Физиологическое действие
тяжелых металлов на
организм человека

Относительно состава растений и животных крупный ученый-геохимик А.П.Виноградов еще в 1935 г. писал: «По существу, вопрос – какие химические элементы составляют живое вещество – отпадает. Напрашивается же другой: в каких количествах находятся они в том или другом виде в организме?» Немецкий физиолог Эмиль Дюбуа-Реймон назвал человека «одушевленной водой». Если же приплюсовать сюда углерод, кальций и азот, то на долю пяти элементов приходится 97,4%. Десятки других (а их около 60) химических элементов, вместе взятых, составляют 1/40 массовую часть человека, но они присутствуют повсюду, проникая в его плоть, мозг, кровь.

Кровь солона. Уже давно обратили внимание на поразительное сходство состава человеческой крови и морской воды. Такое сходство не случайно. Оно постоянно напоминает нам о гипотезах, согласно которым зарождение и развитие жизни произошло в океане.

Без малого вся таблица Д.И.Менделеева – в ежедневном обеде, в капле крови и в капле морской воды. Такое распределение элементов В.И.Вернадский назвал «микрокосмической» смесью.
Организму небезразлично количественное содержание микроэлементов, т.к. в зависимости от концентрации вещество может быть и полезным, и вредным, может заслуживать и похвального слова, и справедливого обвинения.

Неблагоприятное влияние недостатка какого-либо элемента можно устранить искусственным изменением концентрации недостающих соединений. Но при дальнейшем увеличении содержания этого элемента – необходимого и полезного – вновь возникают сбои в функционировании организма. Появляются аномалии развития и обмена веществ, нарушается правильная деятельность тех или иных органов, возникают эндемические заболевания, уродства.
Кобальт. Малая концентрация кобальта в организме приводит к анемии, эндемическому зобу, недостаточному синтезу или отсутствию витамина В12. При высокой концентрации угнетается выработка витамина В12.
Медь. При малых концентрациях возможны анемия и заболевания костной системы, а избыток меди поражает печень, вызывая желтуху.
Цинк – «двуликий Янус». Он стимулирует деление клеток и заживление пораженных тканей, но в то же время способствует и образованию раковых клеток.
Сердечно-сосудистые заболевания могут развиваться из-за нарушения равновесия микроэлементов в организме. Цинк, магний, хром, ванадий снижают уровень холестерина в крови, кадмий повышает кровяное давление, а недостаток меди сказывается на эластичности сосудов.
Кадмий – бомба замедленного действия. В окружающую среду рассеивается вместе с суперфосфатом и фунгицидами. Он – спутник широко применяемого цинка и всегда присутствует в изделиях, содержащих цинк. В атмосферу кадмий попадает при сжигании изделий из пластмассы, куда его добавляют в составе красителей. В организме человека кадмий накапливается в почках, при его избытке развивается болезнь «итай-итай». Это искривление и деформация костей, сопровождающиеся сильными болями, необычайная хрупкость и ломкость костей. Кадмий повышает кровяное давление и обладает канцерогенными свойствами. В течение жизни его содержание в почках может увеличиваться в 100–1000 раз. Особенно быстро к критическому порогу приходят курильщики. Курение приводит к нарушению функций почек, болезням легких и костей. К несчастью, растения табака жадно аккумулируют кадмий из почвы. Одна сигарета содержит
1,2–2,5 мкг кадмия, в организм с ней попадает 0,1–0,2 мкг.
Ртуть. В книге Гарсиласо де ла Вего есть строки: «Короли инков знали о ртути и восхищались ее подвижностью и движением, однако они не знали, что можно из нее и с ее помощью делать. Они не нашли полезного применения ей в своих службах, скорее они почувствовали, что ртуть причиняет вред жизни тех, кто ее добывал и занимался ею, ибо они видели, что она вызывала у них дрожь и потерю сознания. По этой причине. они запретили законом добывать и вспоминать о ней; и индейцы выполнили это столь усердно, что даже имя ее было стерто в их памяти и исчезло из языка».
Ртутной интоксикации подвергались не только те, кто пребывал в вечной и бесплодной погоне за призрачным золотом, но и мастера, имеющие дело с золотом реальным, например, при огневом способе золочения церковных куполов и дворцовых шпилей. Подготовленные для сборки кровли медные листы покрывали тонким слоем раствора золота в ртути и затем медленно подогревали на жаровнях с раскаленными угольями. Ртуть отгонялась, а золото осаждалось на листах. Именно таким способом золотили кресты и купол Исаакиевского собора. Золочение было трехкратным. Оно проводилось на открытом воздухе, но, несмотря на это, ядовитыми испарениями ртути отравилось несколько десятков рабочих.
При вдыхание паров ртути она концентрируется в мозге. Возникают нервно-психические нарушения, головокружение и постоянные головные боли, а также снижается память, расстраивается речь, возникает скованность, общая заторможенность.
В 1953 г. более ста жителей японского городка заболели странной болезнью. У них появились конвульсии, судороги сводили мышцы. Наиболее тяжелые случаи заканчивались полной слепотой, параличом, безумием, смертью. Оказалоcь, что они употребляли в пищу морскую рыбу, которая была напичкана ртутью, сбрасываемой химическим предприятием (ртуть в основном накапливается в голове рыбы).
До недавнего времени семена зерновых протравляли ртутью, и это отразилось на ее содержании в почве. Из овощей особенно сильно аккумулируют ртуть капуста, горький перец и фасоль. Темные сорта винограда поглощают больше ртути, чем светлые. Достаточно большое количество ртути попадает в окружающую среду самым обычным образом – при разбивании медицинских термометров. Любители статистики подсчитали, что в США ежегодно в процессе использования теряется 60 т ртути.
Мировое производство ртути – 10 тыс. т в год. Ртуть также выделяется в атмосферу при выплавке руд цветных металлов, производстве цемента и сжигании угля.
Но вот интересный факт: ртуть обнаружена в молекулах ДНК. Возможно, она участвует в передаче наследственной информации.
Свинец. «Кто бессильной воды изопьет – вовсе ослабеет». Такая вода возможна не только в сказке. Сто лет, с 1633 по 1737 г., царский дворец в Москве снабжался водой из свинцового водопровода. Свинцовая вода не обладала ни цветом, ни вкусом, ни запахом. Царь Алексей Михайлович и его сыновья – Федор Алексеевич и Иван V – были физически плохо развиты и страдали слабоумием.
Вплоть до XIX в. главным источником свинца, попадавшего в организм жителей Европы, была оловянная посуда. Свинец специально добавляли в литье для улучшения качества оловянных изделий.
Свинцовые белила применялись и в живописи, и как «бытовая краска». Этой краской часто пользовался Франциско Гойя – на ее основе он получал излюбленные серые тона. Гойя тяжело болел. Он был разбит параличом, его изнуряли припадки, галлюцинации.
От свинцовых белил больше всего страдали те, кто был занят их производством. «Эх, братцы, какого человека свинец съел: ведь три года тому назад он не человек был – сила был: лошадь одной рукой садиться заставлял…» – писал В.А.Гиляровский.

Читать статью  Способы выведения тяжелых металлов из организма
Ртутные люминесцентные лампы –
источник загрязнения ртутью
окружающей среды

Некоторые авторы считают, что свинец, поступивший при дыхании, в 10–100 раз токсичнее того, который поступает через желудок. Автомобиль – главный источник воздушного загрязнения. Свинец поступает в кровь и соединяется с эритроцитами, так происходит отравление крови и всего организма. При сгорании 1 л горючего в воздух попадает 200–400 мг свинца.
Свинец, каким бы путем ни поступал в организм, главным образом аккумулируется в костях. Интересное исследование выполнено в Польше. Концентрация свинца в скелете людей, живших в средние века, в 10 раз больше, чем в костях современных людей. Наблюдения за подопытными обезьянами показали, что увеличение содержания свинца в крови в 2 раза вызывает острую стрессовую ситуацию.
Итак, мы являемся свидетелями техногенного геохимического процесса необыкновенного масштаба, когда во всевозрастающих количествах металлы выбрасываются в атмосферу, поступают в природные воды, в почву, в человека и другие живые организмы.
«Человек, освобождая силы извечных равновесий вещества, сам делается в их руках игрушкой» (М.Волошин).

Экспериментальная часть.

«Ешь кашу да похваливай»

Каша – национальное русское блюдо. Ее любят и взрослые, и дети. Проследим ее путь до нашего стола.
Почва – это магический кристалл, составляющая биосферы, дающая жизнь растениям. В настоящее время в результате низкой агрокультуры, применения гербицидов и пестицидов, водной эрозии, засоления, загрязнения тяжелыми металлами происходит разрушение почвы, ее деструкция.
Слой плодородного гумуса – подлинный барьер, фильтрующий и поглощающий яды тяжелых металлов, т. к. его адсорбционная способность велика.
«Если мы будем продолжать накапливать металлы, способность земли поддерживать жизнь катастрофически уменьшится. Возможно также, что новые металлорганические соединения, безопасные для злаков, попадут с ними в организм человека, где они могут стать уже не столь безопасными», – пишет американский биолог Б.Коммонер.
Опыт 1. Внесем в воду следующие ионы: Fe 3+ , Pb 2+ , Cu 2+ , Cl — . Наличие этих ионов в растворе подтвердим следующими реакциями:

Через почву (в воронку поместить слой ваты 2–3 см, на нее насыпать почву) пропустить загрязненную воду, т.е. отфильтровать, и провести те же анализы. От различных видов почвы результаты могут быть различны, но в любом случае количество ионов уменьшится.
Опыт 2. Исследуем раствор после замачивания гречки. При замачивании различных круп «красочная картина» анализов неодинакова.
К водным смывам с крупы приливаем раствор перманганата калия, моментально происходит его обесцвечивание. В исследуемом растворе содержатся органические вещества – это могут быть пестициды, вещества для протравки семян.
Опыт 3. Проверяем наличие нитратов, для этого к испытываемому раствору добавляем дифениламин, растворенный в концентрированной серной кислоте. В присутствии ионов появляется синее окрашивание. Реакция чувствительна, но не специфична. Нитриты дают такое же васильково-синее окрашивание.
Опыт 4. В какой посуде мы готовим пищу? В алюминиевой? Алюминий накапливается в мозговой ткани, вызывая психическую болезнь – шизофрению. Для анализа на ионы Al 3+ к нескольким каплям исследуемого раствора прибавим 2н. раствор NaOH до сильнощелочной реакции (проба на лакмус). Затем прибавим 1–2 капли 0,2%-го раствора ализарина и несколько капель 2н. CH3COOH
до кислой реакции. В присутствии Al 3+ раствор окрашивается в красный цвет.

Читать статью  Влияние тяжелых металлов на организм человека, как вывести тяжёлые металлы из организма?
Алюминиевая посуда,
фольга и проволока

Экологически чистой можно считать эмалированную посуду. Однако при нарушении целостности покрытия эту посуду использовать нежелательно. Металлическая основа под эмалью – это техническое железо, которое может содержать тяжелые металлы. Делаем анализы на определение ионов свинца, железа, цинка:

Железо необходимо для организма, но избыток его ионов вызывает зашлаковывание организма на клеточном уровне.
Опыт 5. В стакан помещаем сырое яйцо и добавляем раствор соли свинца Pb(NO3)2. Видим появление белых хлопьев, произошла денатурация белка. Человек в основном состоит из белка, и разрушительное действие тяжелых металлов этим опытом наглядно показано.

Заключение.
Влияние тяжелых металлов
на генофонд человека

Увеличение концентрации тяжелых металлов в окружающей среде увеличивает число мутаций, передающихся по наследству. Мутанты подвержены порокам физического и умственного развития. Если проследить за мутацией рыб (они живут около 3 лет), станет очевидно, что у многих из них в загрязненных водоемах нарушается генофонд. Это телескопические потери плавников, чешуи, нижней челюсти и другие уродства.
Средняя продолжительность жизни человека – 60 лет. Поэтому уже сегодня нужно резко ставить вопрос об экологических проблемах. Мы экономим на очистных сооружениях, а получается, что экономим на здоровье людей. А здоровье и за деньги не купишь. За нарушение генофонда мы отвечаем перед будущими поколениями.

Тяжелые металлы в еде и везде

Heavy metals Mendeleev table

Существует много определений тяжелых металлов – в зависимости от атомной массы (т.е. значения массы атома, выраженного в атомных единицах массы), плотности и других критериев. Если вы помните, как устроена таблица Менделеева, то знаете, что элементы в ней расположены, помимо прочего, по возрастанию атомной массы. Т.е. чем ближе к концу таблицы, тем элемент тяжелее.

Согласно Большому энциклопедическому словарю, «тяжелые металлы – это цветные металлы с плотностью, большей, чем у железа: Pb (свинец), Cu (медь), Zn (цинк), Ni (никель), Cd (кадмий), Co (кобальт), Sb (сурьма), Sn (олово), Bi (висмут), Hg (ртуть)». Некоторые классификации также относят к тяжелым металлам мышьяк, про действие которого отдельно рассказывать не надо.

Где можно встретить тяжелые металлы

Металлы – это природные элементы, в огромном количестве содержащиеся в окружающей среде и в микроскопических дозах — в организме каждого из нас. Более того, в предусмотренных природой количествах они необходимы нашим организмам для нормального функционирования. Однако еще Парацельс (швейцарско-немецкий врач и алхимик 16 века) учил, что любое вещество – яд, все зависит лишь от дозы. В случае с тяжелыми металлами это выражение – стопроцентное попадание.

С тяжелыми металлами человек соприкасается много где: они присутствуют в воздухе, которым мы дышим, в воде, которую пьем и которой моемся, в почве и, соответственно, в нашей пище, в косметике и т.д. В этой статье мы хотим сфокусироваться именно на тяжелых металлах в продуктах питания.

Хотя необходимо избегать попадания тяжелых металлов в организм, это не всегда возможно. Европейское агентство по безопасности продуктов питания (EFSA) выявило максимальные дозы разных тяжелых металлов, которые допустимо потреблять ежедневно и еженедельно в течение всей жизни без особого риска для здоровья. Эти дозы указываются в миллиграммах вещества на килограмм веса вашего организма – такая доза будет допустима для потребления ежедневно или еженедельно.

Как тяжелые металлы попадают к нам в пищу

Выхлопные газы автомобилей и дымовые выбросы промышленных предприятий содержат высокие концентрации тяжелых металлов. Через эти выбросы металлы попадают в воду, почву и воздух, а оттуда – во флору и фауну, представителей которых мы потом едим. К тому же пища может загрязниться тяжелыми металлами в результате неправильного хранения и использования некачественной упаковки.

Недавно Росконтроль опубликовал материал о том, что на публичное обсуждение вынесены проекты изменений перечней стандартов на упаковку, парфюмерию и детские товары — в том числе и на измерение уровня тяжелых металлов в материале упаковки, что говорит нам об актуальности этой темы и в нашей стране.

Тяжелые металлы могут быть обнаружены в самых разных видах продуктов: мясе, рыбе, морепродуктах, овощах и злаках и, конечно, во всех жидкостях – в первую очередь, в воде. Проблема, однако, заключается в том, что в домашних условиях, без специальных лабораторных тестов выявить наличие тяжелых металлов в пище практически невозможно.

Что самое удивительное и печальное, иногда даже сертификат органики не может дать потребителю стопроцентной уверенности в чистоте продукта. Известен случай содержания в органическом (имеющем сертификат USDA) мангостине (мангостане) тайского происхождения крайне высоких концентраций свинца. Производитель сырья перепродал его на переработку и брендирование, сопроводив то ли намеренно, то ли по ошибке сертификатом о проведении анализа на содержание тяжелых металлов. Однако независимая лаборатория позже выявила, что содержание свинца в продукте было примерно в 200 раз выше, чем заявлял производитель.

Читать статью  XVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся Старт в науке

Конкретный бренд, однако, выявить невозможно, потому что сырье производитель поставляет разным компаниям на обработку и брендирование, поэтому единственный способ узнать концентрацию тяжелых металлов в вашем мангостине – обратиться напрямую к тому, кто его произвел и поставил, а еще лучше – сделать независимый лабораторный анализ (что, конечно, сложно и дорого).

Похожие случаи наблюдались с гингко из Китая, некоторыми производителями какао и другими продуктами.

Одним из рисков, к которым ведет потребление повышенных доз тяжелых металлов – появление диабета. Ученые выяснили, что мышьяк, кадмий, ртуть и никель играют одну из важнейших ролей в появлении этой болезни 20 века.

Как вывести тяжелые металлы из организма

Удивительно, но иногда простые и привычные продукты обладают совершенно волшебными свойствами, о которых мы не подозреваем. Так, зелень кориандра, или попросту кинза, помогает вывести тяжелые металлы из организма. Кинза препятствует отложению и эффективно очищает организм от свинца, что было доказано японскими учеными в 2001 году на экспериментах с мышами. Также кинза дает положительный эффект очищения от ртути и алюминия. Для эффективного и бережного детокса введите в свой ежедневный рацион ¼ чашки кинзы вместе с черешками. Не надо переусердствовать с количеством, т.к. вашему организму нужно еще и избавляться от металлов, которые кинза будет выводить – происходит это в основном через мочу.

Очень сильным очищающим эффектом обладает также хлорелла.

Про собственно тяжелые металлы

Мы не будем рассказывать про все тяжелые металлы, иначе эта статья станет слишком длинной, однако скажем про пару самых «популярных» тяжелых металлов, которые у всех на устах в качестве главных страшилок (которыми они, к сожалению, действительно являются).

Свинец

Свинец в окружающей среде повсюду: в воде, воздухе, горных породах. Однако для человека свинец – токсичный тяжелый металл, отравление которым может приводить, помимо прочего, к раку, патологиям костей и сильным нарушениям функции головного мозга, почек, кишечника и т.д.
Отравление свинцом – самое распространенное отравление тяжелым металлом. Человек соприкасается со свинцом, вдыхая автомобильные выхлопные газы, используя промышленную косметику и даже пищу. В бензин, на котором работает большинство автомобилей, для увеличения октанового числа добавляют тетраэтилсвинец – соединение свинца, для человека являющееся сильным ядом, отравление которым поражает мозг и нервную систему, ведет к психическим расстройствам вплоть до летального эффекта.

Ртуть

Ртуть и ее соединения очень токсичны для человека. Не зря мамы в детстве пугали нас разбитыми градусниками. Ртуть может быть природного и антропогенного происхождения. В природе она появляется в атмосфере из-за выветривания пород, содержащих ртуть, а ртуть антропогенного происхождения попадает в атмосферу в первую очередь при сжигании угля на электростанциях. Отравление ртутью, как и марганцем, оказывает направленное действие на нервную систему, нарушая ее нормальное функционирование.

Около половины от всего промышленно произведенного объема ртути попадает в Мировой океан. Это значит, что употребление в пищу любых морепродуктов и рыбы – потенциальный риск получить с пищей дозу ртути, причем значительную, т.к. концентрация этого вещества в тканях живых существ будет намного больше, чем в воде.
Однако ученые выяснили, что есть продукт, употребление которого помогает ртути, содержащейся в рыбе, не усваиваться при пищеварении, а выводиться из организма в «нетронутом» виде. Как ни удивительно, но этот продукт – клубника. А также арахисовое масло. И растительный белок из конопли. Здорово, правда?

Кадмий

Кадмий попадает в окружающую среду с отходами металлургической промышленности, мусороперерабатывающих заводов и с неправильной утилизацией никель-кадмиевых источников тока (аккумуляторов). Кадмий опасен для человека в силу своих канцерогенных свойств и способности накапливаться в организме. При избытке соединений кадмия в организме или при отравлением (например, при вдыхании паров оксида кадмия) поражается нервная система, нарушается фосфорно-кальциевый обмен, ферментные процессы и структура белковых молекул. Хроническое отравление приводит к анемии и разрушению костей.

Ванадий

Соединения ванадия используются в сталелитейной, фармацевтической, текстильной промышленности, вводятся в виде добавок в состав красителей, протрав, чернил и т. д. Отравление ванадием – неприятная вещь. Как и свинец, ванадий обладает политропным действием на организм, т.е. влияет не на какой-то один конкретный орган или систему, а на много систем сразу. В результате отравления ванадием в организме сбивается регуляция биохимических процессов, начинаются воспалительные процессы кожи и слизистых оболочек дыхательных путей, функциональные изменения органов кровообращения, ослабление иммунитета и т.д.

Кобальт

Кобальт используют для производства материалов, которые характеризуются жаростойкостью и для твердых инструментов – резцов и сверл. В медицине металл применяется для стерилизации препаратов и инструментов, а также в лучевой терапии.

Отравление кобальтом в основном встречается у работников стальной промышленности или в случаях загрязнения кобальтом еды или питья. Такое отравление может стать причиной сердечной недостаточности, гиперплазии (т.е. доброкачественного патологического увеличения) щитовидной железы и нарушения ее функций, а также нарушения обоняния, потери аппетита, дыхательной недостаточности и даже бронхиальной астмы.

Источник https://him.1sept.ru/article.php?ID=200402305

Источник https://lookbio.ru/bio-gid/vrednye-ingredienty1/vrednye-ingredientyprochie/tyazhelye-metally-v-ede-i-vezde/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *