Тяжелые металлы

Тяжелые металлы
Содержание тяжелых металлов в почве

Наиболее опасными загрязняющими веществами признаны тяжёлые металлы: свинец, ртуть, кадмий, мышьяк, цинк, никель, и другие. Примерно 90% тяжёлых металлов, поступающих в окружающую среду, аккумулируются почвами. Затем они мигрируют в природные воды, поглощаются растениями и поступают на пищевые цели. Свинец, ртуть, кадмий, мышьяк и цинк считаются основными загрязнителями главным образом потому, что техногенное их накопление в окружающей среде идёт особенно высокими темпами. Данные элементы способны подавлять наиболее значимые процессы метаболизма, тормозят рост и развитие растений. В сельскохозяйственном производстве это приводит к снижению продуктивности и ухудшению качества продукции. Допустимое количество тяжёлых металлов, которое человек может потреблять с продуктами питания без риска заболеть, колеблется в зависимости от вида металла. В живых организмах тяжёлые металлы играют двоякую роль. В малых количествах они входят в состав биологически активных веществ, регулирующих нормальный ход процессов жизнедеятельности. Нарушение в результате техногенного загрязнения эволюционно сложившихся концентраций тяжёлых металлов приводит к отрицательным и даже катастрофическим последствиям для живых организмов. Поступившие, например, в организм человека тяжелые металлы накапливаются преимущественно в печени и выводятся крайне медленно. Первоначально же они накапливаются главным образом в почвах.

Свинец (Pb). Симптомы интоксикации растений свинцом — темно-зеленая окраска листьев, скручивание старых листьев, чахлая листва, бурые короткие корни. С растительной пищей РЬ попадает в организм животных и человека. У человека происходят изменения в нервной системе, проявляющиеся в головной боли, головокружениях, повышенной утомляемости, раздражительности, нарушении сна, ухудшении памяти. Поражение периферической нервной системы выражается в так называемых свинцовых параличах, приводящих к параличу мышц рук и ног.

Кадмий (Cd). Наиболее чувствительны к кадмию бобовые культуры, шпинат, редис, морковь, овес. У поврежденных под действием кадмия растений отмечены побурение краев листьев, хлороз, покраснение жилок и черешков, скручивание листьев, побурение и нарушение развития корней. Большая часть кадмия поступает в организм человека с растительной пищей, меньшая — с водой и воздухом. У человека всасывание в кровь поглощенного с пищей и водой Cd находится на уровне 5 %, с воздухом - до 80 %. Больше всего Cd накапливается в печени и почках, что приводит к развитию почечной недостаточности. К характерным болезням горожан, вызываемым Cd, относятся также гипертония и ишемическая болезнь сердца. При хронической интоксикации кадмием наблюдаются головные боли, сухость во рту, нарушение обоняния, тошнота, головокружение, раздражительность, боли в костях и суставах, поражение печени, появление каймы на зубах. Кадмий медленно выводится из организма. Период его полувыведения составляет более 10 лет. Достаточное количество железа в крови, по-видимому, тормозит аккумуляцию кадмия. Как противоядие при отравлении кадмием действуют высокие дозы витамина D.
Медь(Cu). Потребление в пищу большого количества солей меди вызывает токсические эффекты у людей и животных. Они, как правило, обратимы. При случайном попадании больших количеств меди в организм людей, опрыскивающих виноградники бордоской смесью, проявляются симптомы поражения легких, которые гистологически напоминают силикоз. Обычно силикоз развивается при длительном вдыхании пыли, содержащей диоксид кремния. При этом происходит постепенная атрофия эпителия дыхательных путей. В некоторых случаях отмечена взаимосвязь между развитием рака легких и накоплением меди. Летальной для человека является концентрация меди 0,175—0,250г/сут.

Цинк(Zn). Цинк присутствует во многих пищевых продуктах, особенно растительного происхождения и напитках. В настоящее время установлено, что человеку с пищей необходимо получать цинк. Во многих странах существуют рекомендации по суточной норме потребления этого металла. Цинк участвует в ряде важных биологических процессов, особенно ферментативных. Однако избыток цинка оказывает токсическое воздействие на организм. Вдыхание окиси цинка вызывает развитие «литейной лихорадки». При этом появляется сладкий вкус во рту, затем через несколько часов развиваются озноб, общее недомогание, головная боль, сухой кашель, загрудинные боли, температура тела повышается до 39—40 °С. Поступающие с пищей токсические дозы солей цинка действуют на желудочно-кишечный тракт. Это приводит к острому, но излечимому заболеванию, сопровождающемуся тошнотой, рвотой, болями в желудке, коликами и диареей. При приготовлении пищи с повышенной кислотностью нежелательно использовать емкости с цинковым покрытием, так как при этом металл может растворяться. Поступление цинка в организм человека в дозе 6 г/сут может привести к летальному исходу.

Хром (Cr). в небольших количествах находится в большинстве пищевых продуктов и напитков. Среднее суточное потребление хрома с пищей составляет приблизительно 50—80мкг. Потенциальным источником повышения концентрации хрома в пищевых продуктах является загрязнение окружающей среды сточными водами. По биологическому действию на организм хром является необходимым элементом. Основная его роль заключается в поддержании нормального уровня глюкозы в организме. Недостаток металла в организме приводит к нарушению углеводного и липидного обмена и может привести к диабету и атеросклерозу. Хорошо известны также острые и хронические заболевания, вызванные воздействием на организм избыточного содержания хрома и его соединений. Рабочие кожевенных заводов страдают хронической язвой, возникающей под действием соединений хрома (VI). У людей, работающих с хромом и его соединениями, встречаются аллергическая экзема и другие формы дерматита, а также рак верхних дыхательных путей и легких. Наиболее распространенными признаками хронической интоксикации хромом являются поражения слизистой оболочки носа и носовой перегородки, верхних дыхательных путей, кожи, глаз.

Никель (Ni). Никель плохо абсорбируется из пищевых продуктов и напитков. В тканях организма остается около 3—6 % ежедневно поглощаемого металла. Распределяется никель в организме почти однородно, без преимущественного накопления в каких-либо органах. Никель, возможно, необходим человеку, что, однако, до сих пор не доказано. Некоторое количество никеля в организме человека находится в специфическом никельсодержащем белке - никелоплазмине. Никель относится к числу промышленных онкогенов. При избытке никеля у рабочих предприятий по его очистке отмечены случаи рака органов дыхания и дерматиты. При хронической ин- 85 токсикации карбонилом никеля происходит поражение центральной нервной, сердечно - сосудистой, дыхательной и кроветворной систем.

Алюминий (Al). У растений алюминий вызывает задержку роста, отмирание черешков листьев, развитие темно-зеленой окраски листьев, пурпурной окраски стеблей, коралловидных и уродливых корневых систем. В водоемах под влиянием кислотных дождей, растворяющих природные малорастворимые алюмосиликатные породы, повышается концентрация катионов алюминия, что приводит к гибели рыб, земноводных, моллюсков. У человека Аl сравнительно легко выводится из организма. Его накопление и проявление токсичности наблюдаются при нарушении функции почек, что приводит к увеличению хрупкости костей, развитию анемии, нарушению речи, ориентации, провалам памяти помутнению рассудка.