2016.12.12_ТяжМе. Тяжелые металлы в окружающей среде и их влияние на здоровье человека Содержание
 Скачать 104.29 Kb.
|
|
Тяжелые металлы в окружающей среде и их влияние на здоровье человека Содержание
Введение Практические самые вредные и опасные для нашей планеты загрязнения, которые приносят огромный вред и отрицательные последствия для живых организмов, в том числе и человеку, являются тяжелые металлы. По степени вредности их можно сравнить с пестицидами, диоксинами, нефтепродуктами, фенолами, фосфатами и нитратами. Тяжелые металлы способны уничтожить саму цивилизацию. Все время растущее загрязнение биосферы влечет развитие мутаций не генетическом уровне, раковых, сердечно-сосудистых и профессиональных заболеваний, отравлений, дерматозов, падением иммунитета, и, как следствие, росту заболеваний на фоне его отсутствия. «Основателем» большинства загрязнений тяжелых металлов по большей части оказывается сам человек, а точнее его безграмотная производственная деятельность. По причине постоянного присутствия в жизни людей, тяжелые металлы и их соединения находятся на особом положении. Оказываясь в нашем организме, тяжелые металлы застревают там практически навечно. Извлечь их оттуда возможно лишь употреблением молочных белков и белых грибов. Когда их концентрация в организме достигает определенного критического значения, они начинают свое пагубное влияние – начинаются отравления, мутации. Несмотря на то, что сами они имеют отравляющий характер для организма человека, они к тому же загрязняют его - ионы тяжелых металлов оседают на стенках тончайших систем организма и засоряют почечные каналы, каналы печени, что уменьшает их фильтрующую способность. Естественно, что это влечет к накоплению токсинов и продуктов жизнедеятельности клеток нашего организма, т.е. организм самоотравляется, т.к. как раз печень ответственна за переработку ядовитых веществ, попадающих в наш организм, и продуктов жизнедеятельности организма, а почки - за их выведение наружу, т.е. несут выделительную функцию. Цель данной работы – ознакомиться с основными тяжелыми металлами, их свойствами, источниками поступления в человеческий организм и их влияние на функции организма. 1 Вредное воздействие тяжелых металлов Под загрязнением окружающей среды понимают прежде всего такие изменения физических, физико-химических и биологических свойств и характеристик воздуха, почв, вод, которые пагубно влияют на жизнь и здоровье людей, необходимых им растений, животных и культурное достояние, уменьшать или губить его ресурсы сырья. Эти отрицательные изменения есть результат производственной деятельности человека. Они останавливают или «переворачивают» процессы обмена и круговорота веществ, их накопление, распределение энергии, в результате чего происходит изменение свойств окружающей среды, условий существования организмов, уменьшается продуктивность или же гибнут экосистемы. Напрямую или как следствие такие преобразования действуют на человеческий организм через биологические ресурсы, воду и продукты. Основные источники загрязнений, которые носят антропогенный характер: тепловые электростанции (27 %), производства металлургии: черной (24 %) и цветной (10,5 %), нефтехимической промышленности (15,5 %), строительных материалов (8,1 %), химической промышленности (1,3%), автотранспорта (13,3 %). Виды загрязнений и вредных воздействий: физические загрязнения - радиоактивные элементы (излучение), нагрев или тепловое загрязнение, шумы; биологические загрязнения - микробиологическое отравление дыхательных и пищевых путей (бактерии, вирусы), изменение биоценозов из-за проникновения чужеродных растений или животных; химические загрязнения - газообразные производные углерода и жидкие углеводороды, моющие средства, пластмассы, пестициды, производные серы, тяжелые металлы, фтористые соединения, аэрозоли и др.; эстетический вред - нарушение ландшафтов, примечательных мест негармоничными постройками и др. Также, есть следующие группы загрязняющих факторов: материальные, включающие механические (аэрозоли, твердые тела и частицы в воде и почве), химические (разнообразные газообразные, жидкие и твердые химические соединения), биологические загрязнения (микроорганизмы и продукты их деятельности), энергетические (физические) загрязнения - энергия тепловая, механическая (вибрация, шум, ультразвук), световая, электромагнитные поля, ионизирующие излучения. Радиоактивные отходы - материальные и энергетические загрязнения. Различают также точечные (сосредоточенные) и рассредоточенные источники загрязнения, а также источники загрязнения непрерывного и периодического действия. Виды загрязнителей: стойкие неразлагающиеся (например, соли ртути, фенольные соединения с длинной цепью, ДДТ, алюминиевые банки и др.), нет таких природных процессов, которые способны деструктурировать эти загрязнители с той же скоростью, с какой они проникают в экологические системы; неустойчивые (бытовые сточные воды, избыток нитратов и др.), которые разрушаются в результате биологических процессов. атмосферное загрязнение – попадание в воздушную оболочку различных газов, паров, частиц твердых и жидких веществ, в том числе и радиоактивные, пагубно влияющих на живые организмы, снижающих условия жизни человека и приносящих ему материальный ущерб. В атмосферу Земли в течение года происходит эмиссия, млн. т: оксида углерода 200, диоксида углерода более 20, диоксида серы 200, оксидов азота 53, пыли более 250, золы 120, углеводородов более 50, фреонов 1, свинца 0,4 и т.д. Тяжёлые металлы – это группа химических элементов, которые обладают свойствами металлов и значительным атомным весом либо плотностью. К тяжёлым металлам относятся ртуть, свинец, кадмий, кобальт, медь, цинк, железо. Человеческому организму также не безразлично количественное содержание микроэлементов, т. к. в зависимости от концентрации вещество может быть и полезным и вредным. Непосредственное отношение к заболеванию раком имеют: мышьяк (рак легкого), свинец (рак почек, желудка, кишечника), никель (полость рта, толстого кишечника), кадмий (практически все формы рака). 2 Тяжелые металлы и их вредное воздействие на живые организмы 2.1 Ртуть Помимо свинца подробно и достаточно полно по сравнению с другими микроэлементами изучена ртуть. Отравление ртутью, характерные его проявления как профессиональной болезни, описанные Льюисом Кэроллом как “безумие шляпника” и до сегодняшнего дня являются классическими. В прошлом ртуть время от времени использовалась для серебрения зеркал и изготовления фетровых шляп. У работников зачастую обнаруживались нарушения психики, имеющие токсический характер, что называлось “безумием”. Хлористая ртуть в прошлом была известным средством самоубийц, в настоящее время находит применение в фотогравюрах. Она еще используется в ряде инсектицидов и фугицидов. Это небезопасно для жилых помещений. На сегодняшний день отравления ртутью маловероятны, но все же проблема остается актуальной. Производные ртути способны инактивировать энзимы, в частности цитохромоксидазу, которая участвует в клеточном дыхании. Ртуть может образовывать соединения с сульфгидрильными и фосфатными группами и разрушать клеточные мембраны. Ртутные соединения еще более токсичные по сравнению с самой ртутью. Морфологические изменения при отравлении ртутью обнаруживаются там, где наибольшая концентрация металла, то есть в полости рта, в желудке, почках и толстой кишке. Но также, может повреждаться и нервная система. Острая интоксикация ртутью – возможна при проникании ртути или ее соединений в организм. Источники поступления: желудочно-кишечный тракт, дыхательные пути, кожа. Морфологически - в виде больших некрозов в желудке, толстой кишке, а также острого тубулярного некроза почек. В головном мозге никаких особенных повреждений не наблюдается. Резко выражается отек. Хроническая интоксикация ртутью - характеризуется более сильными изменениями. В ротовой полости из-за выделения ртути усиленно работающими слюнными железами появляется обильное слюноотделение. Ртуть аккумулируется по краям десен и начинается гингивит и окраска десен, похожая на “свинцовую каемку”. Могут начать расшатываться зубы. Нередко начинается хронический гастрит. Он сопровождается изъязвлениями слизистой. Поражение почек сопровождается диффузным утолщением базальной мембраны клубочкового аппарата, протеинурией, а также нередко развитием нефротического синдрома. В эпителии извитых канальцев растет гиалиново-капельная дистрофия. В коре головного мозга, в больше степени в затылочных долях и в области задних рогов боковых желудочков, обнаруживаются диссеминированные очаги атрофии. Ртуть очень мало распространена в земной коре (0,1×10-4 %), но она комфортна для ее добычи, ведь она накапливается в сульфидных остатках, например, в виде киновари (сульфид ртути НgS). В таком виде ртуть практически безвредна, но явления в атмосфере, вулканы и человеческая производственная деятельность привели к тому, что в мировом океане аккумулировалось около 50 млн. т этого металла. Естественный вынос ртути в океан из-за эрозии 5000 т/год, еще 5000 т/год ртути выносится из-за антропогенного фактора. В самом начале пути ртуть попадает в океан в виде иона ртути Нg2+, дальше она вступает в реакцию с органическими веществами и под воздействием анаэробных организмов «перерождается» в токсичные вещества метилртуть (СН3Нg)+ и диметилртуть (СН3-Нg-СН3). Ртуть есть не только в гидросфере, а также в атмосфере, ведь она имеет относительно высокое давление паров. Природная концентрация ртути составляет примерно 0,003-0,009 мкг/м3. Ртуть относительно малое время пребывает в воде и достаточно быстро откладывается в виде соединений с органическими веществами, которые находятся в них. Так как ртуть адсорбируется отложениями, она достаточно медленно освобождаться, а после растворяться в воде. Это влечет появление источника хронического загрязнения, которые будет действовать значительное время после того, как исчезнет первичный источник загрязнения. Сегодня в мире производят более 10000 т в год ртути, основная доля этого количества расходуется в производстве хлора. Ртуть вовлекается в воздух в результате процессов сжигания ископаемого топлива. Металлическая ртуть опасна в том случае, если ее проглотить или вдыхать ее пары. Если металлическая ртуть, которая находилась в термометрах, извлеклась наружу, то сама по себе она неопасна. Только испарение ртути и последующее вдыхание ее паров может в последствии развить фиброз легких. В результате этого у пострадавшего возникает металлический вкус во рту, тошнота, рвота, колики в животе, зубы чернеют и начинают разрушаться. Ртуть, которая пролилась, разлетается на мельчайшие капельки. В таком случае ее необходимо собрать как можно тщательнее. В прошлом жидкая ртуть находила применение для лечения упорных запоров, ведь ее плотность и законы тяжести привносили терапевтическую пользу. Неорганические соединения ртути в общем малолетучие, а значит опасность это прежде всего попадание ртути в организм человека через рот и кожу. Соли ртути разъедают кожу и слизистые оболочки тела. Попадание солей ртути внутрь организма влечет воспаление зева, становится трудно глотать, возникает оцепенение, рвота, боли в животе. Взрослый человек умирает, если в его организм попадает примерно 350 мг. Можно снизить загрязнение ртутью окружающей среды, если остановить производство и использование ряда продуктов. Безусловно, что загрязнение ртутью всегда будет больной темой. Но строгий и ответственный контроль за отходами производства и потребления, содержащими ртуть, а также за пищевыми продуктами можно значительно снизить риск отравления ртутью [1]. 2.2 Метилртуть Ртуть как часть выбросов из антропогенных и природных источников появляется в атмосфере в неорганической форме и далее как исход биологических процессов может перейти в метилртуть в почве и водной среде. В окружающей среде присутствует биологическое накопление метилртути. Она может с легкостью поступать в человеческий организм через пищевые продукты, не встречая никаких препятствий. Содержание ртути в атмосферном воздухе в Европе, а также в других странах мира как правило остаются на одном уровне, гораздо ниже того уровня, когда возможно оказывается отрицательное влияние на здоровье человека из-за вдыхания ртути. Содержание неорганических соединений ртути в почве и подземных водах зачастую присутствует на уровне существенно меньше того, когда могут возникнуть отрицательные последствия для здоровья человека из-за потребления питьевой воды. Метилртуть это весьма сильнодействующим нейротоксичным химическое соединение. Нерожденные дети (т.е. зародыши) к сожалению оказываются наиболее уязвимой группой и легко подвержены влиянию этого химического соединения главным образом из-за потребления рыбы матерью. Метилртуть может попадать вместе с молоком матери при кормлении. Данные человеческого биомониторинга и биомоделирования режима питания говорят о том, что предельные допустимые количества попадания метилртути в составе пищевых продуктов превышаются в тех группах населения, которые употребляют значительное количество рыбы в пищу, например в Скандинавии, Северной Америке и Франции. Концентрации ртути в количестве 0,5 мг/кг, т.е. показателя, использующегося во многих странах мира в качестве опорного, часто гораздо больше для некоторых видов (по большей части крупных хищных) пресноводных и морских рыб и млекопитающих [2]. Есть только лимитированный объем данных об источниках метилртути, которая есть в организме морских рыб, и о значении, которую в этом процессе играет перенос загрязнения на большие расстояния. Ряд информации показывает рост содержания ртути в организмах морских рыб и млекопитающих в Арктике – это подтверждает влияние переноса ртути на далекие расстояния. В общем, потребление рыбы в пищу весьма положительно влияет на здоровье человека, но в организмах представителей некоторых групп населения, потребляющих значительное количество рыбы или рыбы, содержащей загрязняющие вещества, объем поступления метилртути может достигать опасных значений. В связи с этим уменьшение концентраций метилртути в рыбе необходимо рассматривать в качестве главной задачи. Значительным фактором является уменьшение атмосферных выбросов и переноса загрязненителей на большие расстояния. Ртуть и ее соединения очень опасны для жизни. Метилртуть крайне опасна для животных и человека, так как она способна очень быстро переходить из крови в мозговую ткань, разрушая тем самым мозжечок и кору головного мозга. Клинические симптомы такого поражения – это оцепенение, потеря ориентации в пространстве, потеря зрения. Симптомы ртутного отравления могут проявиться не сразу. Другим неблагоприятным последствием отравления метилртутью является проникновение ртути в плаценту и аккумуляция ее в плоде, причем мать может не испытывать при этом болезненных ощущений. Метилртуть оказывает тератогенное воздействие на человека. Ртуть относится к первому классу опасности [3]. 2.3. Мышьяк Мышьяк в окружающей среде в основном присутствует в виде сульфатов. Его содержание в свинцово-цинковых концентратах около одного процента. Из-за своей летучести он очень легко проникает в воздушную оболочку. Наиболее влиятельные источники загрязнения этим металлом – это гербициды, фунгициды и инсектициды. По своим токсическим свойствам мышьяк относится к накапливающимся ядам. По степени токсичности необходимо различать элементарный мышьяк и его соединения. Элементарный мышьяк относительно малоядовит, но характеризуется тератогенными свойствами. Соединения мышьяка медленно проникать через кожу, быстро всасываются через лёгкие и желудочно-кишечный тракт. Смертельная доза для человека составляет около 0,15-0,3 г. Хроническое отравление приводит к следующим реакциям организма: заболевания нервной системы, слабость, онемение конечностей, зуд, потемнение кожи, атрофииякостного мозга, изменения печени. Соединения мышьяка это канцерогенные соединения для человеческого организма. Мышьяк и его соединения относятся ко второмуклассу опасности [4]. Соли, оксиды и пары мышьяка и другие его соединения также чрезвычайно опасны. Препараты на его основе находят применение как гербицидов для опрыскивания фруктов, в качестве инсектицидов, яда для крыс и во многих промышленных производствах. Выделяют острый и хронический арсенизм. Острое отравление, как правило наблюдается при суициде или гомициде, редко, но хроническое отравление из-за длительного контактирования с мышьяковой пылью, парами, как в промышленности, так и в сельском хозяйстве может быть причиной смерти на сегодняшний день. Механизм воздействия на клетку пока не до конца изучен. Но все же известно, что мышьяк реагирует с сульфгидрильными группами (SH – группами). Как следствие при хронической интоксикации мышьяк аккумулируется в волосах, ногтях, эпидермисе. Мышьяк может инактивировать энзимы, которые содержат SH – группы и быть ингибитором ферментов дыхания. Проявления арсенизма или отравления мышьяком напрямую зависят от дозы. Очень маленькая доза в 30 мг триоксида мышьяка может оказаться смертельной. Большие количества этого яда способны убить в период 1-2 часов, вызывая при этом яркую периферическую вазодиллятацию, резкое снижение объема циркулирующей крови и шок. Возможно, что мышьяк влияет как депрессор центральной нервной системы и способен вызывать к паралич вазомоторных центров. В том случае, если отравление не так значительно, то по истечении первых суток основные морфологические изменения наблюдаются в сосудах, в головном мозге, пищеварительном тракте и коже. Множественные петехии проявляются на коже и в серозной оболочках внутренних органов, что связано с деструкцией базальной мембраны капилляров. Если больной человек пережил два или три дня, в желудке и в кишечнике можно увидеть яркое полнокровие, отек, участки геморрагии и очаги коагуляционного некроза. В головном мозге обнаруживается диффузная геморрагическая инфильтрация, которая обусловлена фибриноидным некрозом стенок капилляров, отек. В сосудах микроциркуляторного русла о тромбы, являющиеся причиной инфарктов мозга [5]. Клинически для хронического отравления мышьяком характерно быстро растущее недомогание и мышечная слабость. Спустя время возникает онемение и периферические параличи. Очень часто первичный диагноз связан с появлением кожных пигментных пятен, которые характерны для хронической интоксикации. Если найден источник отравления, и он был вовремя обезврежен, то прогноз положителен при условии адекватно вовремя проведенного лечения. Если заболевания протекают хронически, то основные повреждения сосредотачиваются в пищеварительном тракте, нервной системе и коже. Они несколько похожи на таковые при острой форме отравления, но не такие тяжелые. Петехии на коже не очень многочисленны и не так ярко выражены. В желудке и тонкой кишке присутствует полнокровие, отек и мелкие эрозии. Повреждения головного мозга встречаются не очень часты. Больше подвержены воздействию периферические нервы, в которых ярко наблюдаются явления демиэлинизации вплоть до деструкции осевых цилиндров. Наблюдаются темно-коричневые пигментации в виде изолированных или сливающихся пятен на коже. На ладонях и стопах может появиться и расти гиперкератоз. В этих областях нередко появляются эпидермоидные карциномы. В почках и в печени морфологические изменения похожи на те, которые наблюдаются при остром отравлении. На сегодняшний день исследователи и ученые особое внимание уделяют случаям развития рака легких и ангиосарком печени, которые развиваются у виноградарей. Те в свою очередь имеют контакт с пестицидами, которые содержат мышьяк. 2.4 Свинец Свинец стоит на первом месте среди различных причин промышленных отравлений. Это связано с его широким использованием в разных отраслях промышленности. Все рабочие подвержены влиянию мышьяка, которые добывают свинцовую руду, на свинцово-плавильных заводах, в изготовлении аккумуляторов, при пайке, в типографиях, при производстве хрустального стекла или керамических изделий, этилированного бензина, свинцовых красок и пр. Если свинцом загрязняется атмосферный воздух, почвогрунты и воды в окружающей местности производств и вблизи крупных автомагистралей создается реальная угроза заражения свинцом населения, которое проживает в этих районах, и детей, которые больше всего чувствительны к воздействию тяжелых металлов [6]. Отравление свинцом (сатурнизм) – это очень частое заболевание, возникающее под воздействием окружающей среды. В большей части случаев говорится о поглощении малых доз и аккумуляция их в организме, пока его содержание не доходит до критического уровня, которое в последствии вызовет токсическое проявление. Острые свинцовые отравления – это слюнотечение, рвота, кишечные колики, острая форма отказа почек, поражение мозга. В тяжёлых случаях – смерть по истечении несколько дней. Есть острая и хроническая форма болезни. Острая форма появляется при проникновении больших доз свинца через желудочно-кишечный тракт или при вдыхании паров свинца, или же при распылении красок, содержащих ртуть. Хроническое отравление наиболее часто проявляется у детей, которые облизывают поверхность предметов, окрашенных свинцовой краской. Однако дети по сравнению со взрослыми более легче абсорбируют свинец. Хроническое отравление может развиваться при употреблении плохо обожженной керамической посуды, которая покрыта эмалью, содержащей свинец, при использовании зараженной воды, при злоупотреблении алкоголем, который был изготовлен в перегонном аппарате из сплава, содержащим свинец. Выбросы газа отравляют не только воздушную оболочку Земли, но почву, и воду, и продукты питания. Отравление атмосферы наблюдается везде и в среднем взрослый человек может получать около от 150 до 400 мг свинца и его содержание в крови и в тканях примерно до 25 мг/100 мл. Для появления клинических характеристик болезни требуется около 80 мгр/100 мл. Попадая оральным путем, свинец абсорбируется в кишечнике и доходит до печени. Оттуда с желчью он вновь попадает в 12-ти перстную кишку. Одна часть свинца реабсорбируется, другая же выводится с испражнениями. Если свинец проникает через дыхательные пути, то он достаточно быстро достигает кровотока и тогда его действие проявляется в максимальной степени. Из крови свинец поглощается почками, часть его осаждается в костях. Свинец ингибирует действие многих энзимов, а также инкорпорацию железа в организме, как следствие в моче резко возрастает содержание свободного протопорфирина. Его рост в моче это четкий клинический признак сатурнизма [7]. Органы, которые в большей степени подвергаются воздействию свинцом являются кроветворная и нервная системы, почки. Самый явный признак отравления – это анемия, которая возникает из-за усиленного гемолиза. Такую анемию сопровождает “точечный крап” эритроцитов в виде базофильных гранул, которые хорошо выявляются если их окрашивать метиленовым синим. Нервная система реагирует поражением головного мозга и периферических нервов. Сатурнизм – это обусловленная энцефалопатия, которая чаще всего характерна для детей, редко - у взрослых. Головной мозг характеризуется диффузным оттеком серого и белого вещества, а также дистрофическими изменениями кортикальных и ганглионарных нейронов, демиэлинизацией белого вещества. В капиллярах и артериолах наблюдается пролиферация эндотелиоцитов. Мозговые поражения клинически выражаются конвульсиями и бредом, время от времени они вызывают сонливость и кому. Что касается периферических нервов, то наиболее часто поражению подвержены наиболее “активные” двигательные нервы мышц. Морфологически видно их демиэлинизацию и, как следствие, повреждение осевых цилиндров. Больше всего воздействию подвержены мышцы – разгибатели кисти, которая становится похожей на “рога оленя”. При хроническом сатурнизме наблюдаются кислотоустойчивые внутриядерные включения в эпителиальных клетках проксимальных канальцах нефрона. Такие включения имеют определенные количества магния, кальция, свинца и протеинов. У ряда больных отмечается рост хронического тубуло-интерстициального нефрита, а также хронической почечной недостаточности. Свинец аккумулируется в скелете. Когда он поуступает костей в период беременности и грудного кормления, то он воздействует на эмбрионы и детей, которые вскармливаются грудью. Здесь немаловажно влияние свинца на организм женщины до беременности. Каждодневные попадание свинца в верхние почвогрунты из-за транспортных выбросов и применения минеральных и органических удобрений количественно примерно одни и те же и различны для стран, кроме того зависят от степени развития сельскохозяйственной деятельности. Это проникновение конечно не является таким глобальным количеством по сравнению с тем которое уже накоплено в ней, которое поступает благодаря природным источникам и как результат ресуспендирования. Но ТЗВБР может повлиять на высокую концентрацию свинца в сельскохозяйственных культурах, а далее попадающих в пищу и в результате непосредственного осаждения [8]. Свинец, который есть в земной коре, способен вымываться под оттуда под влиянием атмосферных процессов, попадая таким образом со временем в воды океана. Ионы свинца Рb2+ достаточно неустойчивы, и количество свинца в такой ионной форме это примерно всего 10–8%. Но он откладывается в океанских осадках в виде солей - сульфитов или сульфатов. В чистой пресной воде количество свинца в разы больше и достигает иногда 2×10 –6 %, а в почвогрунтах примерно такое же содержание, что и в земной коре (1,5×10–3%) по причине неустойчивости этого элемента в геохимическом цикле. Свинцовые руды состоят из 2-20% свинца. Концентрат, который получают методом флотации, после содержит 60-80% свинца. Чтобы извлечь оттуда серу, его нагревают, а после выплавляют свинец. Каждый год в мире производство свинца составляет более 3 миллионов тонн, сорок процентов который далее идет для производства аккумуляторных батарей, двадцать процентов -для изготовления алкила свинца - присадки к бензину, двенадцать процентов используют в строительстве, двадцать восемь процентов применяют для иных целей. Крайне важным источником загрязнения среды обитания живых организмов свинцом являются выхлопы автомобильного транспорта. Антидетонатор тетраметил - или тетраэтилсвинеп - добавляют к большому количеству бензинов, начиная с 1923 года приблизительно около 80 мг/л. При движении автомобиля от 25 до 75% такого свинца в зависимости от разлиных условий движения выбрасывается в воздушную оболочку. Большая его масса выпадает, а после оседает на землю, но и в атмосфере присутствует заметная ее доля. Источники загрязнения свинцом в быту - глиняная посуда, которая покрыта глазурью; свинец, который содержится в красящих пигментах. Свинец – это элемент, который не нужен организму. Он проявляет токсичные свойства и относится к первому классу опасности. Неорганические соединения свинца пагубно влияют на обмен веществ и становятся ингибиторами ферментов (также как большая часть тяжелых металлов). Самое пагубное следствие влияния неорганических соединений свинца это их их замена на кальций в костях , а потому они становятся стабильным источником отравления в организме на протяжении долгого промежутка времени. Биологический период полураспада свинца в костях - около 10 лет. То количество свинца, которое скапливается в костях костях, по мере возраста растет, и в 30-40 лет у людей, которые по жизни не сталкиваются с загрязнением свинца, составляет 80-200 милиграмм. Вдыхаемая пыль приблизительно на 30-35 процентов остается в легких, большая часть её всасывается потоком крови. Всасывания в желудочно-кишечном тракте составляют примерно 5-10 процентов, у детей – 50 процентов. Недостаток кальция и витамина Д увеличивает всасывание свинца [9]. 2.5 Кадмий Кадмий, цинк и медь это очень важными металлами при исследовании темы загрязнений, они широко распространены в странах и проявляют токсичные свойства. Кадмий и цинк (так же как свинец и ртуть) наблюдаются в сульфидных осадках. Из-за атмосферных процессов эти элементы очень быстро проникают в воды океанов. В почвогрунтах содержится около 4,5×10–4 процентов. Растительность планеты содержит разное количество обоих элементов. Около одного миллиона кг кадмия поступает в воздушную оболочку каждый год из-за производственной деятельности заводов по его выплавке, что составляет примерно 45 процентов общего загрязнения этим элементом. Пятьдесят два процента загрязнений проникают в результате сжигания или переработки изделий, содержащих кадмий. Кадмий обладает достаточно высокой летучестью, из-за он способен легко попадать в атмосферу. Появление кадмия в природных водах это результат его использования в гальванических производствах и технике. Опасные источники загрязнения воды цинком и его соединениями – заводы по выплавке цинка и гальванические производства. Не менее опасным источником загрязнения кадмием оказываются удобрения, применяемые в сельском хозяйстве. В этом случае кадмий проникает в растения, которые человек употребляет в пищу, и в конце цепочки попадают в организм человека. Кадмий и цинк очень легко попадают в морские и океанические воды, проходя поверхностные и грунтовые воды материков. Соединения кадмия и сам кадмий относятся к первому классу опасности. Он попадает в человеческий организм на протяжении долгого периода времени. Вдыхание воздуха в течение восьми часов при содержании кадмия 5 мг/м3 может привести к смертельному исходу. Если отравление кадмием хроническое, то в моче может появиться белок, увеличиться кровяное давление. Действенный способ снижения попадания кадмия в виде загрязнений это строгий контроль за количеством этого элемента в газовоздушных выбросах плавильных заводов и других промышленных предприятий и производствах. Почки и кости являются наиболее уязвимыми органами, которые в большей степени страдают от загрязнений окружающей среды. К числу основных видов критического негативного воздействия относят: а) превышенное количество белков с низким молекулярным весом в моче из-за повреждения проксимальных тубулярных клеток; б) рост опасности остеопороза. Пища это основной источник влияния кадмия на все группы населения (более чем девяносто процентов от общего объема попадания в организмы некурящих). В сильно загрязненных районах пыль, которая содержится в окружающем воздухе, может в кардинальной степени загрязнять сельскохозяйственные культуры и влиять через дыхательные и пищеварительные тракты. Кадмий аккумулируется в почвах и водосборных бассейнах при определенных условиях состояния окружающей среды и тем самым увеличивает риск будущего влияния через пищевые продукты. В этой связи с учетом высокоой доли опасности следует приложить все силы для дальнейшего сокращения атмосферных выбросов кадмия и других видов поступления кадмия в почву [10]. 2.6 Другие тяжелые металлы Марганец забивает канальцы нервных окончаний. Уменьшается проводная способность нервного импульса, как результат возрастает утомляемость, сонливость, снижается быстрота реакции, работоспособность, появляется головокружение, депрессивные, подавленные состояния человеческого организма. Кардинально опасны отравления марганцем у детей и эмбрионов (если женщина беременна), так как это может приводить к идиотии. Из ста детей, матери которых во время беременности подверглись отравлению марганцем, девяносто шесть – девяносто восемь могут родиться идиотами. Существует некоторая теория, что токсикозы на ранних и поздних сроках беременности вызываются марганцем. В водопроводной воде присутствует избыток марганца, также он содержится в воздухе в результате производственных выбросов. В природе марганец затем аккумулируется в грибах и растениях. Марганец практически невозможно вывести из организма; очень тяжело диагностировать отравление марганцем, т.к. его симптомы очень общие и характерны для многих заболеваниям. Природное содержание марганца в растениях, животных и почвах очень высоко. Присутствие марганца в воздухе сверх нормы (среднесуточная предельно-допустимая концентрация марганца в воздушной оболочке – воздухе жилых мест – составляет 0,01 мг/м3) негативно влияет на организм человека, выражается в постоянно растущем разрушении центральной нервной системы. Марганец относится ко второму классу опасности. Алюминий так же оказывает общее отравляющее и засоряющее действие на организм человека. В водопроводной воде он находится в избытке, связано это с тем, что излишки железа на водозаборе удаляют сульфатом алюминия. Реагируя с ионами железа, сульфат алюминия дает нерастворимый осадок, в который выпадает, в принципе и железо, и алюминий, но в на самом деле в воде остается и железо, и алюминий. Селен необходим человеку в очень малых дозах, при малейшем превышении дозы он может превратиться в канцероген, мутаген и токсин. Человеку может сам достаточно безопасно восполнить недостаток селена, употребляя специальные минеральные комплексы; морская капуста содержит в своем составе достаточно селена. Железо бывает в природе в трех состояниях - молекулярное железо F0 (когда оно куском), ионы железа Fe2+ - необходимо в организме человека как переносчик кислорода (в молекуле гемоглобина четыре иона F2+) и ионы F3+ - вредное для человека - оно и есть ржавчина. Человеческий организм нуждается в железе, но только в строго определенной пропорции и в виде иона F2+. В водопроводной воде железо находится в большом избытке, т.к. в природной воде его много. Чтобы строить костную и мышечную ткань, поддерживать проводящие функции человеческому организму необходим кальций. При избытке кальций не оказывает негативного воздействия организму человека, однако, это снижает качество воды - соли кальция образуют накипь и мутность воды. Магний необходим для нормальной деятельности нервных клеток. Его количество в воде должно быть ограниченно, т.к. при избытке он действует аналогично марганцу - засоряет канальцы нервных клеток, он менее активен и проще выводится из организма. Калий необходим для нормального функционирования организма, т.к. является компонентом калий-натриевого насоса. Калий-натриевый насос - это структура на мембране каждой клетки, благодаря которой в клетку проникают вещества из межклеточной жидкости, а из клетки выводятся продукты ее жизнедеятельности. Кроме того, особенно важен калий для сердечно-сосудистой деятельности, т.к. он нормализует давление крови и работу сердца [11]. Повышение содержания тяжёлых металлов в биосфере приводит к росту числа мутаций, которые передаются по наследству. Мутанты подвержены порокам физического и умственного развития. Если проследить за мутацией, например, рыб, станет понятно, что у многих из них в загрязнённых водоёмах нарушается генофонд. Для уменьшения или исключения попадания тяжелых металлов в организм необходимо: не использовать косметику, которая содержит в своем составе тяжелые металлы; уменьшить использование алюминиевой фольги при варке; снизить употребление пищи из алюминиевой посуды; потреблять витамины, селен, йод; употреблять клетчатку, яблоки; смотреть на состав потребляемых продуктов. Заключение Воздушная оболочка мегаполисов сильно загрязнена выбросами тяжелых металлов и их соединений. Их источники – это цветная металлургия, стекольное и гальваническое производство, выхлопы автомобильного транспорта. В организме человека происходит аккумулирование вредных для него соединений, нарушающих его работу. Зачастую на организм воздействует не один, а несколько соединений - свинец, марганец, хром, мышьяк, кадмий. Полагают, что расстояние в тысячу метров - это зона сильного влияния, а пять тысяч метров и более – это зона минимального влияния. В организме ребенка, который живет рядом с промышленным предприятием с рождения, уже к пяти годам аккумулируется достаточная доза вредных веществ. Раньше всего начинают наблюдаться нарушения со стороны центральной нервной системы. Обычно, эти дети обладают рассеянным вниманием. Если человек переселяется из опасной территории, содержание тяжелых металлов в крови пмедленно уменьшается. От "осевшего" в волосяном покрове можно избавиться. Но от тяжелых металлов, попавших в кости и ЦНС к сожалению нельзя. У беременных женщин тяжелые металлы могут оказывать влияние на плод. Для удаления из организма находящегося в нем свинца важно как можно чаще употреблять в пищу молочные продукты, которые содержат кальций. Людям, подверженным воздействию воздуха, который загрязненен свинцом, пить молоко и употреблять больше молочных продуктов. Крайне важно, чтобы в продуктах питания содержалось большое количество клетчатки. Необходимо больше есть овощей, фруктов и зерновых продуктов. В этом случае тяжелые металлы будут сосредотачиваться в желудочно-кишечном тракте и удаляться из организма, не всасываясь при этом. Таким образом, в данной работе рассмотрены вопросы влияния на здоровье организма тяжелых металлов и их соединений, реакции орагнизма на тяжелые металлы, источников их попадания. Список использованной литературы 1. Руководство по профессиональным заболеваниям, под ред. Н.Ф. Измерова, Москва, “Медицина”, 1983. 2. Рациональное питание/ Смоляр В.И. – Киев: Наук. думка, 1991. 5 Л.И. Анфимова «Кулинария», 1996г. 6 З.П. Матюхина «Основы физиологии питания, гигиены и санитарии» М. Зысона, 1981г. 7 Г.И. Бутатиж «Организация производства предприятий общественного питания» М. Экономика, 1997г. 8 А.В. Куденцов Товароведение продовольственных товаров. М. Экономика, 1997г. 3. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. - М.: Высшая школа, 1988. 4. Некрасов Б.В. Основы общей химии: Т. I. -М.: Химия, 1969. 5. Крискунов Е. А., Пасечник В. В., Сидорин А. П. Экология учебник для 9-го класса издательский лом "Дрофа" 1995 6. Экологические преступления.- Комментарий к Уголовному Кодексу Российской Федерации, Изд.”ИНФРА*М-НОРМА”, Москва, 1996г.- 586 с. 7. Экология. Учебник. Е.А.Криксунов., Москва, 1995г..- 240с. 8. Новиков Э. А. Человек и литосфера. Ленинград, 1976 г. 9. Экологический кризис и социальный прогресс. Госкомиздат, 1977 г. 10. Исследование поведения загрязняющих веществ в окружающей среде. Госкомиздат, 1982 г. 11. Мельников Н. Н. Пестициды и окружающая среда. Химия, 1977 г. |