АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Фенилртугь Метилртуть

CeHsHgf ---------------------------------------- ^^^

НІ «--------- * Hg* —------------------ ►(C3b)2Hg

Рис. 6. Упрощенная схема превращений ртути в воде (По: В. Эйхлер, 1986)

Это соединение жирорастворимо (как упоминалось выше), чрезвы­чайно ядовито и очень устойчиво.

Свинец. Человечество уже более 2 тыс. лет знакомо с опасностью, которую несет использование этого металла и свинцовых изделий.

В Древней Греции отравления людей, работавших со свинцом, на­зывали сатурнизмом. Его симптомами были колики, сопровождавшиеся бредовым состоянием и параличами. Много отравлений вызвало хране­ние напитков, вин и продуктов в глазурованных керамических сосудах. В 1883 г. в английском законодательстве появился первый закон, по-

священный предупреждению свинцового отравления; он запрещал исполь­зование гончарной посуды, покрытой свинцовой глазурью. В настоящее время свинец используется в аккумуляторах, в производстве кабелей, кра­сок, стекла, смазок, бензина, средств защиты от радиации и т.д.

К настоящему времени накоплено огромное количество сведений о токсическом действии свинца на живые организмы, о поведении этого элемента в природных средах.

Загрязнение среды свинцом обусловлено в основном четырьмя видами хозяйственной деятельности: 1) сжиганием жидкого и твердого топлива, сопровождающимся выбросами в атмосферу; 2) свинцовоплавильным про­изводством, с которым тоже связаны выбросы свинца в атмосферу; 3) сбрасыванием сточных вод, в которых свинец обычно содержится в по­вышенных количествах, и 4) внесением в почву химикатов. Настоящим бичом современности является загрязнение атмосферы автомобильными выхлопами, содержащими продукты неполного сгорания топлива, в том числе и неразложившуюся часть тетраэтилсвинца.

В результате вдыхания воздуха, содержащего свинец, не менее 15% его поступает в кровь. Токсическое действие свинца по отношению к организму человека, животных связывают в первую очередь с SH-группами устойчивых меркаптидов и блокированием ферментных сис­тем. Свинец обладает кумулятивными свойствами. Среди механизмов депонирования свинца главным является отложение его в костной ткани в результате замещения кальция. В значительно меньшей степени сви­нец откладывается в селезенке, печени, почках, головном мозгу и дру­гих органах. Этот элемент может сохраняться в организме человека долгое время (годы). Под влиянием неблагоприятных воздействий (ал­коголизм, инфекция, травма) нередко наблюдается проявление или обо­стрение свинцовой интоксикации, обусловленное выделением свинца из депонирующего органа, ткани в ток крови.

Свинец является протоплазматическим ядом, действующим на все органы и системы организма. Токсической дозой свинца для человека является 1 мг, летальной – 10 г.

Основным источником поступления свинца в организм человека служат продукты питания, в связи с этим опасно техногенное загрязне­ние свинцом пищевых и кормовых культур. Важную роль играет посту­пление свинца в организм человека с почвой, пылью, питьевой водой и вдыхаемым воздухом. Данные по содержанию свинца в крови детского населения России свидетельствуют о том, что почти у 44% детей в го­родах России могут возникать проблемы в поведении и обучении, обу­словленные воздействием свинца; около 9% нуждаются в лечении; здо­ровье 0,2% детей находится в опасности и примерно 0,01% нуждается в неотложном медицинском вмешательстве (Доклад о свинцовом загряз­нении…, 1997).

По данным многочисленных исследований, в промышленно разви­тых городах с увеличением уровня загрязнения возрастает вариабель­ность свинца (так же как и других элементов) в почвах, изменяется хи­мический состав растений.

Техногенные воздействия на почву и растительный покров значи­тельно меняют параметры биологического круговорота свинца. Вокруг промышленных предприятий и автодорог растения поглощают свинец не только из почв с помощью корневых систем, но и из атмосферы по­верхностью листьев. Газопылевые выбросы, содержащие свинец, могут механически осаждаться на листовых пластинках и попадать внутрь тканей. Ориентировочные подсчеты показывают, что таким путем в экс­тремальных условиях в растения может попадать до половины содер­жащегося в нем свинца. Исследованиями выявлено, что в зоне аномаль­ных ареалов загрязнения многие сельскохозяйственные культуры со­держат свинец в концентрациях, превышающих ПДК в несколько раз.

Растения накапливают свинец в количествах n·10^-5 – n·10^-4 %. Хотя в природных условиях свинец присутствует во всех видах растений, его роль в метаболизме установить не удается. Взаимодействие свинца с другими элементами в различных условиях среды не позволяет точно определить его токсичные для жизненных процессов (в отношении рас­тений) концентрации. В ряде работ описано токсичное действие свинца на фотосинтез, дыхание, митоз и водный обмен, при этом строго специ­фичных симптомов свинцового токсикоза у растений не отмечено.

Кадмий. Среди всех токсичных и особотоксичных элементов таб­лицы Д.И. Менделеева кадмий по темпам и масштабам загрязнения стал одним из приоритетных загрязнителей планеты. После накопления большого массива данных по токсикологии кадмий признан особо опасным экотоксикантом для здоровья человека. Это обусловлено про­явлением токсических эффектов соединений кадмия в низких дозах; длительным периодом полувыведения – 30 лет; низким уровнем кон­центрации в выделениях из организма; преимущественным накоплени­ем в мягких тканях, почках и печени.

Полагают (С.Н. Волков, 2003), что метаболическая активность кад­мия выше, чем у ртути.

Толчком к резкому возрастанию интереса к кадмию явилось обна­ружение отрицательных биологических последствий при избыточном поступлении этого элемента в среду. В 1960-х годах в Японии произош­ла вспышка болезни «Itai-Itai», когда было установлено, что попадание кадмия в пищу представляет большую опасность. Болезнь начиналась болями в спине и почках, а заканчивалась деформацией скелета, множе­ственными переломами костей и ужасными страданиями, вызываемыми давление массы тела на кости. Трагедия возникла в результате длитель-

ного загрязнения оросительных вод рисовых полей промышленными отходами, содержащими кадмий.

Согласно рекомендациям ФАО/ВОЗ, допустимая суточная доза кадмия для человека равна 0,4–0,5 мг.

Кадмий – относительно новый для техники металл. Хотя он был открыт в начале прошлого века, его широкое применение началось в 20–30-е годы XX века, особенно в конце 40-х годов.

Кадмий оказался единственным из всех редких тяжелых металлов, который по своему разнообразию свойств удовлетворял требованиям к качественным характеристикам выпускаемой продукции – износостой­кости изделий и устойчивости к внешним воздействиям.

Поступление кадмия в городские системы последовательно возрас­тало с увеличением разнообразия выпускаемой продукции, используе­мой в высоких технологиях и хозяйственно-бытовых целях.

Будучи по своей природе элементом, не способным к высокой ак­кумуляции в геосистемах (его кларк в литосфере составляет 0,13 мг/кг), кадмий под воздействием человека превратился в элемент, аккуму­лирующийся в городском пространстве.

До тех пор, пока в своем развитии город не импортирует Cd и не нарушает баланс естественных геохимических процессов, геохимия Cd будет близка к природной.

В среду кадмий поступает через воздух и воду при добыче, про­мышленной переработке сырья, при сжигании топлива и городских от­ходов, со стоками гальванических цехов, а также заводов, выпускающих серебряно-кадмиевые аккумуляторы, при изнашивании предметов, со­держащих кадмий. Однако резкое возрастание кадмия в воздухе наблю­дается лишь вблизи предприятий по выплавке кадмия. Во всем мире в окружающую среду ежегодно выбрасывается около 5 тыс. т Cd, в то время как мировая добыча этого металла составляет 15 тыс. т/год.

Кадмий, как и ртуть, образует крайне токсичные летучие алкилиро-ванные формы. В биоценозах за счет ковалентного связывания с органиче­скими соединениями кадмий может как проникать в зеленую массу расте­ний через кутикулу листа, так и удаляться с листовой поверхности обратно в атмосферу. Именно с этими замечательными свойствами – высокой лету­честью и высокой проникающей способностью – связаны сверхвысокие темпы распространения кадмия в биосредах и ландшафтах. Как отмечает В.В. Добровольский, из всех тяжелых металлов кадмий имеет максималь­ный коэффициент аэрозольной аккумуляции – более 100.

Селен. В течение многих лет при изучении содержания токсичных элементов в среде и биоте внимание исследователей было сосредоточе­но на тяжелых металлах, список которых традиционно начинался Hg, Pb, Cd, в то время как уровни концентраций селена в компонентах эко­систем, особенно морских, оставались малоизвестными.

Появление новых сведений о биологическом значении селена и его токсичных свойствах делают необходимым исследование этого элемен­тов не только в живых организмах, но и в компонентах экосистем в це­лом, в первую очередь в регионах, подверженных интенсивному антро­погенному воздействию.

Содержание селена в земной коре, почвах и организмах не превышает 0,001%, однако его биологическая роль весьма значительна. Основным проявлением биологической активности селена является способность заме­нять серу. Селен до недавнего времени считался канцерогеном, но, как по­казали детальные исследования последних лет, это ошибочное мнение. Этот элемент входит в состав фермента глютатионпероксидазы, играющей важную роль в качестве антиоксиданта в организме. С явлениями недоста­точности селена в рационе связаны такие заболевания, как токсическая дистрофия печени, эксудативный диатез, мышечная дистрофия, энцефало-маляция (размягчение мозга). При недостатке селена в рационе животных наблюдаются следующие изменения в организме: задержка роста, беспло­дие, дегенеративные изменения в миокарде и скелетных мышцах, нервных клетках, печени, почках, семенниках и др. органах, повышается проницае­мость капилляров и др. изменения.

В Китае, особенно в провинции Кешан, многие сотни лет свирепство­вало заболевание сердечной мышцы и уносило жизни детей и молодых матерей до тех пор, пока не выяснили, что причина этого заболевания свя­зана с дефицитом селена в их питании. В областях с очень низким содер­жанием селена распространены болезни Кешана и Кашина-Бека.

Селен защищает организм от накопления продуктов перекисного окисления липидов, способствующих в первую очередь окислительной деструкции клеточных и органоидных мембран. Являясь антиоксидантом, селен стабилизирует клеточные мембраны важнейших органов человека, особенно сердечной мышцы; нормализует активность ядер, предупреждает повреждение их хромосом, стимулирует функции рибосом; нормализует обмен простагландинов, простациклинов, дистантных гормонов, таких как гормон роста, тироидные; одновременно нормализуя обмен протеинов и нуклеиновых кислот, увеличивает репродуктивность животных.

Биологическая активность селена зависит от химической формы, в которой он содержится в пище и организме.

Элементарный селен инертен, наиболее токсичны некоторые орга­нические соединения селена. Наиболее ядовитыми являются селени­стый водород, двуокись селена, галогениды селена и соединения селена с тяжелыми элементами. Селенистая кислота и ее соли действуют зна­чительно сильнее, чем селеновая кислота и ее производные. Дать срав­нительную оценку токсичности неорганических и органических соеди­нений пока еще нельзя.

Отдельно следует отметить предельно допустимые уровни нахож­дения селена в среде и накопление его организмами в концентрациях, вызывающих функциональные нарушения.

Содержание селена в воде в количестве 2 мкг/л или выше следует рас­сматривать как опасное для здоровья и долговременного разведения рыбы и других видов диких животных, которые через биоаккумуляцию могут быть токсичными для пищевых цепей воспроизводства. В некоторых слу­чаях ультраследовые количества растворенного и особенно органического селена могут привести к биоаккумуляции и токсичности даже при концен­трациях селена в воде менее чем 1 мкг/л. Результаты исследований, прове­денных Л. Барон и др. (Baron et al., 1997), показывают, что в органах и тка­нях зимородков, питающихся загрязненной водной пищей, концентрации селена находятся на потенциально токсичном уровне.

Организмы, участвующие в пищевых цепях, такие как зоопланктон, моллюски бентоса и некоторые виды рыб, могут накапливать селен до 30 мкг/г сухой массы (в некоторых особях до 370 мкг/г) без очевидных признаков изменения поведения или воспроизводства. Однако за порог токсичности пищи, потребляемой рыбами и дикими животными, при­нимается концентрация не более 3 мкг/г. П. Нассос и др. (Nassos et al., 1980) установили концентрацию селена в воде, достаточную для того, чтобы убить половину тестируемых организмов (зоопланктон) за опре­деленное время (табл. 7).

Таблица 7

Сорокашестичасовая LC₅₀ для селенита натрия в воде, мкг/г (По: Р. Nassos et al., 1980)

Организмы, участвующие в пищевых цепях с содержанием селена выше этого предела, должны рассматриваться как потенциально опасные для рыб и водоплавающих птиц, которые питаются этими организмами. Для животных в общем селен остротоксичен при концентрации в пище более 5 мкг/г, но он необходим при концентрации менее 0,1–0,5 мкг/г.

Выяснено, что в некоторых местностях повышенное присутствие селена в растениях (благодаря содержанию его в почве) вызывает у ско­та щелочную болезнь, у животных поражаются суставы, кости, кожа,

происходит потеря зрения и т.д. Отравленные животные в конце концов погибают от истощения. Избыток селена в растениях (содержание по­рядка 5-10"⁶%) вызывает облысение овец и болезнь копыт, выпадение перьев у птиц.

Селен - довольно сильный политропный яд, поражающий нервную систему, почки, печень. Установлена его токсичность для человека при потреблении 3-5 мг в день.

Мышьяк. Биофильный элемент, постоянно содержится в организ­мах растений и животных. Биологическая роль мышьяка выяснена мало, однако известно, что мышьяк относится к ретикуло-эндотелиальным элементам, т.е. принимает участие в процессах выработки иммунных тел и протекания защитных реакций. У лабораторных животных и коз при недостатке мышьяка в специальной диете наблюдалось нарушение воспроизводительных функций, ухудшение общего состояния и увели­чение летальных исходов. Вместе с тем, мышьякодефицитные состоя­ния у человека неизвестны.

Кроме того, мышьяк принимает участие в нуклеиновом обмене, т.е. имеет прямое отношение к синтезу белка, и необходим для синтеза ге­моглобина, хотя и не входит в его состав.

Известно, что в организме млекопитающих мышьяк содержится в восстановленных формах As, NaAs³⁺, которые рассматривают как по­тенциальные стимуляторы образования металлотионеина из CdCl₂.

Мышьяковистые минеральные воды применяют при лечении ане­мии и некоторых желудочно-кишечных заболеваний. Мышьяк - лучшее средство против селенового токсикоза. Этот элемент входит в состав мумие - природного минерально-органического вещества. Также его применяют при лечении сонной болезни на последней стадии.

Токсическое действие для растений обычно проявляется на орга­низмах, растущих на отвалах рудников и на почвах, обработанных мышьякосодержащими пестицидами или осадком сточных вод. Об от­равлении мышьяком свидетельствуют такие признаки, как увядание листьев, фиолетовая окраска (за счет увеличения количества антоциа-нина), обесцвечивание корнеплодов и клеточный плазмоз. Однако наи­более распространенные симптомы интоксикации - это замедление темпов роста растений и снижение их урожайности.

У водорослей мышьяк аккумулируется в клеточном белке и убива­ет их; или же он накапливается в телах животных, занимающих в пище­вой пирамиде более высокое положение.

Мышьяк - высокотоксичный кумулятивный протоплазматический яд, поражающий нервную систему. Смертельная доза 60-200 мг. Хро­ническая интоксикация наблюдается при потреблении 1-5 мг/день.

Мышьяк блокирует SH-группы в ферментах, контролирует ткане­вое дыхание, деление клеток, другие жизненно важные функции. Хро-

ническое отравление приводит к потере аппетита, сопровождаемой же-лудочно-кишечным расстройством типа гастроэнтерита, и к потере веса.

Также отравление мышьяком может вызвать рак легких и кожи, умственные расстройства. Наблюдается резкое обезвоживание организ­ма, сопровождающееся судорогами, гемоглобинурия, гемолитическая анемия, острая почечная недостаточность. Возможна паралитическая форма: оглушение, судороги, потеря сознания, кома, паралич дыхания, коллапс. При ингаляционных отравлениях мышьяковистым водородом быстро развивается тяжелый гемолиз, гемоглобинурия, цианоз, пече-ночно-почечная недостаточность, гемолитическая анемия.

Трехвалентный мышьяк тормозит окислительные процессы. Пяти­валентный мышьяк усиливает брожение, повышает гликолиз крови и мышечной ткани и ускоряет распад гексозодифосфата.

Канцерогенность неорганических соединений мышьяка доказана для кожи и легких человека.

Дата добавления: 2015-02-05 | Просмотры: 1228 | Нарушение авторских прав