Кадмий. Содержание кадмия в организме взрослого человека составлякет 0,05 г. Специфическое физиологическое значение кадмия не установлено, но известно его токсическое действие на организм человека: нарушается обмен фосфора, кальция, железа, меди; угнетается синтез гемоглобина; резко снижаются запасы меди в печени и других органах; ингибируется активность ряда ферментов. Медь и цинк задерживают токсическое действие кадмия (между этими элементами во многих случаях наблюдается антагонизм).
Ртуть. В организме человека содержится примерно 0,013 г ртути. Поступление с пищей колеблется от 2 до 30 мкг в сутки, накапливается преимущественно в почках, мозге. Нарушает ферментативную, гормональную и иммунологическую активность белков. Является ядом с резко выраженными токсическими свойствами как в металлическом виде, так и в виде неорганических и органических соединений: почти все они относятся к ядам I класса опасности.
Свинец. Содержание в организме оставляет 0,000001% (примерно 2 мг). В настоящее время концентрация свинца в растениях, костях животных и человека постоянно увеличивается вследствие повсеместного загрязнения окружающей среды. Элемент в основном (до 90%) депонируется в костях и выделяется преимущетвенно с мочой. Очень токсичен сам и его соединения: действуют в основном на нервную, сосудистую систему и непосредственно на кровь; нарушают белковый, углеводный, фосфорный обмен; вызывают гиповитаминозы С и В 1 .
В настоящее время при международной торговле продуктами питания первоочередному контролю подлежат прежде всего следующие восемь элементов: кадмий, ртуть, свинец, мышьяк, медь, стронций, цинк, железо. Спиок этих элементов в настоящее время дополняется.
Ниже описано воздействие микроэлементов на человека и растения.
Таблица 16
Воздействие микроэлементов на живые организмы (человек)
| Элемент | Биологическая роль | Токсическое воздействие (большие дозы) |
| Фтор | Обладает высокой биологической активностью. Концентрируется в волосах, костях, зубах (процессы костеобразования) | Угнетает защитные функции организма: поражает зубы («флюорез»), кости; вызывает бронхоспазмы. Действует на слизистую оболочку глаз, печень, почки, миокард |
| Кремний | Необходим для эпителиальных и соединительных тканей. Его присутствие в стенках сосудов препятствует отложению холестерина. Способствует биосинтезу коллагена | Большие дозы нарушают фосфорно-кальциевый обмен, провоцируют образование камней в мочевых путях |
| Хром | Выполняет внутрисекреторные функции. Входит в состав трипсина, активизирует инсулин, улучшает усвоение глюкозы | Самые токсичные вещества у соединений с валентностью 6. Раздражаёт слизистые оболочки дыхательных путей. Действует на кожу (язвы) |
| Марганец | Активирует многие ферментативные процессы: синтез гемоглобина, холестерина и жирных кислот. Улучшает усвоение глюкозы. Недостаток Мn приводит к анемии | При отравлениях нарушается обмен биогенных аминов, гармонообразования. Нарушаются костные образования, (подобно рахиту). Наиболее токсичны соединения с валентностью 2 |
| Железо | Входит в состав гемоглобина: перенос О 2 | Заболевания внутренних дыхательных путей, гастриты, воспаление десен - при работе с парами железа (в металлургии) |
| Кобальт | Стимулирует процессы кроветворения, способствует усвоению Fe, Са и Р. Стимулирует родовую деятельность | В больших дозах вызывает острые и хронические заболевания. Наблюдается изменение дыхательных путей, крови, снижение ее свертываемости. Иногда развивается анемия |
| Медь | Регулирует окислительно-восстановительные процессы клеточного дыхания, фотосинтеза. Улучшает всасывание железа. Влияет на водно-солевой обмен | Попадание меди и ее соединений в желудок вызывает рвоту, поражение печени, некротический нефроз |
| Цинк | Влияет на функцию полового аппарата. Входит в состав инсулина и положительно влияет на его секрецию. Металлокомпонент около 100 ферментных систем | Растворимые соединения цинка ядовиты: снижают Са в крови и костях; вызывают боли и отечность в суставах, заболевания верхних дыхательных путей, дерматиты, малокровие |
| Мышьяк | Положительно влияет на процессы кроветворения, участвует в синтезе гемоглобина, окислительно-восстановительных процессах, нуклеиновом обмене | Угнетает активность ферментов. Нервно-желудочные, респираторные расстройства. Поражение крови, печени, почек |
| Селен Se | Антиоксидант: регулирует перекисное окисление липидов. Необходим для зрения (в сетчатке глаза). Нужен для нормального течения беременности | Апатия, вялость, облысение, поражение ногтей, кариес. Поражение кожи, нервной системы |
| Бром | Содержится в крови, спинномозговой жидкости, гипофизе | Раздражает слизистые оболочки, нарушает углеводный обмен, снижает функцию почек. Длительное накопление («бромизм») приводит к кожным сыпям, угнетению нервной системы |
| Молибден | Входит в состав ферментов, которые участвуют в обмене азота, влияет на обмен меди | При длительном воздействии вызывает гастрит, хронический холецистит. Нарушается сократительная функция сердца, провоцируются гинекологические заболевания |
| Серебро Ag | Инертно, функционально не важно | При многолетней работе появляется сильная пигментация («аргирия») кожи. Увеличение печени, нарушение психики |
| Кадмий | Содержится в печени и почках. Специфическое физиологическое воздействие не обнаружено | Нарушается обмен Р, Са, Fe, Сu. Угнетается синтез гемоглобина. Ингибирует многие ферменты |
| Олово Sn | Биологическая функция не установлена | «Станноз» - отложение металлов в легких; пневмокониоз |
| Сурьма | Биологическая функция не установлена" | Пневмосклероз, нарушение половой функции (м), гинекологические заболевания (ж) |
| Йод | Влияет на обмен веществ, связанный с функцией щитовидной железы | ¾ |
| Ртуть | ¾ | Расстройство желудочно-кишечного тракта, упадок сердечной деятельности. Нарушение функции почек, эндокринных желез |
| Свинец | ¾ | Действует на нервную, сосудистую систему, кровь, Нарушает белковый, углеводный, фосфорный обмен. Вызывает гиповитаминоз С и В 1 |
Элементы, находящиеся в достаточном количестве в организме;
Таблица 17
Роль микроэлементов в жизнедеятельности растений
| Элемент | Биологическая роль | Токсическое воздействие | Чувствитель-ные культуры |
| F | Конверсия цитрата | Некроз краев и концов листьев | Фруктовые деревья, виноград |
| Al | Контролирует коллоидные свойства в клетках | Общая задержка роста. Отмирание кончиков листьев, корневая система уродуется | Злаки |
| Si | Повышенное содержание в хвощах, осоке («ломкие растения») – входит в скелет растений | ¾ | ¾ |
| Cr | ¾ | Хлороз молодых листьев. Затрудняет рост корней | Все виды растений |
| Фотопродукция кислорода в хлоропластах | Хлороз и некротические поражения листьев | Злаки, бобовые, капуста, картофель | |
| Fe | Фотосинтез, фиксация азота, окислительно-восстановительные реакции | Замедленный рост. Коричневые листья | Рис, табак |
| Стимулирование ОВР при синтезе хлорофилла и протеинов. Симбиотическая фиксация азота | Хлороз молодых листьев, уродливые кончики корней | Все виды растений | |
| Окисление, фотосинтез, метаболизм протеинов и углеводов | Деформация корней, угнетение образования побегов | Злаковые, бобовые, цитрусовые | |
| Метаболизм белков и углеводов | Хлороз и некроз листьев, задержка роста, деформация корней | Злаки, шпинат | |
| Метаболизм углеводов в водорослях | Красно-бурые точки на листьях, пожелтение корней, угнетение побегов | Все виды растений | |
| Se | ¾ | Хлороз или черные пятна – до полного почернения. Розоватые пятна на корнях | Все виды растений |
| Фиксация азота. Катализирует ОВР | Желтые или коричневые листья, угнетение роста корней. Угнетение кущения | Злаки | |
| ¾ | Бурые края листьев, их скручивание. Недоразвитые корни | Бобовые, рис, овёс | |
| ¾ | Высокая токсичность для человека. Для растений до конца не выяснена | ¾ | |
| ¾ | Хлороз листьев, бурые точки. Торможение ростков | Сахарная свекла, маис, розы | |
| ¾ | Темно-зеленые листья, скручивание старых листьев, чахлая листва, бурые короткие корни | Все виды растений |
Выделены наиболее важные биогенные микроэлементы;
Наиболее токсичные микроэлементы.
Из этих таблиц видно, что наиболее важные и необходимые микроэлементы
(Мn, Сu, Мо, Zn, Fe) при повышенной дозе вызывают патологические изменения как у человека, так и у растений. И в то же время заведомо токсичный мышьяк в небольших дозах необходим.
S-элементы, их применение в медицине и фармации .
Литий -
1) Препараты снимают возбуждение у психических больных.
2) Литий бензоат в составе уродана - при подагре, почечных и мочевых камнях, полиартритах.
3) Соли Li для электрофореза при артритах.
Натрий (внеклеточный ион) -
1) NaCl (0,9% - физиологический раствор) при отравлениях, рвоте, шоке, кровопотерях, холере (поддерживает КЩР и Р осм внеклеточных и внутриклеточных жидкостей).
2) NaCl (5-10% - гипертонический раствор) - при внутренних кровотечениях, для лечения гнойных ран.
3) NaHCO 3 - при повышенной кислотности, а наружно - для промывания слизистых оболочек, ингаляций (разжижает мокроту): по признаку аниона.
4) Na 2 SO 4 , Na 2 HAsO 4 , Na 2 B 4 O 7 , NaNO 2 , Na 2 S 2 O 3 и другие - по признаку аниона.
Калий (внутриклеточный ион) -
1) КCl, оротат калия - при сердечных заболеваниях, для поддержания нормального ритма мышечной работы.
2) КСН 3 СОО - мочегонное средство при отеках, связанных с нарушением кровообращения и как источник ионов К + .
3) КВr, КJ, KСlO 4 , KMnO 4 и другие - по признаку аниона.
Магний (внутриклеточный ион) -
1) Растворимые препараты - оказывают снотворный, наркотический, противосудорожный эффект, снижают артериальное давление:
MgSO 4 *7H 2 O (магнезия) - при судорогах, гипертонии, заболеваниях желчных путей, как слабительное; MgS 2 O 3 *6 H 2 O - при гипертонии, атеросклерозе, коронарной недостаточности, заболеваниях желчных путей.
2) Нерастворимые препараты - внутрь или наружно, оказывают в основном адсорбирующее и антацидное действие: Mg(OH) 2 * 4MgCO 3 * H 2 O – белая магнезия; MgO - жженая магнезия; MgO 2 * MgO (пероксид) - противомикробное и вяжущее средство; Mg 2 Si 3 O 8 * nH 2 O (трисиликат) - при гастритах, язвах (адсорбирующее и обволакивающее действие).
Кальций (внеклеточный ион) -
1) CaCl 2 * 6H 2 O - уменьшает проницаемость сосудов, оказывает противоаллергическое и противовоспалительное действие (назначают при аллергии, лучевой болезни, ревматизме, кровотечениях и при отравлениях рядом веществ).
2) CaCO 3 - внутрь при заболеваниях пищеварительного тракта (антацидное и адсорбирующее средство).
3) CaSO 4 * 0,5H 2 O(гипс) - для наложения повязок при переломах и для получения слепков рта в стоматологии.
4) СaO - для дезинфекции.
5) Ca(OH) 2 - в стоматологии (входит в состав паст)
Барий (ядовит!) -
1) BaSO 4 - в рентгенодиагностике заболеваний пищеварительного тракта.
2) Ba(OH) 2 - в стоматологии (как катализатор при изготовлении паст и цементов).
3) BaS (15% BaS и 85% талька) - препарат онихолизин применяют при удалении ногтевых пластинок.
2013 год, начинается ЕГЭ по английскому языку. Я читаю первое задание и не понимаю, чего мне хочется больше — смеяться или возмущаться. Фразу «Kate is thinking about a present for her former school friend» я видела два дня назад в материале «Сноба» о массовом сливе заданий экзамена. В интернете идентичные реальным задания висели минимум трое суток. По русскому языку — несколько часов, по литературе — около недели. В результате в стране насчитали 10 тысяч стобалльников (по данным с официального портала ЕГЭ), в 2012 году их было 3571 человек.
Счастливые школьники понесли высокие результаты в топовыевузы. В среднем заранее увиденные тесты поднимали абитуриенту результат на двадцать баллов. Учебные заведения вроде МГУ попытались отбиться с помощью дополнительных экзаменов.Но и это не слишком помогало, ведь зачисление происходит по сумме всех испытаний.
Нельзя сказать, что прошлогодние утечки привели к тому, что в университеты поступили исключительно неграмотные люди. Чтобы правильно списать, тоже требуется интеллект, да и вузы имели возможность восстановить справедливость на первой же сессии. Но вера в способность государства бороться с коррупцией была подорвана.
ЕГЭ по чесноку
А что в этом году? Рособрнадзор божится, что сливы удалось победить. Действительно, ни одного сообщения на тему «В интернет снова выложили ответы», зато сколько угодно «В регионе N выгнали за списывание». Первая реакция в лучших традициях Станиславского: «Не верю».Пишу знакомым абитуриентам: «А был ли слив?» Одиннадцатиклассники с разных концов страны хором клянутся, что ничего не было:
— Насколько я знаю, верныхКИМов или ответов так никто и не нашел, из моих знакомых точно. Хотя шпоры были, — признается выпускница Алена.
Все равно не верю. Ищу задания сама. Через пять минут поиска «ВКонтакте» начинается такой диалог:
— Тимур, привет! Интересуютответы на ЕГЭ (резервные даты) по русскому и математике. Какова цена вопроса и как передать деньги? Очень-очень надо!
— Триста рублей ответы + КИМы. Один предмет. В сумме выйдет 600 рублей за два предмета…
Таких объявлений множество, их никто не удаляет. Смущает только цена. В прошлом году в некоторых случаях просилидесятки тысяч. Начинаю верить чиновникам.
— Такого, как в 2013 году, точно не было. Я работаю со школьниками, информация от них. За два месяца до ЕГЭ вокруг школ стали появляться люди, говорившие детям: «Ты нам сейчас даешь 1500 рублей, мы за сутки до экзамена — ответы». Классами скидывались. Но правильных ответов вроде бы никто так и не получил. Как могли отслеживали интернет, не давали задания детям своих знакомых. Это нельзя доказать, но существует небольшая группа школьников, которые должны написать на бланке только имя — и им проставят нужные баллы. Думаю, все махинации свелись к этому, — Ирина Маслякова, старший преподаватель кафедры высшей математики РЭУ им. Плеханова, подтверждает мое мнение.
— В этом году контроль был намного серьезнее. Стало меньше лиц, заинтересованных в высоких баллах: результаты ЕГЭ исключили из показателей работы губернаторов. Всех не поймали, но показали на примерах, что безнаказанно этим заниматься не получится, — добавляет Юрий Романов, старший преподаватель исторического факультета МПГУ.
Когда захочет, наше государство умеет работать и пресекать нарушения. Все предусмотрели, все сработало как надо, поступление в вузы этим летом будет честным. Но тут в глубине сознания снова возникло противное «не верю».
Отзвук прошлого года
«Прием в организации, осуществляющие образовательную деятельность по программам бакалавриата и специалитета, допускается по результатам ЕГЭ, выданным в 2012 и в 2013 годах и действующим до окончания 2016 и 2017 годов соответственно» — документ с этим текстом появился на сайте Рособрнадзора.
Теперь результаты экзаменов действительны четыре года. То есть получается, что смухлевавший в прошлом году школьник в этом году таки сможет поступить в более престижный вуз. У нынешних одиннадцатиклассников баллы будут ниже.
— Это озвучил сам министробразования. Что с этим делать, они не знают. Пока что просто снизили требования. Двоек по русскому было столько, что пришлось сильно уменьшить проходной балл, — комментирует Ирина Маслякова.
То есть ЕГЭ провели относительно честно, но эффект прошлого года будет сказываться еще несколько лет. Очень хочется верить, что со временем меры безопасности дадут результат. Школьников, правда, жалко. Им придется окончательно свыкнуться с психологическим давлением, обысками при входе в кабинет и видеокамерами вокруг.
А могли бы вы сдать ЕГЭ?
Приведены варианты из демоверсии ФИПИ за 2014 год (выбраны наиболее простые задания)
Русский язык
В каком ряду во всех словах пропущена одна и та же буква?
- По…кладка, о…бойный, на…строчный.
- Пр…встать, пр…клеить, пр…школьный.
- На…граться, сверх…нвестиции, из…скать.
- Бар…ерный, с…язвить, обез…яна.
Биология
Пол будущего ребенка формируется при:
- слиянии гамет;
- созревании гамет;
- дроблении бластомеров;
- образовании органов.
География
В какой из перечисленных стран доля лиц старше 65 лет в возрастной структуре населения наибольшая?
- Бразилия.
- Алжир.
- Бангладеш.
- Норвегия.
Математика
В сборнике билетов по биологии всего 25 билетов, в двух из них встречается вопрос о грибах. На экзамене школьнику достается один случайно выбранный билет из этого сборника. Найдите
вероятность того, что в этом билете не будет вопроса о грибах.
История
Что из перечисленного можно отнести к итогам индустриализации СССР в довоенный период?
- Создание комплекса предприятий тяжелой промышленности.
- Сокращение военных расходов.
- Интенсивное развитие легкой промышленности.
- Формирование многоукладной экономики.
Физика
Частицы газа находятся в среднем на таких расстояниях друг от друга, при которых силы притяжения между ними незначительны. Это объясняет:
- большую скорость частиц газа;
- значение скорости звука в газе;
- распространение в газе звуковых волн;
- способность газов к неограниченному расширению.
Химия
Для организма человека наиболее токсичными являются каждый из двух ионов:
- K+ и Pb2+
- Na+ и Cu2+
- Cu2+ и Hg2+
- Ca2+ и Hg2+
Правильные ответы
Русский язык — 2, биология — 1, география — 4, математика — 0,92, история — 1, физика — 4, химия — 3.
А1. Электронную конфигурацию атома аргона имеет частица:
А2. В ряду химических элементов Na→Mg→Al→Si
1) увеличивается число валентных электронов в атомах
2) уменьшается число электронных слоев в атомах
3) уменьшается число протонов в ядрах атомов
4) увеличиваются радиусы атомов
А3. Верны ли следующие суждения о металлах?
А. Металлы IIAгруппы образуют высшие оксиды составаR 2 O.
Б. Металлические свойства в ряду Na→K→Rbвозрастают.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
А4. За счет общей электронной пары химическая связь образована в соединении
А5. Степень окисления кислорода в соединении ВаО 2 равна
А6. Молекулярную кристаллическую решетку имеет
1) негашеная известь
2) диметиловый эфир
4) пиролюзит
А7. Среди перечисленных веществ:
к оксидам относятся:
1) ВГЕ 2) АБВ 3) АВЕ 4) ГДЕ
А8. Верны ли следующие суждения о химических свойствах хлора?
А. В хлорной воде обесцвечиваются многие красители.
Б. Хлор может взаимодействовать с бромидом калия.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
А9. Щелочь образуется при растворении в воде
1) оксида хлора (I)
2) оксида хрома (VI)
3) оксида бария
4) оксида магния
А10. Водород не выделяется в реакции цинка с
1) азотной кислотой
2) гидроксидом натрия
3) соляной кислотой
4) серной кислотой
А11. Гидрокарбонат кальция образуется из карбоната кальция при действии
1) избытка соляной кислоты
2) водного раствора KHCO 3
3) водного раствора СО 2
4) водорода
А12. В схеме превращений NaNaH
NaOH
Веществами Х 1 и Х 2 являются соответственно
А13. Только ϭ-связи присутствуют в молекуле
1) пропионовой кислоты
2) этилена
4) циклобутана
А14. Как гексан, так и толуол взаимодействуют с
1) бромной водой
2) раствором перманганата калия
4) водородом
А15. Этиленгликоль взаимодействует с
2) азотной кислотой
3) оксидом железа (II)
А16. Как альдегид и как спирт глюкоза взаимодействует с веществом, формула которого
А17. Альдегиды можно получить в результате
1) гидратации алкенов
2) дегидратации спиртов
3) гидрогалогенирования алкинов
4) окисления первичных спиртов
А18. В схеме превращений
СН 3 СНО → Х → С 2 Н 4
веществом Х является
4) СН 3 СН 2 Сl
А19. В ходе реакции дегидратации происходит
1) отщепление воды
2) присоединение воды
3) присоединение водорода
4) отщепление водорода
А20. На скорость реакции
CaCO 3 + 2HCl (p-p) = CaCl 2 + H 2 O + CO 2
не влияет изменение
1) давления
2) температуры
3) концентрации соляной кислоты
4) площади поверхности соприкосновения веществ
А21. На смещение химического равновесия в системе 2HBr (г) ⇄ H 2(г) +Br 2(г) –Q
не влияет изменение
1) давления
2) температуры
3) концентрации водорода
4) концентрации бромоводорода
А22. Слабым электролитом является вещество, формула которого
А23. Осадок выпадает при взаимодействии растворов
1) гидроксида калия и сернистой кислоты
2) сульфита натрия и азотной кислоты
3) бромида натрия и нитрата железа (II)
4) хлорида хрома (III) и гидроксида лития
А24. Для организма человека наиболее токсичными являются каждый из двух ионов
3) Pb 2+ иHg 2+
4) Ca 2+ иHg 2+
A25. Верны ли следующие суждения о природном газе?
А. Основными составляющими природного газа являются этан и его гомологи.
Б. Природный газ служит сырьем для получения ацетилена.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
A26. Масса воды, которую нужно добавить к 200 г раствора нитрата калия с массовой долей 30%, чтобы массовая доля соли в растворе стала 10%
A27. В результате реакции, термохимическое уравнение которой
2SO 2(г) +O 2(г) = 2SO 3(г) + 198 кДж,
Выделилось 297 кДж теплоты. Объем израсходованного оксида серы (IV) равен
28. Объем углекислого газа (н.у.), получающийся при взаимодействии 5,3 г карбоната натрия с избытком раствора соляной кислоты равен
Токсичные элементы (в частности, некоторые тяжелые металлы) составляют обширную и весьма опасную в токсикологическом отношении группу веществ. Обычно рассматривают 14 элементов: Hg (ртуть), Pb (свинец), Cd (кадмий), As (мышьяк), Sb (сурьма), Sn (олово), Zn (цинк), Al (алюминий), Be (бериллий), Fe (железо), Cu (медь), Ba (барий), Cr (хром), Tl (таллий). Разумеется, не все перечисленные элементы являются ядовитыми, некоторые из них необходимы для нормальной жизнедеятельности человека и животных. Поэтому часто трудно провести четкую границу между биологически необходимыми и вредными для здоровья человека веществами.
В большинстве случаев реализация того или иного эффекта зависит от концентрации. При повышении оптимальной физиологической концентрации элемента в организме может наступить интоксикация , а дефицит многих элементов в пище и воде может привести к достаточно тяжелым и трудно распознаваемым явлениям недостаточности.
Зависимость вредного или полезного действия некоторых элементов от концентрации показана на рис. 11.3.
Для веществ, относящихся к так называемым супертоксикантам, плато, характеризующее норму, отсутствует (или очень короткое), а крутизна нисходящей ветви характеризует токсичность вещества (рис. 11.4).
Загрязнение водоемов, атмосферы, почвы, сельскохозяйственных растений и пищевых продуктов токсичными металлами происходит за счет :
Выбросов промышленных предприятий (особенно угольной, металлургической и химической промышленности);
Выбросов городского транспорта (имеется в виду загрязнение свинцом от сгорания этилированного бензина );
Применения в консервном производстве некачественных внутренних покрытий и при нарушении технологии припоев;
Контакта с оборудованием (для пищевых целей допускается весьма ограниченное число сталей и других сплавов).
Для большинства продуктов установлены предельно-допустимые концентрации (ПДК) токсичных элементов, к детским и диетическим продуктам предъявляются более жесткие требования.
Наибольшую опасность из вышеназванных элементов представляют ртуть (Hg), свинец (РЬ), кадмий (Cd).
— один из самых опасных и высокотоксичных элементов, обладающий способностью накапливаться в растениях и в организме животных и человека, т. е. является ядом кумулятивного действия.
Токсичность ртути зависит от вида ее соединений, которые по-разному всасываются, метаболизируются и выводятся из организма. Наиболее токсичны алкилртутные соединения с короткой цепью — метилртуть, этилртуть, диметилртуть. Механизм токсического действия ртути связан с ее взаимодействием с сульфгидрильными группами белков. Блокируя их, ртуть изменяет свойства или инактивирует ряд жизненно важных ферментов. Неорганические соединения ртути нарушают обмен аскорбиновой кислоты, пиридоксина, кальция, меди, цинка, селена; органические — обмен белков, цистеина, аскорбиновой кислоты, токоферолов, железа, меди, марганца, селена.
Защитным эффектом при воздействии ртути на организм человека обладают цинк и, особенно, селен . Предполагают, что защитное действие селена обусловлено деметилированием ртути и образованием нетоксичного соединения — селено-ртутного комплекса.
О высокой токсичности ртути свидетельствуют и очень низкие значения ПДК: 0,0003 мг/м 3 в воздухе и 0,0005 мг/л в воде. Безопасным уровнем содержания ртути в крови считают 50—100 мкг/л. Человек получает с суточным рационом около 0,05 мг ртути, что соответствует рекомендациям ФАО/ВОЗ.
В организм человека ртуть поступает в наибольшей степени с рыбопродуктами, в которых ее содержание может многократно превышать ПДК. Мясо рыбы отличается наибольшей концентрацией ртути и ее соединений, поскольку активно аккумулирует их из воды и корма, в который входят различные гидробионты, богатые ртутью. Например, хищные пресноводные рыбы могут содержать от 107 до 509 мкг/кг, нехищные пресноводные рыбы от 78 до 200 мкг/кг, а океанские нехищные рыбы от 300 до 600 мкг/кг Hg.
Организм рыб способен синтезировать метил-ртуть, которая накапливается в печени. У некоторых видов рыб в мышцах содержится белок — металлотионеин, который с различными металлами, в том числе и с ртутью, образует комплексные соединения, способствуя тем самым накапливанию ртути в организме и передаче ее по пищевым цепям. У таких рыб содержание ртути достигает очень высоких концентраций: рыба-сабля содержит от 500 до 20 000 мкг/кг, а тихоокеанский марлин от 5000 до 14 000 мкг/кг. Для других продуктов характерно следующее содержание ртути (мкг/кг).
В продуктах животноводства: мясо 6-20, печень 20-35, почки 20-70, молоко 2-12, сливочное масло 2—5, яйца 2—15; в съедобных частях сельскохозяйственных растений: овощи 3-59, фрукты 10-124, бобовые 8-16, зерновые 10-103; в шляпочных грибах 6-447, в перезрелых до 2000 мкг/кг, причем в отличие от растений в грибах может синтезироваться метилртуть. При варке рыбы и мяса концентрация ртути в них снижается, при аналогичной обработке грибов остается неизменной. Это различие объясняется тем, что в грибах ртуть связана с аминогруппами азотсодержащих соединений, в рыбе и мясе — с серосодержащими аминокислотами.
Свинец - один из самых распространенных и опасных токсикантов. История его применения очень древняя, что связано с относительной простотой его получения и большой распространенностью в земной коре (1,6х10 -3 %). Соединения свинца — Рb 3 О 4 и PbSO 4 — основа широко применяемых пигментов: сурика и свинцовых белил. Глазури, которые используются для покрытия керамической посуды, также содержат соединения Рb.
Металлический свинец со времен Древнего Рима применяют при прокладке водопроводов. В настоящее время перечень областей его применения очень широк: производство аккумуляторов, электрических кабелей, химическое машиностроение, атомная промышленность, производство эмалей, замазок, лаков, хрусталя, пиротехнических изделий, спичек, пластмасс и т. п.
Мировое производство свинца составляет более 3,5х10 6 т в год. В результате производственной деятельности человека в природные воды ежегодно попадает 500-600 тыс. т, а в атмосферу в переработанном и мелкодисперсном состоянии выбрасывается около 450 тыс. т, подавляющее большинство которого оседает на поверхности Земли. Основным источником загрязнения атмосферы свинцом являются выхлопные газы автотранспорта (260 тыс. т) и сжигание каменного угля (около 30 тыс. т).
В тех странах, где использование бензина с добавлением тетраэтилсвинца сведено к минимуму, содержание свинца в воздухе удалось многократно снизить. Следует подчеркнуть, что многие растения накапливают свинец, который передается по пищевым цепям и обнаруживается в мясе и молоке сельскохозяйственных животных, особенно активное накопление свинца происходит вблизи промышленных центров и крупных автомагистралей.
Ежедневное поступление свинца в организм человека с пищей — 0,1-0,5 мг, с водой — 0,02 мг. Содержание свинца (в мг/кг) в различных продуктах таково: фрукты 0,01-0,6; овощи 0,02-1,6; крупы 0,03-3,0; хлебобулочные изделия 0,03-0,82; мясо и рыба 0,01-0,78; молоко 0,01-0,1. В организме человека усваивается в среднем 10% поступившего свинца, у детей — 30-40%. Из крови свинец поступает в мягкие ткани и кости, где депонируется в виде трифосфата.
Механизм токсического действия свинца имеет двойную направленность. Во-первых, блокада функциональных SH-групп белков и, как следствие, — инактивация ферментов, во-вторых, проникновение свинца в нервные и мышечные клетки, образование лактата свинца, затем фосфата свинца, которые создают клеточный барьер для проникновения ионов Са 2+ . Основными мишенями при воздействии свинца являются кроветворная, нервная и пищеварительная системы, а также почки.
Свинцовая интоксикация может приводить к серьезным нарушениям здоровья, проявляющимся в частых головных болях, головокружениях, повышенной утомляемости, раздражительности, ухудшении сна, мышечной гипотонии , а в наиболее тяжелых случаях к параличам и парезам, умственной отсталости. Неполноценное питание, дефицит в рационе кальция, фосфора, железа, пектинов, белков (или повышенное поступление кальциферола) увеличивают усвоение свинца, а следовательно — его токсичность. Допустимая суточная доза (ДСД) свинца составляет 0,007 мг/кг; величина ПДК в питьевой воде — 0,05 мг/л.
Мероприятия по профилактике загрязнения свинцом сырья и пищевых продуктов должны включать государственный и ведомственный контроль за промышленными выбросами свинца в атмосферу, водоемы и почву. Необходимо существенно снизить или полностью исключить применение тетраэтилсвинца в бензине, свинцовых стабилизаторах, изделиях из поливинилхлорида, красителях, упаковочных материалах и т. п.
Кадмий широко применяется в различных отраслях промышленности. В воздух кадмий поступает вместе со свинцом при сжигании топлива на ТЭЦ, с газовыми выбросами предприятий, производящих или использующих кадмий. Загрязнение почвы кадмием происходит при оседании кадмий-аэрозолей из воздуха и дополняется внесением минеральных удобрений: суперфосфата (7,2 мг/кг), фосфата калия (4,7 мг/кг), селитры (0,7 мг/кг).
Заметно содержание кадмия и в навозе, где он обнаруживается в результате следующей цепи переходов: воздух - почва - растения - травоядные животные - навоз. В некоторых странах соли кадмия применяют в качестве антисептических и антигельминтных препаратов в ветеринарии. Все это определяет основные пути загрязнения кадмием окружающей среды, а следовательно, продовольственного сырья и пищевых продуктов.
Содержание кадмия (в мкг/кг) в различных продуктах выглядит следующим образом. Растительные продукты: зерновые 28-95, горох 15-19, фасоль 5-12, картофель 12-50, капуста 2-26, помидоры 10-30, салат 17-23, фрукты 9-42, растительное масло 10-50, сахар 5-31, грибы 100-500; в продуктах животноводства: молоко - 2,4, творог - 6,0, яйца 23-250. Установлено, что примерно 80% кадмия поступает в организм человека с пищей, 20% — через легкие из атмосферы и при курении. С рационом взрослый человек получает до 150 мкг/кг и выше кадмия в сутки.
В одной сигарете содержится 1,5-2,0 мкг Cd. Подобно ртути и свинцу, кадмий не является жизненно необходимым металлом. Попадая в организм, кадмий проявляет сильное токсическое действие, главной мишенью которого являются почки. Механизм токсического действия кадмия связан с блокадой сульфгидрильных групп белков; кроме того, он является антагонистом цинка, кобальта, селена, ингибирует активность ферментов, содержащих указанные металлы. Известна способность кадмия нарушать обмен железа и кальция.
Все это может привести к широкому спектру заболеваний: гипертоническая болезнь, анемия, ишемическая болезнь сердца, почечная недостаточность и другие. Отмечены канцерогенный, мутагенный и тератогенные эффекты кадмия. По рекомендациям ВОЗ допустимая суточная доза (ДСД) кадмия — 1 мкг/кг массы тела.
Большое значение в профилактике интоксикации кадмием имеет правильное питание (включение в рацион белков, богатых серосодержащими аминокислотами, аскорбиновой кислоты, железа, цинка, селена, кальция), контроль за содержанием кадмия (полярографический, атомно-абсорбционный анализы) и исключение из рациона продуктов, богатых кадмием.
Алюминий . Первые данные о токсичности алюминия были получены в 70-х гг. XX в., и это явилось неожиданностью для человечества. Будучи третьим по распространенности элементом земной коры (8,8% массы земной коры составляет А1) и обладая ценными качествами, металлический алюминий нашел широкое применение в технике и быту. Поставщиками алюминия в организм человека является алюминиевая посуда, если она контактирует с кислой или щелочной средой, вода, которая обогащается ионами А1 3+ при обработке ее сульфатом алюминия на водоочистительных станциях.
Существенную роль в загрязнении окружающей среды ионами А1 3+ играют и кислотные дожди. Не следует злоупотреблять содержащими гидроксид алюминия лекарствами: противогеморроидальными, противоартритными, понижающими кислотность желудочного сока. Как буферную добавку вводят гидроксид алюминия и в некоторые препараты аспирина и в губную помаду. Среди пищевых продуктов наивысшей концентрацией алюминия (до 20 мг/г) обладает чай.
Поступающие в организм человека ионы А1 3+ в форме нерастворимого фосфата выводятся с фекалиями, частично всасываются в кровь и выводятся почками. При нарушении деятельности почек происходит накапливание алюминия, которое приводит к нарушению метаболизма Са, Mg, P, F, сопровождающееся ростом хрупкости костей, развитием различных форм анемии. Кроме того, были обнаружены и более грозные проявления токсичности алюминия: нарушение речи, провалы в памяти, нарушение ориентации и т. п. Все это позволяет приблизить «безобидный», считавшийся нетоксичным до недавнего времени алюминий к «мрачной тройке» супертоксикантов: Hg, Pb, Cd.
Мышьяк как элемент в чистом виде ядовит только в высоких концентрациях. Он принадлежит к тем микроэлементам, необходимость которых для жизнедеятельности организма человека не доказана, а его соединения, такие как мышьяковистый ангидрид, арсениты и арсенаты, сильно токсичны. Мышьяк содержится во всех объектах биосферы (в земной коре — 2 мг/кг, в морской воде — 5 мкг/кг). Известными источниками загрязнения окружающей среды мышьяком являются электростанции, использующие бурый уголь, медеплавильные заводы; он используется при производстве полупроводников, стекла, красителей, инсектицидов, фунгицидов и др.
Нормальный уровень содержания мышьяка в продуктах питания не должен превышать 1 мг/кг. Так, например, фоновое содержание мышьяка (мг/кг): в овощах и фруктах 0,01-0,2; в зерновых 0,006-1,2; в говядине 0,005-0,05; в печени 2,0; яйцах 0,003-0,03; в коровьем молоке 0,005-0,01. Повышенное содержание мышьяка отмечается в рыбе и других гидробионтах, в частности в ракообразных и моллюсках. По данным ФАО/ВОЗ, в организм человека с суточным рационом поступает в среднем 0,05-0,45 мг мышьяка. ДСД — 0,05 мг/кг массы тела.
В зависимости от дозы мышьяк может вызывать острое и хроническое отравление, разовая доза мышьяка 30 мг — смертельна для человека. Механизм токсического действия мышьяка связан с блокированием SH-групп белков и ферментов, выполняющих в организме самые разнообразные функции.
