Какие тяжелые металлы считаются наиболее опасными для человека
Обновлено: 04.10.2024
Текст научной работы на тему «Тяжелые металлы в промышленном производстве и их влияние на здоровье человека»
ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В ПРОМЫШЛЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, Россия
В настоящее время в индустриально-развитых странах, несмотря на ускорение научно-технического прогресса, внедрение современных безопасных технологий, усиливается озабоченность ростом профессиональных заболеваний, причиной которых являются вредные производственные факторы. К ним относятся шум, вибрация от движущихся механизмов, электромагнитные поля, воздействие химических веществ и т.д. Наибольшую опасность, по мнению экологов, биологов и медиков представляют тяжелые металлы. Человек часто даже не догадывается, что работа с тяжелыми металлами отравляет его организм, вызывая необратимые процессы.
К тяжелым металлам относятся химические элементы (металлы) с атомной массой более 40, или химические элементы с удельным весом выше 5г/см Наиболее токсичными признаны: ртуть, свинец, кадмий, медь, ванадий, олово, цинк, молибден, кобальт, никель. По некоторым источникам наиболее опасными считаются ртуть, свинец, кадмий.
В последние годы ежегодное производство ртути составляет 10 тыс. тонн. К предприятиям, где ртуть является одним из элементов производственного цикла, относятся: электронная, электротехническая отрасли, химические производства (фунгицидов, красителей, хлора, каустической соды и др.), а также различные отрасли медицинского оборудования, промышленных и бытовых приборов. При испарении ртуть превращается в пар без цвета и запаха, поэтому её присутствие в воздухе не выявляется, у работающего с ртутью создается мнимое представление об ее отсутствии. Более того, пары ртути проникают во все пористые тела, щели, оседают на полу, стенах, создавая большие концентрации в воздухе.
Интоксикация ртутью вызывает поражение нервной и сердечнососудистой систем, нарушения пищеварительного тракта, обменных процессов, расстройства эндокринных желез и др.
Определенный положительный результат в плане безопасности при работе с ртутью наряду с медикаментозными формами дают усовершенствование технологических процессов, внедрение автоматизации, механизации.
Высокой токсичностью обладает и такой тяжелый металл как кадмий. В промышленности кадмий широко используется в качестве противокоррозионного покрытия изделий из стали, стабилизатора поливинилхлорида, пигмента для пластмасс и стекла, электродного материала в никель-кадмиевых аккумуляторах и батареях, в химической промышленности соединения кадмия приме-
няются в качестве катализаторов и т.д.
Кадмий поражает у человека практически все ткани, но откладывается преимущественно в печени, почках и костной ткани. Из человеческого организма кадмий почти не выводится, т.к. прочно фиксируется в составе ряда химических соединений.
При работе с кадмием кроме общепринятых мер безопасности, значительное внимание уделяется индивидуальным средствам защиты.
В производственных условиях серьезную опасность представляет свинец и его соединения в зависимости от их агрегатного состояния и характера контакта с ними. Свинец и его соединения широко используются в промышленности для изготовления сплавов, при производстве электрических аккумуляторов, красок, в химическом машиностроении, полиграфии и т.д.
Соединения свинца и сам металл могут проникать через дыхательные пути в виде пыли, аэрозоля и паров непосредственно в кровь. Свинец относится к ядам, вызывающим кумулятивное действие. Он откладывается в костях, вытесняя соли кальция из костной ткани, в мышцах, печени, почках. Свинец поражает мозг, лимфатические узлы, кровь, нервную систему. Меры безопасности в промышленном производстве при работе со свинцом и его соединениями имеют сложный характер, и важным моментом в этом плане является ограничение времени работы с данным тяжелым металлом.
Одним из главных аллергенов и канцерогенов является такой тяжелый металл как никель. Профессиональное отравление никелем возможно в следующих производственных процессах: обработка металлов, производство нержавеющей стали, магнитов, батареек, переработка нефти, гальваника и т.д. Повышенное содержание никеля в организме человека приводит к тяжелым легочным заболеваниям, к бронхиальному раку.
Итак, даже из этого небольшого перечня тяжелых металлов и видов промышленности, где имеется профессиональный контакт с ними, вызывающий профессиональные отравления, заболевания, следует сделать вывод о незамедлительном решении проблемы профессиональных заболеваний. Одними призывами здесь не обойтись. Необходимы законодательные меры по разработке и внедрению новых безопасных для человека способов и технологий использования тяжелых металлов в промышленном производстве.
МОРФОЛОГИЯ КЛЕТКИ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ВИБРАЦИИ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ
Новосибирский государственный медицинский университет, Россия
Действие механических колебаний на все живое и на организм человека на протяжении всей биологической эволюции относится к очень важным экологи-
Влияние некоторых тяжелых металлов и микроэлементов на биохимические процессы в организме человека
библиографическое описание:
Влияние некоторых тяжелых металлов и микроэлементов на биохимические процессы в организме человека / Зинина О.Т. // Избранные вопросы судебно-медицинской экспертизы. — Хабаровск, 2001. — №4. — С. 99-105.
код для вставки на форум:
Одними из наиболее вредных для биосферы Земли загрязнений, имеющих самые разнообразные вредные последствия, как для здоровья людей, так и для жизнедеятельности живых организмов, являются загрязнения тяжелым и металлами. Наряду с пестицидами, диоксинами, нефтепродуктами, фенолами, фосфатами и нитратами тяжелые металлы ставят под угрозу саму существование цивилизации. Увеличивающийся масштаб загрязнений окружающей среды оборачивается ростом генетических мутаций, раковых, сердечно-сосудистых и профессиональных заболеваний, отравлений, дерматозов, снижением иммунитета и связанных с этим болезней. В подавляющем большинстве случаев первоисточником загрязнений является экологически безграмотная деятельность человека. Среди опасных для здоровья веществ тяжелые металлы и их соединения занимают особое место, та к как являются постоянными спутниками в жизни человека.
Очень часто многоэлементный анализ используют в медицине при выяснении причин острых и хронических отравлений, а так же при лечении профессиональных болезней, связанных с хроническим воздействием тяжелых металлов на организм в условиях реального производства и экологических особенностей.
В химико-токсикологическом анализе применяется метод минерализации при исследовании биологического материала (органов трупов, биологических жидкостей, растений, пищевых продуктов и др.) на наличие та к называемых «металлических ядов». Эти яды в виде солей, оксидов и других соединений в большинстве случаев поступают в организм через пищевой канал, в соответствующих отделах которого они всасываются в кровь и вызывают отравления.
Важнейшим и «металлическими ядами » являются соединения бария, висмута, кадмия, марганца, меди, ртути, свинца, серебра, таллия, хрома, цинка и соединения некоторых неметаллов (мышьяка, сурьмы). Ряд перечисленных выше химических элементов, соединения которых являются токсичными. В небольших количествах содержатся в тканях организма как нормальная их составная часть, В виду незначительных количеств этих химических элементов. Содержащихся в организме, их называют микроэлементами.
Установлены предельно-допустимые концентрации микроэлементов в организме.
- Каждый элемент имеет присущий ему диапазон безопасной экспозиции, который поддерживает оптимальные тканевые концентрации и функции;
- У каждого элемента имеется свой токсический диапазон, когда безопасная степень его экспозиции превышена [Mertz, 1982].
Правила Мертца особенно важны для токсикологической химии. Металлы с малыми значениями диапазона концентраций условно отнесены в разные группы по «степени опасности» (чем меньше диапазон, тем «опаснее»):
- As, Be, Cd, Hg, Pb, Tl, Zn;
- B, Co, Cr, Cu, Mo, Ni, Sb, Sc;
- Ba, Mn, Sr, V, W.
Общепризнанно, что наиболее опасными элементами для человека, да и вообще для теплокровных животных, являются кадмий, ртуть и свинец (Cd, Hg, Pb).
Кадмий вызывает отравление, описанное в Японии как болезнь «итаи-итаи» (ох-ох). Название болезни происходит от боли в спине и ногах, сопровождающей остеомаляцию (декальцификацию) костей, что приводит к ломкости костей. Хроническое отравление кадмием разрушает печень и почки, приводя к сильнейшему нарушению функции почек. Избыток кадмия нарушает метаболизм металлов, особенно железа и кальция, нарушает действие цинковых и иных металло-ферментов, блокирует сульфгидрильные группы ферментов, нарушает синтез ДНК. Кадмий легко замещает металлфлавопротеиновых комплексах, где главенствующую роль играют железо и молибден, нарушая двухстадийный процесс окисления.
Ртуть токсична в любой своей форме. Ртуть в природных условиях довольно быстро превращается в летучее токсическое соединение — хлорид метилртути. В организме ионы метилртути быстро попадают в эритроциты, печень и почки, оседают в мозге, вызывая серьезные необратимые кумулятивные нарушения ЦНС. Это приводит, к конце концов, к общему и церебральному параличу, деформации конечностей, особенно пальцев, затрудненному глотанию, конвульсиям и смерти. Ртуть блокирует активность ряда важнейших ферментов, в частности карбоангидразы, карбоксипептидазы, щелочной фосфатазы. Легко замещает кобальт в корриноидах, извращая метаболические реакции, связанные с витамином В12. Повреждение механизма биосинтеза ДНК из-за недостаточности витамина В12 является причиной мегалобластических анемий и наиболее распространенной формы - пернициозной анемии, что приводит к дегенеративным изменениям нервной системы.
Свинец известен как токсическое вещество почти 5 тысяч лет среди греческих и арабских ученых. В современных условиях наибольшим источником загрязнения свинцом среды обитания считаются выхлопы бензиновых двигателей автомашин, поскольку в бензин добавляется тетраэтилсвинец для повышения октанового числа. Свинец препятствует одной из ступеней биосинтеза гема, считается сильнейшим нейротоксином, вызывает повышенную агрессивность. Хроническое отравление свинцом постепенно приводит к нарушениям функций почек, нервной системы, анемии. Токсичность свинца увеличивается при недостатке в организме кальция и железа. Свинец блокирует SH-группы белков, образуя комплексы с фосфатными группами рибозы у нуклеотидов, особенно у цитидина, и тем самым быстро разрушает РНК, ингибирует ферменты, в частности карбоксипептидазу.
Мышьяк относится к числу наиболее сильных и опасных ядов. В присутствии кислорода быстро образует очень ядовитый мышьяковистый ангидрид. При пероральном отравлении высокая концентрация мышьяка наблюдается в желудке, кишечнике, печени, почках и поджелудочной железе, при хроническом отравлении постепенно накапливается в коже, волосах и ногтях. Из-за ингибирования различных ферментов нарушает метаболизм. В процессе отравления первыми страдают аксоны, что приводит к периферической нейропатии и параличу конечностей. Мышьяк считается канцерогенным для человека.
Таллий очень токсичен, зачастую его называют «химическим СПИДом». Таллий, проникая через клеточные мембраны, образует сильные комплексы, например, нерастворимый комплекс с рибофлавином. Это приводит к нарушению метаболизма серы и разрушению иммунной системы. Отравление таллием приводит к гастроэнтеритам, периферической нефропатии, при большой абсорбции к смерти. Через 2-3 недели после небольшого отравления у человека выпадают волосы.
Цинк в виде двухвалентного элемента входит в состав свыше 20 ферментов, включая участвующие в обмене НК. Большая часть цинка в теле человека находится в мышцах, а самая высокая концентрация — в простате. В крови он присутствует в эритроцитах как кофактор в карбоангидразе. Избыток цинка может разбалансировать метаболические равновесия других металлов. Разбалансировка отношения цинк/медь является главным причинным фактором в развитии ишемической болезни сердца. Избыточное потребление солей цинка может приводить к острым кишечным отравлениям с тошнотой. В общем, цинк не очень опасен, а возможность отравления, вероятнее всего зависит от совместного присутствия токсичного кадмия.
Медь является необходимым кофактором для нескольких важнейших ферментов, катализирующих разнообразные окислительно-восстановительные реакции, без которых нормальная жизнедеятельность невозможна. Медь входит в качестве необходимого элемента в состав цитохромоксидазы, тироназы и других белков. Их биологическая роль связана с процессами гидроксилирования, переноса кислорода, электронов и окислительного катализа. В тканях здорового организма концентрация меди в течение всей жизн и поддерживается строго постоянной. В норме существует система, препятствующая непрерывному накоплению мед и в тканях путем ограничения ее абсорбции ил и стимуляции ее выведения. Хронический избыток меди в тканях При соответствующих заболеваниях вызывают токсикоз : ведет к остановке роста, гемолизу, снижению содержания гемоглобина, к деградации тканей печени, почек, мозга. Около 95 % меди в организме присутствует в составе гликопротеина крови церулоплазмина. Известен факт недостатка этого белка При болезни Вильсона-Коновалова - врожденном дефиците метаболизма (гепатолентикулярная дегенерация). Из-за генетического дефекта в синтезе церулоплазмина его содержание в крови резко снижено. В результате медь не связывается в комплекс с нормальной для организма константой устойчивости. Это приводит к недостатк у мед и в цеп и реакций метаболизма, приводящей к естественному для здорового организма синтез у соединительной ткани. Для осуществления нормального процесса сшивки мономеров эластина и коллагена не хватает активной Си-лизолоксидазы. С другой стороны «освободившиеся» ионы меди, лишившись по сути единственного нормального потребителя, откладываются в специфических тканях (печень, ядра мозга, почки, эндокринные железы, радужная оболочка глаз), где оказывают прямой токсический эффект. Создается парадоксальная ситуация избытка меди в специфических тканях при ее недостатке в нормальной цепи метаболизма.
Хром один из наименее токсичных элементов. При острых отравлениях накапливается во внутренних органах. Считается, что трехвалентный хром в виде комплекса с никотиновой кислотой и алифатическим и аминокислотам и работает в организме в качестве «фактора толерантности к глюкозе». Его действие заключается в усилении гипогликемического действия инсулина. В обычных условиях отрицательным является недостаток хрома в организме.
Сурьма — менее токсичный элемент, чем мышьяк. При отравлении накапливается в скелете, почках, селезенке.
Барий в виде двухвалентного катиона ядовит из-за его антагонизма с калием (но не с кальцием). У обоих ионные радиусы подобны. Барий является мускульным ядом. Абсорбированный барий откладывается в костях и в пигментной оболочке глаз.
Марганец — элемент почти нетоксичен, особенно в виде двухвалентного иона. В виде перманганат-иона токсичен из-за окислительной способности. Отравление происходит в случае вдыхания оксида в промышленном производстве.
Серебро. Элемент накапливается в печени и в меньших количествах, но равномерно, в остальных органах и тканях. Отложения серебра отмечено в клубочках почек и в субэпителиальных слоях кож и («аргироз» — голубоватое окрашивание кожи).
При различных патологиях имеет место изменение содержания микроэлементов в организме. Исследование сыворотки больных острым вирусным гепатитом, а также при постгепатитном циррозе показало, что у пациентов с острым гепатитом концентрация цинка почти не менялась, концентрация кадмия значительно увеличивалась. Концентрация меди и марганца незначительно уменьшалась. При хроническом гепатите и постгепатитном циррозе содержание меди и цинка в сыворотке уменьшалось, а кадмия увеличивалось. Содержание марганца почти не менялось. Выделение с мочой меди, превышающее 115 мкг/сутки и сопровождаемое низким содержанием в крови, свидетельствует о синдроме системного заболевания, например, болезни Вильсона-Коновалова. Повышенное содержание в крови и моче алюминия, особенно у пожилых людей, может сопровождать энцефалопатию, болезнь Альцгеймера и другие формы слабоумия, а при почечной недостаточности также остеомаляцию и микроцитарную гипохромную анемию. Повышенное содержание в крови и моче лития характерно для больных с патологией мочевыделительной системы, нефропатиями.
Повышенное относительно ПДК содержание в биологических жидкостях отдельных тяжелых металлов может свидетельствовать о хроническом воздействии токсикантов на организм и перенапряжении работы почек и печени. Это требует мер по очистке организма от избытка тяжелых металлов, например, с помощью препаратов с полианионами (морская капуста) в незапущенных случаях.
Повышенное содержание в крови и моче наиболее токсичных тяжелых металлов (кадмия, ртути, свинца) требует энергичных мер по их выведению, поскольку их избыток разрушает нервную, сердечно-сосудистую и иммунную системы.
Повышенное содержание в крови и моче таллия и селена может пролить свет на причины облысения и плохое самочувствие таких больных.
Повышенное содержание в организме бора должно привлечь внимание к тяжелым металлам, содержание которых не превышает ПДК, т.к. он оказывает синергистское (усиливающее) влияние на их токсические свойства.
Токсичность «металлических ядов» объясняется связыванием их с соответствующими функциональными группами белковых и других жизненно важных соединений в организме. В результате нарушаются нормальные функции соответствующих клеток и тканей в организме, и наступает отравление, которое в ряде случае в заканчивается смертью.
похожие статьи
Анализ причин насильственной смерти в результате отравления за 2015–2019 гг. (по данным норильского отделения Красноярского краевого бюро судебно-медицинской экспертизы) / Кошак К.В., Коплатадзе И.Г., Толмачева С.К., Слащинин Г.А., Алябьев Ф.В., Фомина И.Е., Аверченко И.В., Хлуднева Н.В., Бокиев М.У., Закурдаева А.Д. // Избранные вопросы судебно-медицинской экспертизы. — Хабаровск, 2020. — №19. — С. 73-75.
Редкая ошибка / Вонгродзский В.А. // Судебно-медицинская экспертиза. — М.: Изд-во Наркомздрава, 1928. — №8. — С. 116-119.
Уголь, как противоядие при разных отравлениях / Лейбензон Е.А. // Судебно-медицинская экспертиза. — М.: Изд-во Наркомздрава, 1928. — №8. — С. 45-60.
К вопросу о химическом распознавании сероуглерода в крови при отравлениях / Кромер Н. // Судебно-медицинская экспертиза. — М.: Изд-во Наркомздрава, 1928. — №8. — С. 42-44.
Отравление депиляторием / Аджиев Б.Л. // Судебно-медицинская экспертиза. — М., 1968. — №4. — С. 43-44.
Какие тяжелые металлы считаются наиболее опасными для человека
Cписок тяжелых металлов обычно включает мышьяк, свинец, кадмий, ртуть, хром, медь, цинк, никель, селен, серебро, сурьму, марганец и некоторые другие.
Они могут присутствовать в почве, воде и атмосфере. Металлы могут накапливаться впищевых продуктах из-за их присутствия в окружающей среде, в результате деятельности человека, такой как сельское хозяйство, промышленность или автомобильные выхлопы, в результате загрязнения во время обработки и хранения продуктов питания. Люди могут подвергаться воздействию металлов из окружающей среды или при попадании внутрь загрязненной пищи или воды. Наиболее тревожными представители этой группы - мышьяк, кадмий, свинец и ртуть.
Ртуть накапливается в рыбе (в старой больше, чем в молодой), в хищной также больше (меч-рыба, тунец, акула), в почках животных (опасно употребление в сыром виде), орехах, какао-бобах, шоколаде.
Больше всего свинца накапливается в хищной рыбе (тунец, акула), морепродуктах, особенно в двустворчатых моллюсках. Свинец также накапливается в консервированных продуктах в сборной жестяной таре.
Кадмий – в грибах, во многих растениях, особенно стручковых, какао-порошке, рыбе, почках животных, овощах, фруктах.
Мышьякнакапливается в белом и коричневом рисе, яблочном соке, курином мясе, белковых коктейлях, белковом порошке.
Причины накопления тяжелых металлов в пище
- Использование сырья, полученного в районах с повышенным уровнем тяжелых металлов в окружающей среде
- Использование сырья, полученного вблизи предприятий металлургической, горнодобывающей промышленности, вблизи автомагистралей
- Загрязненная почва
- Пестициды на полях
- Бытовые отходы
Почему тяжелые металлы опасны?
Тяжелые металлы, при длительном поступлении с пищей могут накапливаться в организме, вызывая отдаленные последствия. Небольшие количества металлов могут выводиться с мочой, потом, калом, но также они имеют способность задерживаться в различных тканях, в костях и крови, способствовать развитиюракажелудочно-кишечного тракта, снижению иммунитета, задержке умственного развитияу детей, обладают тератогенным действием.
Мышьяк и свинец при накоплении в организме способны оказывать мутагенное и канцерогенное действия.
Ртуть, накапливаясь в организме детей, вызывает изменения в развитии мозга, у взрослых, а более высоких дозах вызывает неврологические изменения.
Отравление свинцом
При отравлении свинцом возможно развитие анемии, поражение нервной системы и почек, замедление интеллектуального развития детей, заболеваний сердечно-сосудистой системы среди взрослых. Накапливается в костях, являясь постоянным источником отравления.
При хроническом отравлении отмечается общая слабость, головные боли, неприятный привкус во рту, запоры, боли в животе.
При отравлении мышьяком возникает тошнота, позывы к рвоте, расстройства ЖКТ. Далее присоединяются неврологические симптомы: речевые расстройства, нарушения обоняния, вкуса, парезы. Длительная интоксикация мышьяком опасна риском развития рака кожи.
Кадмийвлияет на артериальное давление, способствует образованию камней в почках.
Профилактика отравлений тяжелыми металлами
Профилактика отравления тяжелыми металлами в быту заключается в
ВЛИЯНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»
Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Махниченко Анжела Сергеевна, Пащенко Анна Евгеньевна
Данная статья посвящена вопросу влияния тяжелых металлов на организм человека . Рассмотрен термин тяжелые металлы , источники их поступления в окружающую среду , а также приведены полезные советы.
Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Махниченко Анжела Сергеевна, Пащенко Анна Евгеньевна
Микроэлементозы - как возможные и реальные экологически обусловленные заболевания в Астраханском регионе
Текст научной работы на тему «ВЛИЯНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА»
ВЛИЯНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
Махниченко Анжела Сергеевна, Астраханский государственный технический университет, г. Астрахань
Пащенко Анна Евгеньевна, Астраханский государственный технический университет, г. Астрахань
Аннотация. Данная статья посвящена вопросу влияния тяжелых металлов на организм человека.
Рассмотрен термин тяжелые металлы, источники их поступления в окружающую среду, а также приведены полезные советы.
Ключевые слова: тяжелые металлы, организм человека, окружающая среда, влияние, загрязнение
В настоящее время состояние окружающей среды является важнейшим фактором, определяющим жизнедеятельность и развитие человека и общества в целом. К одним из наиболее распространенных химических загрязнений относится загрязнение тяжелыми металлами. Высокое содержание многих химических элементов и их соединений, обусловлены природными и техногенными процессами, происходящими в окружающем нас мире.
Тяжелые металлы обнаружены во всех природных средах: атмосфере, почве, воде, растениях, животных. По токсичности они занимают второе место в загрязнении окружающей среды и составляют группу наиболее опасных загрязнителей биосферы.
Необходимо отметить, что тяжелые металлы играют важную роль в биосфере, присутствуя в живых организмах в ничтожно малых концентрациях, они выполняют важные функции, но достигая определенной, отличной от нормы, концентрации, они оказывают губительное воздействие на организм человека. Они способны накапливаться в тканях, почках, печени, вызывая серьезные физиологические нарушения, токсикоз, аллергию, онкологические
заболевания, отрицательно влияют на генетическую наследственность.
Тяжелые металлы способны образовывать высокотоксичные металлорганические соединения (МОС), так как обладают высокой способностью к многообразным химическим, физико-химическим и биологическим реакциям, изменять формы нахождения при переходе от одной природной среды в другую, т.е. мигрировать. Миграция соединений тяжелых металлов происходит из-за того, что многие из них имеют переменную валентность и участвуют в окислительно-восстановительных процессах.
Большой интерес представляют те металлы, которые загрязняют атмосферу в значительном объеме использующиеся в производственной деятельности. К ним относят свинец, ртуть, кадмий, цинк, висмут, кобальт, никель, медь, олово, сурьму, ванадий, марганец, хром, молибден и мышьяк, именно они представляют серьезную опасность не только для человека, но и для всех организмов на Земле. Располагая сведениями о содержании тяжелых металлов у млекопитающих и растений, можно прогнозировать их влияние на организм человека.
Термин тяжелые металлы, характеризующий группу химических элементов, загрязняющих окружающую среду, получил значительное распространение в настоящее время. Авторы различных научных публикаций трактуют этот термин по-разному. В связи с этим список тяжелых металлов будет включать разные элементы. Существуют классификации, основанные на атомной массе, плотности, токсичности, распространенности в природной среде, степени вовлеченности в природные и техногенные циклы.
Немаловажную роль в классификации тяжелых металлов играет их высокая токсичность. В зависимости от степени токсикологического воздействия химические вещества в соответствии с ГОСТом 17.4.1.0283 подразделяют на три класса:
- I класс (высоко опасные) - As, Cd, Hg, Be,Se, Pb, Zn;
- II класс (умеренно опасные) - B, Co, Ni, Mo, Cu, Sb, Cr;
- III класс (мало опасные) - Ba, V, W, Mn, Sr.
К тяжелым металлам относится более 40 химических элементов периодической таблицы Д.И. Менделеева с высокой относительной атомной массой и относительной плотностью: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi и др. Когда они находятся в естественных концентрациях, к ним применяют термин «микроэлементы», участвуют в биологических процессах. По А.П. Виноградову (1957), под микроэлементами подразумевают химические элементы, необходимые для растительных и животных организмов.
Согласно сведениям, представленным в "Справочнике по элементарной химии" под ред. А.Т.Пилипенко (1977), к тяжелым металлам отнесены элементы, плотность которых более 5 г/см3. Если исходить из этого показателя, тяжелыми следует считать 43 из 84 металлов Периодической системы элементов. По другой
классификации, Н.Ф. Реймерса, тяжелые металлы имеют плотность больше 8 г/
см . Следовательно, получится меньше таких элементов: Pb, Zn, Bi, Sn, Cd, Cu, Ni, Co, Sb. В теории, тяжелыми металлами можно назвать все элементы таблицы Менделеева, начиная с ванадия, но что это не совсем так из-за того, что не все элементы находятся в природе в токсичных пределах. По мнению исследователей, занимающихся практической деятельностью, связанной с наблюдением состояния окружающей среды, к тяжелым металлам включают только свинец, ртуть, кадмий и мышьяк. Ю.А. Израэль относит к ним Pb, Hg, Cd, As. Согласно решению Целевой группы по выбросам тяжелых металлов, работающей под эгидой Европейской Экономической Комиссии ООН и занимающейся сбором, и анализом информации о выбросах загрязняющих веществ в европейских странах, только Zn, As, Se и Sb были отнесены к тяжелым металлам.
Как в среде нашего обитания появляются тяжелые металлы? Источниками их поступления в окружающую среду являются природные и техногенные процессы. Природными или естественными источниками являются горные породы, но их насыщенность тяжелыми металлами невелика. Кроме того, естественными источниками являются термальные воды и рассолы (Br, Sr, As, Pb, V, Se, Cu и др.), космическая и метеоритная пыль, вулканические газы. Большая часть таких элементов попадает в биосферу - в виде сухих осаждений и атмосферных осадков (15-25%), которые удаляют данные загрязнители, поступающие в атмосферу в виде аэрозольных выбросов.
Техногенное поступление тяжелых металлов связано с присутствием их в сточных водах различных промышленных объектов, черной и цветной металлургии, машиностроением, они также поступают в окружающую среду с бытовыми стоками, с дымом и пылью, а часть элементов входит в состав пестицидов и удобрений и является источником загрязнения окрестных прудов. Повышение концентрации тяжелых металлов в природных водах часто связано с закислением, выпадением кислотных осадков, переходу металлов в свободное состояние.
В биосферу загрязнители поступают за счет возрастания объемов промышленных выбросов и отходов. Основными техногенными источниками атмосферного загрязнения являются тепловые электростанции (27%), предприятия черной металлургии (24,3%), предприятия по добыче и переработке нефти (15,5%), транспорт (13,1%), предприятия цветной металлургии (10,5%), а также предприятия по добыче и изготовлению строительных материалов (8,1%), химическая промышленность (1,3%).
К основным отраслям, с которыми связано загрязнение окружающей среды ртутью, относят горнодобывающую, металлургическую, химическую, приборостроительную, электровакуумную и фармацевтическую.
Наиболее интенсивные источники загрязнения окружающей среды кадмием - металлургия и гальванопокрытия, а также сжигание твердого и жидкого топлива.
Если рассмотреть это вопрос с точки зрения химии, то самым главным инициатором повышения уровня растворимых солей тяжелых металлов в окружающей среде являются кислотные дожди. Кислотные дожди снижают плодородие почв, ухудшают здоровье населения. Уменьшение кислотности среды сопровождается переходом тяжелых металлов из малорастворимых соединений в более растворимые в почвенном растворе.
С одной стороны, многие тяжёлые металлы, такие как Fe, Си, 7п, Мо, являются необходимыми для нормальной работа организма человека, так как участвуют в биологических процессах. С другой стороны, накопление данных элементов в тканях организма в большом количестве может оказывать вредное воздействие, вызывая ряд заболеваний. Не имеющие полезной роли в биологических процессах металлы, такие как свинец и ртуть, определяются как токсичные металлы. Металлы, не несущие пользы организму, такие как ^ и РЬ, считаются токсичными. А часть элементов, токсичная для одних организмов,
Загрязнение окружающей среды - процесс, происходящий в пространстве и во времени, поэтому реакцию человеческого организма на загрязнения иногда очень трудно предугадать. Постоянный рост поступлений токсичных веществ в окружающую среду, в первую очередь, сказывается на здоровье населения, ухудшает качество продуктов сельского хозяйства, снижает урожайность, оказывает влияние на климат отдельных регионов. Большинство человеческих болезней связаны прямо или косвенно с состоянием окружающей среды, которая либо становится причиной возникновения заболеваний, либо способствует их развитию.
Тяжелые металлы вызывают сердечно-сосудистые заболевания, тяжелые формы аллергии, и даже имеют канцерогенные свойства. Они влияют на генетический фон, так как накапливаются в организме с последующим эффектом действия, проявляющимся в наследственных заболеваниях, умственных расстройствах и т.д.
Токсичность тяжелых металлов выражается в связывании их с функциональными группами белковых и других жизненно важных соединений в человеческом организме. Последствием этого является отравление, то есть нарушение нормального функционирования клеток и тканей, которое иногда заканчивается летальным исходом.
Пыль, содержащая соединения с тяжелыми металлами, такими как кремний, мышьяк, ванадий, уменьшает вентиляцию и объем легких, повреждает слизистые оболочки глаз, верхних дыхательных путей, вызывает раздражение
полезна для других.
кожи, повышает смертность от рака легких и кишечника.
Под действием свинца нарушается синтез гемоглобина, возникают заболевания мочеполовых органов, нервной системы. В развитых городах содержание свинца в атмосфере превышает норму в 10 000 раз.
Так же очень опасны загрязнения вод ртутью, так как заражение морских организмов может стать причиной заболевания людей.
Кадмий присутствует во многих сельскохозяйственных удобрениях. Не осознавая этого, каждый день мы получаем этот вредный металл вместе с фруктами и овощами. Кадмий имеет свойство накапливаться и это, в дальнейшем может быть опасным.
Мышьяк так же является вредным для организма веществом. Чаще всего его можно найти в обычной водопроводной воде.
Интересным примером влияния тяжелых металлов может быть Ньютон. В 1692 году он заболел, болезнь была тяжелая и непонятная. Ученый потерял своё душевное равновесие, сон и аппетит, а иногда его даже подводила память. Биографы называли это время «черным годом» жизни великого ученого. Как стало известно позже, виновницей оказалась ртуть и её соли. Известно, что Ньютон обращался к химии и часто проводил опыты с ртутью, подолгу нагревая её, чтобы получить летучие вещества, и даже пробовал получившееся. Оказалось, у него было ртутное отравление, а анализ волос подтвердил, что концентрации высокотоксичных металлов в них сильно превышали нормы.
Тяжелые металлы повсюду - в нашей воде, пище, в бытовых чистящих средствах, и даже в воздухе, которым мы дышим. Некоторые опасны только в больших количествах, а некоторые и в маленьких, особенно если они попали внутрь организма. Симптомы отравления часто путают с другими заболеваниями, хотя каждый из нас имеют немалое количество токсичных элементов в своих клетках.
Одна из самых больших проблем, что токсичные металлы накапливаются и разрушают нас изнутри, а избавиться от них достаточно сложно. Мы предлагаем несколько полезных советов, которые помогут сохранить здоровье:
- противоядием от тяжёлых металлов и их солей является яичный белок.
- если металлическая ртуть рассыпалась, её необходимо засыпать порошком серы или залить раствором хлорида железа (III);
- потребляйте больше Омега-3 жирные кислоты, они отлично подходят для детоксикации тяжелых металлов из ваших клеток;
- консервные банки спаиваются припоем, содержащим определённое количество свинца, поэтому консервы следует перекладывать в стеклянную посуду после её открывания;
- выбирайте органическую или фермерскую продукцию. Убедитесь, что все ваши фрукты, овощи и травы выращивают без использования химических
пестицидов и удобрений;
- для приготовления и хранения пищи нужно использовать только специальную посуду, глазурь, которой покрыта декоративная посуда, содержит соли свинца и кадмия;
- используйте только натуральные моющие средства;
- вдоль дорог следует сажать только декоративные и лесные породы деревьев, а не пищевые, так как этилированный бензин, поглощается растениями, и употреблять их в пищу нельзя;
- полюбите свежий лук и чеснок. Лук, чеснок, лук-шалот содержат высокое содержание серы — мощный природный хелатообразователь, который связывает ионы тяжелых металлов (так же, как кинза и хлорелла) и выводит их через пищеварительный тракт;
- берегите детей. Некоторые детские игрушки содержат токсичные красители, в состав которых входит кадмий.
В результате общего загрязнения атмосферы, гидросферы и литосферы, за счет интенсивных и бесконтрольных выбросов цветной и черной металлургии, предприятий горнодобывающей, металлургической, химической промышленности, происходит интенсивное загрязнение почвы, воздуха, воды и морских организмов, вредными веществами. Они поступают в организм человека и способны накапливаться в костях, тканях, крови, отравляя организм и вызывая мутационные изменения, различные заболевания, а также могут изменять биологический режим работы организма.
В настоящее время люди не информированы о последствиях воздействия тяжелых металлов на человеческий организм, а ведь это воздействие чаще всего может стать губительным для него. Увеличение концентрации тяжелых металлов увеличивает число мутаций, передающихся по наследству, значительно ухудшает здоровье человека.
Загрязнение тяжелыми металлами может быть уменьшено в результате запрещения производства и применения ряда продуктов производства, отрицательно влияющих на человека, введением строгого контроля над отходами производства, а также за пищевыми продуктами, уменьшение техногенных выбросов в биосферу. Мы не должны экономить на очистных сооружениях, методах очистки от вредных элементов, содержащихся в почве и воде, ведь экономя на этом, мы экономим не только на своем здоровье, но и на здоровье нашего будущего поколения.
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. - М.: Высшая школа,1988.
2. Кирпатовский И.П. Охрана природы: Справочник для работников нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. М.: Химия, 1974. - 376 с.
3. Мудрый И.В. Тяжёлые металлы в окружающей среде и их влияние на организм / И.В. Мудрый, Т.К. Короленко // Врачебное дело. - 2002. - № 5/6. - С.
ДЕЙСТВИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»
Аннотация научной статьи по ветеринарным наукам, автор научной работы — Габараева Зема Гурамовна, Макиева Динара Черменовна
В данной работе рассмотрены пути проникновения канцерогенов в организм человека, описаны признаки отравлений . Дана характеристика тяжелым металлам и их классификация согласно степени опасности, а также предложены специальные программы, которые позволяют диагностировать степень содержания тяжелых металлов в организме.
Похожие темы научных работ по ветеринарным наукам , автор научной работы — Габараева Зема Гурамовна, Макиева Динара Черменовна
THE EFFECT OF HEAVY METALS ON THE HUMAN BODY
In this work, the ways of penetration of carcinogens into the human body are considered, signs of poisoning are described. The characteristic of heavy metals and their classification according to the degree of danger are given, and special programs are proposed that allow diagnosing the degree of the content of heavy metals in the body.
Текст научной работы на тему «ДЕЙСТВИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА»
DOI 10.24411 /2076-1503-2020-11146 ГАБАРАЕВА Зема Гурамовна,
УДК 574 24 научный сотрудник Медико-биологической лаборатории,
Юго-Осетинский государственный университет им. А.А. Тибилова,
Республика Южная Осетия, г. Цхинвал?
МАКИЕВА Динара Черменовна,
преподаватель кафедры химии и медицины Юго-Осетинский государственный университет им. А.А. Тибилова,
ДЕЙСТВИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
Аннотация. В данной работе рассмотрены пути проникновения канцерогенов в организм человека, описаны признаки отравлений. Дана характеристика тяжелым металлам и их классификация согласно степени опасности, а также предложены специальные программы, которые позволяют диагностировать степень содержания тяжелых металлов в организме.
Ключевые слова: тяжелые металлы, отравление, канцерогены, окружающая среда.
GABARAEVA Zema Guramovna,
researcher of the Medical and biological laboratory, Tibilov South Ossetian state University, Republic of South Ossetia, Tskhinval
MAKIEVA Dinara Chermenovna,
teacher of the Department of chemistry and medicine, Tibilov South Ossetian state University, Republic of South Ossetia, Tskhinval
THE EFFECT OF HEAVY METALS ON THE HUMAN BODY
Annotation. In this work, the ways of penetration of carcinogens into the human body are considered, signs of poisoning are described. The characteristic of heavy metals and their classification according to the degree of danger are given, and special programs are proposed that allow diagnosing the degree of the content of heavy metals in the body.
Key words: heavy metals, poisoning, carcinogens, environment.
Загрязнение окружающей среды токсичными веществами, проблема всеобщего масштаба. И это не может не беспокоить население страны. Проблеме экологии уделяют огромное внимание. Проводятся всевозможные собрания, съезды, конференции, форумы, на которых обсуждаются вопросы загрязнения тяжелыми металлами атмосферы.
Тяжелые металлы представлены химическими элементами Периодической системы Д.И. Менделеева. Они обладают свойствами металлов, с относительной атомной массой свыше 50.
К тяжелым металлам относятся: ртуть, свинец, кадмий, мышьяк, хром, кобальт, молибден, никель, сурьма, цинк, скандий, марганец, ванадий, стронций, барий, вольфрам.
Тяжелые металлы по степени опасности можно разделить на 3 группы [1, стр. 100]:
1 - высоко опасные:
Ав, Cd, Щ, РЬ, Se, Zn, Р
2 - умеренно опасные:
В, Со, N Мо, Си, Сг.
3 - мало опасные:
Большинство тяжелых металлов в небольшой концентрации содержатся в организме человека, участвуют в метаболических процессах. Из-за невысокой атомной массы они ограничены в движении, перемещаются плохо и вследствие этого аккумулируются в различных тканях организма человека, вызывая тем самым ряд заболеваний. Тяжелые металлы и их соединения оказы-
ОБРАЗОВАНИЕ И ПРАВО № 11 • 2020
вают губительное влияние на организм человека и окружающей среде. За счет накопления их увеличивается объем загрязнений окружающей среды, и как следствие этого наблюдается рост генетических заболеваний, отравлений, снижа-
ется иммунитет, повышается риск сердечно-сосудистых заболеваний и онкозаболеваний.
Допустимые концентрации микроэлементов в организме человека [2]
Наименование элемента Кровь (ткд/т1) Моча (ткд/т1)
№1п (марганец) 0,06 0,07
Ag (серебро) 0,1 0,06
As (мышьяк) 0,2 0,004
Ва (барий) 0,08 0,8
Cd (кадмий) 0,005 0,04
Bi (висмут) 0,03 0,02
Pb (свинец) 0,25 0,08
^ (таллий) 0,01 0,002
Отходы тяжелых металлов встречаются повсеместно: в воздухе, воде, почве. И населению приходится дышать токсичным воздухом, пить отравленную воду, питаться овощами и фруктами, выращенными на этой почве.
Отравление тяжелыми металлами происходит вследствие сжигания мусора (выделяется кадмий), автомобильного производства (выделяется свинец), химико-фармацевтическая промышленность (ртуть в градусниках), также происходит поступление в почву с атмосферными осадками, минеральными удобрениями.
Вследствие переработки тяжелых металлов получают сплавы цинка, меди, олова, никеля, свинца и т.д., которые впоследствии используются в разных отраслях промышленности.
Цинк используется для оцинковки, т.к. обладает высокими антикоррозионными свойствами; в химической промышленности при производстве красок и лаков; в медицине при изготовлении антисептических средств.
Медь представляет собой высокопластичный металл. Из нее получают трубы, провода, украшения, кухонную утварь.
Тяжелые металлы при попадании в организм накапливаются в нем и, частности, в костях. И через некоторое время они «просыпаются» и проявляются клинические симптомы отравления.
Концентрация тяжелых металлов в окружающей среде постоянно растет и это делает их опасными для живого организма. Для определе-
ния наличия тяжелых металлов при анализе применяют метод минерализации. В качестве биологического материала используют органы трупов, органы растений, биологические жидкости, пищевые продукты. Материалы исследуют на наличие «металлических ядов». Эти «яды» поступают в организм через желудочно-кишечный тракт, накапливаются там и отравляют его.
Наиболее опасными являются соединения висмута, бария, кадмия, меди, ртути, свинца, а также сурьма и мышьяк (являются неметаллами).
Повышенное количество кадмия в организме приводит к поражению почек (образуются камни) и печени, анемии, нарушается функция легких, происходит деформация опорно-двигательного аппарата, развивается гипертония, обостряются сердечно-сосудистые заболевания.
Свинец относится к наиболее токсичным элементам. Он накапливается в костях (вызывает их разрушение), накапливается в печени и почках. При отравлении наблюдается снижение работоспособности, ухудшению памяти и внимания. Свинец увеличивает в несколько раз канцерогенный эффект других металлов.
Ртуть относится к особо токсичным веществам. Летучим токсическим соединением ртути является хлорид метилртути. В организм попадает быстро, накапливается в печени, почках, мозге, крови. Это приводит к токсическим действиям на центральную нервную систему, нарушается ритм сердца, нарушается память и внима-
ние, поражается работа опорно-двигательного аппарата, наблюдаются изменения в крови, в желудочно-кишечном тракте. Человек становится раздражительным, головные боли усиливаются.
Мышьяк относится к сильным ядам. В присутствии кислорода воздуха образуется мышьяковистый ангидрид - ядовитое соединение.
От отравления мышьяком страдают кожа, почки, печень, легкие (обостряются хронические заболевания), поражается сердечно-сосудистая система. Мышьяк является токсичным для человека.
Особо токсичным является таллий. Его иногда называют «химическим СПИДом». Он включается в биохимические процессы, тем самым разрушая активность АТФазы. Проникает в клетку и образует прочные комплексы. Что приводит к нарушению метаболизма серы и разрушению иммунитета. При отравлении наблюдаются поражения со стороны желудочно-кишечного тракта, различные невропатии, а при повышенном попадании в организм, может наступить летальный исход [3].
При отравлении медью происходит интоксикация организма, анемия, нарушается функция печени, костная ткань постоянно разрушается.
Никель токсично влияет на сердечно-сосудистую систему, обладает канцерогенным действием. Вызывает рак рта, бронхов, почек, толстой и тонкой кишки.
При постоянном вдыхании железа наблюдается снижение работоспособности, депрессивные состояния усиливаются.
При отравлении марганцем поражается кожа, раздражаются верхние дыхательные пути.
Соединения хрома канцерогены. Вызывают рак легких и бронхов, нарушают функцию желудка и печени [4].
Количество выбросов загрязнений в окружающую среду постоянно увеличивается из-за быстрого роста промышленности. Большему экологическому вреду подвержены жители городов.
Для снижения токсического действия на организм человека можно достигнуть, если применить специальные программы, которые позволяют диагностировать степень содержания тяжелых металлов в организме. Согласно этим программам можно определить:
1. Стадию интоксикации тяжелых металлов,
способность их извлекать из организма.
2. Наличие или отсутствие минералов.
3. Причину окислительного захвата и кислотности организма.
4. Степень восприимчивости к аллергии и
Выводы. Уменьшение токсического действия на организм человека можно достигнуть, если: снизить поступление канцерогенов в организм, перевод канцерогенов в неактивную форму путем их изоляции или осаждения, увеличения выделения канцерогенов. Целесообразно акцентировать внимание на питание организма.
[1] Влияние некоторых тяжелых металлов и микроэлементов на биохимические процессы в организме человека, Зинина О.Т. Избранные вопросы судебно-медицинской экспертизы. -Хабаровск, 2001. - № 4.- С. 99 - 105.
[2] СанПин 2.1.7.127-03.
[1] Vliyanie nekotoryh tyazhelyh metallov i mikroelementov na biohimicheskie processy v organ-izme cheloveka, Zinina O.T. Izbrannye voprosy sudebno-medicinskoj ekspertizy. - Habarovsk, 2001. - № 4.- S. 99 - 105.
[2] SanPin 2.1.7.127-03.
Читайте также: