Piombo (Pb) ed acqua

In che forma ed in che modo il piombo reagisce con l'acqua?

In condizioni normali il piombo non reagisce con l'acqua, ma quando il piombo entra in contatto con l'umidità dell'aria la sua reattività con l'acqua aumenta. Sulla superficie del piombo si forma un piccolo strato di ossido (PbO) e quando sia l'ossigeno che l'acqua sono presenti tale strato è convertito in idrossido di piombo
(Pb(OH)2):

2Pb(s)+ O₂(g) + 2H₂O(l) -> 2 Pb(OH)₂(s)

Solubilità di piombo e composti di piombo

Il piombo elementare non si dissolve in acqua in condizioni normali (20°C e pressione pari ad 1 bar). Può comunque trovarsi dissolto in acqua in forma di PbCO₃ or Pb(CO₃)₂^2- . Un esempio ben noto di composto di piombo solubile in acqua è il sale di piombo (acetato di piombo(II)), che deriva il proprio nome dalla sua natura dolce.
Il piombo spesso si lega da solfuro in solfito (S^2-), o da fosforo in fosfato (PO₄^3-). In tali forme il fosforo è estremamente insolubile, ed è presente in forma di composti immobili nell'ambiente. I composti di piombo sono generalmente solubili in acque dolci, leggermente acide.

Perchè il piombo è presente nell'acqua?

In passato furono spesso realizzate opere idriche in piombo e sono ancora presenti in vecchie costruzioni. Il piombo può parzialmente dissolversi dalle tubazioni nell'acqua che le attraversa. Il piombo può legarsi per in carbonato, in modo che quantità minori di piobo si dissolvano in acqua dura. All'interno dei tubi si forma uno strato di carbonato di piombo alcalino appena solubile. Questo strato funziona come rivestimento protettivo per il piombo di fondo delle tubazioni. I Romani durante le feste riempivano spesso i tubi di vino, inducendo lo strato a dissolversi e formare lo zucchero di piombo.
Malgrado la relativa tossicità, il suddetto acetato di piombo(II) fu applicato nel lontano diciannovesimo secolo, per zuccherare il vino ed altri bevande e alimenti.
L'inquinamento dell'acqua contenente composti di piombo derivante da minerali di piombo nell'industria estrattiva fu per la prima volta menzionato dall'architetto Vitruvius, nel 20 a.C., quando mise in guardia dei suoi effetti sulla salute. A Roma il cavo fu spesso liberato come sottoprodotto dall'estrazione mineraria dell'argento.
Il piombo bianco, un carbonato alcalino del piombo (2PbCO₃^.Pb(OH)₂), è un pigmento bianco. Non è più usato a causa della sua estrema tossicità. La vendita di tubi in piombo bianco è oggi proibita nei Paesi dell'Unione Europea.
Il piombo organico è usato nella produzione del petrolio ed i composti inorganici di piombo sono applicati per la produzione di vernice e batterie.
la maggior parte del piombo usato su scala industriale è usato per il produrre computer e schermi della TV. Il composto di piombo piombo tetraetilico è applicato come additivo nei combustibili. Questi composti di rame organici sono rapidamente convertiti in piombo inorganico e finiscono nell'acqua, a volte addirittura nell'acqua potabile. Fortunatamente, questo tipo di rilascio di piombo è sempre meno abbondante. Nell'architettura il piombo è usato in tetti e vetrate. Generalmente, il piombo dissolto o sospeso nell'acqua reflua proviene principalmente dalle strade, da tubi e terreni.
Nei Paesi Bassi, il piombo presente negli alimenti causa circa la metà dell'esposizione umana a piombo.

Quali sono gli effetti ambientali del piombo in acqua?

Il corpo umano contiene approssimativamente 120 mg di piombo. Circa il 10-20 % di piombo è assorbito dagli intestini. I sintomi da sovraesposizione a rame includono coliche, pigmentazione della palle e paralisi. Generalmente gli effetti all'avvelenamento da piombo sono neurologici o tetratogeni. Il piombo organico causa necrosi e neurosi, quello inorganico causa degenerazione anox e perdita di mielina. Entrambi i tipi di piombo possono causare edema cerebrale e congestione. I composti di piombo organico sono assorbiti più velocemente e quindi costituiscono un rischio maggiore. I derivati di piombo organico possono essere cancerogeni. Le donne sono solitamente maggiormente soggette ad avvelenamento da piombo rispetto agli uomini. Il piombo può causare disordini mestruali, infertilità ed aborto spontaneo e aumenta la possibilità di morte neonatale. I feti sono più sensibili ad avvelenamento da piombo rispetto alle madri e generalmente addirittura proteggono le madri da avvelenamento da piombo. Molto tempo fa il piombo veniva usato come mezzo di controllo delle nascite, per esempio come spermicida o per indurre l'aborto.
I bambini possono assumere una quantità più elevata di piombo rispetto agli adulti (fino al 40%), e di conseguenza sono più soggetti ad avvelenamento da piombo rispetto agli adulti. I sintomi includono un minore quoziente di intelligenza, alterazioni comportamentali e disturbi di concentrazione.
Il piombo si accumula nei tessuti delle gambe, il più severo disturbo da piombo è l'encelopatia. La tossicità da piombo è indotta dalla reazione tra ioni piombo e gruppi sulfodini di proteine liberi, come gli enzimi, che vengono disattivati. Inoltre il piombo può reagire con altri ioni metallici.

Quali tecnologie per la purificazione dell'acqua possono essere usate per rimuovere il piombo?

Le rimozione del piombo dall'acqua può essere realizzata attraverso la coagulazione, la filtrazione a sabbia e lo scambio ionico. Possono essere inoltre usati carbone attivo, filtrazione tramite KDF ed osmosi inversa.

Bibiliografia e altri elementi e loro interazione con l'acqua