Обновлено: 30.06.2024

• Для учеников 1-11 классов и дошкольников
• Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Реферат по дисциплине:

___ Файзулина Р.Ф.

1. Тяжелые металлы -4

2. Биологическая роль и токсикологическое влияние тяжелых металлов -5

3.4. Никель-10

Заключение-14

Список литературы

В связи с развитием промышленности, транспорта, использования минеральных удобрений, количество тяжелых металлов в окружающей среде становится опасным для человека. Молодое поколение более подвержено токсическому воздействию тяжёлых металлов – ослабляется рост и развитие, нарушается деятельность нервной системы, возможно развитие аутоиммунитета, при котором иммунная система разрушает свои собственные клетки.

Природная среда постоянно загрязняется различными веществами. Но в последнее время в неё активно проникают как биогенные, так и чужеродные металлы. Наибольшую опасность среди них представляют тяжёлые металлы: ртуть, свинец, медь, цинк, хром и другие металлы. Возрастающее поступление тяжёлых металлов в окружающую среду приводит к загрязнению почв и повреждению растительных организмов, следовательно, и на здоровье человека.

Тяжелые металлы.

Тяжелые металлы - это элементы периодической системы с относительной молекулярной массой больше 40. На сегодняшний день безоговорочно к числу токсичных относят кадмий, ртуть, свинец, сурьму. Деятельность значительной части остальных в живых организмах можно оценить только на "отлично". Действительно, металлы в ионной форме входят в состав витаминов, гормонов, регулируют активность ферментов. Установлено, что для белкового, углеводного и жирового обмена веществ необходимы Mo, Fe, V, Co, W, B, Mn, Zn; в синтезе белков участвуют Mg, Fe, Cu, Zn, Mn, Co; в кроветворении - Co, Cu, Mn, Ni, Zn; в дыхании - Mg, Fe, Cu, Zn, Mn, Co. Справедливо утверждение о том, что нет вредных веществ, есть вредные концентрации. Поэтому ионы меди, кобальта или даже хрома, если их содержание в живом организме не превышает естественного, можно именовать микроэлементами, если же они генеалогически связаны с заводской трубой, то это уже тяжелые металлы.Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий,цинк, медь, мышьяк,) относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко применяются в различных промышленных производствах, поэтому, несмотря на очистные мероприятия, содержание соединения тяжелых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое.

Прежде всего представляют интерес те металлы, которые наиболее широко и в значительных объемах используются в производственной деятельности и в результате накопления во внешней среде представляют серьезную опасность с точки зрения их биологической активности и токсических свойств. К ним относят свинец, ртуть, кадмий, цинк, висмут, кобальт, никель, медь, олово, сурьму, ванадий, марганец, хром, молибден и мышьяк.

Биологическая роль и токсикологическое влияние тяжелых металлов

В последние годы все сильнее подтверждается важная биологическая роль большинства металлов. Многочисленными исследованиями установлено, что влияние металлов весьма разнообразно и зависит от содержания в окружающей среде и степени нуждаемости в них микроорганизмов, растений, животных и человека.

Фитотоксичное действие ТМ проявляется, как правило, при высоком уровне техногенного загрязнения ими почв и во многом зависит от свойств и особенностей поведения конкретного металла. Однако в природе ионы металлов редко встречаются изолированно друг от друга. Поэтому разнообразные комбинативные сочетания и концентрации разных металлов в среде приводят к изменениям свойств отдельных элементов в результате их синергического или антагонистического воздействия на живые организмы. Например, смесь цинка и меди в пять раз токсичнее, чем арифметически полученная сумма их токсичности, что обусловлено синергизмом при совместном влиянии этих элементов. Подобным образом действует и смесь цинка с никелем. Однако существуют наборы металлов, совместное действие которых проявляется аддитивно. Ярким примером этого являются цинк и кадмий, проявляющие взаимный физиологический антагонизм (Химия…,1985). Очевидны проявления синергизма и антагонизма металлов и в их многокомпонентых смесях. Поэтому суммарный токсикологический эффект от загрязнения среды ТМ зависит не только от набора и уровня содержания конкретных элементов, но и особенностей их взаимного воздействия на биоту.

Таким образом, влияние ТМ на живые организмы весьма разнообразно Это обусловлено, во-первых, химическими особенностями металлов, во-вторых, отношением к ним организмов и, в-третьих, условиями окружающей среды. Ниже, согласно имеющимся в литературе данным, приводим краткую характеристику влияния ТМ на живые организмы.

Свинец . Биологическая роль свинца изучена весьма слабо, однако в литературе встречаются данные (Авцын и др., 1991), подтверждающие, что металл жизненно необходим для животных организмов на примере крыс. Животные испытывают недостаток этого элемента при концентрации его в корме менее 0,05-0,5 мг/кг. В небольших количествах он необходим и растениям. Дефицит свинца в растениях возможен при его содержании в надземной части от 2 до 6 мкг/кг сухого вещества.

Повышенный интерес к свинцу вызван его приоритетным положением в ряду основных загрязнителей окружающей природной среды. Металл токсичен для микроорганизмов, растений, животных и людей.

Избыток свинца в растениях, связанный с высокой его концентрацией в почве, ингибирует дыхание и подавляет процесс фотосинтеза, иногда приводит к увеличению содержания кадмия и снижению поступления цинка, кальция, фосфора, серы. Вследствие этого снижается урожайность растений и резко ухудшается качество производимой продукции. Внешние симптомы негативного действия свинца – появление темно-зеленых листьев, скручивание старых листьев, чахлая листва. Устойчивость растений к его избытку неодинаковая: менее ус­тойчивы злаки, более устойчивы бобовые. Концентрация металла выше 10 мг/кг сухого вещества явля­ется токсичной для большинства культурных растений.

В организм человека свинец в основном поступает через пищеварительный тракт. При токсичных дозах элемент накапливается в почках, печени, селезенке и костных тканях. При свинцовом токсикозе поражаются в первую очередь органы кроветворения (анемия), нервная система (энцефалопатия и нейропатия) и почки (нефропатия). Наиболее восприимчива к свинцу гематопоэтическая система, особенно у детей.

Кадмий хорошо известен, как токсичный элемент, но он же относится к группе "новых" микроэлементов (кадмий, ванадий, кремний, олово, фтор) и в низких концентрациях способен стимулировать их рост некоторых животных (Авцын и др., 1991). Для выс­ших растений значение кадмия достоверно не установлено.

Основные проблемы, связанные у человечества с этим элемен­том, обусловлены техногенным загрязнением окружающей среды и его токсичностью для живых организмов уже при низких концен­трациях (Ильин, Сысо, 2001).

Токсичность кадмия для растений проявляется в нарушении активности ферментов, тормо­жении фотосинтеза, нарушении транспирации, а также ингибировании восстановления NО₂ до NО. Кроме того, в метаболизме растений он является антагонистом ряда элементов питания (Zn, Cu, Mn, Ni, Se, Ca, Mg, P). При токсичном воздействии металла у растений наблюдаются задержка роста, повреждение корневой системы и хлороз листьев. Кадмий достаточно легко поступает из почвы и атмосферы в растения. По фитотоксичности и способности накапливаться в растениях в ряду ТМ он занимает первое место (Cd > Cu > Zn> Pb) (Овчаренко и др., 1998).

Кадмий способен накапливаться в организме человека и животных, т.к. сравнительно легко усваивается из пищи и воды и проникает в раз­личные органы и ткани. Его избыток ингибирует синтез ДНК, белков и нуклеиновых кислот, влияет на активность ферментов, нарушает усвоение и обмен других микроэлементов (Zn, Cu, Se, Fe), что может вызывать их дефицит.

Хроническое воздействие кадмия на человека приводит к нарушениям почечной функции, легочной недостаточности, остеомаляции, анемии и потере обоняния. Существуют данные о возможном канцерогенном эффекте кадмия и о вероятном участии его в развитии сердечно-сосудистых заболеваний.

Цинк. Особый интерес к цинку связан с открытием его роли в нуклеиновом обмене, процессах транскрипции, стабилизации нуклеиновых кислот, белков и особенно компонентов биологических мембран, а также в обмене витамина А. Ему принадлежит важная роль в синтезе нуклеиновых кислот и белка. Цинк обнаружен в составе более 200 ферментов . Уникальность цинка заключается в том, что ни один элемент не входит в состав такого количества ферментов и не выполняет таких разнообразных физиологических функций (Кашин, 1999).

Повышенные концентрации цинка оказывают токсическое влияние на живые организмы. У человека они вызывают тошноту, рвоту, дыхательную недостаточность, фиброз легких, является канцерогеном . Избыток цинка в растениях возникает в зонах промышленного загрязнения почв, а также при неправильном применении цинксодержащих удобрений. Большинство видов растений обладают высокой толерантностью к его избытку в почвах. Однако при очень высоком содержании этого металла в почвах обычным симптомом цинкового токсикоза является хлороз молодых листьев. При избыточном его посту­плении в растения и возникающим при этом антагонизме с другими элементами снижается усвоение меди и железа и проявляются симптомы их недостаточности.

Медь – является одним из важнейших незаменимых элементов, необходимых для живых организмов. В растениях она активно участвует в процессах фотосинтеза, дыхания, восстановления и фиксации азота. Медь входит в состав целого ряда ферментов-оксидаз – цитохромоксидазы, церулоплазмина, супероксидадисмутазы, уратоксидазы и других (Школьник, 1974; Авцын и др., 1991) и участвует в биохимических процессах как составная часть ферментов, осуществляющих реакции окисления субстратов молекулярным кислородом. Данные по токсичности элемента для растений немногочисленны. Основные признаки дефицита меди для растений – замедление, а затем и пре­кращение формирования репродуктивных органов, появление щуп­лого зерна, пустозернистых колосьев, снижение устойчивости к неблагоприятным факторам внешней среды. Наиболее чувствительны к ее недостатку пшеница, овес, ячмень, люцерна, столовая свекла, лук и подсолнечник (Ильин, Сысо 2001; Adriano,1986).

В организме взрослого человека половина от общего количества меди содержится в мышцах и костях и 10% - в печени. Основные процессы всасывания этого элемента происходят в желудке и тонкой кишке. Ее усвоение и обмен тесно связаны с содержанием в пище других макро- и микроэлементов и органических соединений. Существует физиологический антагонизм меди с молибденом и сульфатной серой, а также марганцем, цинком, свинцом, стронцием, кадмием, кальцием, серебром. Избыток данных элементов, наряду с низким содержанием меди в кормах и продуктах питания, может обусловить значительный дефицит последней в организмах человека и животных, что в свою очередь приводит к анемии, снижению интенсивности роста, потере живой массы, а при острой нехватке металла (менее 2-3 мг в сутки) возможно возник­новение ревматического артрита и эндемического зоба. Чрезмерное поглощение меди человеком приводит к болезни Вильсона, при которой избыток элемента откладывается в мозговой ткани, коже, печени, поджелудочной железе и миокарде.

Никель. Биологическая роль никеля заключается в участии в структурной организации и функционировании основных клеточных компонентов – ДНК, РНК и белка. Наряду с этим он присутствует и в гормональной регуляции организма. По своим биохимическим свойствам никель весьма схож с железом и кобальтом. Недостаточность металла у жвачных сельскохозяйственных животных проявляется в снижении активности ферментов и возможности ле­тального исхода.

До настоящего времени в литературе не встречаются данные о дефиците никеля для растений, однако в ряде экспериментов установлено положительное влияние внесения никеля в почвы на урожайность сельскохозяйственных культур, которое, возможно, связано с тем, что он стимулиру­ет микробиологические процессы нитрификации и минерализации соединений азота в почвах (Кашин, 1998; Ильин, Сысо, 2001; Brown, Wilch, 1987). Токсичность никеля для растений проявляется в подавлении процессов фотосинтеза и транспирации, появлении признаков хлороза листьев. Для животных организмов токсический эффект элемента сопровождается снижением активности ряда металлоферментов, нарушением синтеза белка, РНК и ДНК, развитием выраженных повреждений во многих органах и тканях. Экспериментально установлена эмбриотоксичность никеля (Строчкова и др., 1987; Ягодин и др., 1991). Избыточное поступление металла в организм животных и человека может быть связано с интенсивным техногенным загрязнением почв и растений этим элементом.

Хром . Хром относится к числу элементов, жизненно необходи­мых животным организмам. Основные его функции - взаимодействие с инсулином в процессах углеводного обмена, участие в структуре и функции нуклеиновых кислот и, вероятно, щитовидной железы (Авцын и др., 1991). Растительные организмы положительно реагируют на внесение хрома при низком содержании в почве доступной формы, однако вопрос о незаменимости элемента для растительных организмов продолжает изучаться.

Токсичное действие металла зависит от валентности: шестивалентный катион гораздо токсичнее трехвалентного. Симптомы токсичности хрома внешне проявляются в снижении темпов роста и развития растений, увядании надземной части, повреждении кор­невой системы и хлорозе молодых листьев. Избыток металла в растениях приводит к резкому снижению концентраций многих физиологически важных элементов, в первую очередь К, Р, Fe, Mn, Cu, B. В организме человека и животных общетоксикологическое, нефротоксическое и гепатотоксическое действие оказывает Cr 6+ . Токсичность хрома выражается в изменении иммунологической ре­акции организма, снижении репаративных процессов в клетках, ингибировании ферментов, поражении печени, нарушении процессов биологического окисления, в частности цикла трикарбоновых кислот. Кроме того, избыток металла вызывает специфические поражения кожи (дерматиты, язвы), изъявления слизистой оболочки носа, пневмосклероз, гастриты, язву желудка и двенадцатиперстной кишки, хромовый гепатоз, нарушения регуляции сосудистого тонуса и сердечной деятельности. Соединения Cr 6+ , наряду с общетоксикологическим действием, способны вызывать мутагенный и канцерогенный эффекты. Хром, помимо легочной ткани, накапливается в печени, почках, селезенке, костях и костном мозге (Краснокутская и др., 1990).

Влияние токсичных концентраций ТМ на растения приведено в таблице 1.1, а на здоровье человека и животных – в таблице 1.2.

Влияние токсичных концентраций некоторых тяжелых металлов на растения

Концентрация в почве, мг/кг

Реакция растений на повышенные концентрации ТМ

Ингибирование дыхания и подавление процесса фотосинтеза, иногда увеличение содержания кадмия и снижение поступления цинка, кальция, фосфора, серы, снижение урожайности, ухудшение качества растениеводческой продукции. Внешние симптомы – появление темно-зеленых листьев, скручивание старых листьев, чахлая листва

Нарушение активности ферментов, процессов транспирации и фиксации СО₂, торможение фотосинтеза, ингибирование биологического восстановления NО₂ до NО, затруднение поступления и метабо­лизма в растениях ряда элементов питания. Внешние симптомы - задержка роста, повреждение корневой системы, хлороз листьев.

Хлороз молодых листьев

Ухудшение роста и развития растений, увядание надземной части, повреждение кор­невой системы, хлороз молодых листьев, резкое снижение содержания в растениях большинства незаменимых макро- и микроэлементов (К, Р, Fe, Mn, Cu, B и др.).

Подавление процессов фотосинтеза и транспирации, появление признаков хлороза

Примечание: * - подвижная форма, по данным: Рэуце, Кырстя, 1986; Кабата-Пендиас, Пендиас,1989; Ягодин и др., 1989;. Ильин, Сысо, 2002

Влияние загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами

на здоровье человека и животных

Характерные заболевания при высоких концентрациях ТМ в организме

Повышение смертности от сердечно-сосудистых заболеваний, рост общей заболеваемости, изменения в легких детей, поражения органов кроветворения, нервной и сердечно-сосудистой системы, печени, почек, нарушения течения беременности, родов, менструального цикла, мертворождаемости, , врожденных уродств. Угнетение активности мно­гих ферментов, нарушение процессов метаболизма.

Нарушения функций почек, ингибирование синтеза ДНК, белков и нуклеиновых кислот, снижение активности ферментов, замедление поступления и обмена других микроэлементов (Zn, Cu, Se, Fe), что может вызывать их дефицит в организме.

Изменение морфологического состава крови, злокачественные образования, лучевые болезни; у животных – снижение прирост живой массы, депрессия в поведении, возможность абортов.

Увеличение смертности от рака органов дыхания.

Изменение иммунологической ре­акции организма, снижение репаративных процессов в клетках, ингибирование ферментов, поражение печени.

Нарушение синтеза белка, РНК и ДНК, развитие выраженных повреждений во многих органах и тканях.

По данным: Методические …, 1982; Кальницкий, 1985; Авцын и др., 1991; Покатилов, 1993; Макаров, 2002

Таким образом, не все из перечисленных элементов я вляются ядовитыми, некоторые из них в малых количествах необходимы для нормальной жизнедеятельности человека, растний и животных.

Химические элементы, которые, входя в состав организмов растений, животных и человека, принимают участие в процессах обмена веществ и обладают выраженной биологической ролью. Мощное воздействие микроэлементов на физиологические процессы и организме объясняется тем, что они вступают в теснейшую связь с биологически активными органическими веществами — гормонами, витаминами. Изучена также их связь со многими белками и ферментами.

Микроэлементам, несмотря на их малое количественное содержание в организмах, принадлежит значительная биологическая роль. Помимо общего благоприятного влияния на процессы роста и развития, установлено специфическое воздействие ряда микроэлементов на важнейшие физиологические процессы.

Список литературы

1. Добровольский В.В., География микроэлементов. Глобальное рассеяние. М:.Мысль,1983

2. Добролюбский О.К. Микроэлементы и жизнь, М., 1956.

3. Понин М.С., Касымова Ж.С. Накопление биомассы и содержание цинка в проростках яровой пшеницы и тёмно – каштановой почве при внесении разных доз сульфата цинка //Агрохимия-1999-№3-с61-63

4. Савич В.И., Оконская И.С. Определение уровня загрязнения почв и растений тяжёлыми металлами //Химизация сельского хозяйства 1992-№1-с 56-58

5. Доклад о свинцовом загрязнении окружающей среды Российской Федерации и его влиянии на здоровье населения. М:. РЭФИА, 1997

6. Полянский Н.Г. Свинец. М:.Наука 1986

7. Приходько Н.Н. Ванадий, хром, никель и свинец в почвах Притисской низменности и предгорий Закарпатья.//Агрохимия 1977-№4-с850-859

8. Золотарёва Б.Н., Скрипниченко И.И. Содержание и распределение тяжёлых металлов (свинца, кадмия и ртути) в почвах Европейской части СССР//Тенезис, плодородие и мелиорация почв. Пущино, - 1980 – с77-90

9. Садовникова Л.К. Использование почвенных вытяжек при изучении соединений тяжёлых металлов // Химия в сельском хозяйстве – 1997-№2-с 37-40

Тяжелые металлы как элементы периодической системы с молекулярной массой свыше 50 атомных единиц, физические и химические свойства их солей. Поступление токсикантов в водоемы, их диагностика. Взаимодействие токсических веществ и гидробионтов в водоемах.

Рубрика	Экология и охрана природы
Вид	контрольная работа
Язык	русский
Дата добавления	30.04.2012
Размер файла	38,3 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Реферат

ВОЗДЕЙСТВИЕ НА РЫБ СОЛЕЙ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

Проблема загрязнения среды в настоящее время приобрела глобальное значение. В водоемы планеты ежегодно сбрасывается около 700 км 3 загрязненных вод. Погибают наиболее чувствительные организмы, разрушаются сбалансированные сообщества, ограничивается хозяйственное и рекреационное использование водоемов. Полное прекращение антропогенного загрязнения среды нереально, поэтому следует применять разумные меры ограничения поступления в водоемы токсикантов и загрязнителей, применять эффективную очистку вод.

1. Соли тяжелых металлов

Часть поступает в бессточные водоемы, где тяжелые металлы накапливаются и становятся источником вторичного загрязнения, т.е. образования опасных загрязнений в ходе физико-химических процессов, идущих непосредственно в среде (например, образование из нетоксичных веществ ядовитого газа фосгена).

В качестве токсикантов в водоемах обычно встречаются: ртуть, свинец, кадмий, олово, цинк, марганец, никель, хотя известна высокая токсичность других тяжелых металлов - кобальта, серебра, золота, урана и других. Вообще, высокая токсичность для живых существ - это характерное свойство соединений и ионов тяжелых металлов.

Токсическое действие тяжёлых металлов на организм усиливается тем, что многие тяжелые металлы проявляют выраженные комплексообразующие свойства. Так, в водных средах ионы этих металлов гидратированы и способны образовывать различные гидроксокомплексы, состав которых зависит от кислотности раствора. Если в растворе присутствуют какие-либо анионы или молекулы органических соединений, то ионы тяжёлых металлов образуют разнообразные комплексы различного строения и устойчивости.

Другой важный загрязнитель водоёмов - кадмий. По химическим свойствам этот металл подобен цинку. Он может замещать последний в активных центрах металлсодержащих ферментов, приводя к резкому нарушению в функционировании ферментативных процессов.

Кадмий обычно проявляет меньшую токсичность по отношению к растениям в сравнении с метилртутью и сопоставим по токсичности со свинцом. При содержании кадмия ~ 0,2-1 мг/л замедляются фотосинтез и рост растений. Интересен следующий зафиксированный эффект: токсичность кадмия заметно снижается в присутствии некоторых количеств цинка, что еще раз подтверждает предположение о возможности конкуренции ионов этих металлов в организме за участие в ферментативном процессе.

Порог острой токсичности кадмия варьирует в пределах от 0,09 до 105 мкг/л для пресноводных рыб. Увеличение жесткости воды повышает степень защиты организма от отравления кадмием. Известны случаи сильного отравления людей кадмием, попавшим в организм по трофическим цепям (болезнь итай-итай). Из организма кадмий выводится в течение длительного периода (около 30 лет).

В водных системах кадмий связывается с растворенными органическими веществами, особенно если в их структуре присутствует сульфгидрильные группы SH. Кадмий образует также комплексы с аминокислотами, полисахаридами, гуминовыми кислотами. Как и в случае со ртутью и другими тяжёлыми металлами адсорбция ионов кадмия донными осадками сильно зависит от кислотности среды. В нейтральных водных средах свободный ион кадмия практически нацело сорбируется частицами донных отложений.

Для контроля качества поверхностных вод созданы различные гидробиологические службы наблюдений. Они следят за состоянием загрязнения водных экосистем под влиянием антропогенного воздействия. Поскольку такая экосистема включает в себя как саму среду (воду), так и другие компоненты (донные отложения и живые организмы - гидробионты), сведения о распределении тяжелых металлов между отдельными компонентами экосистемы имеют весьма важное значение. Надежные данные в этом случае могут быть получены при использовании современных методов аналитической химии, позволяющих определить содержание тяжелых металлов на уровне фоновых концентраций.

тяжелый соль металл токсический

2. Поступление токсикантов в водоемы

Классификация антропогенных стоков и загрязняющих веществ

Загрязнение водоемов обусловлено попаданием в них взвешенных частиц, растворенных соединений, токсичных и нетоксичных, механических загрязнений. Антропогенные стоки поступают в водоёмы со сточными водами населенных пунктов и промышленных предприятий, а также с дождевыми водами. Немалый вред приносит водоемам спуск в них сточных вод с проходящих судов. Атмосферные воды попадают в водоемы после кратковременного контакта с поверхностными слоями почвы. Из почвы вымываются не только легкорастворимые, но и труднорастворимые соединения. Количество взвешенных частиц в дождевом стоке достигает 1 г/л, а если сток идет с территории промышленных предприятий, например сланце перерабатывающего предприятия, то в нем содержится 30 мг/л летучих фенолов и до 70 мг/л нелетучих. Такой сток без предварительной очистки может принести непоправимый вред рыбохозяйственному водоёму (Голубовская, I978). Городские сточные воды состоят в основном из хозяйственно-бытовых и промышленных стоков. Особенностью этих стоков является высокое содержание в них микроорганизмов, могут присутствовать патогенные бактерии. В таких стоках много взвешенных частиц и коллоидных соединений. В них высокий процент содержания растворенных соединений: аминокислот, минеральных солей. Присутствие промышленных сточных вод делает состав воды очень разнообразным. Промышленные сточные воды идут от наиболее активных потребителей воды: черная металлургия, химическая, нефтеперерабатывающая промышленность, пищевая промышленность. Во многих случаях непосредственное попадание сточных вод в водоем может привести к гибели живых организмов, составляющих биоценоз. В настоящее время в промышленных сточных водах содержится около 500 000 веществ, о действии которых биологи очень мало знают и на которые надо установить нормы их содержания в водоемах.

Загрязнение водной среды солями

Большинство стоков содержит в себе неорганические соли. Особенно много солей содержится в стоках промышленных предприятий. Соли образуются в стоках главным образом за счет нейтрализации кислот и щелочей, которые в очень больших количествах применяются в промышленных процессах. Вредность солей для гидробионтов проявляется прежде всего в нарушении осмотического равновесия. Большинство простейших выводит их из своих клеток за счет откачивания сократительными вакуолями. Вода постоянно насасывается осмосом в цитоплазму, а сократительные вакуоли выводят ее во внешнюю среду. Уже изменение концентрации соли в воде на 0,3% ведет к нарушению экскреции. В то время как рыбы мало реагируют на повышение солей в воде, беспозвоночные животные, которыми они питаются, очень чувствительны к повышению содержания солей. Среди сточных вод особо большим содержанием солей отличаются воды, сбрасываемые кожевенными заводами, которые для отделки кожи применяют различные соли. В результате количество сульфатов доходит почти до 2000 мг/л, а хлоридов - почти до 8000 мг/л. Солевое загрязнение пресных водоемов может происходить не только за счет промышленных стоков, но и за счет проникновения морской воды в пресные водоемы. Подобная ситуация может сложиться в водоемах, расположенных недалеко от моря и связанных с ним протоками. Если в пресном водоеме уровень воды снизится, то морская вода может войти в водоемы и погубить часть фауны и флоры.

Нефтяное загрязнение

Детергенты

За последнее время химическая промышленность выпустила целые серии поверхностно-активных веществ и в таком разнообразии, что многие пресноводные и соленые водоемы уже заполнены ими, хотя до конца еще далеко, не известно, как действуют новые моющие средства на гидробиоценозы. Выяснено точно, присутствие детергентов снижает количество растворенного кислорода в воде. Микробиологами установлено, что большие концентрации СПАВ убивают живые клетки организмов, частично растворяя жироподобные вещества - липиды, которые являются обязательным компонентом клеточных мембран. Низкие концентрации детергентов действуют подобно ядам и сходны по своему проявлению на организмы при тепловом загрязнении. Они понижают способность гидробионтов противостоять низкому содержанию кислорода в воде. Исследования американского ученого Хейса показывают, что хлопья пены, образуемые детергентами, способствуют захвату яиц гельминтов в сточных водах и их расселению на большие участки. Помимо всего детергенты разрушают поверхностную пленку натяжения воды, что влечет за собой гибель нейстона. Эпинейстон вообще тонет в воде. Если рассматривать устойчивые детергенты в воде, то они постоянно будут приносить вред водным сообществам. По этим причинам химическая промышленность пытается выпустить быстро разлагаемые бактериями моющие средства. Такие детергенты уже выпускаются, а представляют собой алкилсульфатные соединения. Однако у этих детергентов есть неприятные для водоемов свойства. Во-первых, при разложении подскакивает показатель БПК, во-вторых, образуется большое количество фосфатов, которые приводят к эфтрофикации. Выход из создавшегося положения будет найден, если промышленность создаст быстроразлагаемые бактериями детергенты с малым количеством фосфатов.

Загрязнение воды биологически активными веществами

В настоящее время усиленно развивается медицинская и биохимическая промышленность, изготавливающая биологически-активные вещества, гормоны, ферменты, витамины, лекарственные вещества, содержащие активнодействующие на микрофлору и микрофауну вещества типа антибиотиков. Действие большинства биологически-активных веществ на гидрофауну и гидрофлору не изучено, вот почему к выпуску сточных вод, содержащих биологически активные вещества (БАВ) в водоемы следует подходить с очень большой осторожностью. Иногда в воде появляются углеводороды, обладающие самыми неожиданными свойствами, они могут быть канцерогенами и не разлагаться в очистных сооружениях, либо разлагаются частично. Так американским исследователям удалось показать, что некоторые полициклические углеводороды загрязненной воды повышают восприимчивость к ультрафиолетовому облучению у инфузорий. Этот факт заставляет насторожиться и считать, что эти вещества стимулируют фоточувствительность и обладают канцерогенностью.

Радиоактивные вещества

Тяжелые металлы

Тяжелые металлы имеют атомную массу более 60 Д. В качестве токсикантов в водоемах обычно встречаются: ртуть, свинец, кадмий, олово, цинк, марганец, никель, хотя известна высокая токсичность других тяжелых металлов - кобальта, серебра, золота, урана и других.

Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, а затем передаются по пищевой цепи более высокоорганизованным организмам. Токсический эффект некоторых наиболее распространенных загрязнителей гидросферы представлен в таблице 2.

Проблемы, связанные с наблюдаемыми нарушениями эволюционно сложившихся химических равновесий, носят крупнорегиональный или глобальный характер. Как было показано, такие изменения, особенно отчетливо проявившиеся в последние 50 лет, обусловлены деятельностью человека.

Однако для большинства людей химико-экологические проблемы предстают не как изменение климата, уровня солнечной радиации у земной поверхности или увеличение окислительного потенциала атмосферы, а в более доступных наблюдению формах. К их числу относятся усыхание окружающих крупные промышленные города лесов, "цветение" озер и водохранилищ, воды которых приобретают специфический запах и часто становятся совершенно непригодными для питья, ухудшение качества речных вод, утративших былую прозрачность и ставших более похожими на сточные канавы, наконец, уменьшение числа птиц, оглашавших ранее леса и луга.

За всем этим кроются изменения химических процессов в окружающей человека природной среде. Большинство из них связано с неизбежным в условиях непрерывного роста численности населения, все увеличивающимся вмешательством человека в естественные биосферные процессы, путем загрязнения воздуха, воды и почвы различного рода химикатами – отходами производства или целевыми продуктами синтеза. Не меньшую роль играют и другие способы вмешательства, такие как изменение ландшафтов при распашке земель, строительстве крупных водохранилищ, автострад и других технических сооружений, извлечение на поверхность из земных недр огромных количеств пресной воды, а также горных пород с высоким содержанием многих токсичных элементов, которые становятся, таким образом, доступными химическому или микробиологическому выщелачиванию.

Кроме озона и сильных кислот к числу наиболее опасных загрязняющих природную среду компонентов относятся тяжелые металлы. Эти компоненты оказывают сильное влияние на биотическую составляющую биосферы: их интенсивное поступление чревато исчезновением отдельных видов, что обычно является первым этапом глубокой перестройки или даже полной деградации экосистем. Таким образом, нарушается естественная функция биоты - регулирование характеристик (в том числе глобальных) природной среды, обеспечивающих благоприятные для современных форм жизни условия существования.

По данным медиков у людей, проживающих в городах, наблюдается появление новых, специфических заболеваний, патологическое протекание традиционных болезней, высокий процент рождения неполноценных детей, повышенная аллергичность, уменьшение продолжительности жизни. Эти явления могут быть связаны с повышенным содержанием тяжелых металлов в почвах, а следовательно и в продуктах питания.

Поэтому представляло интерес наглядно представить механизм действия ионов тяжелых металлов на работу пищеварительных ферментов.

Целью работы является:

• Доказательство негативного влияния ионов свинца Рb 2+ на дезактивацию фермента пепсин при расщеплении веществ белковой природы.

• Расширение и углубление знаний учащихся по влиянию тяжелых металлов на организм человека.

Проблема, рассматриваемая в нашем исследовании, заключается в недостаточном объеме наглядных исследований по данной теме.

Объектом исследования выбран белок куриного яйца, сваренного вкрутую, подвергшийся действию фермента пепсина в присутствии солей свинца Рb 2+

Как предмет исследования рассматривались изменения, происходящие в данном процессе, по сравнению с контрольным образцом.

При работе над проблемой была выдвинута гипотеза - ионы свинца препятствуют перевариванию белка в желудке и нарушают процесс пищеварения.

• Выяснить, поставив эксперимент, как влияет добавление ионов свинца Рb 2+ к ферменту пепсину на реакцию расщепления белка куриного яйца.

• Проанализировать полученные данные;
• Определить причины выявленных результатов.

Методика исследования. Метод исследования- экспериментальный.

Он включает следующие этапы:

- Подготовительный, где была составлена программа исследования,

- изучить литературные источники по теме.

- определить условия проведения эксперимента.

2 этап. Проведение эксперимента.

3 этап. Группировка и сводка данных.

4 этап. Анализ полученных данных.

5 этап. Формулирование выводов.

Глава 1. Обзор литературы по теме исследования .

Словосочетание "тяжелые металлы" большинством людей сейчас воспринимается как синоним понятия "токсичные металлы". Однако надо иметь в виду, что многие из причисляемых к этой группе элементов жизненно необходимы (эссенциальны) для различных живых организмов.

Совершенствование техники химического анализа в сочетании с детальным изучением биохимических процессов позволило установить важную биологическую роль многих элементов, еще совсем недавно причислявшихся к числу ксенобиотиков. Всего в живых организмах к настоящему времени обнаружено 80 элементов. Их биологическая роль определяется положением в Периодической системе, т. е. строением атомов и физико-химическими свойствами. Как известно, в растениях и животных в наибольших количествах содержатся s - и р - элементы первого, второго и третьего периодов. В их числе мы находим почти все элементы - органогены, в сумме составляющие при мерно 9 7% массы организмов: водород, углерод, азот, фосфор и серу, а также жизненно необходимые натрий, магний и хлор. К эсеенциальным относятся также некоторые s - элементы четвертого периода (калий и кальций) и р-элемент иод. К ним же по праву причисляют такие тяжелые металлы, как Мn, Ni, Сu, Сг, Со, V и Zn. Все они наряду с железом, кобальтом и молибденом входят в состав биокатализаторов (ферментов) или их активаторов.

Обширен перечень энзимов (около 200), в которые входит цинк. Среди них один из наиболее распространенных в органическом мире - карбоангидраза, катализирующая обратимую гидратацию СО 2 и участвующая в тканевом обмене всех органов. К числу цинксодержащих ферментов относятся карбоксипептидаза, а также типичные катализаторы гликолиза (алкоголь-, лактат- и глицеральфосфатдегидрогеназы) и др.

Медь в живых организмах входит в состав белков: у млекопитающих это в основном белок сыворотки крови церулоплазмин, синтезируемый в печени. В числе тканевых ферментов можно назвать также цитохромкиназу.

Индивидуальная потребность в эссенциальных тяжелых металлах очень невелика (например, в организме взрослого человека общее содержание марганца составляет всего лишь около 8 мг). Между тем многие живые организмы склонны к их бионакоплению и экологической магнификации, а превышение естественных уровней содержания этих элементов часто приводит к тяжелым нарушениям метаболизма, высшей нервной деятельности, развития плода и т. д.

В число экологически значимых тяжелых металлов, кроме перечисленных выше, по решению Европейской экономической комиссии ООН включены свинец, кадмий, ртуть и сурьма (а также металлоиды селен и мышьяк). Как видно, большинство из них, за исключением непереходных цинка, кадмия, ртути и свинца, относятся к d - элементам. Благодаря наличию вакансий в электронных оболочках d -элементы легче образуют комплексные соединения, в том числе и с биолигандами. В этом свойстве проявляется как их положительная, так и отрицательная физиологическая роль.

Ионы непереходных металлов РЬ 2+ Нg 2+ , СНзНg + и Са 2+ образуют прочные комплексы с аминокислотами и другими биомолекулами, содержащими концевые тиогруппы (НS- ). Например, весьма прочный комплекс с тиогруппой, характеризуемый величиной рК = 15,7, образует катион метилртути СНзНg + . Сейчас установлено, что ионы ртути именно по этому механизму ингибируют более 100 различных ферментов. Из-за такого действия ионы свинца, ртути и кадмия относят, наряду с алкилирующими НS-группу органическими токсикантами, к категории тиоловых ядов.

Другой важный механизм токсического действия ртути и свинца заключается в вытеснении эссенциальных металлов из металлсодержащих комплексов, приводящем к потере последними биологической активности. Так происходит дезактивация участвующих в синтезе гема ферментов карбоангидразы и аминолевулинатдегидрогеназы в результате замены содержащегося в них иона Zn 2+ на Нg 2+ или на РЬ 2+

Некоторые комплексы металлов с органическими лигандами близки по своим характеристикам (геометрический размер, распределение зарядов в молекуле и др.) к "обычным" субстратам и поэтому могут проявлять так называемый "эффект мимикрии", подменяя аминокислоты, гормоны и нейромедиаторы. Так, образуемый метилртутью и аминокислотой цистеином комплекс имитирует незаменимую аминокислоту метионин, участвующую в синтезе адреналина и холина. Такая подмена нарушает ход естественных процессов в организме.

Особенно опасны с точки зрения ингибирования синтеза гема ионы РЬ 2+ . Помимо уже упомянутых ферментов - карбоангидразы и аминолевулинатдегидрогеназы - мишенью этих ионов служит феррохелатаза. Кроме того, ионы свинца активируют фермент гемокиназу, разлагающий гем. Таким же действием обладают ионы кобальта и кадмия. Потеря организмом животного гема приводит к дефициту гемоглобина и развитию анемии.

Токсический эффект тяжелых металлов связан также с нарушением синтеза различных форм цитохрома Р-450 монооксигеназ гладкого эндоплазматического ретикулума, содержащих в качестве простетической группы гем. Поскольку цитохром Р-450 отвечает за окисление ксенобиотиков, делающее возможным их последующую конъюгацию и выведение из организма, нарушение этой системы приводит к накоплению органических токсикантов в тканях и органах. Тяжелые металлы ингибируют также и некоторые звенья второй фазы детоксикации, в ходе которой, собственно, и осуществляется конъюгация подвергшегося окислению ксенобиотика с остатком глюкуроновой или серной кислоты.

Цитохромы Р-450 участвуют в метаболизме не только ксенобиотиков, но и эндогенных биологически активных веществ - кортикоидных и тиреоидных гормонов, андрогенов, катехоламинов, витаминов группы D, холестерина и т. д. Поэтому нарушение их синтеза или снижение активности может вызвать глубокие нарушения самых различных процессов в организмах животных.

Активация пероксидного и свободнорадикального окисления отмечена в случае ионов свинца, ртути, хрома, кадмия и других тяжелых металлов. В результате такой активации повреждаются некоторые белки, нуклеиновые кислоты, липиды, а также биомембраны. Частично повреждающий эффект объясняется ингибированием металлами ферментов, защищающих организм от накопления в нем Н 2 О 2 . Пероксид водорода является предшественником высокоактивного в реакциях окисления свободного радикала гидроксила.

Таким образом, основными молекулярными и клеточными мишенями для ионов тяжелых металлов служат:

• гемсодержащие белки и ферменты;
• ферменты, участвующие в процессах конъюгации;
• системы пероксидного и свободнорадикального окисления липидов и белков, а также системы антиоксидантной и антипероксидной защиты;
• ферменты транспорта электронов и синтеза АТФ.

На большом числе примеров было продемонстрировано взаимное усиление токсичности тяжелых металлов. Однако при парном сочетании обнаруживается не только синергизм, но и антагонизм. Так, в опытах с некоторыми видами фитопланктона был установлен антагонизм ртути и кадмия при их концентрациях на уровне 25 и 25-100 мкг/л соответственно. В целом же, между физико-химическими свойствами тяжелых металлов и их биологической активностью какие-то общие зависимости не выявлены. Вместе с тем к настоящему времени удалось обнаружить ряд полезных частных соотношений между этими характеристиками.

Для сопоставления токсичности тех или иных химикатов часто прибегают к использованию некоторых биологических видов в качестве тест - объектов (метод биотестирования). В опытах с дафниями ( Daphnia magma) тяжелые металлы располагались в порядке уменьшения токсичности в следующий ряд:

Весьма интересно, что наблюдается очень высокая корреляция между растворимостью сульфидов тяжелых металлов и их токсичностью. Например, в опытах на аквариумных рыбках гуппи и на колюшках коэффициент корреляции составил - 0,92. Растворимость сульфидов изменяется в ряду: Нg Аg

1. Влияние тяжелых металлов на развитие растений

Тяжелые металлы антропогенного происхождения попадают из воздуха в почву в виде твердых или жидких осадков. Лесные массивы с их развитой контактирующей поверхностью особенно интенсивно задерживают тяжелые металлы, при этом в первую очередь деревья удерживают самые мелкие частицы.

В общем, опасность загрязнения тяжелыми металлами из воздуха существует в равной степени для любых почв. В отдельных случаях удалось получить данные о накоплении того или иного металла, особенно при наличии предварительных сведений о поступлении тяжелых металлов в почву и выводе их из нее.

У свинца четко выражена тенденция к накоплению в почве, так как его ионы малоподвижны даже при низких значениях рН. Для различных видов почв скорость вымывания свинца колебалась от 4 до 30 г на гектар в год. В то же время за несколько лет измерений количество внесенного свинца составляло 40 - 532 г/га в год. При сравнении отложений свинца в лесном гумусе с расположенным ниже слоем минеральной почвы (измерения в Золлинге) соотношение оказалось равным 5 : 1. В почвах, богатых фосфатами, свинец может отлагаться в виде малорастворимых фосфатов свинца [Рb 3 (Р0 4 ) 2, Рb 4 0(Р0 4 ) 2 , Рb 5 (Р0 4 ) 3 ОН], в известняковых почвах - в виде карбоната (РbСО 3 ), при условиях, благоприятствующих восстановлению, — в виде РbS из РbSO 4 .

После постепенно проводимой с 1985 года замены моторного топлива, содержащего тетраэтилсвинец (ТЭС), топливом без свинца поступление последнего в почву резко снизилось, таким образом, в будущем этот источник загрязнений в значительной степени будет ликвидирован. Большие загрязнения почвы свинцом можно обнаружить вблизи предприятий, где возможны выбросы этого элемента в атмосферу, а также вблизи установок по сжиганию отходов, где отсутствует достаточная очистка отходящих газов. Растения более устойчивы по отношению к свинцу, чем люди и животные, поэтому необходимо тщательно следить за содержанием свинца в продуктах питания растительного происхождения и в фураже. Так, например, в одной из областей, сильно загрязненных свинцом, содержание его в сене составляло 6700 мг на кг сухого вещества. У животных на пастбищах первые признаки отравления наблюдаются при суточной дозе около 50 мг Рb на кг сухого сена. Для людей предельно допустимая концентрация (ПДК), например, при употреблении салата составляет 7,5 мг Рb на кг листьев.

К сравнительно подвижным элементам в почве также относят цинк. Цинк принадлежит к числу распространенных в технике и быту металлов, поэтому ежегодное внесение его в почву очень велико. Особенно загрязнена почва вблизи цинкоперерабатывающих предприятий.

Растворимость цинка в почве начинает увеличиваться при значениях рН менее 6. При более высоких значениях рН и в присутствии фосфатов усвояемость цинка растениями значительно понижается. Для сохранения цинка в почве важнейшую роль играют процессы адсорбции и десорбции, определяемые значением рН, в глинах и различных оксидах. В лесных гумусовых почвах цинк не накапливается; напротив, он быстро вымывается благодаря постоянному естественному поддержанию кислой среды.

Для растений токсический эффект создается при содержании около 200 мг цинка на 1 кг сухого материала. Организм человека достаточно устойчив по отношению к цинку и опасность отравления при использовании сельскохозяйственных продуктов, содержащих цинк, невелика. Тем не менее загрязнение почвы цинком представляет серьезную экологическую проблему, так как при этом страдают многие виды растений. При значениях рН болот 6 происходит накопление цинка в почве в больших количества благодаря взаимодействию с глинами.

Приведенные примеры дают представление о поведении тяжелых металлов в почве, об их особенностях, а также о решающей роли состава почвы и ее рН при удержании и передвижении элементов в почве.

В организме животных медь проходит следующие этапы метаболизма: взаимодействие с эндогенными лигандами желудочно-кишечного тракта; всасывание через стенки желудочно-кишечного тракта; транспорт в кровеносном русле; включение в состав специфических биологических структур; выведение из организма.

В обычных условиях человек получает с пищей в сутки 2-5 мг меди. Поступление через легкие незначительно - 0,02 мг/сут. Суточная потребность в меди составляет для взрослых 1,5-3 мг. При напряженной мышечной деятельности необходимость в меди возрастает до 7 мг/сут. Из суточной дозы усваивается 30 - 40% меди, остальное превращается в недоступную для организма форму — СuS и выводится наружу. Поглощенная медь всасывается в кровь в желудке и в верхних отделах тонкого кишечника. Затем она транспортируется сывороточным альбумином. Большая часть меди поступает в печень, где связывается церулоплазмином (90-96 %), остальная часть идет на синтез ферментов. Около 80% меди выводится через печень с желчью, 16% — через кишечник, 4% — через почки. Период биологической полужизни меди в организме человека и животных составляет около четырех недель. В таблице приведено распределение меди в организме.

Принято считать, что все элементы химической таблицы, которые обладают допустимыми значениями, не несут угрозы для человека. Но этот показатель ничтожно низок. К примеру, повышенный уровень солей тяжелых металлов оказывает пагубное влияние на организм. Проблема эта встречается часто. Основным провокатором выступают экологические проблемы.

Виды и состав

Соли тяжелых металлов — это вещества, которые способствуют загрязнению окружающей среды. Элементы отрицательно воздействуют на здоровье. В профессиональных целях применяются в медицинской и металлургической области. В природе насчитывается около 40 видов. Однако в повседневной жизни встречаются не все.

Ртуть

В земной коре содержится в малом количестве: показатель равен 10-6% (масс.). Очень редко встречается как самородок, вкрапленный в горные породы. В природе представлен как сульфид ртути HgS ярко-красного цвета.

Является единственным металлом, который может пребывать при комнатной температуре в жидком состоянии. Простое вещество окрашено в серебристый цвет. Металл отличается легким плавлением. Плотность составляет 13,55 г/см 3.

Свинец

Свинец является тяжелым и плотным металлом, который окрашен в голубовато-серый цвет. При контакте с воздухом утрачивает блеск и покрывается пленкой на основе оксида. Свинец встречается в природе часто и подлежит легкой добыче, что объясняет его давнюю известность.При высоком показателе плотности сохраняет мягкость. При температуре 20 °С легко царапается.

Мышьяк

Мышьяк отличается хрупкостью. Металл окрашен в серый цвет. Обладает ромбоэдрической кристаллической решеткой. При нагревании до 600 °С сублимирует. После охлаждения паров образуется новое соединение — желтый мышьяк. При температуре свыше 270 °С все формы As превращаются в черный мышьяк.

Кадмий

Кадмий похож свойствами на цинк. Обычно содержится в качестве примеси в цинковых рудах. Показатель содержания в земной коре составляет коло 10-5% (масс.). Металл окрашен в серебристо-белый цвет. Отличается мягкостью, ковкостью и тягучестью. При гидролизе соли проявляют кислую реакцию.

Висмут

Элемент встречается в природе редко. Содержание в земной коре составляет 0,00002% (масс.). В природе можно встретить как в свободном состоянии, так и в виде соединений. В свободном состоянии элемент окрашен в розовато-белый цвет. Показатель плотности составляет 9,8 г/см 3. Металл отличается хрупкостью. Под воздействием воздуха и при комнатной температуре не окисляется.

Медь в чистом виде представляет металл, который характеризует тягучесть и вязкость. Легко прокатывается в тонкие листы. Является проводником тепла и электрического тока. При сухости воздуха не меняет свое свойство, так как оксидная пленка, образующаяся на поверхности, служит барьером от окисления. При воздействии воды и диоксида углерода покрывается налетом зеленого цвета.

Никель

Металл обладает серебристым цветом и желтым оттенком. Притягивается посредством магнита. Проявляется устойчивость к коррозии, воздействию воздуха, воды и щелочей. Химическая стойкость объясняется способностью образовывать пленки оксида.

Сурьма

Обычно в природе сурьма встречается в соединении с серой. Показатель содержания в земной коре составляет 0,00005% (масс.) Сурьма представляет кристаллы серебристо-белого цвета, обладающие блеском. Показатель плотности равен 6,68 г/см 3. Кристаллическому элементу присуща хрупкость и плохая проводимость тепла и электричества.

Талий

Голубовато-белый металл, отличающийся ядовитостью. Элементу присуща мягкость и быстрое окисление при попадании в атмосферу. Содержание в воздухе не должно быть выше 0,004 мг/м. Для воды опасным показателем является 0,0001 мг/м. В природе указанные значения обычно не превышены.

Кобальт

В природе кобальт встречается крайне редко. Содержание в земной коре составляет 0,004% (масс.). Чаще металл соединен с мышьяком. Он отличается твердостью и тягучестью.

Марганец

Марганец является часто встречаемым элементов. Составляет 0,1% (масс.) земной коры. Представляет хрупкий и твердый металл серебристого цвета. Показатель плотности равен 7,44 г/см 3, а температура плавления составляет 1245 °С.

Металл характеризует твердость. Он окрашен в серый цвет, блестит и поддается полировке. Используется в сплавах нержавеющей стали. Человеческий организм нуждается в низком количестве хрома для метаболизма сахара. Хром является высокотоксичным.

Как появляются в организме

Соли тяжелых металлов — это вещества, отрицательному воздействию которых подвергаются люди, проживающие в крупных мегаполисах и центрах промышленного производства. Именно в этих областях фиксируется повышенная концентрация веществ. В организм могут попасть с вдыхаемым воздухом, пищей и водой.

Недостаточно очищенные сточные воды фабрик и заводов содержать высокую концентрацию химических соединений. Чаще всего источником отравления выступает рыба и морские продукты. Объясняется явление загрязнением Мирового океана. Вещества могут содержаться в продуктах, выращиваемых на неблагополучных землях.

Многие вещества включены в состав пестицидов, применяемых в сельском хозяйстве. К примеру, используются фунгициды, включающие медь. Их применяют для предотвращения размножения грибков.

Соли металлов могут содержаться в следующих продуктах:

• животное мясо;
• молоко;
• крупы;
• фрукты;
• овощи.

Также могут входить в состав:

• лекарственных средств;
• табачного дыма;
• красок;
• выхлопных газов;
• нефтепродуктов;
• жестяных банок.

По пищевой цепочке передаются в человеческий и животный организм. Из почвы вещества проникают в растительные корни. Высоким уровнем накопления отличаются грибы. Грибница с разветвленной системой корней впитывает в себя токсины как губка. Поэтому съедобные грибы, произрастающие вдоль шоссе, относятся к категории ядовитых.

Основным способом проникновения в организм служит ЖКТ. Признаком отравления служит металлический привкус в ротовой полости. В некоторых случаях появляется запах ацетона.

Воздействие

При повышенном маркере в детском организме провоцируются серьезные патологии. Наблюдается нарушение функциональности центральной нервной системы.

Зачастую проявляется:

• мигрень;
• повышенный уровень утомляемости;
• раздражительность;
• задержка интеллектуального развития;
• тремор конечностей.

Длительное воздействие мышьяка на беременную женщину провоцирует дефект внутриутробного развития плода, развитие у ребенка рака лейкоза, патологии дыхательных органов и мочеполовой системы.

При проникновении в организм взрослых людей солей тяжелых металлов отмечаются следующие симптомы:

• сбой работы сердечно-сосудистой системы; неврологические патологии;
• интенсивная мигрень;
• ухудшение внимания и запоминания;
• инсомния;
• гипергидроз;
• анемия;
• нарушение костной морфологии;
• покраснение кожного покрова;
• отечность;
• гиперемия;
• воспаление слизистых оболочек;
• резкая боль в эпигастральной области;
• тошнота;
• понос.

Интоксикация хронического характера вызывает:

• астению;
• нарушение иммунной системы;
• ухудшение общего самочувствия;
• повышение температуры.

Особую опасность несет отравление свинцом и ртутью. Оно провоцирует поражение зубной эмали и интенсивные боли в ротовой полости. Также может наблюдаться кровоточивость десен и обильное выделение слюней.

Провоцируется воспалительный процесс в гортани, трахее и носовой полости. В воспалительный процесс вовлекаются лимфатические узлы. Признаком отравления служит появление в рвотных массах примесей голубого цвета.

В таблице представлено воздействие веществ на органы и системы:

Симптомы

Полезные свойства

Соли тяжелых металлов — это вещества, участвующие в биологических процессах. Определенное количество микроэлементов нужно для функциональности растений, животных и человека.

Вещества, оказывающие противомикробное воздействие, дезактивируют ферменты, нужные для жизнедеятельности бактерий. Инактивация ферментов происходит при взаимодействии металлических ионов с сульфгидрильными группами (SH-группы). На кожный покров и слизистые оболочки соли оказывают воздействие местного характера.

В качестве антисептиков употребляются ионы:

При употреблении в качестве антисептического средства следует помнить, что уровень противомикробного воздействия сокращается в среде с высоким содержанием белка (к примеру, он содержится в гное или крови). В этом случае вещества для обеззараживания становятся непригодными.

Вредные свойства

Соли тяжелых металлов могут нести как пользу, так и вред. Отрицательных характеристик у веществ больше. Опасность заключается в способности разрушать мембраны клеток и изменять степень их проницаемости.

Это влечет нарушение структуры нуклеиновой кислоты и изменение функциональных и качественных показателей белка. Процессы формируют спонтанные мутации и нарушают обмен веществ в организме, что ведет к сбою всех органов и систем. Соединения несут высокую степень риска развития онкологических заболеваний.

Побочные эффекты

В таблице представлены вредные свойства металлов.

Специфические симптомы

Огромную роль при отравлении тяжелыми металлами у человека играет путь проникновения солей в организм.

Например, при вдыхании ртутных паров, провоцируется:

При воздействии на кожу часто развивается дерматит. Пораженные области краснеют, покрываются волдырями и чешутся. На поздней стадии при глубоком проникновении солей в слои кожи провоцируются системные нарушения.

Таблица продуктов

Соли тяжелых металлов — это вещества, содержащиеся в продуктах. В таблице представлены основные маркеры.

При изготовлении и хранении продуктов следует использовать посуду. Что касается пластмассовых пакетов и пластиковой посуды, то продукты хранить в них долго не рекомендуется.

К возможности отравления веществами советуется относиться с серьезностью. Зачастую диагностируются интоксикации, протекающие в хронической форме. Это может быть профессиональное заболевание у людей, занятость которых связана с вредными условиями. Не исключается развитие острой и хронической формы при обыденных условиях жизни.

С целью выведения их организма солей тяжелых металлов следует чаще употреблять молочные продукты, богатые кальцием, продукты с содержанием клетчатки, сухофрукты и крупы. Этот рацион способствует выведению веществ из организма.

Видео о солях тяжелых металлов

Тяжелые металлы как возбудители разных заболеваний:

Читайте также:

  
• Синтаксические нормы русского языка реферат
  
• Оборона минска в 1941 году реферат
  
• Финансовые аспекты поглощений реферат
  
• Метод интроспекции и проблема самонаблюдения в психологии реферат
  
• Специалист по защите информации реферат