Токсичность веществ и их воздействие на организм

     Содержание

Введение              3

1. Токсическое воздействие веществ на организм человека   4

   1.1. Ртуть            5

   1.2. Мышьяк            8

   1.3. Свинец          10

   1.4. Кадмий          13

   1.5. Медь          15

   1.6. Цинк          16

   1.7. Хром          17

2. Средства  защиты от воздействия токсичных  веществ  18

Заключение          20

Список литературы         21

     Введение

     Все загрязняющие атмосферный воздух вещества в большей или меньшей степени  оказывают отрицательное влияние  на здоровье человека. Эти вещества попадают в организм человека преимущественно через систему дыхания. Органы дыхания страдают от загрязнения непосредственно, поскольку около 50 % частиц примеси радиусом 0,01—0,1 мкм, проникающих в легкие, осаждаются в них.

     Проникшие в организм частицы вызывают токсический эффект, поскольку они: а) токсичны (ядовиты) по своей химической или физической природе; б) служат помехой для одного или нескольких механизмов, с помощью которых нормально очищается респираторный (дыхательный) тракт; в) служат носителем поглощенного организмом ядовитого вещества.

     Следует отметить, что при химических загрязнениях атмосферный путь поступления токсичных  веществ в организм человека является ведущим, т.к. в течение суток он потребляет около 15—25 кг воздуха, 2,5—5 кг воды и 1,5—2,5 кг пищи. Кроме того, при ингаляции химические элементы поглощаются организмом особенно интенсивно. Так, свинец, поступающий с воздухом, абсорбируется кровью на 60 %, тогда как поступающий с водой — на 10 %, а с пищей — на 5 %. Загрязнением атмосферы обусловлено до 30 % общих заболеваний населения промышленных центров. В декабре 1930 г. в долине реки Маас (Бельгия) отмечалось сильное загрязнение воздуха в течение 3 дней; в результате сотни людей заболели, а 60 человек скончались— это более чем в 10 раз выше средней смертности. В январе 1931 г. в районе Манчестера (Великобритания) в течение 9 дней наблюдалось сильное задымление воздуха, которое явилось причиной смерти 692 человек. Широкую известность получили случаи сильного загрязнения атмосферы Лондона, сопровождавшиеся многочисленными смертельными  исходами. В январе 1956 г. около 1000 лондонцев погибло в результате продолжительного задымления. Большая часть тех, кто умер неожиданно, страдали от бронхита, эмфиземы легких или сердечнососудистых заболеваний.

     В некоторых случаях воздействие  одних загрязняющих веществ в  комбинации с другими приводит к  более серьезным расстройствам  здоровья, чем воздействие каждого  из них в отдельности. Большую  роль играет продолжительность воздействия.

1. Токсическое воздействие веществ на организм человека

     Токсическое воздействие оказывают тяжелые  металлы, накапливаясь в растительных и животных тканях. В небольших количествах некоторые тяжелые металлы необходимы для жизнедеятельности человека. Среди них — медь, цинк, марганец, железо, кобальт, и другие. Однако увеличение их содержания выше нормы вызывает токсичный эффект и представляет угрозу для здоровья. Кроме того, существует около 20 металлов, не являющихся необходимыми для функционирования организма. Наиболее опасные из них — ртуть, свинец, кадмий и мышьяк. Отравление человека ртутью известно как болезнь Минимато. Она впервые была обнаружена у японских рыбаков при потреблении рыбы из загрязненных ртутью водоемов. Клиническая картина связана с необратимыми изменениями в нервной системе, вплоть до летальных исходов.

     Воздействие кадмия на организм приводит к нарушению  работы почек и вызывает необратимые  изменения в скелете. Свинец и  многие его соединения используются в промышленности. Возможно отравление свинцом и в быту, большая часть его откладывается в костях, вытесняя соли кальция из костной ткани. Кроме того, он депонируется в мышцах, печени, почках, селезенке, головном мозге, сердце и лимфатических узлах.

     Не  менее опасен и мышьяк. Помимо острого  отравления, характеризующегося появлением металлического вкуса во рту, рвотой, сильными болями в животе, развитием острой сердечнососудистой и почечной недостаточности и появлением судорог, возможны хронические интоксикации.

     Все подобные вещества вызывают общее отравление организма, хотя механизм их действия и признаки поражения совершенно различны. В данной работе рассмотрим некоторые из них подробнее.

1.1. Ртуть

     Ртуть Hg (Hydrargyrum - жидкое серебро) по своим свойствам резко отличается от других металлов: в нормальных условиях ртуть находиться в жидком состоянии, обладает очень слабым сродством к кислороду, не образует гидроксидов. Это высокотоксичный, кумулятивный (т. е. способный накапливаться в организме) яд. Поражает кроветворную, ферментативную, нервную системы и почки. Наиболее токсичны некоторые органические соединения, особенно метилртуть. Ртуть относится к числу элементов, постоянно присутствующих в окружающей среде и живых организмах, содержание ее в организме человека составляет 13 мг.

     Отравление  ртутью, основные его проявления в качестве профессиональной болезни, описанные Льюисом Кэроллом как “безумие шляпника” и до настоящего времени остаются классическими. Раньше этот металл иногда применялся для серебрения зеркал и производства фетровых шляп. У рабочих часто наблюдались психические нарушения токсического характера, называвшиеся “безумием”.

     Хлористая ртуть когда-то “популярная” среди  самоубийц до сих пор используется в фотогравюрах. Она также применяется  в некоторых инсектицидах и фунгицидах, что представляет опасность для жилых помещений. В наши дни отравления ртутью редки, но, тем не менее, эта проблема заслуживает внимания.

     Несколько лет тому назад в г. Минимата (Японии) была зарегистрирована эпидемия отравления ртутью. Ртуть была обнаружена в  консервированном тунце, который в качестве пищи употребляли жертвы этого отравления. Выяснилось, что один из заводов сбрасывал в Японское море отходы ртути как раз в том районе, откуда появились отравленные люди. Поскольку ртуть использовалась в краске для судов, ее и раннее постоянно обнаруживали в мировом Океане в небольших количествах. Однако японская трагедия позволила привлечь внимание общественности к этой проблеме. Маленькие дозы, которые и сейчас обнаруживаются в рыбе, в расчет не принимались, так как в маленьких концентрациях ртуть не аккумулируется. Она выделяется через почки, толстую кишку, желчь, пот и слюну. Между тем ежедневное поступление этих доз может иметь токсические последствия.

     Производные ртути способны инактивировать энзимы, в частности цитохромоксидазу, принимающую участие в клеточном дыхании. Кроме того, ртуть может соединяться с сульфгидрильными и фосфатными группами и, таким образом, повреждать клеточные мембраны. Соединения ртути более токсичны, чем сама ртуть. Морфологические изменения при отравлении ртутью наблюдаются там, где наиболее высокая концентрация металла, то есть в полости рта, в желудке, почках и толстой кишке. Кроме того, может страдать и нервная система.

     Острая  интоксикация ртутью возникает при массивном поступлении ртути или ее соединений в организм. Пути поступления: желудочно-кишечный тракт, дыхательные пути, кожа. Морфологически она может быть в виде массивных некрозов в желудке, толстой кишке, а также острого тубулярного некроза почек. В головном мозге никаких характерных повреждений не отмечается. Резко выражен отек.

     Хроническая интоксикация ртутью сопровождается более  характерными изменениями. В ротовой  полости из-за выделения ртути  усиленно функционирующими слюнными железами возникает обильное слюноотделение. Ртуть скапливается по краям десен и вызывает гингивит и окраску десен, похожую на “свинцовую каемку”. Могут расшатываться зубы. Часто возникает хронический гастрит, который сопровождается изъязвлениями слизистой. Поражение почек характеризуется диффузным утолщением базальной мембраны клубочкового аппарата, протеинурией, а иногда развитием нефротического синдрома. В эпителии извитых канальцев развивается гиалиново-капельная дистрофия. В коре головного мозга, преимущественно затылочных долей и в области задних рогов боковых желудочков, выявляются диссеминированные очаги атрофии.

     Ртуть крайне слабо распространена в земной коре (-0,1 Х 10-4 %), однако удобна для добычи, так как концентрируется в  сульфидных остатках, например, в виде киновари (НgS). В этом виде ртуть относительно безвредна, но атмосферные процессы, вулканическая и человеческая деятельность привели к тому, что в мировом океане накопилось около 50 млн. т. этого металла. Естественный вынос ртути в океан в результате эрозии 5000 т/год, еще 5000 т/год ртути выносится в результате человеческой деятельности.

     Ртуть присутствует не только в гидросфере, но и в атмосфере, так как имеет  относительно высокое давление паров. Природное содержание ртути составляет ~0,003-0,009 мкг/м3.

     Ртуть характеризуется малым временем пребывания в воде и быстро переходит в отложения в виде соединений с органическими веществами, находящимися в них. Поскольку ртуть адсорбируется отложениями, она может медленно освобождаться и растворяться в воде, что приводит к образованию источника хронического загрязнения, действующего длительное время после того, как исчезнет первоначальный источник загрязнения.

     Мировое производство ртути в настоящее  время составляет более 10000 т. в год, большая часть этого количества используется в производстве хлора. Ртуть проникает в воздух в результате сжигания ископаемого топлива. Анализ льда Гренландского ледяного купола показал, что, начиная с 800 г. н.э. до 1950-х гг., содержание ртути оставалось постоянным, но уже с 1950-х гг. количество ртути удвоилось.

     Металлическая ртуть опасна, если ее проглотить и вдыхать ее пары. Металлическая ртуть, находящаяся, например, в термометрах, сама по себе редко бывает опасной. Лишь ее испарение и вдыхание паров ртути могут привести к развитию фиброза легких.  При этом у человека появляется металлический вкус во рту, тошнота, рвота, колики в животе, зубы чернеют и начинают крошиться. Пролитая ртуть разлетается на капельки и, если это произошло, ртуть должна быть тщательно собрана. Жидкий металл раньше использовался для лечения упорных запоров, так как его плотность и законы тяжести способствовали мощному терапевтическому эффекту. При этом признаков ртутной интоксикации не наблюдалось.

     Неорганические  соединения ртути практически нелетучи, поэтому опасность представляет попадание ртути внутрь организма через рот и кожу. Соли ртути разъедают кожу и слизистые оболочки тела. Попадание солей ртути внутрь организма вызывает воспаление зева, затрудненное глотание, оцепенение, рвоту, боли в животе.

     У взрослого человека при попадании  внутрь около 350 мг ртути может наступить смерть.

     Загрязнение ртутью может быть уменьшено в  результате запрещения производства и  применения ряда продуктов. Нет сомнения, что загрязнение ртутью всегда будет  острой проблемой. Но с введением  строгого контроля за отходами производства, содержащими ртуть, а также за пищевыми продуктами можно уменьшить опасность отравления ртутью.

1.2. Мышьяк

     Не  менее опасен и мышьяк. Помимо острого  отравления, характеризующегося появлением металлического вкуса во рту, рвотой, сильными болями в животе, развитием острой сердечнососудистой и почечной недостаточности и появлением судорог, возможны хронические интоксикации. Так, потребление воды, содержащей более 0,1 мкг/л мышьяка, вызывает гиперпигментацию, кератоз и даже рак кожи. Следует отметить, что для свинца смертельная доза при приеме внутрь составляет 20—50 г, солей ртути — 0,5 г; для мышьяка — 0,06—0,2 г. Кроме тяжелых металлов, особо опасными загрязнителями являются диоксины, которые образуются из хлорпроизводных и фторпроизводных ароматических углеводородов, используемых при производстве бактерицидных и гербицидных препаратов. Диоксины практически не выводятся из почвы и водной среды. Они чрезвычайно токсичны для человека и животных даже в очень низких концентрациях, вызывают поражение печени, почек, иммунной системы, обладают канцерогенным, тератогенным и мутагенным действием. Диоксины могут появляться всюду, где есть свободный хлор. Они считаются на сегодня наиболее опасными супертоксикантами. В 2001 г. принята специальная Стокгольмская конвенция, направленная на борьбу со стойкими органическими загрязнениями. Среди названных в этой конвенции 12 соединений, два наиболее опасных—диоксины.

     Мышьяк в природе присутствует в виде сульфатов. Его содержание в свинцово-цинковых концентратах около 1%. Вследствие летучести он легко попадает в атмосферу.

     По  токсическим свойствам мышьяк относится  к накапливающимся ядам. По степени  токсичности следует различать  элементарный мышьяк и его соединения. Элементарный мышьяк сравнительно мало ядовит, но обладает тератогенными свойствами. Вредное воздействие на наследственный материал (мутагенность) оспаривается.

     Соединения  мышьяка медленно поглощаются через  кожу, быстро всасываются через лёгкие и желудочно-кишечный тракт. Смертельная  доза для человека – 0,15-0,3 г.

     Хроническое отравление вызывает нервные заболевания, слабость, онемение конечностей, зуд, потемнение кожи, атрофию костного мозга, изменения  печени. Соединения мышьяка являются канцерогенными для человека. Мышьяк и его соединения относятся ко II классу опасности.