Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Токсиколого-гигиеническая характеристика химических элементов




Читайте также:
  1. Amp; 2. Окремі види ризиків та їх характеристика. Концепція прийнятного ризику
  2. I. ХАРАКТЕРИСТИКА ДИСЦИПЛИНЫ
  3. I. Этиологическая характеристика
  4. II. Общая характеристика искусства Древнего Египта, периодизация
  5. II. ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ (ПДК) ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В ПОЧВЕ
  6. III, IV и VI пары черепных нервов. Функциональная характеристика нервов (их ядра, области, образование, топография, ветви, области иннервации).
  7. III. Характеристика миграционной ситуации.
  8. V. Механическая характеристика
  9. V. Упрощенная схема замещения трансформатора и внешняя характеристика.
  10. А Общая характеристика класса Turbellaria.

Свинец– яд высокой токсичности.В земной коре содержится в незначительных количествах. Мировое производство свинца составляет более 3,5 • 106 т в год, и только в атмосферу поступает в переработанном и мелкодисперсном состоянии 4,5 • 105 т свинца в год.

ГОСТ 2874-82 предусматривает содержание свинца в водопроводной воде не выше 0,03 мг/кг, в атмосферном воздухе — 1,5 мкг/м3. Его естественное содержа­ние в растительных и животных продуктах обычно не превышает 0,5 — 1 мг/кг. Больше свинца обнаруживают в хищных рыбах (тун­це—до 2 мг/кг), моллюсках и ракообразных (до 10 мг/кг). Чаще всего повышенное содержание свинца наблюдается в консервах, хранящихся в сборной жестяной таре. Жестяные банки спаивают сбоку и к крышке припоем, содержащим определенное количе­ство свинца. Продукты в такой таре не рекомендуется хранить бо­лее 5 лет. Сильное загрязнение свинцом происходит от сгорания этилированного бензина. Тетраэтилсвинец, добавляемый в коли­честве около 0,1 % в бензин для повышения октанового числа, весьма летуч и более токсичен, чем сам свинец и его неорганичес­кие соединения. Тетраэтилсвинец легко попадает в почву и загряз­няет пищевые продукты. Поэтому продукты, выращенные вдоль автострад, содержат повышенное количество свинца.

В организме взрослого человека усваивается в среднем 10% поступившего свинца, у детей — 30-40 %. Из крови свинец поступает в мягкие ткани и кости, где депонируется (накапливается) в виде трифосфата, который вызывает расстройство желудка.

90 % поступившего свинца выводится из организма с фекалиями, остальное с мочой и другими биологическими жидкостями. Биологический период полувыведения свинца из мягких тканей и органов составляет около 20 дней, из костей — до 20 лет.

Механизм токсического действия свинца определяется по двум основным направлениям:

1) блокада функциональных групп белков, что приводит к ингибированию торможению (активаторы – ускоряют, ингибиторы – тормозят скорость реакции) многих жизненно важных ферментов;

2) проникновение свинца в нервные и мышечные клетки, образование лактата свинца путем взаимодействия с молочной кислотой, затем фосфатов свинца, которые создают клеточный барьер для проникновения в нервные и мышечные клетки ионов кальция. Развивающиеся на основе этого параличи служат признаками свинцовой интоксикации.



Избыточное содержание свинца в пищевых продуктах отрицательно влияет на кроветворную, нервную, пищеварительную, половую системы организма и почки.

Дефицит в рационе кальция, железа, пектинов, белков или повышенное поступление кальциферола увеличивают усвоение свинца, а следовательно, его токсичность, что необходимо учитывать при организации диетического и лечебно-профилактического питания.

Мероприятия по профилактике загрязнения свинцом пищевых продуктов должны включать государственный и ведомственный контроль за промышленными выбросами свинца в атмосферу, водоемы, почву. Необходимо снизить или полностью исключить при­менение тетраэтилсвинца в бензине, свинцовых стабилизаторах, изделиях из поливинилхлорида, красителях, упаковочных материалах. Немаловажное значение имеет гигиенический контроль за использованием луженой пищевой посуды, а также глазурованной керамической посуды, недоброкачественное изготовление которых ведет к загрязнению пищевых продуктов свинцом.

Кадмий.В природе в чистом виде не встречается, это сопутствующий продукт при рафинировании цинка и меди.



Кадмий широко применяется в различных отраслях промышленности в качестве компонента защитных гальванических покрытий при производстве пластмасс, полупроводников. В некоторых странах соли кадмия используются в ветеринарии как антигельминтные и антисептические препараты. Фосфатные удобрения и навоз также содержат кадмий.

Все это определяет основные пути загрязнения окружающей среды, а, следовательно, продовольственного сырья и пищевых продуктов.

Его естественный уровень в пищевых продуктах в 5 – 10 раз ниже, чем свинца.

В нормальных геохимических регионах с относительно чистой экологией содержание кадмия в растительных продуктах составляет, мкг/кг: 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 животного происхождения, в среднем, мкг/кг: молоко — 2,4; творог — 6; 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 в сутки до 150 и более мкг кадмия на 1 кг массы тела. В одной сигарете содержится 1,5-2,0 мкг кадмия, поэтому его уровень в крови и почках у курящих в 1,5-2,0 раза выше по сравнению с некурящими.

92-94 % кадмия, попавшего в организм с пищей, выводится с мочой, капом и желчью. Остальная часть находится в органах и тканях в ионной форме или в комплексе с низкомолекулярным белком — металлотионеином. В виде этого соединения кадмий не токсичен, поэтому синтез металлотионеина является защитной реакцией организма при поступлении небольших количеств кадмия. Здоровый организм человека содержит около 50 мг кадмия. (Интересно отметить, что в организме новорожденных он отсутствует и появляется к 10 месяцу жизни). Кадмий, как и свинец, не является необходимым элементом для организма млекопитающих.



Попадая в организм в больших дозах, кадмий проявляет сильные токсические свойства. Главной мишенью биологического действия являются почки. Механизм токсического действия кадмия связан с блокадой сульфгидрильных групп белков. Кроме этого, он является антагонистом цинка, кобальта, селена, ингибирун активность ферментов, содержащих указанные металлы. Известна способность кадмия в больших дозах нарушать обмен железа и кальция. Все это приводит к возникновению широкого спектра заболеваний: гипертоническая болезнь, анемия, снижение иммунитета и др. Отмечены тератогенный, мутагенный и канцерогенный эффекты кадмия.

Допустимое суточное потребление (ДСП) кадмия составляет 70 мкг/сутки, ДСД (допустимая суточная доза) — 1 мкг/кг массы тела. ПДК кадмия в питьевой воде — 0,01 мг/л. Концентрация кадмия в сточных водах, попадающих в водоемы, не должна превышать 0,1 мг/п. Учитывая ДСП кадмия, его содержание в 1 кг суточного набора продуктов не должно превышать 30-35 мкг.

Важное значение в профилактике интоксикации кадмием имеет правильное питание: преобладание в рационе растительных белков, богатое содержание серосодержащих аминокислот, аскорбиновой кислоты, железа, цинка, меди, селена, кальция. Целесообразно исключить из рациона продукты, богатые кадмием. Белки молока способствуют накоплению кадмия в организме и проявлению его токсических свойств.

Ртуть.Один из самых опасных и высокотоксичных элементов, обладающий способностью накапливаться в организме растений, животных и человека.

Благодаря своим физико-химическим свойствам — растворимости, летучести — ртуть и ее соединения широко распространены в природе. В земной коре ее содержание составляет 0,5 мг/кг, морской воде — около 0,03 мкг/кг. В организме взрослого человека — около 13 мг, однако необходимость ее для процессов жизнедеятельности не доказана.

Распределение и миграция ртути в окружающей среде осуществляются в виде круговорота двух типов:

1) перенос паров элементной ртути от наземных источников в мировой океан;

2) циркуляция соединений ртути, образуемых в процессе жизнедеятельности бактерий.

Загрязнение пищевых продуктов ртутью может происходить в результате:

1) естественного процесса испарения из земной коры (в количестве 25-125 тыс. т ежегодно);

2) использования ртути в народном хозяйстве — производство хлора и щелочей, металлургия, электротехническая промышленность, медицина и стоматология, сельское хозяйство.

Второй тип круговорота, связанный с метилированием неорганической ртути, является наиболее опасным, поскольку приводит к образованию метилртути, диметилртути, других высокотоксичных соединений, поступающих в пищевые цепи. Метилирование ртути осуществляют аэробные и анаэробные микробы, а также микромицеты, обитающие в почве, в верхнем слое донных отложений водоемов. Предполагают, что метилирование ртути микроорганизмами может осуществляться при определенных условиях в кишечнике животных и человека.

Фоновое содержание ртути в съедобных частях сельскохозяйственных растений составляет от 2 до 20 мкг/кг, редко до 50-200 мкг/кг. Среднее содержание в овощах — 3-59, фруктах — 10-124, бобовых — 8-16, зерновых — 10-103 мкг/кг. Наибольшая концентрация ртути обнаружена в шляпочных грибах — 6-447 мкг/кг, в перезрелых — до 2000 мкг/кг. В отличие от растений, в грибах может синтезироваться метилртутъ.

Фоновое содержание в продуктах животноводства составляет, мкг/кг: мясо — 6-20, печень — 20-35, почки — 20-70, молоко — 2-12, коровье масло — 2-5, яйца — 2-15. С увеличением количества ртути в корме и питьевой воде ее концентрация в органах и тканях существенно возрастает.

Мясо рыбы отличается наибольшей концентрацией ртути и ее соединений, которые активно аккумулируются в организме из воды и корма, содержащих другие гидробионты, богатые ртутью. Организм рыб способен синтезировать метилртуть, которая накап­ливается в печени при достаточном содержании в корме цианкобаламина (витамина В12). У некоторых видов рыб в мышцах содержится белок металлотионеин, с которым ртуть и другие металлы образуют комплексные соединения и накапливаются в организме. При загрязнении рек, морей и океанов ртутью ее уровень в гидробионтах (организмы, постоянно обитающие в воде) намного увеличивается и становится опасным для здоровья человека.

При варке рыбы и мяса концентрация ртути в них снижается, при аналогичной обработке грибов — остается без изменений. Это различие объясняется тем, что в грибах ртуть связана с аминогруппами азотсодержащих соединений, в рыбе и мясе — с серосодержащими аминокислотами.

Токсичность ртути зависит от вида ее соединений, которые по-разному всасываются, метаболизируются и выводятся из организма.

Неорганические соединения выделяются преимущественно с мочой, органические — с желчью и калом. Период полувыведения из организма неорганических соединений — 40 суток, органических — 76.

Безопасным уровнем содержания ртути в крови считают 50-100 мкг/л, волосах — 30-40 мкг/г, моче — 5-10 мкг/сут. Человек получает с суточным рационом 0,05-0,060 мг ртути. ПДК ртути в водопроводной воде, идущей для приготовления пищи, составляет 0,005 мг/л, международный стандарт — 0,01 мг/л (ВОЗ, 1974).

 

Мышьяк.Природный мышьяк содержится во всех объектах биосферы: морской воде, земной коре, рыбах и ракообразных — в наи­больших количествах. Фоновый уровень мышьяка в продуктах питания из нормальных геохимических регионов составляет в среднем 0,5-1 мг/кг: в овощах и фруктах — 0,01-0,2, зерновых — 0,006-1,2, говядине и свинине — 0,005-0,05, яйцах — 0,003-0,03, коровьем молоке и кисломолочных продуктах — 0,005-0,01, твороге — 0,003-0,03 мг/кг. Высокая концентрация мышьяка, как и других химических элементов, отмечается в печени, пищевых гидробионтах, в частности морских. В организме человека обнаруживается около 1,8 мг мышьяка.

По данным экспертов ФАО/ВОЗ, суточное поступление мышьяка в организм взрослого человека составляет в среднем 0,05-0,42 мг, т. е. около 0,007 мг/кг массы тела, и может достигать 1 мг в зависимости от его содержания в потребляемых продуктах питания и проникновения из других объектов окружающей среды. ФАО/ВОЗ установила ДСД мышьяка 0,05 мг/кг массы тела, что составляет для взрослого человека около 3 мг/сутки.

Мышьяк, в зависимости от дозы, может вызывать острое и хроническое отравление. Хроническая интоксикация возникает при длительном употреблении питьевой воды с повышенным (0,3-2,2 мг/л) содержанием мышьяка. Разовая доза мышьяка в 30 мг смертельна для человека. Механизм токсического действия мышьяка связан с блокированием тиоловых групп ферментов, контролирующих тканевое дыхание, деление клеток, другие жизненно важные функции. Специфическими симптомами интоксикации считают утолщение рогового слоя кожи ладоней и подошв. Неорганические соединения мышьяка более ток­сичны, чем органические. После ртути мышьяк является вторым по токсичности контаминантом пищевых продуктов. Соединения мышьяка хорошо всасываются в пищевом тракте.

90 % поступившего в организм мышьяка выделяется с мочой. Биологическая ПДК мышьяка в моче равна 1 мг/л, а концентрация 2-4 мг/л свидетельст­вует об интоксикации. В организме он накапливается в эктодермальных тканях — волосах, ногтях, коже, что учитывается при биологическом мониторинге. Биологический период полужизни мышьяка в организме — 30-60 часов. Необходимость мышьяка для жизнедеятельности организма человека не доказана, за исключением его стимулирующего действия на процесс кроветворения. Терапевтические свойства мышьяка известны более 2000 лет.

Загрязнение продуктов питания мышьяком обусловлено его использованием в сельском хозяйстве в качестве:

1) родентицидов (средства от грызунов),

2) инсектицидов (средства для борьбы с сосущими насекомыми и растительноядными клещами),

3) фунгицидов (химические препараты для уничтожения или предупреждения развития патогенных грибов - возбудителей болезней сельскохозяйственных растений.),

4) древесных консервантов (p-p химикатов, используемый для обработки древесины, после чего она становится более устойчивой к воздействию микроорганизмов и вредителей, а также воздействию влаги.),

5) стерилизатора почвы (химические вещества, применяемые для обеззараживания почвы. Уничтожают почвенных вредителей /проволочников, ложнопроволочников, личинок майского жука и др./, возбудителей болезней /патогенных бактерий, грибов/, семена сорняков).

Мышьяк находит применение в производстве полупроводников, стекла, красителей.

Бесконтрольное использование мышьяка и его соединений приводит к его накоплению в продовольственном сырье и пищевых продуктах, что обусловливает риск возможных интоксикаций и определяет пути профилактики.

Медь.Медь, в отличие от ртути и мышьяка, принимает активное участие в процессах жизнедеятельности, входя в состав ряда ферментных систем. Суточная потребность — 4-5 мг. Дефицит меди приводит к анемии, недостаточности роста, ряду других заболеваний, в отдельных случаях — к смертельному исходу.

В организме присутствуют механизмы биотрансформации меди. При длительном воздействии высоких доз меди наступает «поломка» механизмов адаптации, переходящая в интоксикацию и специфическое заболевание. В этой связи является актуальной проб­лема охраны окружающей среды и пищевой продукции от загрязнения медью и ее соединениями. Основная опасность исходит от промышленных выбросов, передозировки инсектицидами, другими токсичными солями меди, потребления напитков, пищевых продуктов, соприкасающихся в процессе производства с медными деталями оборудования или медной тарой.

Цинк.Содержится в земной коре в количестве 65 мг/кг, морской воде — 9-21 мкг/кг, организме взрослого человека — 1,4-2,3 г/кг.

Цинк как кофактор (вещество, необходимое для каталитического действия того или иного фермента) входит в состав около 80 ферментов, участвуя тем самым в многочисленных реакциях обмена веществ. Типичными симптомами недостаточности цинка являются замедление роста у детей, половой инфантилизм (недоразвитие) у подростков, нарушение вкуса (гипогезия) и обоняния (гипосмия) и др.

Суточная потребность в цинке взрослого человека составляет 15 мг, при беременности и лактации — 20-25 мг. Цинк, содержащийся в растительных продуктах, менее доступен для организма, поскольку фитин (улучшающий питание тканей) растений и овощей связывает цинк (10 % усвояемости). Цинк из продуктов животного происхождения усваивается на 40 %. Содержание цинка в пищевых продуктах составляет, мг/кг: мясо — 20-40, рыбопродукты — 15-30, устрицы — 60-100$ яйца — 15-20, фрукты и овощи — 5, картофель, морковь — около 10, орехи, зерновые — 25-30, мука высшего сорта — 5-8, молоко — 2-6 мг/л.

В суточном рационе взрослого человека содержание цинка составляет 13-25 мг. Цинк и его соединения малотоксичны. Содержание цинка в воде в концентрации 40 мг/л безвредно для человека.

Вместе с тем возможны случаи интоксикации при нарушении использования пестицидов, небрежного терапевтического применения препаратов цинка. Признаками интоксикации являются тошнота, рвота, боль в животе, диарея. Отмечено, что цинк в присутствии сопутствующих мышьяка, кадмия, марганца, свинца в воздухе на цинковых предприятиях вызывает у рабочих «металлургическую» лихорадку.

Известны случаи отравления пищей или напитками, хранившимися в железной оцинкованной посуде. Такие продукты содержали 200-600 мг/кг и более цинка. В этой связи приготовление и хранение пищевых продуктов в оцинкованной посуде запрещено. ПДК цинка в питьевой воде — 5 мг/л, для водоемов рыбохозяйственно-го назначения — 0,01мг/л.

Олово.Необходимость олова для организма человека не доказана. Вместе с тем пищевые продукты содержат этот элемент до 1-2 мг/кг, организм взрослого человека — около 17 мг олова, что указывает на возможность его участия в обменных процессах.

Количество олова в земной коре относительно невелико. При поступлении олова с пищей всасывается около 1 %. Олово выводится из организма с мочой и желчью.

Неорганические соединения олова малотоксичны, органические — более токсичны, находят применение в сельском хозяйстве в качестве фунгицидов, в химической промышленности — как стабилизаторы поливинилхлоридных полимеров. Основным источником загрязнения пищевых продуктов оловом являются консервные банки, фляги, железные и медные кухонные котлы, другая тара и оборудование, которые изготавливаются с применением лужения и гальванизации. Активность перехода олова в пищевой продукт возрастает при температуре хранения выше 20 °С, высоком содержании в продукте органических кислот, нитратов и окислителей, которые усиливают растворимость олова.

Опасность отравления оловом увеличивается при постоянном присутствии его спутника — свинца. Не исключено взаимодействие олова с отдельными веществами пищи и образование более токсичных органических соединений. Повышенная концентрация олова в продуктах придает им неприятный металлический привкус, изменяет цвет. Имеются данные, что токсичная доза олова при его однократном поступлении — 5-7 мг/кг массы тела, т. е. 300-500 мг. Отравление оловом может вызвать признаки острого гастрита (тошнота, рвота и др.), отрицательно влияет на активность пищеварительных ферментов. Действенной мерой предупреждения загрязнения пищи оловом является покрытие внутренней поверхности тары и оборудования стойким, гигиенически безопасным лаком или полимерным материалом, соблюдение сроков хранения баночных консервов, осо­бенно продуктов детского питания, использование для некоторых консервов (в зависимости от рецептуры и физико-химических свойств) стеклянной тары.

Железо.Занимает четвертое место среди наиболее распространенных в земной коре элементов (5 % земной коры по массе).

Этот элемент необходим для жизнедеятельности как растительного, так и животного организма. У растений дефицит железа проявляется в желтизне листьев и называется хлорозом, у человека вызывает железодефицитную анемию, поскольку двухвалентное железо — кофактор в гемсодержащих ферментах, участвует в образовании гемоглобина. Железо выполняет целый ряд других жизненно важных функций: перенос кислорода, образование эритроцитов, обеспечивает активность некоторых ферментов.

В организме взрослого человека содержится около 4,5 г железа. С одержание железа в пищевых продуктах колеблется в пределах 0,07-4 мг/100 г. Основным источником железа в питании являются печень, почки, бобовые культуры (6-20 мг/100 г). Потребность взрослого человека в железе составляет около 14 мг/сут, у женщин в период беременности и лактации она возрастает.

Железо из мясных продуктов усваивается организмом на 30 %, из растений — 10%. Последнее объясняется тем, что растительные продукты содержат фосфаты и фитин, которые образуют с железом труднорастворимые соли, что препятствует его усвояемости. Чай также снижает усвояемость железа в результате связывания его с дубильными веществами в труднорастворимый комплекс.

Несмотря на активное участие железа в обмене веществ, этот элемент может оказывать токсическое действие при поступлении в организм в больших количествах. Так, у детей после случайного приема 0,5 г железа или 2,5 г сульфата железа наблюдали состояние шока. Широкое промышленное применение железа, распространение его в окружающей среде повышает вероятность хронической интоксикации. Загрязнение пищевых продуктов железом может происходить через сырье, при контакте с металлическим оборудованием и тарой, что определяет соответствующие меры профилактики.

 

 

Лекция 4


Дата добавления: 2015-04-04; просмотров: 70; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2022 год. (0.017 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты