Як захистити себе від впливу важких металів 1 страница

Введення
Не будемо, однак, занадто радіти
нашими перемогами над природою.За кожну
таку перемогу вона нам мстить.Кожна з
цих перемог має, щоправда, в першу чергу
ті наслідки, на які ми розраховували,
але в другу і третю чергу
зовсім інші, непередбачені наслідки,
які часто знищують значення перших.
Ф. Енгельс
Важкі метали - це елементи періодичної системи хімічних елементів Д.І. Менделєєва, з відносною молекулярною масою більше 40. Одним з найсильніших за дією і найбільш поширеним хімічним забрудненням є забруднення важкими металами.
До важких металів ставляться більше 40 хімічних елементів періодичної системи Д.І. Менделєєва, маса атомів яких становить понад 50 атомних одиниць.
Ця група елементів бере активну участь у біологічних процесах, входячи до складу багатьох ферментів. Група "важких металів" багато в чому збігається з поняттям "мікроелементи". Звідси свинець, цинк, кадмій, ртуть, молібден, хром, марганець, нікель, олово, кобальт, титан, мідь, ванадій є важкими металами.
Важкі метали, потрапляючи в наш організм, залишаються там назавжди, вивести їх можна тільки за допомогою білків молока і білих грибів. Досягаючи певної концентрації в організмі, вони починають своє згубний вплив - викликають отруєння, мутації. Крім того, що самі вони отруюють організм людини, вони ще і чисто механічно засмічують його - іони важких металів осідають на стінках найтонших систем організму і засмічують ниркові канали, канали печінки, таким чином, знижуючи фільтраційну здатність цих органів. Відповідно, це призводить до накопичення токсинів і продуктів життєдіяльності клітин нашого організму, тобто самоотруєння організму, тому що саме печінка відповідає за переробку отруйних речовин, що потрапляють в наш організм, і продуктів життєдіяльності організму, а нирки - за їхнє виведення назовні Джерела надходження важких металів поділяються на природні (вивітрювання гірських порід та мінералів, ерозійні процеси, вулканічна діяльність) і техногенні (видобуток і переробка корисних копалин, спалювання палива, рухтранспорту, діяльність сільського господарства).
Частина техногенних викидів, які надходять у природне середовище у вигляді тонких аерозолів, переноситься на значні відстані і викликає глобальнезабруднення.
Інша частина надходить в безстічні водойми, де важкі метали накопичуються і стають джерелом вторинного забруднення, тобто утворення небезпечних забруднень у ході фізико-хімічних процесів, що йдуть безпосередньо в середовищі (наприклад, освіта з нетоксичних речовин отруйного газу фосгену).
Важкі метали накопичуються в грунті, особливо у верхніх гумусових горизонтах, і повільно видаляються при вилуговуванні, споживанні рослинами, ерозії і дефляції - видуванні грунтів. Період напіввидалення або видалення половини від початкової концентрації становить тривалий час: для цинку - від 70 до 510 років, для кадмію - від 13 до 110 років, для міді - від 310 до 1500 років і для свинцю - від 740 до 5900 років. У гумусової частини грунту відбувається первинна трансформація потрапили в неї сполук.
Важкі метали володіють високою здатністю до різноманітних хімічних, фізико-хімічних і біологічних реакцій. Багато з них мають змінну валентність і беруть участь в окисно-відновних процесах. Важкі метали та їх сполуки, як і інші хімічні сполуки, здатні переміщатися і перерозподілятися в середовищах життя, тобто мігрувати. Міграція сполук важких металів відбувається в значній мірі у вигляді органо-мінеральної складової. Частина органічних сполук, з якими зв'язуються метали, представлена ​​продуктами мікробіологічної діяльності. Ртуть характеризується здатністю акумулюватися в ланках «харчового ланцюга».Мікроорганізми грунту можуть давати стійкі до ртуті популяції, які перетворюють металеву ртуть в токсичні для вищих організмів речовини. Деякі водорості,гриби і бактерії здатні акумулювати ртуть у клітинах.
Ртуть, свинець, кадмій входять до загального переліку найбільш важливих забруднюючих речовин навколишнього середовища, узгоджений країнами, що входять в ООН.
!Заб руднення навколишнього середовища
Під забрудненням навколишнього середовища розуміють небажані зміни фізичних, фізико-хімічних та біологічних характеристик повітря, грунтів, вод, які можуть несприятливо впливати на життя людини, необхідних йому рослин, тварин і культурне надбання, виснажувати або псувати його сировинні ресурси. Ці негативні зміни є результатом діяльності людини. Вони переривають або порушують процеси обміну і кругообігу речовин, їх асиміляцію, розподіл енергії, в результаті змінюються властивості навколишнього середовища, умови існування організмів, знижується продуктивність або ж руйнуються екосистеми. Прямо чи опосередковано такі перетворення впливають на людину через біологічні ресурси, води і продукти.
Основні джерела забруднень антропогенного походження:
. теплові електростанції (27%),
. підприємства чорної (24%) і кольоровий (10,5%) металургії,
. нафтохімічної промисловості (15,5%),
. будівельних матеріалів (8,1%), хімічної промисловості (1,3%),
. автотранспорту (13,3%).
Типи забруднень і шкідливих впливів: фізичні забруднення - радіоактивні елементи (випромінювання), нагрівання або теплове забруднення, шуми; біологічні забруднення - мікробіологічне отруєння дихальних і харчових шляхів (бактерії, віруси), зміна біоценозів внаслідок впровадження чужорідних рослин або тварин; хімічні забруднення - газоподібні похідні вуглецю і рідкі вуглеводні, миючі засоби, пластмаси, пестициди, похідні сірки, важкі метали, фтористі сполуки, аерозолі та ін; естетичний шкоду - порушення ландшафтів, примітних місць малопривабливими будівлями та ін Крім того, виділяють групи забруднюючих факторів: матеріальні, включають механічні (аерозолі, тверді тіла та частки у воді та грунті), хімічні (різноманітні газоподібні, рідкі та тверді хімічні сполуки), біологічні забруднення (мікроорганізми і продукти їх діяльності), енергетичні (фізичні) забруднення - енергія теплова, механічна (вібрація, шум, ультразвук), світлова, електромагнітні поля, іонізуючі випромінювання.
Радіоактивні відходи - матеріальні та енергетичні забруднення. Розрізняють також точкові (зосереджені) і розосереджені джерела забруднення, а також джерела забруднення безперервної та періодичної дії.
Забруднювачі бувають:
. стійкі неразлагаемого (наприклад, солі ртуті, фенольні з'єднання з довгим ланцюгом, ДДТ, алюмінієві банки та ін), не існує природних процесів, що розкладають ці забруднювачі з тією ж швидкістю, з якою вони вводяться в екосистеми;
. нестійкі (побутові стічні води, надлишок нітратів та ін), що руйнуються під впливом біологічних процесів.
Атмосферне забруднення - присутність у повітрі різних газів, парів, часток твердих і рідких речовин, включаючи і радіоактивні, негативно впливають на живі організми, погіршують умови життя людини і завдають йому матеріальної шкоди.
В атмосферу Землі за рік викидається, млн. т: оксиду вуглецю 200, діоксиду вуглецю більше 20, діоксиду сірки 200, оксидів азоту 53, пилу більше
250, золи 120, вуглеводнів більш 50, фреонів 1, свинцю 0,4 і т.д.
Про забруднення навколишнього природного середовища шкідливими речовинами зараз знають майже все. Засоби масової інформації - друк, радіо ітелебачення - намагаються формувати такі знання у різних груп населення. Очевидно, що уявити хороший огляд того, як, чим і в яких кількостях забруднюється наш великий спільний дім - біосфера - практично неможливо. До теперішнього часу людство ввело в біосферу більше 4 мільйонівксенобіотиків (чужорідних для неї антропогенних речовин) і продовжує вводити по 6 тисяч речовин щодня. Зрозуміло, що питома вага, частка різних шкідливих речовин у забрудненні навколишнього середовища не є однаковими. Г.В. Новіков і А.Я. Дударєв (1978), наприклад, у своїй роботі про охорону навколишнього середовища сучасного міста привели наступні дані Баттелевського інституту про «внесок» окремих речовин у забруднення навколишнього середовища в 1970 і 1971 рр.. У 1971 р. перше місце в цьому списку зайняли важкі метали Виділення їх в навколишнє середовище відбувається в основному при спалюванні мінерального палива. У золі вугілля і нафти виявлені практично всі метали. У кам'яновугільної золі, наприклад, за даними Л.Г. Бондарева (1984), встановлено наявність 70 елементів. У 1 т в середньому міститься по 200 г цинку та олова, 300 г кобальту, 400 г урану, за 500 г германію та миш'яку. Максимальний вміст стронцію, ванадію, цинку і германію може досягати 10 кг на 1 т. Зола нафти містить багато ванадію, ртуті, молібдену та нікелю. У золі торфу міститься уран, кобальт, мідь, нікель, цинк, свинець. Так, Л.Г. Бондарєв, враховуючи сучасні масштаби використання викопного палива, приходить до наступного висновку: не металургійне виробництво, а спалювання вугілля являє собою головне джерело надходження багатьох металів у навколишнє середовище. Наприклад, при щорічному спалюванні 2,4 млрд. т кам'яного і 0,9 млрд. т бурого вугілля разом із золою розсіюється 200 тис. т миш'яку та 224 тис. т урану, тоді як світове виробництво цих двох металів становить 40 і 30 тис. т на рік відповідно.
Цікаво, що техногенне розсіювання при спалюванні вугілля таких металів, як кобальт, молібден, уран і деякі інші, почалося задовго до того, як стали використовуватися самі елементи. «До теперішнього часу (включаючи 1981 р.), - Продовжує Л.Г. Бондарєв, - у всьому світі було видобуто і спалено близько 160 млрд. т вугілля і близько 64 млрд. т нафти. Разом із золою розсіяні в навколишньому середовищі багато мільйонів тонн різних металів».
Добре відомо, що багато хто з названих металів і десятки інших мікроелементів знаходяться в живій речовині планети і є абсолютно необхідними для нормального функціонування організмів. Але, як мовиться, «все добре в міру». Багато з таких речовин при їх надлишковій кількості в організмі виявляютьсяотрутами, починають бути небезпечними для здоров'я. Так, наприклад, безпосереднє відношення до захворювання на рак мають: миш'як (рак легені), свинець(рак нирок, шлунка, кишечника), нікель (порожнина рота, товстого кишечнику), кадмій (практично всі форми раку).
Розмова про кадмію повинен бути особливим. Л.Г. Бондарєв призводить тривожні дані шведського дослідника М. Пискатора про те, що різниця між змістом цієї речовини в організмі сучасних підлітків і критичною величиною, коли доведеться рахуватися з порушеннями функції нирок, хворобами легенів і кісток, виявляється дуже малою. Особливо у курців. Тютюн під час свого зростання дуже активно й у великих кількостях акумулює кадмій: його концентрація в сухому листі в тисячі разів вище середніх значень для біомаси наземної рослинності. Тому з кожним затягуванням димом разом з такими шкідливими речовинами, як нікотин і окис вуглецю, в організм надходить і кадмій. В одній сигареті міститься від 1,2 до 2,5 мкг цієї отрути. Світове виробництво тютюну, за даними Л.Г. Бондарева, становить приблизно 5,7 млн ​​т на рік. Одна сигарета містить близько 1 г тютюну. Отже, при викурюванні всіх сигарет, цигарок і трубок у світі в навколишнє середовище виділяється від 5,7 до 11,4 т кадмію, потрапляючи не тільки в легені курців, але і в легені некурящих людей.
Закінчуючи коротку довідку про кадмію, необхідно відзначити ще й те, що ця речовина підвищує кров'яний тиск. Щодо більшу кількість крововиливів у мозок у Японії, в порівнянні з іншими країнами, закономірно пов'язують у тому числі і з кадмієві забрудненням, що в Країні висхідного сонця є дуже високим.
Формула «все добре в міру» підтверджується і тим, що не тільки надлишкова кількість, але і недолік названих вище речовин (і інших, зрозуміло) не менш небезпечний і шкідливий для здоров'я людини. Є, наприклад, дані про те, що недолік молібдену, марганцю, міді і магнію також може сприяти розвитку злоякісних новоутворень.
Прикладів насичення навколишнього людину середовища важкими металами та мікроелементами накопичилося дуже багато. Значна їх кількість наведено в монографії Л.Г. Бондарева. Ще більше даних про шкідливу дію важких металів, і не тільки для людини, міститься у третьому томі сьомого видання довідника«Шкідливі речовини в промисловості» (1977). Для нас ці приклади мали на меті показати масштаби металевого навантаження на біосферу та можливість несприятливих наслідків цього процесу для здоров'я людей.

2.1.Ртуть
Крім свинцю найбільш повно порівняно з іншими мікроелементами вивчена ртуть. Отруєння ртуттю, основні його прояви в якості професійної хвороби, описані Льюїсом Кероллом як "божевілля капелюшника" і до теперішнього часу залишаються класичними. Раніше цей метал іноді застосовувався для сріблення дзеркал і виробництва фетрових капелюхів. У робітників часто спостерігалися психічні порушення токсичного характеру, які називалися "безумством".
Хлориста ртуть колись "популярна" серед самовбивць до цих пір використовується в фотогравюрах. Вона також застосовується в деяких інсектицидах і фугіцідах, що становить небезпеку для житлових приміщень. У наші дні отруєння ртуттю рідкісні, але, тим не менш, ця проблема заслуговує на увагу.
Кілька років тому в м. Мінімата (Японії) була зареєстрована епідемія отруєння ртуттю. Ртуть була виявлена ​​в консервованому тунці, який у якості їжі вживали жертви цього отруєння. З'ясувалося, що один із заводів скидав у Японське море відходи ртуті саме в тому районі, звідки з'явилися отруєні люди. Оскільки ртуть використовувалася у фарбі для судів, її і раніше постійно виявляли у світовому Океані у невеликих кількостях. Проте японська трагедіядозволила привернути увагу громадськості до цієї проблеми. Маленькі дози, які і зараз виявляються у рибі, до уваги не приймалися, тому що в маленьких концентраціях ртуть не акумулюється. Вона виділяється через нирки, товсту кишку, жовч, піт і слину. Між тим щоденне надходження цих доз може матитоксичні наслідки.
Похідні ртуті здатні інактивувати ензими, зокрема цитохромоксидазу, що бере участь у клітинному диханні. Крім того, ртуть може з'єднуватися з сульфгідрильних і фосфатними групами і, таким чином, пошкоджувати клітинні мембрани. Сполуки ртуті більш токсичні, ніж сама ртуть. Морфологічнізміни при отруєнні ртуттю спостерігаються там, де найбільш висока концентрація металу, тобто в порожнині рота, у шлунку, нирках і товстій кишці. Крім того, може страждати і нервова система.
Гостра інтоксикація ртуттю. Вона виникає при масивному надходженні ртуті або її сполук в організм. Шляхи надходження: шлунково-кишковий тракт, дихальні шляхи, шкіра. Морфологічно вона може вигляді масивних некрозів у шлунку, товстій кишці, а також гострого тубулярного некрозу нирок. У головному мозку ніяких характерних пошкоджень не відзначається. Різко виражений набряк.
Хронічна інтоксикація ртуттю. Хронічна інтоксикація ртуттю супроводжується характерними змінами. У ротовій порожнині через виділення ртуті посилено функціонуючими слинними залозами виникає рясне слиновиділення. Ртуть накопичується по краях ясен і викликає гінгівіт та забарвлення ясен, схожу на "свинцеву облямівку". Можуть розхитуватися зуби. Часто виникає хронічний гастрит, який супроводжується виразками слизової оболонки. Ураження нирок характеризується дифузним потовщенням базальної мембрани клубочкового апарату, протеїнурією, а іноді розвитком нефротичного синдрому. В епітелії звивистих канальців розвивається гіаліново-крапельна дистрофія. У корі головного мозку, переважно потиличних часток і в області задніх рогів бокових шлуночків, виявляються дисеміновані вогнища атрофії.

Ртуть вкрай слабко поширена в земній корі (-0,1 Х 10 ^-4%), проте зручна для видобутку, оскільки концентрується в сульфідних залишках, наприклад, у вигляді кіноварі (НgS). У цьому виді ртуть відносно нешкідлива, але атмосферні процеси, вулканічна і людська діяльність призвели до того, що в світовому океані накопичилося близько 50 млн. т цього металу. Природний винос ртуті в океан у результаті ерозії 5000 т / рік, ще 5000 т / рік ртуті виноситься в результаті людської діяльності.
Спочатку ртуть потрапляє в океан у вигляді Нg ^{2 +,} потім вона взаємодіє з органічними речовинами і з допомогою анаеробних організмів переходить у токсичні речовини метилртуть (СН ₃ Н _g) ⁺ і діметілртуті (СН _{3-Нg-СН 3),}
Ртуть присутня не тільки в гідросфері, але і в атмосфері, тому що має відносно високий тиск парів. Природний вміст ртуті становить ~ 0,003-0,009 мкг / м ^3.
Ртуть характеризується малим часом перебування у воді і швидко переходить у відкладення у вигляді сполук з органічними речовинами, які перебувають в них. Оскільки ртуть адсорбується відкладеннями, вона може повільно звільнятися і розчинятися у воді, що призводить до утворення джерела хронічного забруднення, чинного тривалий час після того, як зникне первинне джерело забруднення.
Світове виробництво ртуті в даний час складає більше 10000 т на рік, більша частина цієї кількості використовується у виробництві хлору. Ртуть проникає в повітря в результаті спалювання викопного палива. Аналіз льоду Гренландського крижаного купола показав, що, починаючи з 800 р. н.е. до 1950-х рр.., вміст ртуті залишалося постійним, але вже з 50-х рр.. нашого століття кількість ртуті подвоїлася. На рис.23 представлені шляхи циклової міграції ртуті.

  Людина

Велика риба

Дрібна риба

Планктон

Тварини, що використовуються в їжу

Повітря

Вода

Промисло-ть

Рослини

Земна кора

Рис. 23

Металева ртуть небезпечна, якщо її проковтнути і вдихати її пари. Металева ртуть, що знаходиться, наприклад, у термометрах, сама по собі рідко буває небезпечною. Лише її випаровування і вдихання парів ртуті можуть призвести до розвитку фіброзу легенів. При цьому у людини з'являється металевий смак у роті, нудота, блювота, кольки в животі, зуби чорніють і починають кришитися. Пролита ртуть розлітається на крапельки і, якщо це сталося, ртуть повинна бути ретельно зібрана. Рідкий метал раніше використовувався для лікування наполегливих запорів, тому що його щільність і закони тяжкості сприяли потужному терапевтичному ефекту. При цьому ознак ртутної інтоксикації не спостерігалося.
Неорганічні сполуки ртуті практично нелеткі, тому небезпека представляє влучення ртуті всередину організму через рот і шкіру. Солі ртуті роз'їдають шкіру і слизові оболонки тіла. Попадання солей ртуті всередину організму викликає запалення зіву, утруднене ковтання, заціпеніння, блювоту, болі в животі.
У дорослої людини при попаданні всередину близько 350 міліграмів ртуті може наступити смерть.
Забруднення ртуттю може бути зменшено в результаті заборони виробництва і застосування ряду продуктів. Немає сумніву, що забруднення ртуттю завжди буде гострою проблемою. Але з введенням суворого контролю за відходами виробництва, що містять ртуть, а також за харчовими продуктами можна зменшити небезпеку отруєння ртуттю.
2.2.Метілртуть
Ртуть у складі викидів з антропогенних і природних джерел надходить в атмосферу в неорганічної формі і потім в результаті протікання біологічних процесів може перетворюватися в метилртуть в грунті та водному середовищі.
У навколишньому середовищі відбувається біологічна акумуляція метилртуті, яка безперешкодно надходить у людський організм через харчові продукти.Атмосферні концентрації ртуті в Європі, а також у всьому світі зазвичай знаходяться на рівні, що істотно нижче того, при якому, як відомо, виявляється негативний вплив на здоров'я людини в результаті вдихання ртуті. Концентрації неорганічних сполук ртуті в грунті і підземних водах зазвичай знаходяться на рівні істотно нижче того, при якому, як відомо, виникають негативні наслідки для здоров'я людини внаслідок споживання питної води.
Метилртуть є сильнодіючим нейротоксичним хімічною речовиною. Ненароджені діти (тобто зародки) є найбільш вразливою групою і піддаються впливу цієї хімічної речовини головним чином у результаті споживання риби в раціоні матері. Метилртуть також виділяється разом з молоком матері. Дані людського біомоніторингу та геноміка режиму харчування свідчать про те, що допустимі обсяги надходження метилртуті у складі харчових продуктів перевищуються у підгрупах населення, які споживають значну кількість риби, наприклад в Скандинавії, Північній Америці і Франції. Концентрації ртуті у розмірі 0,5 мг / кг, тобто показника, що використовується в багатьох країнах як опорного, нерідко перевищуються для деяких видів (головним чином великих хижих) прісноводних та морських риб і ссавців.
Ретроспективні дані (наприклад, дані про озерних відкладеннях у Скандинавії) свідчать про те, що у порівнянні з доіндустріальної ерою концентрації ртуті зросли в 2-5 разів в результаті антропогенних викидів ртуті та її перенесення на великі відстані. Метилртуть, присутня в організмах прісноводних риб, трансформувалася з неорганічної ртуті, що міститься в грунті і безпосередніх атмосферних осадження. З 1990-х років антропогенні викиди ртуті в Європі скоротилися приблизно на 50%. Дані моделювання та обмеженого моніторингу свідчать про те, що рівень осадження ртуті в Європі скоротиться в аналогічному розмірі. Однак не було зазначено супутнього зменшення концентрації метилртуті в організмах прісноводних риб.
Існує лише обмежений обсяг інформації про джерела метилртуті, присутньої в організмі морських риб, і про роль, яку в цьому процесі грає перенесення забруднення на великі відстані. Ряд даних свідчить про зростання концентрації ртуті в організмах морських риб і ссавців в Арктиці - цей факт підтверджує вплив перенесення ртуті на великі відстані. В цілому споживання риби досить сприятливо позначається на здоров'я людини, однак в організмах представників деяких груп населення, які споживають значну кількість риби або риби, яка містить забруднюючі речовини, обсяг надходження метилртуті може досягати небезпечних рівнів. У зв'язку з цим скорочення концентрацій метилртуті в рибі слід розглядати в якості найпріорітетніше завдання.
Одним із засобів для досягнення цієї мети є скорочення атмосферних викидів і перенесення забруднення на великі відстані.
Ртуть та її сполуки небезпечні для життя. Метилртуть особливо небезпечна для тварин і людини, тому що вона швидко переходить з крові в мозкову тканину, руйнуючи мозочок і кору головного мозку. Клінічні симптоми такої поразки - заціпеніння, втрата орієнтації в просторі, втрата зору. Симптоми ртутного отруєння проявляються не відразу. Іншим неприємним наслідком отруєння метилртуттю є проникнення ртуті у плаценту і накопичення її в плоді, причому мати не відчуває при цьому хворобливих відчуттів. Метилртуть надає тератогенну дію на людину. Ртуть відноситься до I класу небезпеки.
2.3. Миш'як
Миш'як у природі присутня у вигляді сульфатів. Його вміст у свинцево-цинкових концентратах близько 1%. Внаслідок летючості він легко потрапляє в атмосферу.
Найсильнішими джерелами забруднення цим металом є гербіциди (хімічні речовини для боротьби з бур'янами рослинами), фунгіциди (речовини для боротьби з грибними хворобами рослин) та інсектициди (речовини для боротьби з шкідливими комахами).
За токсичним властивостям миш'як відноситься до накопичується отрут. За ступенем токсичності слід розрізняти елементарний миш'як та його сполуки. Елементарний миш'як порівняно мало отруйний, але має тератогенних властивостями. Шкідливий вплив на спадковий матеріал (мутагенність) заперечується.
Сполуки миш'яку повільно поглинаються через шкіру, швидко всмоктуються через легені та шлунково-кишковий тракт. Смертельна доза для людини - 0,15 -0,3 г.
Хронічне отруєння викликає нервові захворювання, слабкість, оніміння кінцівок, свербіж, потемніння шкіри, атрофію кісткового мозку, зміни печінки. Сполуки миш'яку є канцерогенними для людини. Миш'як і його сполуки відносяться до II класу небезпеки.
Арсенізм, або отруєння миш'яком, настільки поширене й улюблене в епоху середньовіччя, на щастя в наш час - дуже рідкісна хвороба.
Солі, оксиди і пари миш'яку надзвичайно небезпечні. Препарати на основі миш'яку використовуються в якості гербіцидів для обприскування фруктів, у якості інсектицидів, отрути для щурів і в багатьох промислових процесах. Розрізняють гострий і хронічний арсенізм.
Гостре отруєння, звичайно, що спостерігається при суїцид або гоміціде, рідко, але хронічне отруєння через тривалий контакт із миш'якової пилом, парами, як у промисловості, так і в сільському господарстві є нерідко причиною смерті і в наші дні.
Механізм впливу на клітину ще повністю неясний. Однак відомо, що миш'як з'єднується з сульфгідрильних групами (SH - групами). Ось чому при хронічній інтоксикації миш'як накопичується у волоссі, нігтях, епідермісі і може там виявлятися. Можливо, що миш'як може інактивувати ензими, що містять SH - групи і, таким чином, бути інгібітором дихальних ферментів.
Прояви арсенізм залежать від дози. Досить маленька доза в 30 мг триоксид миш'яку може бути смертельною. Значні дози цієї сильної отрути можуть вбити протягом 1-2 годин, викликаючи зазвичай виражену периферичну вазоділлятацію, різке зменшення обсягу циркулюючої крові і шок. Припускають, що миш'як діє як депресор центральної нервової системи і веде до паралічу вазомоторних центрів. Якщо отруєння менш значне, то після першої доби основніморфологічні зміни виявляються в судинах, в головному мозку, травному тракті і шкірі.
Множинні петехії виявляються на шкірі і в серозній оболонках внутрішніх органів, що пов'язано з деструкцією базальної мембрани капілярів. Якщо хворий пережив два або три дні, в шлунку і в кишечнику можна спостерігати виражене повнокров'я, набряк, ділянки геморагії та осередки коагуляційного некрозу. У головному мозку виявляється дифузна геморагічна інфільтрація, зумовлена ​​фібриноїдним некрозом стінок капілярів, набряк. У судинах мікроциркуляторного русла формуються тромби, які можуть бути причиною інфарктів мозку.
Якщо хворий пережив 4-5 днів, у паренхіматозних органах, таких як нирки, печінка і серце виявляється жирова дистрофія. У цих хворих швидко розвивається кардіоваскулярний колапс, депресія ЦНС, що призводять до коми і смерті через декілька годин. При підгострому перебігу хвороби спостерігається блювота, нескінченний профузний пронос.
Клінічно для хронічного отруєння миш'яком характерно швидко розвиваються недоіаганіе і м'язова слабкість. Потім з'являються оніміння і периферичні паралічі. Нерідко первинний діагноз пов'язаний з появою шкірних пігментних плям, характерних для хронічної інтоксикації. Якщо встановлено джерело отруєння, і він вчасно знешкоджено, то прогноз сприятливий за умови адекватно проведеного лікування. При хронічному перебігу захворювання основні пошкодження локалізуються в травному тракті, нервовій системі і шкірі. Вони трохи нагадують такі при гострій формі отруєння, але менш важкі. Петехії на шкірі не настільки численні і менш виражені. У шлунку і тонкій кишці мають місце повнокров'я, набряк і дрібні ерозії. Пошкодження головного мозку рідкісні. Більше страждають периферичні нерви, в яких різко виражені явища деміелінізаціі аж до деструкції осьових циліндрів. Характерні темно-коричневі пігментації у вигляді ізольованих або зливаються плям на шкірі. На долонях і стопах розвивається гіперкератоз. У цих ділянках часто виникають епідермоїдного карциноми. У нирках і печінці морфологічні зміни подібні до тих, що спостерігаються при гострому отруєнні. У цей час увага вчених привернули випадки розвитку раку легенів і ангіосарком печінки, які розвиваються у виноградарів, які мають контакт з пестицидами, що містять миш'як.

2.4. Свинець.
В даний час свинець займає перше місце серед причин промислових отруєнь. Це викликано широким застосуванням його в різних галузях промисловості. Впливу свинцю піддаються робітники, видобувні свинцеву руду, на свинцево-плавильних заводах, у виробництві акумуляторів, при пайку, в друкарнях, при виготовленні кришталевого скла або керамічних виробів, етилованого бензину, свинцевих фарб та ін Забруднення свинцем атмосферного повітря, грунту і води в околиці таких виробництв, а також поблизу великих автомобільних доріг створює загрозу ураження свинцем населення, що проживає в цих районах, і насамперед дітей, які більш чутливі до впливу важких металів.
Отруєння свинцем (сатурнізм) - являє собою приклад найбільш частого захворювання, зумовлених впливом навколишнього середовища. У більшості випадківмова йде про поглинання малих доз і накопичення їх в організмі, поки його концентрація не досягне критичного рівня необхідного для токсичного прояву. Гострі свинцеві отруєння зустрічаються рідко. Їх симптоми - слинотеча, блювота, кишкові кольки, гостра форма відмови нирок, ураження мозку. У важких випадках - смерть через кілька днів.
Ранні симптоми отруєння свинцем проявляються у вигляді підвищеної збудливості, депресії і дратівливості. При отруєнні органічними сполуками свинцю його підвищений вміст виявляють у крові.
Існує гостра і хронічна форма хвороби. Гостра форма виникає при попаданні значних його доз через шлунково-кишковий тракт або при вдиханні парів свинцю, або при розпиленні свинцевих фарб. Хронічне отруєння найчастіше виникає у дітей, лижуть поверхню предметів, пофарбованих свинцевою фарбою. Діти на відміну від дорослих набагато легше абсорбують свинець. Хронічне отруєння може розвиватися при використанні погано обпаленої керамічного посуду, покритої емаллю, яка містить свинець, при вживанні зараженої води, особливо в старих будинках, де каналізаційні труби містять свинець, при зловживанні алкоголем, виготовленим у перегінному апараті, що містить свинець. Проблема хронічної інтоксикації пов'язана також з наявністю парів свинцю при застосуванні тетраетилсвинцю при опіках в якості антишокової препарату.
Викиди газу отруюють не тільки атмосферу, але грунт, і воду, і продукти харчування. Тільки в Північній Америці такі викиди в атмосферу становлять 200 тис. тон свинцю щорічно. Отруєння атмосфери повсюдно і в середньому доросла людина одержує приблизно від 150 до 400 мг свинцю та його концентрація в крові і в тканинах складає до 25 мг/100 мл. Для виникнення клінічних ознак хвороби необхідно близько 80 мгр/100 мл.
Потрапляючи оральним шляхом, свинець абсорбується в кишечнику і досягає печінки, звідки з жовчю знову потрапляє у 12-ти палу кишку. Одна частина свинцю реабсорбується, інша видаляється з випорожненнями. Якщо свинець потрапляє через дихальні шляхи, він швидко досягає кровотоку і тоді його дію максимально. З крові свинець екскретується нирками, частина його депонується у кістках. Свинець інгібує дію багатьох ензимів, а також інкорпорацію заліза в організмі, в результаті чого в сечі різко збільшується кількість вільного протопорфірину. Його збільшення в сечі є чіткою клінічною ознакою сатурнізм.
Органами - мішенями при отруєнні свинцем є кровотворна і нервова системи, нирки. Менш значних збитків сатурнізм завдає шлунково-кишковому тракту. Один з основних ознак хвороби - анемія, що виникає в результаті посиленого гемолізу. Ця анемія характеризується "крапковим крапом" еритроцитів у вигляді базофільних гранул, добре виявляються при фарбуванні метиленовим синім. На рівні нервової системи відзначається ураження головного мозку і периферичних нервів. Сатурнізм-обумовлена ​​енцефалопатія частіше спостерігається у дітей, рідше - у дорослих. У головному мозку виражений дифузний набряк сірої і білої речовини в поєднанні з дистрофічними змінами кортикальних і гангліонарних нейронів, деміелінізація білої речовини. У капілярах і артеріолах відзначається проліферація ендотеліоцитів. Мозкові ураження клінічно супроводжуються конвульсіями і маренням, іноді призводять до сонливості і комі. З периферичних нервів найчастіше уражаються найбільш "активні" рухові нерви м'язів. Морфологічно спостерігається їх деміелінізація з наступнимпошкодженням осьових циліндрів. Найважче страждають м'язи - розгиначі кисті, яка набуває вигляду "рогів оленя". Параліч m. peroneus призводить до положення "зігнутої ноги".

При хронічному сатурнізму характерна поява кислотостійких внутрішньоядерних включень в епітеліальних клітинах проксимальних канальцях нефрону. Ці включення містять магній, кальцій, свинець і протеїни. Яке б не було їхнє походження, виявлення цих включень є важливим морфологічним ознакою сатурнізму. У деяких хворих може спостерігатися розвиток хронічного тубуло-інтерстиціального нефриту і хронічної ниркової недостатності.
Інтоксикація свинцем може бути, по більшій частині попереджена, особливо у дітей. Закони забороняють використовувати фарби на основі свинцю, так само як і його присутність в них. Дотримання цих законів може хоч частково вирішити проблему цих "тихих епідемій".
Свинець є металом, надають добре відоме нейротоксична вплив. Порушення процесу розвитку нервової системи дітей є найбільш важливим впливом свинцю. Ці порушення можуть пояснюватися його впливом на ембріони, а також у період грудного вигодовування і в ранньому дитячому віці.
Свинець накопичується в скелеті, і його надходження з кісток у період вагітності і грудного годування викликає вплив на ембріони і дітей, що вигодовують груддю. У зв'язку з цим важливе значення має вплив свинцю на організм жінок до вагітності.
В останні десятиліття у багатьох районах відмічено значне скорочення рівнів Pb-B, головним чином, в результаті поступового припинення використання етилованого бензину, а також у зв'язку із зменшенням впливу інших джерел. Існуючий в даний час найнижчий середній рівень Pb-B в ряді європейських країн складає близько 20 мкг / л; проте відносно багатьох районів
Європи відсутня надійна інформація про рівні Pb-B.
Відносний внесок джерел залежить від місцевих умов. Їжа є домінуючим джерелом надходження свинцю в організм людини у всіх групах населення. Важливим джерелом надходження свинцю в організм немовлят і дітей молодшого віку може бути також потрапляння в організм через їхні руки їжі, що містить частинки забрудненого грунту, пилу і свинцевої (старої) фарби. При використанні водопровідних систем зі свинцевими трубами надходження свинцю в організм через питну воду може бути також важливим джерелом, особливо для дітей. Вплив свинцю в результаті вдихання може бути також значним у тих випадках, коли концентрації свинцю в навколишньому повітрі є високими.
В останні десятиліття концентрації свинцю в навколишньому повітрі скоротилися: у період 1990-2003 років рівні вмісту свинцю в повітрі скоротилися на 50-70% в Європі. Аналогічним чином скоротилися рівні атмосферного осадження.
Щорічні обсяги надходження свинцю у верхні шари грунту в результаті ТЗВБР і в зв'язку з використанням мінеральних і органічних добрив мають практично однаковий порядок величини і змінюються між країнами, а також залежно від обсягу сільськогосподарської діяльності. Це надходження є відносно невеликим порівняно з уже накопиченими запасами свинцю, що надходять із природних джерел і в результаті ресуспендірованія. Однак ТЗВБР може в значній мірі підвищувати вміст свинцю в сільськогосподарських культурах в результаті безпосереднього осадження. Хоча обсяги його поглинання через коріння рослин є відносно невеликими, в довгостроковій перспективі особливу занепокоєність викликає зростання концентрацій свинцю в грунті, якому слід перешкоджати зважаючи на можливу небезпеку впливу низьких концентрацій свинцю на здоров'я людини. Тому обсяги атмосферних викидів свинцю слід підтримувати на максимально можливому низькому рівні.
Вміст свинцю в магматичних породах дозволяє віднести його до категорії рідкісних металів. Він концентрується в сульфідних породах, які зустрічаються в багатьох місцях у світі. Свинець легко виділити шляхом виплавки з руди. У природному стані він виявляється в основному у вигляді галеніту (РbS).
Свинець, що міститься в земній корі, може вимиватися під впливом атмосферних процесів, переходячи поступово в океани. Іони Рb ^{2 +} досить нестабільні, і вміст свинцю в іонній формі складає всього 10 ^-8%. Проте він накопичується в океанських опадах у вигляді сульфітів або сульфатів. У прісній воді вміст свинцю набагато вищою і може досягати 2 х 10 ^-6%, а в грунті приблизно така ж кількість, що і в земній корі (1,5 х 10 ^-3%) через нестабільність цього елемента в геохімічному циклі.
Свинцеві руди містять 2-20% свинцю. Концентрат, отримуваний флотаційним способом, містить 60-80% Рb. Його нагрівають для видалення сірки і виплавляють свинець. Такі первинні процеси великомасштабним. Якщо ж для отримання свинцю використовують відходи, процеси виплавки називають вторинними. Щорічне світове споживання свинцю становить більше 3 млн. т, з них 40% використовують для виробництва акумуляторних батарей, 20%-для виробництва алкіла свинцю - присадки до бензину, 12% застосовують у будівництві, 28% для інших цілей.
Щорічно у світі в результаті впливу атмосферних процесів мігрує близько 180 тис. т свинцю. При видобутку і переробки свинцевих руд втрачається більше 20% свинцю. Навіть на цих стадіях виділення свинцю в середовище проживання одно його кількості, потрапляє в навколишнє середовище в результаті впливу на магматичні породи атмосферних процесів.
Найбільш серйозним джерелом забруднення середовища проживання організмів свинцем є вихлопи автомобільних двигунів. Антидетонатор тетраметил - або тетраетілсвінеп - додають до більшості бензинів, починаючи з 1923 р., В кількості близько 80 мг / л. При русі автомобіля від 25 до 75% цього свинцю в залежності від умов руху викидається в атмосферу. Основна його маса осідає на землю, а й у повітрі залишається помітна її частину.
Свинцева пил не тільки покриває узбіччя шосейних доріг і грунт всередині і навколо промислових міст, вона знайдена і в льоду Північної Гренландії, причому в 1756 р. зміст свинцю в льоду становила 20 мкг / т, в 1860 р. вже 50 мкг / т, а в 1965 р. - 210 мкг / т.
Активними джерелами забруднення свинцем є електростанції та побутові печі, що працюють на вугіллі.
Джерелами забруднення свинцем у побуті можуть бути глиняний посуд, покрита глазур'ю; свинець, що міститься в фарбуючих пігментах.
Свинець не є життєво необхідним елементом. Він токсичний і відноситься до I класу небезпеки. Неорганічні його сполуки порушують обмін речовин і є інгібіторами ферментів (подібно до більшості важких металів). Одним з найбільш підступних наслідків дії неорганічних сполук свинцю вважається його здатність замінювати кальцій в кістках і бути постійним джерелом отруєння протягом тривалого часу. Біологічний період напіврозпаду свинцю в кістках - близько 10 років. Кількість свинцю, накопиченого в кістках, з віком збільшується, і в 30-40 років в осіб, які за родом занять не пов'язаних із забрудненням свинцю, становить 80-200 мг.
Органічні з'єднання свинцю вважаються ще більш токсичними, ніж неорганічні.
Вдихувана пил приблизно на 30-35% затримується в легенях, значна частка її всмоктується потоком крові. Всмоктування в шлунково-кишковому тракті складають у цілому 5-10%, у дітей - 50%. Дефіцит кальцію та вітаміну Д посилює всмоктування свинцю.
Внаслідок глобального забруднення навколишнього середовища свинцем він став всюдисущим компонентом будь-якої їжі та кормів. Рослинні продукти в цілому містять більше свинцю, ніж тварини.
2.5. Кадмій
Кадмій, цинк і мідь є найбільш важливими металами при вивченні проблеми забруднень, так вони широко поширені в світі і мають токсичні властивості.Кадмій і цинк (так само як свинець і ртуть) виявлені в основному в сульфідних опадах. У результаті атмосферних процесів ці елементи легко потрапляють в океани. У грунтах міститься приблизно 4,5 х10 ^-4%. Рослинність містить різну кількість обох елементів, але вміст цинку в золі рослин щодо високо -0,14;, тому що цей елемент відіграє істотну роль у харчуванні рослин.
Близько 1 млн. кг кадмію потрапляє в атмосферу щорічно в результаті діяльності заводів за його виплавці, що становить близько 45% загального забруднення цим елементом. 52% забруднень потрапляють в результаті спалювання або переробки виробів, що містять кадмій. Кадмій має відносно високу леткість, тому він легко проникає в атмосферу.
Попадання кадмію у природні води відбувається в результаті застосування його в гальванічних процесах і техніки. Найбільш серйозні джерела забруднення води цинком - заводи по виплавці цинку і гальванічні виробництва.
Потенційним джерелом забрудненням кадмієм є добрива. При цьому кадмій впроваджується в рослини, вживаються людиною в їжу, і в кінці ланцюжка переходять в організм людини. Кадмій і цинк легко проникають в морську воду і океан через мережу поверхневих і грунтових вод.
Кадмій накопичується в певних органах тварин (особливо в печінці та в нирках).
Кадмій і його сполуки відносяться до I класу небезпеки. Він проникає в людський організм протягом тривалого періоду. Вдихання повітря протягом 8 годин при концентрації кадмію 5 мг / м ³ може призвести до смерті.
При хронічному отруєнні кадмієм в сечі з'являється білок, підвищується кров'яний тиск.
При дослідженні присутності кадмію в продуктах харчування було виявлено, що виділення людського організму рідко містять стільки ж кадмію, скільки було поглинено. Єдиного світового думки щодо прийнятного безпечного вмісту кадмію в їжі зараз немає.
Одним їх ефективних шляхів запобігання надходження кадмію у вигляді забруднень полягає в запровадженні контролю за вмістом цього металу у викидах плавильних заводів і інших промислових підприємств.
Нирки і кістки є цільовими органами, що піддаються найбільшому впливу навколишнього середовища. У число основних видів критичного впливу входять:
a) підвищений вміст білків з низькою молекулярною вагою в сечі в результаті пошкодження проксимальних тубулярних клітин і
b) збільшення небезпеки остеопорозу.
Повідомлялося також про підвищену небезпеку раку легенів у результаті впливу через дихальні шляхи в ході здійснення професійної діяльності.
Запас безпеки між вмістом кадмію в добовому раціоні, який не робить якого-небудь дії, і змістом, яке може призвести до виникнення наслідків, є досить малим, а для груп населення, схильних до високого рівня впливу, - практично нульовим. У групи населення, схильні до ризику, входять особи похилого віку, діабетики та курці. Жінки можуть бути схильні до високої небезпеки з огляду на те, що з урахуванням більш низького вмісту заліза в їх організмах вони поглинають в порівнянні з чоловіками більш значні обсяги кадмію при однаковому рівні впливу.
Їжа є основним джерел впливу кадмію на всі групи населення (більше ніж 90% загального обсягу надходження в організми некурців). У сильно забруднених районах пил, що міститься в навколишньому повітрі, може в значній мірі забруднювати сільськогосподарські культури і впливати через дихальні і травні тракти.
Щорічні обсяги надходження кадмію у верхні шари грунту в результаті ТЗВБР і в зв'язку з використанням мінеральних і органічних добрив мають приблизно однаковий порядок величини. Це надходження збільшує вже наявні і нерідко щодо значні обсяги кадмію, що містяться у верхніх шарах грунту.
Незважаючи на скорочення викидів кадмію, його концентрацій у навколишньому повітрі та рівнів його осадження, недавно опубліковані дані не свідчать про зменшення вмісту кадмію в організмах некурців протягом останнього десятиліття. Результати досліджень балансу кадмію у верхніх шарах орної грунту свідчать про те, що надходження кадмію як і раніше перевищує його видалення.
Кадмій накопичується в грунтах і водозбірних басейнах при певних умовах стану навколишнього середовища і тим самим збільшує ризик майбутнього впливу через харчові продукти. У зв'язку з цим з урахуванням малого запасу безпеки слід докласти всіх зусиль для подальшого скорочення атмосферних викидів кадмію та інших видів надходження кадмію в грунт.
Розмова про кадмію повинен бути особливим. Л.Г. Бондарєв призводить тривожні дані шведського дослідника М. Пискатора про те, що різниця між змістом цієї речовини в організмі сучасних підлітків і критичною величиною, коли доведеться рахуватися з порушеннями функції нирок, хворобами легенів і кісток, виявляється дуже малою. Особливо у курців. Тютюн під час свого зростання дуже активно й у великих кількостях акумулює кадмій: його концентрація в сухому листі в тисячі разів вище середніх значень для біомаси наземної рослинності. Тому з кожним затягуванням димом разом з такими шкідливими речовинами, як нікотин і окис вуглецю, в організм надходить і кадмій. В одній сигареті міститься від 1,2 до 2,5 мкг цієї отрути. Світове виробництво тютюну, за даними Л.Г. Бондарева, становить приблизно 5,7 млн. т на рік. Одна сигарета містить близько 1 г тютюну. Отже, при викурюванні всіх сигарет, цигарок і трубок у світі в навколишнє середовище виділяється від 5,7 до 11,4 т кадмію, потрапляючи не тільки в легені курців, але і в легені некурящих людей.
Закінчуючи коротку довідку про кадмію, необхідно відзначити ще й те, що ця речовина підвищує кров'яний тиск. Щодо більшу кількість крововиливів у мозок у Японії, в порівнянні з іншими країнами, закономірно пов'язують у тому числі і з кадмієві забрудненням, що в Країні висхідного сонця є дуже високим.
2.6. Важкі метали
Марганець забиває канальці нервових клітин. Знижується провідність нервового імпульсу, як наслідок підвищується стомлюваність, сонливість, знижується швидкість реакції, працездатність, з'являються запаморочення, депресивні, пригнічені стану. Особливо небезпечні отруєння марганцем у дітей та ембріонів (коли жінка вагітна) - призводить до ідіотії. З 100 дітей, матері яких під час вагітності зазнали отруєння марганцем, 96-98 народжуються ідіотами. Є такожтеорія, що токсикоз на ранніх і пізніх термінах вагітності викликаються марганцем. У водопровідній воді - надлишок марганцю. Крім води марганецьміститься в повітрі через виробничих викидів. У природі марганець потім накопичується у грибах і рослинах, потрапляючи, таким чином, в їжу. Марганецьмайже неможливо вивести з організму; дуже важко діагностувати отруєння марганцем, тому що симптоми дуже загальні і властиві багатьом захворюванням, частіше ж усього людей просто не звертає на них уваги. Природний вміст марганцю в рослинах, тварин і грунтах дуже високо. Основні галузі виробництва марганцю - виробництво легованих сталей, сплавів, електричних батарей та інших хімічних джерел струму. Присутність марганцю в повітрі понад норму (середньодобова ПКД марганцю в атмосфері - повітрі населених місць - становить 0,01 мг / м ³⁾ шкідливо впливає на організм людини, що виражається в прогресуючому руйнуванні центральної нервової системи. Марганець відноситься до II класу небезпеки.
Алюміній так само робить загальне отруйна і засмічують дію на організм людини. У водопровідній воді його надлишок пов'язаний з тим, що надлишки заліза на водозаборі видаляють сульфатом алюмінію. Реагуючи з іонами заліза, сульфат алюмінію дає нерозчинний осад, в який випадає, у принципі і залізо, іалюміній, але в реальності у воді залишається і залізо, і алюміній.
Селен не міститься в природній воді Новосибірська. Селен необхідний людині в дуже малих дозах, при найменшому перевищенні дози він перетворюється на канцероген, мутаген і токсин. Людині можна безпечно заповнити недолік селену за допомогою спеціальних мінеральних комплексів; селен також міститься в морській капусті.
Залізо буває в природі в трьох станах - молекулярне залізо F0 (коли воно шматком), Fe2 + - необхідно в організмі людини як переносник кисню (у молекулігемоглобіну 4 іона F2 +) і F3 + - шкідливе для людини - воно і є іржа. Залізо необхідно організму людини, але тільки в певній пропорції і у вигляді іона F2 +. У водопровідній воді великий надлишок заліза, тому що в природній воді Новосибірська його багато, плюс іржаві труби, по яких тече вода до споживачів.
Кальцій необхідний в організмі людини для будови кісткової тканини (зуби, кістки), м'язової тканини (м'язи, м'яз серця), підтримки провідної функції нервової тканини. При надлишку кальцій нейтральний по відношенню до організму людини, однак, це знижує якість води - солі кальцію утворюють накип і мутність води.
Магній необхідний для нормальної діяльності нервових клітин. Однак, його кількість у воді має бути обмежено, тому що при надлишку він діє на подобу марганцю - засмічує канальці нервових клітин, тільки він менш активний і простіше виводиться з організму.
Калій також необхідний для нормальної життєдіяльності організму, тому що є компонентом калій-натрієвого насоса. Калій-натрієвий насос - це структура на мембрані кожної клітини, завдяки якій в клітку проникають речовини з міжклітинної рідини, а з клітки виводяться продукти її життєдіяльності. Крім того, особливо важливий калій для серцево-судинної діяльності, тому що він нормалізує тиск крові й роботу серця.

Дата добавления: 2015-05-06