Презентація "Важкі метали"

ВАЖКІ МЕТАЛИ

ЩО ТАКЕ «ВАЖКІ» МЕТАЛИ? До важких металів належать більше ніж 40 елементів з атомною масою понад 50 атомних одиниць. Відповідно до класифікації М. Реймерса, важкими металами слід називати метали з густиною більше ніж 5 г/см3: Cu, Zn, Ni, Pb, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg. Деякі з них належать до мікроелементів, тобто хімічних елементів, які вкрай важливі для зростання та розвитку рослин і тварин (Cu, Zn, Co).

Деякі важкі метали (Cd, Hg, Pb) не впливають істотно на ріст рослин, оскільки не мають певних фізіологічних функцій у життєвому циклі рослини. Але такі метали, як Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Zn є життєво важливими елементами для рослин. Надлишок цих елементів може призвести до значного отруєння рослинного організму. Поглинання важких металів рослинами і подальше накопи-чення вздовж харчового ланцюга є потенційною загрозою для здоров'я людини і тварин.

Одним з основних шляхів надходження важких металів у рослину є поглинання корінням рослин різних хімічних сполук цих металів (солей, гідроксидів, комплексів і т. д.) з ґрунту. Специфічною особливістю забру-днення ґрунтів важкими металами є дуже низька швидкість самоочищення ґрунту. Що стосується свинцю, то його надмірний вміст у ґрунті призводить до зменшення кількості та різноманітності ґрунтових мікробіоценозів. У зв'язку з цим виникає серйозна загроза ма-сової деградації українських чорно-земів, зосереджених в областях з розвиненою промисловістю.

В Україні крім чорноземів є ґрунти й інших типів (сірі лісові, дерново-підзолисті, піщані і т. д.), у яких очищення від забруднення важкими металами відбувається ще повільніше, а кумуляція їх, у зв'язку з цим – швидше. Тому навіть невеликі кількості важких металів у ґрунтах можуть призвести до небезпечного забруднення сільськогосподарської продукції.

В живих організмах важкі метали відіграють двояку роль. В малих концентраціях вони входять до складу біологічно активних речовин, які регулюють нормальний перебіг процесів життєдіяльності. Зростання в результаті техногенного забруднення нешкідливих концентрацій важких металів призводить до негативних і навіть катастрофічних наслідків для живих організмів.

Результати моніторингу безпеки харчових продуктів за останні роки показали, що від 0,80 до 3,82% вивчених проб харчових продуктів (по Україні) перевищували гігієнічні регламенти по свинцю; 0,60 – 4,68% – по ртуті; 1,09 – 1,75% – по кадмію. До 10% проб харчових продуктів містять солі важких металів і половина з них – у дозах, що пере-вищують гранично допустимі концен-трації (ГДК). У зв'язку з небезпекою впливу на організм людини в рослинній сировині нормується вміст таких елементів-металів, як Плюмбум, Кадмій, Гідраргірум, Купрум, Цинк, Станум та Арсен.

Ртуть (Hg) належить до найпоширеніших у природі мікроеле-ментів, вона легко утворює велику кількість органічних і неорганічних сполук, значна частина яких отруйна. Рідка ртуть не має виражених токсичних властивостей. У минулому її навіть використовували при лікуванні завороту кишківника. Однак випари ртуті згубно впливають на організм, вражаючи центральну нервову систему. Хронічне отруєння ртуттю може статись при вмісті у повітрі її сотих часток. Хвороба прогресує швидко, виражаючись втомленістю, підвищеною збудливістю з наступним ослабленням пам'яті, головними болями тощо.

Ртуть – один з найбільш небезпечних та високотоксичних елементів, здатних накопичуватися в організмі рослин, тварин та людини. Джерелами забруднення сільськогосподарських продуктів ртуттю є пестициди, а морських та річкових – стоки целюлозної і паперової промисловості, а також хімічних підприємств. У повітрі ГДК для ртуті становить 0,0003 мг/м3, у воді – 0,0005 мг/л. Мікрокількості ртуті постійно присутні в організмі людини (приблизно 10 мг) і в основному акумулюються у нирках і печінці. При надходженні в легені ртуть затримується повністю. Виведення її з організму здійснюється усіма залозами кишково-шлункового тракту, нирками, потовими, молочними і слинними залозами. Період напіввиведення становить 71 добу.

В харчових продуктах рослинного походження вміст ртуті не перевищує 100 мкг/кг. У продуктах тваринництва ртуть міститься ще в менших кількостях – до 70 мкг/кг. М'ясо риби відрізняється найвищим вмістом ртуті та її сполук: прісноводної риби 100 – 500 мкг/кг, океанської – 300 – 600 мкг/кг. Організм риб здатен синтезувати метилртуть, яка накопичується в печінці при достатньому вмісті в їжі вітаміну В12. При забрудненні річок, морів та океанів ртуттю її рівень в організмах риб значно збільшується і стає небезпечним для здоров'я людини. При варінні риби та м'яса концентрація ртуті в них зменшується, при аналогічній обробці грибів – залишається без змін. Випадки забруднення харчових продуктів ртуттю є відносно рідкісними.

Механізм токсичної дії ртуті на людський організм пов'язують з її взаємодією з молекулами білків. Неорганічні сполуки ртуті порушують обмін аскорбінової кислоти, піридоксину, кальцію, міді, цинку, селену; органічні – обмін білків, цистеїну, аскорбінової кислоти, токоферолів, заліза, міді, мангану, селену. Органічні сполуки ртуті – стійкі сполуки, дуже повільно розкладаються та виводяться з організму. Вони здатні накопичуватися в організмі до небезпечних концентрацій. Особливо небезпечною є метилртуть та алкільні сполуки, яким характерна висока токсичність (ураження центральної нервової системи, печінки, нирок та інші органи травлення) та мутагенність. Допустима добова доза ртуті, встановлена ФАО/ВООЗ, становить 0,05 мг.

Кадмій (Cd) належить до пріоритетних забруднювачів. Джерелом забруднення кадмієм є арматура, зафарбована кадмієвими сполуками, та пластмаси, які використовуються в харчовій промисловості для машин та обладнання. Встановлено, що 80% цього металу надходить в організм людини з їжею, 20% через легені з атмосфери та при курінні. Доросла людина з раціоном отримує до 150 мг/кг кадмію на добу. Кадмій міститься в багатьох рослинних продуктах, мкг/кг: зернові – 28 – 95; горох – 15 – 19; картопля – 12 – 50; помідори – 10 – 30; фрукти – 9 – 42; рослинна олія – 10 – 50; гриби 100 – 500. В продуктах тваринного походження (в се­редньому), мкг/кг: молоко – 2,4; сир – 6; яйця – 23 – 250.

Є дані про тератогенну, мутагенну та канцерогенну дію кадмію. Цей метал здатний заміщати цинк в системах, необхідних для формування кісткових тканин, що супроводжується важкими захворюваннями. Кадмій є антагоністом кобальту та селену, інгібуючи активність ферментів, що містять ці елементи. Відома також здатність кадмію порушувати обмін заліза та кальцію, спричиня­ючи цілу низку захворювань: гіпертонічну хворобу, анемію, зниження імунітету та ін. Цей мікроелемент, за припущеннями дослідників, спричиняє онкологічні захворювання. Рак легенів, вірогідно, є результатом тривалої дії аерозолю кадмій оксиду, що надходить в організм з тютюновим димом, оскільки серед постраждалих від раку легенів 80 – 90% курці. Тютюн акумулює кадмій, що надходить з ґрунту в кількості до 2 мг/кг, що в багато разів перевищує гранично допустимий його вміст в основних продуктах харчування.

Курці, особи, зайняті на виробництвах, які використовують кадмій, часто хворіють емфіземою легень, а ті, хто не палить, – бронхітами, фарингітами та іншими захворюваннями органів дихання. Найсерйознішим наслідком кадмієвої токсикації є ниркова недостатність, зниження інтенсивності виведення з організму багатьох токсинів. За рекомендаціями ВООЗ допускається добова доза кадмію приблизно 70 мкг, однак реальне його надходження з їжею і повітрям досягає 150 мкг/добу.

Свинець (Рb) - як і кадмій та ртуть належить до першої групи небезпеки. Його використовують при виготовленні сурику, свинцевих білил, глазурі. Металічний свинець ще з часів Давнього Риму застосовували при проведенні водопроводів. Він відноситься до найбільш поширених та небезпечних токсикантів. Сьогодні практично всі харчові продукти, вода та інші об'єкти навколишнього середовища забруднені свинцем. У результаті виробничої діяльності в природні води щорічно потрапляє 500 – 600 тис. тонн свинцю, а на поверхню Землі через атмосферу його осідає до 400 тис. тонн. У повітря основна частина свинцю (260 тис. тонн) викидається відпрацьованими газами автотранспорту, а також (до 30 тис. тонн) при спалюванні кам'яного вугілля. Подвоєння його вмісту у повітрі відбувається через кожних 14 років. Основною формою його перебування там є тонкі аерозолі оксидів. У районах автомагістралей їх може бути до 40 мкг/м . У країнах, де використання бензину з домішками тетраетилсвин-цю зведено до мінімуму, вміст оксидів свинцю у повітрі менший на 25%.

Середня кількість свинцю, який потрапляє в організм з харчовими продуктами, становить 250 – 300 мкг в день, з повітря надходить 90 мкг. При обробці продуктів основним шляхом потрапляння свинцю є жерстяний посуд, в яку за­звичай упаковують харчові вироби. Встановлено, що біля 20% свинцю у щоденному раціоні людей надходить з консервованої продукції, в тому числі від 13 до 14% з посуду, а 6 – 7% – з самого продукту. Середній вміст свинцю в харчових продуктах становить, мг/кг: фрукти – 0,01 – 0,6; овочі – 0,02 – 1,60; крупи – 0,03 – 3,00; хлібобулочні вироби – 0,03 – 0,82; м'ясо та риба – 0,01 – 0,78; молоко – 0,01 – 0,10.

Свинець не відноситься до життєво необхідних елементів і є для організму тварин і людини токсичною речовиною з кумулятивними властивостями. В першу чергу в людському організмі свинець вражає кровотворну, нервову, травну систему та нирки. Відмічений також його негативний вплив на статеву функцію організму. Надмірний вміст свинцю підвищує ризик смертності від серцево-судинних захворювань. Відомі випадки гострої побутової інтоксикації: квасом, що простояв 5 днів у глазурованій глиняній посудині; огірками, замаринованими у глиняному посуді; варенням, що зберігалось в глазурованих горшках. Дефіцит в раціоні кальцію, заліза, пектинів, білків збільшує засвоєння свинцю, а отже і його токсичність. За даними ВООЗ допустима добова доза свинцю становить 0,007 мг/кг маси тіла.

Ртуть, кадмій, свинець є особливо небезпечними ще й тому, що серйозної шкоди організмові завдають навіть мікроскопічні їх концентрації. При цьому особливо важливим є забезпечення екології довкілля, адже основ­ним джерелом отруєння цими елементами є повітря, яким дихає людина. Шкодять людському організмові промислові викиди підприємств, які потрапляють не лише у повітря, а й у воду та ґрунт.

ДЯКУЮ ЗА УВАГУ!