوليا الداخلية. ويُعد منجم هوانزالا في بيرو ومنجم ريد دوغ في ألاسكا من بين أكبر منتجي الرصاص على مستوى المناجم الفردية في العالم.

تضم أستراليا رواسب مهمة من الرصاص، ولا سيما منطقة بروكن هيل في نيو ساوث ويلز، التي كانت واحدة من أكثر مناطق تعدين الرصاص والفضة والزنك إنتاجية في العالم لأكثر من 130 عاماً. وينتج منجم أولمبيك دام في جنوب أستراليا الرصاصَ كناتج ثانوي لتعدين النحاس واليورانيوم.

تُعد بيرو والمكسيك من المنتجين الرئيسيين في الأمريكتين، إذ تتمتع منطقة سيرو دي باسكو في بيرو بأهمية تاريخية في إنتاج الرصاص والزنك. وقد استُغلت منطقة سانتا يولاليا في المكسيك باستمرار منذ العهد الاستعماري.

أنتجت رواسب نوع وادي المسيسيبي (MVT) في وسط الولايات المتحدة، بما فيها حزام الرصاص القديم في ميزوري ومنطقة الرصاص في جنوب شرق ميزوري، كميات هائلة من الرصاص خلال القرنين الماضيين.

🔄 العمليات الجيوكيميائية

تتشكل رواسب خام الرصاص من خلال عدة عمليات جيولوجية. وتُعد الرواسب الحرارية المائية الأكثر شيوعاً، حيث ترسّب السوائل الساخنة الغنية بالمعادن كبريتيد الرصاص في العروق ومواضع الإحلال والرواسب المنتشرة. وغالباً ما تنشأ هذه السوائل من حجرات الصهارة المتبردة أو من العمليات المتحولة.

تتشكل رواسب الزفيرات الرسوبية (SEDEX) عندما تُفرغ المحاليل الملحية الغنية بالمعادن في قيعان البحار القديمة، فتكوّن رواسب طباقية من الرصاص والزنك. وقد تشكلت رواسب ريد دوغ العملاقة في ألاسكا من خلال هذه العملية.

تتطور رواسب السكارن حيث تلامس الصخور النارية الاقتحامية الحجرَ الجيري، فتُنشئ مناطق متحولة عالية الحرارة يمكن أن تترسب فيها معادن الرصاص إلى جانب الكبريتيدات والأكاسيد الأخرى.

تتشكل رواسب الكبريتيدات الضخمة البركانية المنشأ (VMS) عند مراكز بركانية قديمة في قيعان البحار، رغم أنها تحتوي عادةً على نحاس وزنك أكثر من الرصاص.

🌊 التوزيع البيئي

تتراوح المستويات الطبيعية الخلفية للرصاص في التربة بين 10-50 ppm، رغم أن هذه المستويات ارتفعت بشكل كبير في مناطق كثيرة بسبب الأنشطة البشرية. ويمكن أن تحتوي الترب الحضرية الملوثة على مئات إلى آلاف ppm من الرصاص نتيجة الاستخدام التاريخي للوقود المحتوي على الرصاص والطلاء والأنشطة الصناعية.

تحتوي مياه البحر على تراكيز منخفضة جداً من الرصاص (حوالي 0.002 ppm) بسبب ميل الرصاص إلى الارتباط بالجسيمات والترسب في قاع البحر. ومع ذلك، يمكن للكائنات البحرية أن تراكم الرصاص حيوياً، مما يؤدي إلى ارتفاع مستوياته في بعض المأكولات البحرية.

انخفض الرصاص الجوي بشكل كبير منذ التخلص التدريجي من الوقود المحتوي على الرصاص، لكن الانبعاثات الصناعية والتعدين والصهر لا تزال تسهم في تلوث الهواء محلياً. ويمكن لجسيمات الرصاص أن تنتقل لمسافات طويلة في الغلاف الجوي قبل أن تترسب.

☢️ التركيب النظائري

يتكون الرصاص الطبيعي من أربعة نظائر مستقرة: Pb-208 (52.4%) وPb-206 (24.1%) وPb-207 (22.1%) وPb-204 (1.4%). والنظائر الثلاثة الأولى نواتج لسلاسل الاضمحلال المشع (سلاسل الثوريوم واليورانيوم والأكتينيوم، على التوالي)، بينما يُعد Pb-204 بدائياً.

تختلف نسب نظائر الرصاص جغرافياً، وتوفر معلومات قيّمة عن نشأة رواسب الخام ومصادر التلوث البيئي ودراسات أصل المواد الأثرية. ويساعد تحديد البصمة النظائرية هذا على تتبع مصادر التلوث وفهم طرق التجارة القديمة.

التعامل

السلامة

معدن ثقيل سام - سم تراكمي

الرصاص سم عصبي مستمر يتراكم في الجسم بمرور الوقت. لا يوجد مستوى آمن من التعرض له، ولا سيما لدى الأطفال.

🧠 التأثيرات الصحية

الضرر العصبي: يؤثر الرصاص بشكل خاص في الجهاز العصبي، مسبباً انخفاض معدل الذكاء، وصعوبات التعلم، ومشكلات الانتباه، والمشكلات السلوكية لدى الأطفال. وقد يسبب التعرض له لدى البالغين فقدان الذاكرة، واضطرابات المزاج، واعتلال الأعصاب المحيطية.

التأثيرات النمائية: الأطفال دون 6 سنوات هم الأكثر عرضة للخطر. حتى المستويات المنخفضة من التعرض قد تسبب ضعفاً معرفياً دائماً، وتراجعاً في الأداء الأكاديمي، وزيادة خطر اضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه والسلوك المعادي للمجتمع.

التأثيرات القلبية الوعائية: يزيد التعرض المزمن للرصاص من ضغط الدم، وخطر الإصابة بأمراض القلب، وخطر السكتة الدماغية لدى البالغين. ويتداخل الرصاص مع وظيفة الجهاز القلبي الوعائي على المستوى الخلوي.

السمية التناسلية: قد يسبب التعرض للرصاص مشكلات في الخصوبة، ومضاعفات الحمل، والولادة المبكرة، وانخفاض وزن المولود. ويعبر الرصاص المشيمة وقد يلحق الضرر بالأجنة النامية.

مستوى اتخاذ الإجراء في الدم: يعتبر CDC أن مستويات الرصاص في الدم ≥5 μg/dL لدى الأطفال مرتفعة وتتطلب التدخل، رغم أن كثيراً من الخبراء يدعون إلى اعتماد حدود أدنى من ذلك.

🏠 مصادر التعرض الشائعة

طلاء الرصاص: قد تحتوي المنازل المبنية قبل عام 1978 على طلاء يحتوي على الرصاص. ويمكن أن تؤدي أعمال التجديد أو الإصلاح أو الطلاء إلى إنتاج غبار رصاص خطير. ويلزم الاستعانة بمتخصصين لإزالة الرصاص بأمان.

التربة الملوثة: قد تحتوي المناطق القريبة من المباني القديمة أو الطرق المزدحمة أو المواقع الصناعية السابقة على تربة ملوثة بالرصاص من رقائق الطلاء أو البنزين المحتوي على الرصاص أو الأنشطة الصناعية.

مياه الشرب: يمكن لأنابيب الرصاص أو اللحام أو التركيبات أن تتسبب في تسرب الرصاص إلى المياه، ولا سيما في المنازل القديمة أو أثناء تغيرات كيمياء المياه. وحتى التركيبات "الخالية من الرصاص" قد تحتوي على ما يصل إلى 8% من الرصاص.

التعرض المهني: يواجه عمال البناء، والدهانون، ومصنعو البطاريات، ومدربو الأسلحة النارية، وميكانيكيو السيارات مخاطر مرتفعة للتعرض للرصاص.

المنتجات الاستهلاكية: قد تحتوي بعض المجوهرات والألعاب ومستحضرات التجميل والأدوية التقليدية والفخاريات المستوردة على مستويات خطيرة من الرصاص رغم اللوائح التنظيمية.

🛡️ تدابير الحماية

الحماية الشخصية: استخدم أجهزة تنفس معتمدة من NIOSH (مرشحات P100 كحد أدنى) عند العمل مع الرصاص. ارتدِ بدلات واقية وقفازات وأغطية أحذية للاستعمال مرة واحدة. لا تأكل أو تشرب أو تدخن مطلقاً في مناطق العمل بالرصاص.

ضوابط مكان العمل: استخدم ضوابط هندسية مثل التهوية الموضعية لسحب الهواء، والطرق الرطبة للحد من الغبار، والترشيح باستخدام HEPA. أنشئ مناطق خاضعة للتنظيم مع تقييد الوصول إليها.

ممارسات النظافة: اغسل يديك ووجهك قبل الأكل أو الشرب أو التدخين. استحم وغيّر ملابسك قبل العودة إلى المنزل الرئيسية. استخدم غسيلاً منفصلاً لملابس العمل.

السلامة المنزلية: افحص المنازل المبنية قبل عام 1978 للكشف عن طلاء الرصاص. استخدم مقاولين معتمدين من EPA لأعمال التجديد. افحص المياه للكشف عن الرصاص، ولا سيما في المنازل القديمة.

المراقبة الطبية: يحتاج العاملون الذين يحتمل تعرضهم للرصاص إلى مراقبة منتظمة لمستويات الرصاص في الدم. وتتطلب المستويات >40 μg/dL إبعاداً طبياً عن التعرض.

🩺 التدبير الطبي

العلاج بالاستخلاب: في حالات التسمم الشديد (مستويات الدم >45 μg/dL لدى الأطفال، و>80 μg/dL لدى البالغين)، قد تُستخدم عوامل الاستخلاب مثل EDTA أو DMSA أو BAL لإزالة الرصاص من الجسم.

الدعم الغذائي: يمكن أن يساعد الحصول على كميات كافية من الكالسيوم والحديد وفيتامين C في تقليل امتصاص الرصاص. ويزيد نقص الحديد امتصاص الرصاص بدرجة كبيرة.

المعالجة البيئية: أهم علاج هو إزالة مصدر التعرض. وغالباً ما يكون العلاج الطبي من دون تنظيف البيئة غير فعال.

المراقبة طويلة الأمد: قد تستمر آثار التسمم بالرصاص لسنوات. وقد تكون هناك حاجة إلى المتابعة الطبية المنتظمة والدعم التعليمي.

⚖️ المعايير التنظيمية

معايير OSHA: حد التعرض المسموح به هو 50 μg/m³ باعتباره متوسطاً زمنياً مرجحاً على مدى 8 ساعات. ويؤدي مستوى اتخاذ الإجراء البالغ 30 μg/m³ إلى تطبيق متطلبات سلامة معززة.

لوائح EPA: متطلبات الإفصاح عن الطلاء المحتوي على الرصاص، وقواعد التجديد والإصلاح (RRP)، ومعايير مياه الشرب (مستوى اتخاذ الإجراء 15 ppb).

الحظر الدولي: يُحظر البنزين المحتوي على الرصاص في جميع أنحاء العالم. وتقيّد بلدان كثيرة استخدام الرصاص في الطلاء والألعاب والمنتجات الاستهلاكية إلى مستويات منخفضة جداً.

إجابات سريعة

رصاص: أسئلة شائعة

What is رصاص?

رصاص (symbol Pb) is element 82 on the periodic table, a فلز بعد انتقالي in period 6, group 14. Dense, soft and endlessly useful — and quietly responsible for centuries of chronic poisoning. At room temperature it is a solid.

What is the electron configuration of رصاص?

رصاص's ground-state electron configuration is [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p², giving 6 occupied shells holding 2, 8, 18, 32, 18, 4 electrons respectively. Its outer shell holds 4 electrons, which is what sets its bonding behaviour.

What are the melting and boiling points of رصاص?

رصاص melts at 600.6 K (327.5 °C) and boils at 2022 K (1748.9 °C).

What is the atomic mass of رصاص?

The standard atomic weight of رصاص is 207.2 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.

How dense is رصاص?

رصاص has a density of 11.342 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of رصاص is about 11.3× heavier.

What is the electronegativity of رصاص?

رصاص has a Pauling electronegativity of 2.33. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). Values in this middle band tend to form covalent rather than strongly ionic bonds.

Who discovered رصاص, and when?

رصاص has been known since antiquity — it occurs in a form usable without smelting, so no single person can be credited with its discovery. The name comes from anglo-Saxon lead; symbol from Latin plumbum.

How common is رصاص on Earth?

رصاص makes up about 14 mg/kg of the Earth's crust — uncommon, but not rare.

→ السابق Tl Thallium Element 81 · Post-transition metal التالي ← Bi Bismuth Element 83 · Post-transition metal