Тяжелые металлы - Загрязнения окружающей среды

В нашей республике добываются и перерабатываются сурьма, хром, свинец молибден. Эти и другие металлы: ртуть кадмий цинк, ванадий, марганец, висмут, кобальт, никель, медь, стронций и олово-называют тяжелыми металлами. В последнее время благодаря исследованиям ученых, было выяснено что тяжелые металлы могут оказывать негативное влияние на здоровье человека. Тяжелые металлы опасны тем, что, включаясь в биохимические циклы живого организма, они практически не выводятся из него и могут накапливаться, вызывая тяжелые отравление и различные патологические изменения. Попадая в организм тяжелые металлы ослабляют его иммунитет и стимулируют заболевания печени почек, легких, появление сердечной недостаточности, образование раковых опухолей, нарушение работы ЖКТ, повреждение нервной системы и др. Например никель способен вызывать рак, а постоянный контакт с сурьмой и кадмием приводит к расстройству желудка, ослаблению иммунитета, болезням печени и почек.

Попадание в организм ртути и свинца приводит к нарушению нервной деятельности, вызывает уродство у детей в период развития. Тяжелые металлы проникают в организм незаметно - например, через воздух с пылью или через питьевую воду. Источниками загрязнения воды ионами тяжелых металлов служат сточные воды гальванических цехов ипредпритий горнодобывающей промышленности, а так же черной и цветной металлургии и машиностроительные заводы. Кроме того, многие тяжелые металлы входят в состав удобрений и пестицидов и часто попадают вместе со стоками сельскохозяйственных угодий в водоемы, а оттуда - в питьевую воду. А теперь я хочу охарактеризовать некоторые самые важные тяжелые металлы которые влияют на здоровье человека:

Свинец. В настоящее время свинец вызывает повышенный интерес как приоритетный загрязнитель окружающей среды, ежегодные промышленные и транспортные выбросы которого превышают 400 тысяч тонн, угрожая здоровью миллионов людей, особенно детей. В последнее десятилетие врачи-гигиенисты и социологи бьют тревогу по поводу снижения умственного развития детей в регионах с высокой автотранспортной нагрузкой. При этом на здоровье негативно влияют не только высокие, но и постоянно действующие низкие концентрации свинца.

Особенно это важно для детей первых пяти лет жизни, когда растущий организм наиболее уязвим и находится в стадии формирования сенсорных и психосоциативных механизмов. Свое разрушительное действие на детский организм свинец оказывает уже внутриутробно. Начиная с 4-х-месячного срока беременности, он свободно переходит от матери к младенцу, накапливаясь в костной ткани, вследствие чего у новорожденных может наблюдаться нарушение психомоторики. Для примера, в г. Барнауле в ткани плаценты рожениц определяются 11 микроэлементов, в том числе свинец. Повышенное содержание свинца в ткани плаценты было отмечено среди рожениц, проживающих в зонах загрязнения атмосферного воздуха свинцом в концентрациях выше предельно-допустимых. У детей в больших городах в возрасте до 2-х лет свинец помимо всасывания в кровь вызывает неизлечимый гиповитаминоз Д (рахит) и аномальную хрупкость костей.

Многочисленные автозаправочные станции стали привычным атрибутом современной жизни горожанина. Возможно, вы автомобилист и периодически вынуждены заправляться бензином или ваш привычный маршрут проходит рядом с автозаправочной станцией, пары бензина с одинаковой вероятностью могут проникать в ваши легкие. Вдыхание паров бензина любой марки (даже без свинцовых добавок) при непосредственном засасывании бензина в шланг, может вызвать симптомы "бензиновой пневмонии": нарушения дыхания, тахикардию, судороги. Клинические проявления свинцового токсикоза многочисленны. В первую очередь поражаются органы кроветворения (анемия микроцитарная, нормохромная, морфологически неотличимая от железодефицитной анемии), нервная система (энцефалопатия и нейропатия) и почки (нефропатия). Механизм токсического действия свинца, как и других тяжелых металлов, заключается в блокировании функциональных SH-групп белков. Наиболее сильному воздействию свинца подвержена гидратаза дельта-аминолевулиновой кислоты, катализирующая процесс формирования протобилиногена и гемсинтетазы, связывающее железо в протопорфирин. Снижение активности этих ферментов - один из наиболее ранних признаков сатурнизма. По классификации МАИР свинец и его неорганические соединения относятся к группе 2Б (возможные канцерогены для человека).

К сожалению, остается множество проблем с проведением мероприятий по снижению свинцовых выбросов, поэтому мы несем немалую долю ответственности за выбор места жительства, отдыха и прогулок для себя и своих детей.

Ртуть Hg (Hydrargyrum - жидкое серебро) по своим свойствам резко отличается от других металлов: в нормальных условиях ртуть находиться в жидком состоянии, обладает очень слабым сродством к кислороду, не образует гидроксидов. Это высокотоксичный, кумулятивный (т. е. способный накапливаться в организме) яд. Поражает кроветворную, ферментативную, нервную системы и почки. Наиболее токсичны некоторые органические соединения, особенно метилртуть. Ртуть относится к числу элементов, постоянно присутствующих в окружающей среде и живых организмах, содержание ее в организме человека составляет 13 мг.

Кодексным комитетом объединенной комиссии ФАО и ВОЗ установлена недельная безопасная доза присутствия общей ртути - 5 мкг, т. е. пять миллионных долей грамма (!) на каждый килограмм массы человеческого тела. Допустимая концентрация металлической ртути в воздухе - 0,0001 мг на один литр. Что же касается метилртути, то ее доля еще меньше - всего 3,3 мкг/кг массы тела. Метилированная форма ртути из-за большей растворимости в жирах быстрее проходит через биологические мембраны по сравнению с неорганической ртутью. Например, метилированная ртуть легче проникает через плаценту, в результате чего воздействует на развивающиеся эмбрион и плод. Выявлены случаи высокой концентрации метилртути в крови новорожденных, в то время как содержание ртути в материнской крови соответствовало норме.

При поступлении в организм из окружающей среды ртуть распределяется по органам и субклеточным структурам. В организме ртутные соединения проникают в различные органы и ткани, но больше всего их обнаруживают в крови, печени, почках и головном мозгу. В клетках наблюдается неравномерное распределение ртути: 54% накапливается в растворимой фракции, 30% - в ядерной, 11% - в митохондриальной, 6% - в микросомальной.

В крови снижается количество эритроцитов, в печени и почках развиваются дегенеративные изменения. В желудочно-кишечном тракте возникают сильные воспалительные процессы. При остром отравлении ртутными соединениями отмечаются характерный металлический вкус во рту, слюнотечение, боли в деснах, зубах, животе, жидкие выделения из желудка, содержащие кровь. В дальнейшем вследствие поражения почек наступает полное прекращение мочеотделения, в организме накапливаются вредные вещества, усугубляющие тяжелое состояние, что приводит к смертельному исходу через 5-6 дней, а иногда и ранее.

Выделение ртути из организма осуществляется различными путями, но очень медленно: через желудочно-кишечный тракт (18-20%), почками (40%), слюнными железами (20-25%) и т. д.

Некоторые сильнодействующие соединения ртути - гранозан, меркуран и другие - длительное время использовали в качестве обеззараживающих средств, например для протравливания семян. Хлорид ртути (II) HgCI2, или сулему, применяли для дезинфекции медицинского инвентаря, лабораторной посуды, поверхностного обеззараживания кожи. Естественно, что при этом не исключены были случаи попадания ее в организм. Использовали растворы концентрацией от 1:1000 до 1:5000. Однако сулема даже в столь низких концентрациях очень токсична, оказывает повреждающее действие на животные ткани, обладает коррозионными свойствами. Сейчас применение сулемы для дезинфекции строго ограничено. Более эффективными и менее токсичными оказались некоторые органические соединения ртути. Для наружного применения рекомендованы, например, нитрат фенилртути и амидохлорид ртути. Последний применяют в виде 10%-й мази при лечении ран и грибковых поражений кожи. Следует помнить, что применение любых ртутных препаратов требует строгого соблюдения правил предосторожности, поскольку ртуть способна проникать в организм и через кожу.

Как же попадает к нам ртуть? Самыми разными путями. К примеру, при производстве хлора электролитическим методом возможно образование сточных вод, загрязненных хлором, ртутью и ее солями. Присутствие в таких водах ртути даже в ничтожно малых концентрациях (менее 0,001%) способствует подавлению и полному прекращению в них всех биологических процессов. Это делает невозможной очистку воды на полях орошения, на сооружениях искусственной биологической очистки и в естественных водоемах. Ртутные соединения, сбрасываемые в водоемы, имеют свойство накапливаться в рыбе, обычно пропорционально ее возрасту и размеру. Особенно велико содержание ртути в хищных рыбах. При этом метилртуть в рыбах составляет от 50 до 90% общей ртути, а кулинарная тепловая обработка снижает содержание ртути в рыбе лишь на 20%. Как говорится, информация к размышлению для любого и каждого.

Иногда источником повышенного содержания ртути в продуктах становится зерно, обработанное ртутьорганическими препаратами, в том числе уже упоминавшимся гранозаном. Этилмеркурхлорид, являющийся действующим веществом гранозана, обладает большой стойкостью, вследствие чего ошибочное использование протравленного им зерна или продуктов из него для пищевых или кормовых целей может привести к тяжелым отравлениям даже спустя много времени после его переработки. Токсичность зерна в этом случае сохраняется и после многократного промывания его в воде.

Из растительных продуктов ртути более всего содержится в какао-бобах, а, следовательно, и в шоколаде (до 0,1 мг/кг), изготовленном на их основе.

Кадмий Cd - элемент высокой токсичности. В определенных условиях ионы кадмия, обладая большой подвижностью в почвах, легко переходят в растения, накапливаются в них и затем поступают в организм животных и человека.

Исследования, проведенные на животных различных уровней организации - от микроорганизмов до млекопитающих, - показали, что соли кадмия обладают мутагенными и канцерогенными свойствами и представляют потенциальную генетическую опасность.

Кадмий блокирует работу ряда важных для жизнедеятельности организма ферментов. Кроме того, он поражает печень, почки, поджелудочную железу, способен вызвать эмфизему или даже рак легких. Вредность кадмия усугубляется его исключительной кумулятивностью. В связи с этим даже при незначительном количестве поступающего элемента его содержание в почках или в печени может через некоторое время достигнуть опасной концентрации. Кадмий плохо выводится, и от 50 до 75% его от попавшего количества удерживается в организме.

Наиболее типичным проявлением отравления кадмием является нарушение процессов поглощения аминокислот, фосфора и кальция в почках. После прекращения действия кадмия повреждения, вызванные его действием в почках, остаются необратимыми.

Учеными доказано, что нарушение процессов обмена в почках может привести к изменению минерального состава костей. Следует заметить, что на токсичность кадмия влияет содержание цинка в пищевых продуктах. При достаточном поступлении цинка в организм токсичность кадмия снижается.

Содержание кадмия в растительных продуктах зависит от дозы удобрения полей суперфосфатом. Избыток суперфосфата смывается дождями в реку. Туда же несут его и грунтовые воды.

Другой могучий источник кадмия - сточные воды гальванических цехов и производств.

Кадмий может появиться и в консервном производстве при использовании жестяной тары (соединение деталей которой осуществляется пайкой) при нарушении технологии пайки, применении случайных припоев или некачественных покрытий.

Кадмий может накапливаться в печени рыб до весьма значительного количества. Установлено и большое содержание его в устрицах. Он может накапливаться и в печени животных...

ФАО и ВОЗ установили для него предельную безопасную дозу - 6,7-8,3 мкг/кг.

Медь Cu в определенных количествах необходима для нормального функционирования человека и животных. Клиническая практика показала, что в ряде случаев возникновение анемии у человека было связано с недостатком меди в продуктах питания. Суточная потребность взрослого человека в меди, по данным ВОЗ, определяется в 2-5 мг или 30 мкг/кг массы тела. Максимально допустимое суточное поступление - 50 мкг/кг.

Лишь небольшая часть меди в организме человека находится в виде свободных ионов, основная же часть связана в виде комплексных соединений с белками. Основным белком, содержащим медь, является церулоплазмин. Медь входит в состав ряда важных ферментов, принимающих участие в окислительно-восстановительных реакциях, - цитохромоксидазы, аминооксидазы и др.

Однако в избыточных количествах медь оказывает токсическое действие. При попадании в организм с пищей, содержащей более 50 мкг/кг, наблюдаются характерные признаки отравления - металлический вкус во рту, неукротимая рвота, боли в животе. При поступлении в меньших количествах медь накапливается в печени, что вызывает физиологические расстройства в организме - тошноту, рвоту, желудочную боль.

Некоторые соединения меди играют роль катализаторов окислительных процессов в пищевых продуктах. Кроме того, ряд соединений меди разрушают витамины С и А, ухудшают органолептические показатели, способствуют образованию токсичных продуктов окисления липидов. Вследствие отмеченных свойств допустимые нормы содержания меди в продуктах устанавливают часто ниже норм, определенных по токсикологическим показателям.

Как попадает в наш организм медь? Очень часто опять-таки через сточные воды химических и фармацевтических производств. Например, при производстве витамина В2 в сточных водах содержится 65 мг/л меди. Правда, сейчас учеными Института органической химии им. Н. Д.Зелинского РАН разработан метод очистки стоков, снижающий содержание в них меди с 65 до 0,15 мг/л.

Цинк Zn - элемент, необходимый нашему организму. Потребность человека в цинке в десять раз больше, чем в меди. Доказано, что цинк является компонентом почти 80 ферментов. К таким ферментам относятся полимеры нуклеиновых кислот, лактам-, алкоголь - и ретинолдегидрогеназы, а также фосфатаза, протеазы и другие. Дефицит цинка проявляется в различных симптомах, связанных с нарушением функций названных ферментов.

Следствием недостатка цинка в питании является замедленный рост детей и подростков и трудное заживление ран. На основании многочисленных исследований ВОЗ предложена суточная доза потребления цинка с пищей для взрослого человека - 22 мг.

Различие между необходимым количеством потребляемого с пищей цинка и его токсичным уровнем достаточно велико.

По данным ВОЗ, критический сверхдопустимый предел поступления цинка в организм человека составляет 200 мг в сутки.

Цинк плохо всасывается и оказывает в основном местное раздражающее действие на слизистую желудка. Симптомы отравления появляются очень быстро (от нескольких минут до 2-3 часов) после поступления цинка и проявляются в виде тошноты, рвоты, расстройства желудка. Дети более чувствительны к отравлению цинком, чем взрослые.

Олово Sn - элемент средней токсичности. Наблюдались случаи массового отравления при потреблении различных соков с содержанием олова 300-500 мг/кг. В консервированных продуктах, особенно в присутствии нитратов, содержание олова из-за жестяной коррозии при длительном хранении может достичь величины, опасной для здоровья

Похожие статьи




Тяжелые металлы - Загрязнения окружающей среды

Предыдущая | Следующая