Olovo

26.12.2019 - Štěpán Lamoš

Mám nohy jako z olova, olověná obloha - pro mnoho lidí jsou tato spojení běžná a pravděpodobně téměř každý si pod nimi představí šedý kov s vysokou hustotou, který lidstvo provází celá tisíciletí. Ale bude to tak navždy? Pojďme se podívat blíže na kov, který je v poslední době velice diskutovaným tématem, a to především v souvislosti s toxicitou a možným zákazem jeho používání rybáři a myslivci. Cílem tohoto článku není stranit zastáncům nebo odpůrcům použití olova při lovu, ale pouze poskytnout přehled o historii jeho použití a rizicích, která přináší.

Prvotním impulsem pro sběr informací byla snaha zjistit skutečný stav věcí, nezávislý na našich přáních, která jsou bohužel relativně častým faktorem ovlivňujícím mnohá rozhodnutí. Jako dlouholetý pracovník v biologickém výzkumu vím, že tento faktor se uplatňuje i ve vědeckém světě zabývajícím se biologickým a lékařským výzkumem, a to nejen na úrovni studentů. Na druhou stranu na rozdíl od různých prohlášení politiků a různých internetových článků procházejí vědecké studie recenzními řízeními, což do značné míry eliminuje riziko chyb. Proto jsem vedle běžných internetových zdrojů sáhl nejen po bakalářských pracích, ale rovněž po některých vědeckých, převážně přehledových studiích, které se touto problematikou zabývají. Vraťme se však k olovu.

Olovo představuje materiál, který díky svým vlastnostem, jako je relativně jednoduchá zpracovatelnost a vysoká odolnost vůči řadě faktorů, využívá lidstvo pravděpodobně již zhruba 8 000 let. Ryzí olovo se vyskytuje v přírodě jen vzácně. Nejčastěji se olovo nachází ve sloučeninách (rudách). Nejdůležitější rudou využívanou na výrobu olova je galenit (sulfid olovnatý). Jeho starší český název je zvláštně zvukomalebný výraz blejno olověné. Z dalších, méně běžných minerálů obsahujících olovo je to například uhličitan olovnatý (cerusit) nebo síran olovnatý (anglesit). Ložiska rud obsahujících olovo jsou evidována v řadě oblastí Čech, například v Kutné hoře nebo v Harrachově. Olovo se však u nás netěží. Dominantním producentem olova je Čína, která produkuje asi polovinu celosvětové produkce. V Evropě se vyprodukuje jen asi 6 % světové produkce olova. V tomto ohledu se nejvíce těží v Polsku, Švédsku a Irsku. Celková produkce olova byla v roce 2017 asi 4,5 miliónu tun a do ČR bylo dovezeno zhruba 153 tisíc tun olova a olověného šrotu. Celkové celosvětové zásoby olova se odhadují asi na 83 miliónu tun. Největší zásoby jsou v Austrálii. Zajímavé je, že olovo představuje konečný produkt radioaktivního rozpadu uranu a thoria, tudíž jeho absolutní množství se neustále zvyšuje.

V současnosti se olovo používá např. k výrobě akumulátorů, zápalek, clon zamezujících průchodu škodlivého záření, v keramických glazurách, skelných emailech, na výrobu střeliva a antikorozních nátěrů. Samozřejmě rovněž slouží k výrobě rybářských zátěží. Kromě toho se využívá oxid olovnatý, který se dodnes používá jako příměs do skla, například do tzv. českého křišťálu. Přítomnost olova sklo změkčuje, a proto se dobře brousí a ryje. U českého křišťálu bývá obsah oxidu olovnatého přibližně 24 %.

Známé je rovněž použití olova v tzv. olovnatých benzínech. Do nich se přidává ve formě sloučeniny s názvem tetraetylolovo. Je to těkavá bezbarvá kapalina, která snadno proniká kůží a lidské tělo ji rovněž vstřebává ze vzduchu v plicích. Úkolem tetraetylolova v benzínu je zabránit samovolnému vznícení benzínu před plánovaným zažehnutím. V Čechách se tento druh benzínu přestal prodávat v roce 2001. Důvodem bylo vysoké zamoření životního prostředí olovem, nikoli však způsobené uvolňováním samotného tetraetylolova. To je sice vysoce toxické, nicméně v průběhu spalování olovnatého benzínu dochází k jeho přeměně na oxidy olova a bez dalších přídavků může dojít k zadření motoru. Proto se současně přidává 1,2-dibrometan a následně vzniká těkavý bromid olovnatý, který odvádí olovo do výfukových plynů. Nechtěným efektem je v důsledku dalších reakcí vznik maličkých částic oxidů a uhličitanů olova ve výfukových plynech (ve velikosti 0,1-2 mikrometry). Dochází tak k ohromnému nárůstu reakční plochy ve srovnání se stejným množstvím olova v podobě jediného kusu pevné látky. Když se takto malé částice dostanou do kontaktu s kyselými roztoky, dochází k jejich rychlému rozpouštění a k výraznému nárůstu zamoření prostředí vstřebatelným olovem. Navíc částice s velikostí 1-5 mikrometru způsobují výrazné problémy, protože se ukládají v plicích. Popravdě se dalo očekávat, že přídavek olova do benzínů nepovede k ničemu jinému než zamoření prostředí olovem i bez znalosti celé chemie tohoto procesu. Vytvoření malých částeček, které toxicitu olova dále zvyšovaly, bylo jen neočekávaným negativním „bonusem“.

Olovo je rovněž součástí některých slitin, např. mosazi, pájky či ložiskového kovu. Ve formě slitin se často používá také na oblečení jako různé zipy, přezky nebo knoflíky. Olovo bývá obsaženo např. i v některých potiscích textilií. Kromě toho se stále používá jako stabilizátor v plastech nebo v pigmentech. Zvláště je možné se s ním setkat v pigmentech používaných na výrobu bílé, žluté a červené barvy. V nedaleké minulosti se olovo používalo k výrobě vodovodního potrubí. V dávné historii bylo jeho použití ještě rozmanitější. Například octan olovnatý, známý rovněž jako sladké olovo, se používal v podobě sladidla ve starověkém Římě. Později našel uplatnění při léčbě pohlavních chorob a průjmů. Jak je vidět, olovo nás obklopuje v různých podobách a jeho použití je opravdu různorodé.

Olovo je poměrně stálé a ve vodě nebo kyselině sírové skoro nerozpustné. Tento fakt se někdy vysvětluje jako důkaz, že se jedná o relativně neškodný kov, který se jen těžko dostává do našich těl a do těl rostlin a dalších živočichů. Je tomu skutečně tak?

Z hlediska toxicity je důležité, že olovo je výrazně lépe rozpustné v teplé kyselině chlorovodíkové a žaludeční šťávě. Za přístupu vzduchu je rovněž rozpustné v kyselině octové. Na olovu se v čistém prostředí vytváří vrstva oxidu olovnatého, která se vlivem vlhkosti a přístupu oxidu uhličitého ze vzduchu mění na šedobílý uhličitan olovnatý. Korozní rychlost je pod touto vrstvou zanedbatelná. Na druhou stranu při kontaktu s rukou rychle ulpívá na pokožce. Ačkoli je uhličitan olovnatý téměř nerozpustný ve vodě, v žaludeční šťávě se mění na chlorid olovnatý, čímž jeho rozpustnost vzrůstá. V přítomnosti slabých kyselin, např. kyseliny octové, dochází k dalším reakcím vedoucím k vytvoření ve vodě rozpustných produktů. Ty jsou rovněž daleko více náchylné k otěru nebo přímo odpadávají z povrchu olověných výrobků.

Nízká rozpustnost olova a nutnost poměrně vysokých dávek v řádu gramů pro navození jasných příznaků otravy na jednu stranu brání akutním otravám, na druhou stranu utvrzuje mnoho lidí v názoru o nízké toxicitě olova. To paradoxně v minulosti vedlo a stále může vést k silným chronickým zátěžím. V této souvislosti si občas vybavím, jak se někteří rybáři téměř radostně zakousnou do olověného broku, aby ho lépe upevnili na vlasci. Pánové nedělejte to - smrtelná dávka je sice relativně vysoká (20-30 g), vašemu zdraví to však neprospívá. Navíc díky obtisku na zubech můžete výrazně zvýšit reakční plochu a tudíž i vstřebatelnost olova.

Některé teorie o zániku Římské říše spojují její úpadek právě s používáním olova, které se již v té době používalo ke stavbě vodovodů a také k výrobě různých nádob na uchovávání potravin. Římané si navíc přislazovali vína již zmíněným octanem olovnatým. Ačkoli si starověcí Římané zřejmě uvědomovali jedovatost olova, značně podceňovali jeho dlouhodobé působení v malých dávkách vedoucí k chronickým otravám.

Není ale třeba se tomu příliš podivovat. Stačí pohlédnout do soudobé historie. Není to tak dávno, co se hojně používalo DDT a azbest, přičemž v té době již byly různé toxikologické přístupy na daleko vyšší úrovni. Hledání bezpečných dávek u všech těchto látek, včetně olova, je navíc skoro nemožné, jelikož počítá s průměry, ale opomíjí fakt, že každá bytost je vysoce individuální. Navíc se při něm nezohledňuje působení dalších faktorů ani to, že v řadě případů dochází k postupné akumulaci v prostředí, včetně lidského těla. A to je bohužel i případ olova.

Olovo se velice málo vstřebává neporušenou kůží. Na druhou stranu, pokud se dostane z rukou do úst a následně do žaludku, jeho vstřebávání se dramaticky zvyšuje. Vstřebávání olova je daleko vyšší u dětí. Udává se, že zatímco dospělý organismus vstřebá asi 8 % přijatého olova, dětský vstřebá asi 50 %. Podle různých studií působí olovo především na nervový systém, a tudíž příliš nepřekvapí, že negativně ovlivňuje inteligenci a chování zasažených jedinců. Studie studující vliv olova na inteligenci dětí ukázaly, že i velice nízké dávky vedou k výrazným změnám inteligence u dětí. Vzhledem k postupnému ukládání olova v organismu obecně platí, že i relativně nízké dávky olova v okolním prostředí mohou vést k výrazným otravám, pokud se jedná o pravidelnou expozici. Akutní intoxikace olovem vyvolává encefalopatii (poruchu mozkových funkcí), silné bolesti břicha, zvracení, průjem, kóma, křeče a v některých případech i smrt. Chronická intoxikace může způsobit slabost, protrahované bolesti břicha, anémii, nevolnost, hubnutí, únavu, bolesti hlavy a ztrátu kognitivních funkcí, zejména u dětí. Přítomnost olova v lidském organismu může být rovněž příčinou osteoporózy, svalových slabostí, bolestí hlavy, chudokrevnosti, podrážděnosti, vysokého krevního tlaku, ledvinových obtíží, kazivosti zubů, snížení činnosti štítné žlázy nebo depresí a stavů úzkosti. Obecně se dá říct, že není o co stát.

Olovo se ukládá především v kostech a zubech. Zde se ukládá až 90 % akumulovaného olova, u dětí je to asi 75 %. Část olova se ukládá do měkkých tkání, jako jsou ledviny nebo játra. Poločas setrvání olova (doba, za kterou se vyloučí polovina olova) je v případě tvrdých tkání několik desítek let, některé studie uvádějí i 50 let. To znamená, že olovo získané v dětství nás doprovází ve vysokém procentu až do konce života. U měkkých tkání a krve je poločas setrvání zhruba 40 dní. Zvláště nebezpečné je olovo pro děti do šesti let věku.

Akutní smrtelná dávka se odhaduje na 21 g pro dospělého člověka při příjmu orální cestou. Ovšem již 2 g vyvolají těžkou otravu. Současně je zřejmé, že požití 20 gramových broků představuje vyšší nebezpečí než spolknutí jedné 20gramové olivky, a to kvůli významně většímu povrchu broků. Odhaduje se, že průměrný člověk o váze 70 kg má v sobě asi 120 mg olova a denně se do jeho organismu dostává asi 280 mikrogramů. Je zajímavé, že olovo pravděpodobně není pro život důležité, a to ani ve stopových množstvích. Jinými slovy, jakékoli stopy olova v lidském těle jsou z hlediska fungování organismu přinejmenším zbytečné, spíše však škodlivé.

Další možností vstupu olova do organismu je vdechování par olova. Olovo taje přibližně při 327 °C a vře při 1 755 °C. Ve vzduchu se olovo objevuje již mezi 400-500 °C, při 600 °C je tenze par již dostatečná na to, aby se mohly vytvořit hygienicky nebezpečné koncentrace. Zvláště nebezpečné je v tomto ohledu zahřívání olova nad 1 000 °C. Takže opatrně s odléváním olova v nevětraných prostorách, o jeho slitinách ani nemluvě.

V ČR sice došlo v průběhu let ke snížení expozice vůči olovu v městském prostředí, zvláště díky zákazu používání olovnatého benzínu, ovšem stále se jedná o nadlimitní hodnoty. Velkým problémem je zejména to, že olovo v organismu zůstává a jeho působení narůstá. Navíc cesty jeho příjmu jsou někdy docela záludné a pro běžného člověka těžko předvídatelné. Například v roce 1975 se prováděly zkoušky pitné vody ve skandinávských zemích. Výsledky ukázaly, že pitná voda obsahuje značné množství olova. To pocházelo z měděných vodovodních trubek s příměsí olova, které se následně do vody uvolňovalo.

Zatímco toxicita olova byla již dávno prokázána, přesné mechanismy jeho působení již tak jasné nejsou. Navíc například vliv olova na naši DNA, tedy to nejcennější, co v sobě nese každá buňka našeho těla, může být velice plíživý. Jasné důkazy o indukci nádorových onemocnění byly získány za pomoci myší, kterým bylo podáváno olovo v různě vysokých dávkách. V případě lidí pochopitelně podobné důkazy chybí, proto je nutné vycházet ze statistických dat náhodně ovlivněných osob, která jsou zatížená vysokým počtem různých dalších faktorů. Momentální neznalost těchto vlivů však neznamená jejich neexistenci. A právě případný vliv olova na strukturu DNA může s sebou přinášet zvláště v pozdějším věku další nežádoucí efekty včetně onkologických onemocnění. To je bohužel fakt, který si uvědomuje jen málokdo.

Jakýkoli živočich včetně člověka má svůj osud z velké části zapsán v genech, ve kterých se postupně s věkem hromadí chyby. Odhaduje se, že v průběhu jediného dne musí jedna lidská buňka opravit tisíce chyb, přičemž již jediná chyba může vést k naprosto zásadní změně chování buňky. Velká část těchto chyb se přisuzuje působení prostředí, např. radiaci nebo přítomnosti chemikálií. Tyto faktory mohou přímo indukovat chyby v DNA nebo bránit jejich opravě. Pokud je buňka neopraví nebo je opraví špatně, vede to zpravidla k její smrti nebo ještě hůře k jejímu nekontrolovatelnému dělení. Bez ohledu na nejasnosti ohledně mechanismu působení olova je jeho negativní vliv na zdraví natolik průkazný, že ho nelze přirovnat k pověstnému mávnutí motýlích křídel.

Toxicita olova ještě nutně nemusí znamenat, že olověné rybářské zátěže vykazují výrazný vliv na prostředí. Ve velké míře dochází k jejich zanesení sedimenty a tudíž ke snížení jejich expozice vůči rostlinám a živočichům. Otázka ukládání olověných zátěží na dnech vodních toků a nádrží a jejich vlivu na tyto systémy je proto daleko méně jasná, než fakt, že olovo je pro lidi toxické. Obecně se nejvíce zvažuje vliv olova na vodní ptactvo. Předpokládá se, že vodní ptáci mohou pozřít malé kousky olova v důsledku záměny za malé kamínky. Takové chování bylo skutečně prokázáno tam, kde se používají olověné broky a brokové zbraně při lovu v mělčích vodách. Navíc u ptáků se ve svalnatém žaludku zčásti natrávená potrava mechanicky rozmělňuje vydatnými mlecími pohyby žaludku, přičemž snadnějšímu mechanickému zpracování potravy napomáhá písek nebo drobné kamínky (tzv. grit) přítomné v žaludku. Není třeba velké představivosti, abychom přišli na to, co se stane s měkkými broky v takovém mlýnku a jak naroste plocha vystavená působení žaludeční šťávy. Proto v Česku platí již od roku 2011 zákaz používání olověných broků v mokřadech, kde je riziko ohrožení ptáků nejvyšší. V případě olověných zátěží je pravděpodobnost jejich pozření díky malému množství „vhodných“ velikostí malá. Zde paradoxně platí, že větší velikosti jsou daleko bezpečnější než malé, jelikož vylučují záměnu s malým kamínkem. Vliv usazeného olova na vodní organismy včetně ryb je v současnosti málo prozkoumaný. Absence důkazů však ještě neznamená neexistenci problémů a zdravý rozum velí být v případě neznalosti navýsost opatrný. Koneckonců jen blázen vběhne nahý do pralesa, aniž by si předem ověřil, jak takový prales vypadá a co tam může očekávat.

Je otázka, kolik olova uloží myslivci a rybáři do lesů a rybníků. Některé odhady hovoří o 21 tunách olova vystříleného českými myslivci ročně. Myslivci odhadují, že ročně zůstane ležet na jednom hektaru honební plochy 30 až 40 jednotlivých broků, tedy necelých 10 g olova. Pokud jde o rybáře, je odhad daleko obtížnější. Zatímco běžné zátěže používané k lovu na plavanou nebo na položenou zřejmě nebudou tak často zůstávat na dnech toků, vláčkaři používající měkké nástrahy s olověnými hlavičkami budou zřejmě daleko většími hříšníky. Navíc ozdobí dna nádrží tělíčky různých barev.

Jen namátkou jsem se podíval, z čeho se tato tělíčka vyrábějí. Jak se zdá, převážně se jedná o měkčené PVC, ačkoli se používají i jiné materiály. Jako změkčovadla se v případě PVC používají nechvalně proslulé ftaláty a rovněž adipáty, jako stabilizátor se používá právě olovo, dříve i kadmium. Obsah ftalátů může být až 50 %. Nicméně i v tomto ohledu se blýská na lepší časy a zřejmě dojde k postupné náhradě těchto hmot o něco méně toxickými výrobky. Současně se ukazuje, že není právě dobrou volbou mít společně v jedné krabičce olověné hlavičky a tělíčka měkkých nástrah. Podle mých zkušeností dochází k rychlému pokrytí hlaviček solemi olova a někdy i k odpadávání takto vzniklých vrstev do krabičky. Jelikož nevím, z čeho jsou tělíčka vyrobená, je obtížné odhadnout, co je příčinou. Z občasného průvanu v peněžence však vím, že právě hlavičky a tělíčka jsou vedle háčků silně spotřebním materiálem a tudíž velice často končí na dnech našich vod.

Nezávisle na podobných odhadech je nezpochybnitelné, že zatímco toxicita olova je průkazná, míra toxicity způsobená působením rybářských zátěží je nejasná. Na druhou stranu je třeba si uvědomit, že případná náhrada olova v našich krabičkách jinými materiály, případně olůvky s povrchovou úpravou, je rozhodně zdravější i pro samotné rybáře v porovnán s olovem pokrytým vrstvou různých solí olova, které se jednak lehce stírají a jednak lépe vstřebávají. Málo se rovněž ví, že jedním z faktorů, který přispívá k akumulaci olova v lidském těle, je kouření. Běžná dávka získaná různými potravinami je však stále výrazně vyšší než případný vliv kouření. Takže, milí kuřáci, olova se v souvislosti s vaší zálibou bát až tolik nemusíte. Bohužel to je poslední dobrá zpráva, a to kvůli obsahu kadmia a dalších „lahůdek“ v cigaretách. O tom by však bylo nutné napsat docela jiný článek.