Какие металлы опасны для человека. Какой вред от тяжелых металлов для человека и окружающей среды

Предупреждение: это авторская таблица, в которой изложен авторский субъективный взгляд и опыт общения с металлами. Свои заключения автор делает на основе научных статей, данных с мирового рынка металлов, исторических фактах и рецептах народной медицины. Помните о том, что каким бы безопасным не выглядел для вас тот или иной металл, контактировать с ним без необходимости не следует. С удивлением для себя обнаружил, что в сети практически ничего нет на тему безопасности и опасности конкретных металлов для человека. Берусь разъяснить этот вопрос всем интересующимся данной темой. Итак, для начала давайте рассмотрим, с какими металлами лучше никогда не иметь дело. Опасные металлы В своем анализе я буду прибегать к помощи самого адекватного и удобного, на мой взгляд, варианта таблицы Менделеева, утвержденного международной организацией Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). Начнем с того, что вычеркнем все неметаллы из нашего списка. 1. Водород, углерод, азот, кислород, фосфор, сера, селен - эти элементы так и называются: неметаллы. 2. Фтор, хлор, бром, йод, астат,унунсептий - это галогены. 3. Гелий, неон, аргон, криптон, ксенон, радон, унуноктий - инертные газы. Далее идут гипотетически возможные химические элементы - суперактиноиды (унбиуний, унбибий, унбитрий, унбиквадий, унбипентий, унбигексий). Их не существует. Смертельно опасно!!! Актиноиды (торий, протактиний, уран, нептуний, плутоний, америций, кюрий, берклий, калифорний, эйнштейний, фермий, менделевий, нобелий, лоуренсий) - все они радиоактивны и смертельно опасны. Забудьте про них. Лантаноиды (лантан, празеодим, прометий, самарий, гадолиний, тербий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий, лютеций). Из лантаноидов относительно безопасными могут быть диспрозий, неодим, европий, да и те с оговоркой. В общем, я бы не стал контактировать ни с одним из лантаноидов без необходимости. Никакой пользы для здоровья они вам точно не принесут. Щелочные металлы (литий, натрий, калий, рубидий, цезий, франций, унуненний). Эти металлы имеют свойство окисляться при контакте с кислородом, то есть на воздухе, но что еще хуже, некоторые из них - самовозгораться. Другие из них, такие, как франций, радиоактивны. Хранить их следует под слоем парафина или в керосине, где они меньше окисляются, но покрываются пленкой и теряют свой естественный цвет, так что разглядеть их не удастся. Итого: я бы не стал контактировать с этими металлами без необходимости. Некоторые из них могут сильно вас покалечить. Полуметаллы (германий, мышьяк, теллур, полоний). Не рекомендуется иметь дома. Так, например, кремний (не путать с полезным камнем "кремень"), несмотря на то, что входит в состав изделий из силумина, может быть очень опасен для человека. Его пыль поражает лёгкие. Сурьма способна отравить организм, вызвать увеличение щитовидной железы и расстройство половых функций, мышьяк - яд, а полоний радиоактивен. Германий и теллур также под подозрением. Наиболее безопасным из полуметаллов можно считать бор. Из него делается борная кислота, которая продается в аптеках. Однако это не означает, что бор полностью безопасен. Это не так. Итого: полуметаллы вычеркиваем из полностью безопасных металлов. Щелочноземельные металлы. Опасные: бериллий, радий, унбинилий. Бериллий - высокотоксичный элемент, если не хотите облысеть и заиметь другие проблемы со здоровьем, забудьте про него. Стронций - может быть токсичен и радиоактивен. Барий - в случае тяжелого отравления солями бария, смерть наступает внезапно или в течение одних суток. Радий - само название говорит за себя. Радий радиоактивен, от воздействия радия скончалась Мария Кюри. Унбинилий - не существует. Постпереходные металлы. Опасные: таллий, унунтрий, флеровий, унунпентий, ливерморий. Таллий - высокотоксичен, поражает нервную систему. Унунтрий - малоизученный, недавно выведенный элемент (в XXI-м веке). Флеровий - сильно радиоактивен. Унунпентий - малоизученный, недавно полученный элемент. Ливерморий - малоизученный, искусственно синтезированный элемент. Переходные металлы. Опасные: технеций (радиотоксичен), кадмий (токсичен), ртуть (пары ртути смертельны). Малоизученные (не менее опасные) искусственно синтезированные переходные металлы: резерфордий (высокорадиоактивнен), дубний, сиборгий (радиоактивен), борий (радиоактивен), хассий, мейтнерий, дармштадтий, рентгений, коперниций. Нейтральные металлы Кальций, стронций, барий, церий, неодим, диспрозий, европий, кремний, бор, сурьма, галлий, свинец, висмут, скандий, марганец, кобальт, никель, цинк, иттрий (способен окисляться на воздухе), цирконий, рений. Это нейтральные металлы, но не безвредные. Влияние скандия и рения на организм человека малоизученно. Избыток кобальта в организме способен спровоцировать сердечные заболевания. Цирконий регулировать ваше давление не способен, но циркониевая пыль способна самовозгораться на воздухе. Безопасные (условно) металлы В основном это переходные металлы, а также некоторые из постпереходных и щелочноземельных металлов. Щелочноземельные металлы (магний). Магний - один из важнейших биогенных элементов, в значительных количествах содержится в тканях животных и растений. Кусочек магния можно прикладывать к телу от бессонницы и хронической усталости. Постпереходные металлы (алюминий, индий, олово). Алюминий способен очищать легкие, но вовнутрь его принимать нельзя. Достаточно просто прикладывать слегка нагретый чистый алюминий к груди на 10-15 минут в день в течение двух-трех недель. Потом делать перерыв. Есть из алюминиевой посуды, несмотря на распространенность такой посуды в России, нельзя, это вредно для здоровья. Индий - металл, еще более мягкий, чем алюминий. Особой опасности для здоровья при контакте с собой не представляет. Олово - металл, способный лечить печень. Для этого нужно прикладывать кусочек олова к правому подреберью на 10 минут в день. Внимание! При температуре ниже - 30С белое олово распадается, образуя явление "оловянной чумы", и превращается в серую пыль (серое олово), которая способная отравить ваши легкие с летальным исходом. Держать олово на морозе нельзя. Переходные металлы (титан, ванадий, хром, железо, медь, ниобий, молибден, рутений, родий, палладий, серебро, тантал, вольфрам, осмий, иридий, платина, золото). Ванадий - способен снимать головную боль. Для этого при мигрени следует подержать кусочек ванадия в руке 10-15 минут. Хром - самый твердый металл. (Условно) безопасен. Вольфрам - самый тугоплавкий металл. Из вольфрама делают нити для ламп накаливания. Следует избегать попадания вольфрама в воду и жидкость - это опасно для здоровья. В остальном вольфрам (условно) безопасный. Титан - самый прочный металл. Как и ниобий, и тантал, титан можно отнести к полудрагоценным металлам. Эти металлы часто используются в производстве бытовых изделий и полностью безопасны для хранения. Железо - это наше всё. Из железа делают чугунную (самую безопасную) посуду и стальные ножи. Медь - один из самых древних и целебных металлов, устраняет головную боль. (Условно) безопасен. Молибден - производственный металл. (Условно) безопасен. Серебро - очищающий металл. Ионы серебра способны очищать кровь и обеззараживать воду. Недаром все цари так любили пить и есть из серебряной посуды. Золото - никакой особой пользы, на самом деле, не несет, кроме материальной, но и вреда тоже не приносит. Рутений, родий, палладий, осмий, иридий, платина - платиноиды. (Условно) безопасные и благородные металлы. Окисляться на воздухе способен только осмий, и тот в мелком виде. Также осмий, в отличие от своих собратьев, имеет зловонный запах. Постскриптум. Внимательно изучите названия металлов! Родий - безопасен для хранения, радий - смертелен! Бор - нейтрален, а борий - радиоактивен! Подобная ошибка может стоить вам жизни. Посему с металлами следует обращаться, как с грибами: если вы не уверены, не контактируйте и не берите их в руки. Всем счастья.

Тяжелые металлы содержатся в организме человека в очень маленьких количествах. Это неопасно, некоторые металлы даже включены в состав витаминно-минеральных комплексов, а значит, они необходимы для нормальной жизнедеятельности организма. Но накопление в организме тяжелых металлов может привести к негативным последствиям.

Во-первых, определимся, какие металлы считаются тяжелыми. Это ртуть, свинец, кадмий, хром, алюминий, железо, цинк, медь, марганец, стронций, мышьяк, никель, таллий. Тяжелые металлы могут попасть в организм через кожу, воздушно-капельным путем или через желудочно-кишечный тракт. В избыточном количестве тяжелые металлы способны изменять структуру белков и нуклеиновых кислот, влиять на обмен веществ, вызывать мутации, нарушать структуру и проницаемость клеточных мембран, вызывать нарушение работы внутренних органов. Фактически тяжелые металлы ведут к замедлению роста, ослаблению репродуктивной функции, заболеваниям и смерти.

Повышенное содержание в организме железа приводит к нарушению обмена веществ, алюминия - к энцефалопатии у людей с заболеваниями почек (выражается расстройством памяти, головными болями, апатией) и болезни Альцгеймера (нарушение работы головного мозга, снижение интеллекта, снижение памяти и внимания, потеря ориентации во времени и пространстве).

Хром вызывает рак легких (злокачественные опухоли), хлорид кобальта - кардиомиопатии (болезни сердца, сопровождающиеся сердечной недостаточностью и нарушением сердечного ритма), марганец - болезнь Паркинсона (заболевание центральной нервной системы, при котором человеку трудно вставить нитку в иголку, дотронуться до собственного носа и тому подобное), никель - аллергию и рак легких.

Селен может являться причиной гепатита (воспаления печени), выпадения волос, депигментации (изменения естественного цвета кожи) и нейропатии (заболеваний периферической нервной системы). У людей с повышенным содержанием в организме олова наблюдаются двигательные и психические расстройства. Таллий и свинец приводят к тяжелому отравлению (интоксикации), кадмий - к болезни Итаи-Итаи, при которой все кости становятся хрупкими и ломкими. Стронций повышает ломкость костей, мышьяк вызывает мышечные спазмы, острую почечно-печеночную недостаточность, потерю сознания, кому (полную или частичную потерю сознания, при которой человек не реагирует на внешние раздражители).

Тяжелые металлы чаще всего попадают в организм вместе с пищей. Это могут быть овощи, выращенные с применением недопустимых химических удобрений, или рыба, выловленная в водоеме с высокой концентрацией тяжелых металлов, или вода, зараженная отходами горнорудных или горноперерабатывающих предприятий. Кроме того, в группу риска попадают люди, работающие на предприятиях, имеющих дело с тяжелыми металлами: работники горнодобывающих и перерабатывающих предприятий, типографий, шахтеры, металлурги.

Говоря о положительном влиянии металлов на здоровье человека, особо выделяют золото, серебро, платину и медь. Эти металлы при лечении некоторых заболеваний просто незаменимы : к примеру, золото используют для избавления от эпилепсии, серебро полезно для и , платина оказывает успокаивающее действие, а медь может снижать давление при гипертонии.

Положительное влияние металлов на организм человека и их польза для здоровья

Лечение металлами (металлотерапия) используется с глубокой древности. С помощью серебра обеззараживали , солями золота лечили проказу, медь применяли при и неврозах, олово - для лечения глазных болезней. В наше время влияние металлов на здоровье смогли объяснить с научной точки зрения (хотя в этой области еще достаточно белых пятен). Одна из существующих гипотез говорит о том, что металлы и здоровье человека напрямую взаимосвязаны, а прикладывание металлических пластин к телу изменяет течение биоэлектрических токов организма. При этом происходит рефлекторное раздражение биологически активных точек, связанных с тем или иным органом.

В прошлых веках целебными металлами считались свинец, ртуть, . Но они являются токсичными для организма, и их применение даже в небольшом количестве может вызвать тяжелое отравление, поэтому в настоящее время в домашнем лечении их не применяют.

Металлы используют для лисцеления в виде пластин для аппликаций (подходят для этого монеты), оправы для камней с целебными свойствами (кольца, кулоны), браслетов. При лечении металлотерапией некоторые из них, например, серебро, применяют для очищения воды и повышения лечебных свойств настоев лекарственных растений.

Целебные металлы, влияющие на здоровье человека

Что лечат металлы и каковы полезные свойства каждого из них?

Золото - металл желтого цвета, самый мягкий и прочный из всех, оно никогда не тускнеет, легко обрабатывается. Его ценят за красоту и невосприимчивость к внешним условиям. Этот металл широко используется в промышленности, ювелирном деле и медицине.

Золото – очень полезный металл для здоровья, который обладает бактерицидными свойствами, оказывает на организм тонизирующее воздействие. Его применяют для лечения эпилепсии, при нарушениях работы сердца, упадке сил.

Противопоказано золото при заболеваниях почек, печени и сердечнососудистой системы.

Серебро - металл белого цвета. Его целебные свойства известны издавна. Еще наши предки бросали в воду серебряные монеты или украшения, чтобы обеззаразить ее. Кроме всего прочего, ионы серебра участвуют в синтезе жизненно важных ферментов в организме. Этот металл, влияющий на здоровье человека, требуется для нормальной работы желез внутренней секреции, печени, почек, мозга. С успехом этот металл используется при лечении , для ускорения сращивания костных переломов. Рекомендуется серебро и тем, у кого стойкая артериальная гипертония.

Противопоказано серебро при головокружении, беспокойном состоянии, суетливости и .

Медь - металл красного цвета. В организме человека этот участвует в обмене веществ, без него немыслим процесс кроветворения. Прочность нашего скелета также обеспечивается благодаря ионам меди. Положительное влияние этого металла на здоровье человека заключается и в его способности . С лечебной целью медь применяют при болезнях желудочно-кишечного тракта, воспалительных процессах. Медные пластины, приложенные к месту ушиба, быстро снимают отек и боль. Высока польза этого металла при лечении бессонницы, психических расстройств, артериальной гипертонии и других .

Если медная пластинка плохо удерживается на теле, значит, место аппликации выбрано неверно или металл не подходит для лечения.

При ухудшении сна, снижении настроения и появлении болей в сердце лечение следует прекратить. Противопоказаний нет.

Платина - металл серебристо-белого цвета. Полезные свойства этого металла заключаются в том, что он положительно воздействует на психическое состояние человека (успокаивает, повышает устойчивость к ).

Противопоказана платина людям с выраженной неустойчивостью психики и частой сменой настроения.

Как использовать полезные свойства металлов

Наиболее популярные в народной медицине металлы - медь и серебро. Медные монеты (лучше старинные) применяют для аппликаций на больное место, прикрепляя с помощью лейкопластыря. При болях в области сердца монету приклеивают в области подключичной ямки слева на 10 дней, если это не приводит к ухудшению состояния в первые часы.

Используют влияние металлов на организм и для лечения рака. При доброкачественных опухолях матки медные монеты приклеивают к нижней части живота на 3-4 дня.

При снижении слуха одну монету прикрепляют к голове за ухом, а вторую - на лице у козелка ушной раковины на 1-2 дня.

Также воздействие металлов на организм используется при мигренях. Если у вас болит голова, нужно приложить медь к наиболее болезненному месту (лбу, вискам, затылку), и через 15-20 минут обычно наступает облегчение.

Кроме того, влияние металлов на организм человека применяют для лечения ушибов: медную монету прикрепляют лейкопластырем на 3 дня на больное место. Если она плохо держится на коже, то лечение отменяют.

Ношение браслетов из меди на руке помогает в лечении многих болезней. Они способствуют нормализации температуры тела, успокаивают нервную систему, улучшают сон, уменьшают воспалительные явления. Если от браслетов на коже не появляется покраснения, а общее состояние улучшается, значит, медь воздействует на организм положительно и лечение можно продолжить. При раздражении кожи или ухудшении самочувствия лечение прекращают.

Лечение металлами: рецепты с медной и серебряной водой

Рецепт 1

Требуется. Серебряная ложка, 800 мл воды.

Приготовление. Серебро поместить в огнеупорную емкость, залить водой и кипятить, пока ее объем не уменьшится в 2 раза.

Примечание. Использовать ежедневно для спринцеваний при кольпите. Курс лечения - 10-15 дней.

Рецепт 2

Требуется. 800 мл серебряной воды, 3 чайных ложки зеленого чая.

Приготовление. Чай залить серебряной водой, настаивать 15 минут, процедить.

Примечание.

Рецепт 3

Требуется. 1 столовая ложка серебряной воды, 2 чайных ложки измельченной коры дуба черешчатого, 200 мл воды.

Приготовление. Кору залить водой, настаивать 6 часов, процедить и добавить серебряную воду.

Примечание. Использовать ежедневно для спринцеваний при кольпите. Курс лечения - 7-10 дней.

Рецепт 4

Требуется. 400 мл серебряной воды, 3 чайных ложки измельченных цветков ромашки аптечной.

Приготовление. Цветки залить серебряной водой, настаивать 15 минут, процедить.

Примечание. Использовать ежедневно для спринцеваний при кольпите. Курс лечения - 5-8 дней.

Рецепт 5

Требуется. 13 медных монет, по 200 мл настоя листьев крапивы двудомной (1 столовая ложка крапивы на 200 мл воды), раствора поваренной соли (1 столовая ложка на 200 мл воды).

Приготовление. Монеты положить в стакан с раствором поваренной соли на 1 час, затем обсушить.

Примечание. Болевые точки на теле при смочить настоем листьев крапивы двудомной и наложить монеты. Прикрепить их полосками пластыря, оставить на 3-е суток. Через 2 дня процедуру повторить. Курс лечения -10 процедур.

Рецепт 6

Требуется. 11 серебряных монет, 200 мл настоя цветков ромашки аптечной (1 столовая ложка цветков на 200 мл воды).

Приготовление. Монеты положить на солнце на 1 час.

Примечание. Болевые точки на теле при остеохондрозе смочить отваром цветков ромашки и наложить монеты. Прикрепить их полосками пластыря и оставить на 3-е суток. Через 2 дня процедуру повторить. Курс лечения - 10 процедур.

Рецепт 7

Требуется. 4 медные монеты, 200 мл настоя цветков ромашки аптечной (1 столовая ложка цветков на 200 мл воды).

Приготовление. Монеты прокалить на сковороде 25 минут, остудить и очистить наждачной бумагой.

Примечание. Болевые точки на теле при ревматоидном смочить настоем ромашки и наложить монеты. Прикрепить их полосками пластыря, оставить на 3-4 суток. Через 2-3 дня процедуру повторить. Курс лечения - 30-40 дней.

Еще больше по теме

Несмотря на высокие полезные свойства, маньчжурский орех редко используется в пищевых целях сразу после сбора: это связано с большими трудностями...

Для правильного питания больных, у которых диагностирована язвенная болезнь, разработано несколько диет. В стадии обострения назначается...

В Российской Федерации утвержден и действует
ГОСТ 17.4.02─ 83, в соответствии с которым химические элементы, в том числе и тяжелые металлы по степени токсичного действия, подразделены на три класса опасности.

При попадании в организм человека в больших количествах тяжелые металлы начинают накапливаться в почках и печени. Коэффициент концентрации (К к) их определяется отношением его реального содержания в почве (Ср) к фоновому (Сф):

К к = Ср / Сф.

Необходимо отметить, что тяжелые металлы играют важную роль в биосфере. Металлы, присутствуя в живых организмах в ничтожно малых количествах, выполняют весьма важные функции, входя в состав биологически активных веществ. Соотношение концентраций металлов в организмах выработалось на протяжении всего хода эволюции органического мира. Значительные отклонения от этих соотношений вызывают отрицательные, а часто губительные, последствия для живых организмов. Находясь преимущественно в рассеянном состоянии, они могут образовывать локальные аккумуляции, где их концентрация в сотни раз превышает среднепланетарные уровни. Наконец, являясь одним из главных природных ресурсов, непременным условием поддержания и развития современной цивилизации, металлы образуют группу наиболее опасных загрязнителей биосферы.

К тяжелым металлам относится более 40 химических элементов периодической таблицы Д.И. Менделеева, масса атомов которых составляет от 45 и выше атомарных единиц. Эта группа элементов при содержании в организме в микрофазе активно участвует в биологических процессах, входя в состав многих ферментов. Поэтому группу «тяжелых металлов» в некоторых случаях можно отнести к понятию «микроэлементы». Для экзогенных повышенных концентраций элементов термин «микроэлементы» непригоден, в таких случаях обычно применяют термин «тяжелые металлы». Таким образом, под термином «тяжелые металлы» понимают такие элементы, как свинец, цинк, кадмий, ртуть, молибден, марганец, никель, олово, кобальт, титан, медь, ванадий и т.д.

Источники поступления тяжелых металлов делятся на природные (выветривание горных пород, минералов, эрозийные процессы, вулканическая деятельность) и техногенные (добыча и переработка полезных ископаемых, сжигание топлива, влияние автотранспорта и т.д.). Часть техногенных выбросов, поступающих в окружающую среду в виде аэрозолей, переносится на значительные расстояния и тем самым вызывает глобальное загрязнение.

Интенсивная хозяйственная деятельность создает зоны местного загрязнения тяжелыми металлами или охватывает значительные площади сельскохозяйственных угодий, например, при химизации сельского хозяйства. По количеству содержания примесных элементов в почве определяются уровни их накопления в растениях. Существует тесная положительная корреляция между содержанием элемента в растении и его подвижностью в почве. По степени уменьшения коэффициента накопления тяжёлые металлы образуют следующий ряд: кадмий > никель > цинк > медь>свинец > кобальт . Значение коэффициента накопления для различных растений заметно варьирует, что связано с почвенными условиями и биологическими особенностями возделываемых аграрных культур. Хотя пестициды содержат в своём составе тяжёлые металлы: цинк, медь и железо, – они не представляют большой опасности для природной среды из-за малообъёмного их расходования на проведение защитных мероприятий.

Оценка уровня загрязнения почв ТМ основывается на сопоставлении данных их фонового и валового содержания на незагрязненных почвах, не вызывающего отрицательного биологического эффекта и повышения ПДК.

По абсолютному содержанию ТМ в растениях их можно разделить на 3 группы: элементы повышенной концентрации –Cr, Mn, Zn; средней –Cu, Ni, Pb, Cr; низкой – Hg.

При выборе вида растений для проведения детоксикации необходимо учитывать два фактора:

· толерантность различных видов растений по отношению к избытку содержания токсичных веществ в почве и размеры их накопления;

· воздействие не только на живые организмы, обитающие в почвенной толще, но и на культивируемые сельскохозяйственные растения. Высокая концентрация тяжелых металлов, находящихся в лабильном состоянии в почвенном растворе, способствует их поступлению через корневую систему в вегетативные органы возделываемых растений, что отрицательно сказывается на их состоянии. При большом накоплении тяжелых металлов в клетках сначала растения начинают вянуть, а затем погибают.

Показателем негативного воздействия многих элементов и соединений на живые организмы является их токсичность.

Токсичность и канцерогенность ─ это свойства элементов и соединений, отрицательно влияющие на живые организмы и приводящие к уменьшению продолжительности жизни. Количество, при котором химические ингредиенты становятся опасными для окружающей среды, зависит не только от степени загрязнения ими биосферы, то также от химических особенностей этих ингредиентов и от деталей их биохимического цикла. Для сравнения степени токсилогического воздействия химических ингредиентов на различные организмы пользуются молярной токсичностью, на которой основан ряд токсичности, отражающий увеличение молярного количества металла, необходимого для проявления эффекта токсичности при минимальной молярной величине, относящейся к металлу с наибольшей токсичностью.

Глобальный перенос токсикантов происходит через атмосферу и большие реки, несущие воды в океаны, землю, а ложи рек, морей и океанов служат резервуаром для их накопления. Факторами окружающей среды, влияющими на токсичность, являются температура, растворенный кислород, рН, жесткость и щелочность воды, присутствие хелатообразующих агентов и других загрязнителей в воде. Устойчивость живого организма по отношению к токсикантам может быть достигнута:

1) при уменьшении их поступления;

2) увеличении коэффициента его выделения;

3) переводе токсиканта в неактивную форму в результате его изоляции или осаждения.

Токсичность тяжелых металлов для живых организмов определяется как свойствами и уровнем концентраций элементов, так и их миграционной способностью в различных компонентах экосистемы, а также степенью накопления их в органах и тканях. В настоящее время из 92 встречающихся в природе химических элементов 81 обнаружен в организме животных и человека. При этом многие микроэлементы признаны эссенциальными, то есть жизненно необходимыми. В то же время большинство из них относится к тяжелым металлам, а при высоких концентрациях они проявляют сильную токсичность. Практически каждый элемент в зависимости от концентрации может оказывать положительное или отрицательное воздействие на живые организмы, к которым относится и канцерогенез.

Канцерогенез ─ это способность металла проникать в клетку и реагировать с молекулой ДНК, приводя к хромосомным нарушениям клетки. Канцерогенными веществами являются никель, кобальт, хром, мышьяк, бериллий, кадмий. Различие в канцерогенной активности определяется биодоступностью металлопроизводных: наиболее потенциально активные соединения содержат ионы канцерогенных металлов, способные легко внедряться в клетки и воздействовать на молекулу ДНК.

По мнению Б.А. Ягодина, для комплексной оценки влияния тяжелых металлов для каждого элемента необходимо различать четыре уровня концентрации:

– дефицит элемента, когда организм страдает от его недостатка;

– оптимальное содержание, способствующее хорошему состоянию организма;

– терпимые концентрации, вызывающие начальную депрессию организма;

– губительное содержание для данного организма концентраций.

Кадмий. Установлено, что кадмий в ничтожно малых количествах способен стимулировать остроту зрения, активизирует сердечно-сосудистую деятельность, регулирует содержание сахара в крови, но самое незначительное отклонение его от ультрамикродоз отрицательно сказывается на деятельности головного мозга. Он повышает кровяное давление и может быть причиной инсульта и развития онкологических заболеваний. При систематическом потреблении пищи с очень высоким
(1 – 2 мг/кг) содержанием кадмия у больных буквально рассыпаются кости от неосторожного резкого движения, иногда даже глубокой вздох может стать причиной перелома ребра. Повышенное содержание кадмия блокирует сульфогидрильные группы ферментов, нарушает обмен железа и кальция, нарушает синтез ДНК. Избыток кадмия в пище вызывает респираторные заболевания и почечную дисфункцию. В настоящее время установлены мутагенные и терратогенные свойства данного элемента. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) считает предельно-допустимым количеством поступление кадмия 1 мг/кг массы тела в сутки. По чувствительности к кадмию растения располагаются в следующем порядке: томаты < овес < салат< луговые травы < морковь < редька < фасоль <горох <шпинат.

Цинк. Цинк обнаруживается во всех тканях организма животного, но больше накапливается в костях. Высокое содержание цинка отмечено в коже, волосяном и шерстяном покровах животных. Он ─ составная часть ферментов карбоангидразы, участвующей в связывании и выведении из крови диоксида углерода карбоксипептидазы поджелудочной железы и дегидрогеназы глютаминовой кислоты. Клиническими признаками недостатка цинка у детей и подростков является задержка роста и полового созревания, сухая, шерховатая кожа, долго незаживающие раны, повышенная восприимчивость к инфекциям, сонливость, депрессия, жидкий стул. Пониженное содержание цинка в крови может стать причиной ишемической болезни сердца. Установлено, что потребность в цинке возрастает при беременности, лактации и в подростковый период быстрого роста. Патологии, возникающие при избытке цинка в жизнеобеспечивающих средах, связаны большей частью со вторичным дефицитом кальция и других жизненно необходимых элементов. Избыточное поступление цинка в организм человека и животных сопровождается падением содержания кальция в крови и костях, а также нарушением усвоения фосфора, что приводит к развитию остеопороза. Высокие концентрации цинка могут представлять мутагенную и онкогенную опасность. Вдыхание паров оксида цинка вызывает повышение температуры, боли в суставах и мышцах, озноб, кашель и др. (цинковая лихорадка). Среднее содержание цинка в организме человека составляет
1,4 – 2,3 г. Дневная норма поступления в организм – 10 – 5 мг.

Медь. Медь относится к группе жизненно необходимых для организмов элементов. В организме животного медь необходима для нормальной пигментации, формирования нервной ткани, воспроизводительной функции, а также участвует в синтезе гемоглобина, в процессах кроветворения. Повышает клеточную проницаемость. Входит в состав или является активатором ряда ферментов, оказывает влияние на процессы углеводного обмена, активность половых гормонов. Однако при высоких уровнях содержания обладает широким спектром токсичного действия с многообразными клиническими проявлениями. Решающую роль в механизме токсичного действия меди играет способность ионов блокировать SH-группы белков, в особенности ферментов, вызывает отравления. Острая интоксикация ионами Cu 2+ сопровождается выраженным гемолизом эритроцитов. Интоксикации соединениями меди могут сопутствовать аутоиммунные реакции и нарушение метаболизма моноаминов. При малых концентрациях (6–15 мг/кг) меди в почве возможна анемия и заболевание костной системы, а избыток – более 60 мг –поражает печень и вызывает желтуху. Суточное потребление меди человеком должно составлять около 2 мг. Клинические признаки недостатка меди вызывают остеопороз, депигментацию волос и кожи, нарушение деятельности центральной нервной системы. Одной из причин гипертонического криза человека является повышенное содержание меди в сыворотке крови, но в то же время медь способствует заживлению ран, помогает при варикозных расширениях вен.

Молибден . Особо важная роль молибдена заключается в том, что он активизирует процессы связывания атмосферного азота клубеньковыми бактериями, живущими на корнях бобовых культур. Усиливает восстановление нитратного азота до аммония, а без последнего невозможен синтез белковых веществ в урожае. Нижним пределом содержания молибдена для большинства растений считается 0, 01 мг/кг сухого вещества, а для бобовых – 0,40 м/кг. Содержание молибдена ниже этих величин считается недостаточным. При недостатке молибдена в растениях нарушается азотный обмен, в тканях накапливается большое количество нитратов. Он является составной частью фермента ксантинооксидазы, который играет важную роль в обмене пуринов, а также нитратной редуктазы и бактериальной гидрогеназы животного организма. При избытке молибдена в корме у животных наблюдается сильная диарея, ухудшается общее состояние, прекращается рост, снижается молочная продуктивность, а иногда увеличивается ломкость костей. Содержание молибдена в расчете 3–10 мг/кг корма опасно для здоровья животных.

Кобальт . Положительно влияет на азотофиксирующую систему, увеличивает содержание хлорофилла в растениях. Особенно он необходим для бобовых культур и дает больший эффект на окультуренных почвах при содержании этого элемента около 1,0 – 1,1 мг/кг почвы. Очень важно применение кобальта для повышения диетической ценности продукции. Кобальт входит в состав витамина В 12 . При недостатке этого витамина снижается формирование гемоглобина крови, белков, нуклеиновых кислот и, как следствие, животные заболевают сухоткой, авитаминозом. Малая концентрация кобальта в почве (
2 – 7 мг/кг) приводит к анемии, эндемическому зобу и недостаточному синтезу или к отсутствию витамина В 12 . При недостатке кобальта у животных появляется тяжелая анемия, потеря аппетита, прогрессирующее истощение. Кобальт долго не задерживается в организме, поэтому отравление этим веществом происходит крайне редко.

Марганец. Исследованиями установлено положительное воздействие марганца на фотосинтез, он увеличивает содержание сахаров и хлорофилла. Марганец усиливает интенсивность дыхания растений, улучшает отток сахаров, способствует передвижению фосфора из старых листьев к молодым, а также к репродуктивным органам. Он повышает водоудерживающую способность тканей, уменьшает транспирацию, влияет на плодоношение растений. Марганец концентрируется в костях, печени, почках, поджелудочной железе, гипофизе животных, реагирует и активизирует ряд ферментативных процессов, связанных с обменом белков, жиров, углеводов. При недостатке и избытке марганца в человеческом организме возникают некоторые заболевания. Так, атеросклерозу сопутствуют повышенное содержание в крови марганца и железа, а сахарный диабет, наоборот, сопровождается падением концентрации марганца в крови. Содержание марганца в природных водах колеблется от сотых долей до 1 – 2 мг/л.

Хром и литий – вещества,относящиеся к необходимым микроэлементам для активной жизнедеятельности организма. Ежедневная и достаточная доза хрома обычно для большинства здоровых людей составляет 0,05 – 0,2 мг. Устранение хрома из рациона животных приводит к накоплению глюкозы в крови и моче. Подобная картина свойственна сахарному диабету, когда в организме не вырабатывается инсулин. Клиническим признаком дефицита хрома считается нарушение утилизации глюкозы. Избыток хрома в организме человека вызывает рак легких, злокачественные образования желудочно-кишечного тракта, дерматиты.

Литий регулирует психическую деятельность человека, снимает стрессовое состояние и лечит маниакально-психозные нарушения, шизофрению. Этот элемент принимает участие в метаболизме азотсодержащих веществ, белков и нуклеиновых кислот, способствует увеличению содержания общего и белкового азота, важнейших аминокислот, а также значительно влияет на метаболизм биоколлоидов протоплазмы.

Ртуть . Ртуть обладает широким спектром и большим разнообразием клинических проявлений токсичного действия в зависимости от количества и свойств соединений, в виде которых она попадает в организм, а также пути поступления. В основе механизма действия ртути лежит блокада биологически активных групп белковой молекулы (сульфгидрильных, аминных, карбоксильных) и низкомолекулярных соединений с образованием обратимых комплексов, характеризующихся нуклеофильными лигандами. По степени токсичности различают следующие формы соединений ртути:

• металлическую (элементарную);
• неорганические соединения;
• органические соединения.

Металлическая ртуть представляет большую опасность для человека из-за паров. Острые отравления парами выражаются общей слабостью, головной болью, болями при глотании, металлическим вкусом во рту, повышенной температурой, катаральными явлениями со стороны дыхательных путей (ринит, фарингит, реже бронхит). Затем развивается геморрагический синдром. Присоединяются болезненность десен, резко выраженные воспалительные изменения полости рта, желудочные расстройства, признаки поражения почек, реже воспаления легких. Отмечают нейротоксичность от паров ртути, особенно страдают ею высшие отделы нервной системы.

Неорганические соединения ртути малолетучи, поэтому опасность большей частью представляет поступление во внутрь организма с пищей и водой, а также через кожу. При воздействии на человека даже незначительно превышающих санитарную норму концентраций паров ртути или её солей в течение нескольких месяцев, а иногда и лет возникает хроническое отравление ─ меркуриализм. При хронических отравлениях в первую очередь поражается центральная нервная система, следствием чего является быстрая утомляемость, головные боли, ослабление памяти. Постепенно развивается усиливающееся при волнении дрожание (ртутный тремор) пальцев рук, затем век, губ, в тяжелых случаях ─ ног и всего тела.

Наиболее опасны ртутьорганические соединения, поскольку их токсичное действие проявляется и становится заметным лишь спустя нескольких недель. При этом характерны эмоциональные и психические расстройства. Появляется возбудимость, раздражение, неспособность сосредоточиться, боязливость, чувство усталости, повреждения рассудка, носовые кровотечения, поражения глаз. У взрослых людей при попадании во внутрь организма около 350 мг ртути возможен летальный исход. Метил-ртуть относится к соединениям с ярко выраженным терратогенным действием (уродство).

Величина ПДК, установленная ВОЗ для ртути при поступлении в организм с пищей, равна 5 мкг на 1 кг массы тела за неделю.

Селен. В отдельных районах страны кислые почвы содержат избыточное количество селена, на которых растет ядовитая растительность, опасная для животных. В таких кормах селен замещает серу в аминокислотах–метионине и цистине. Последние, не включаясь в белковый обмен животных, способствуют выпадению волос и ногтей, шерсти и копыт. Такое явление наблюдается при избытке этого микроэлемента в растениях, его содержание не должно превышать 5∙10 –6 %. Ежесуточного поступления селена с кормом для животных до 2 мг вполне достаточно, чтобы вызвать признаки хронической интоксикации. Селен ─ единственный элемент, который при высоком содержании в растениях может вызвать внезапную смерть животных и человека. Известны случаи массовой гибели овец в течение одной ночи, которые паслись в пределах селеновой геохимической аномалии. Из-за высокого содержания селена смертельно ядовитым является гриб бледная поганка, который по уровню своего действия превосходит укус гюрзы. Селен – в высшей степени токсичный элемент и принадлежит к числу биофилов, который обязательно присутствует в любом организме. У животных, не получивших селена, разрушаются красные кровяные тельца. Значительная концентрация его в сетчатке глаза говорит о том, что он необходим для восприятия света.

Мышьяк . Ядовитое высокотоксичное вещество, который вызывает у человека рак легких, кожные болезни, заболевание крови (белокровие). Ингибирует различные ферменты, отрицательно действует на метаболизм.

Никель способствует респираторным заболеваниям, астме, нарушению дыхательной защитной системы, появлению рака носа, легких, врожденные пороки, ингибитор оксидаз, обладает мутагенным свойством.

Ванадий приводит к раздражению дыхательных путей, к астме, нервным расстройствам, а также изменению формулы крови.

Таллий вызывает нарушение общего обмена веществ, он сильно токсичен по отношению к растениям и животным.

Избыток бериллия способствует появлению дерматитов, язв, вызывает воспаление слизистых оболочек.

Области, в которых наблюдается избыточная концентрация тяжелых металлов, расположены вблизи заводов, где сжигается мусор или перерабатываются высококонцентрированные вещества (краски, лаки и т.д.). Свинец в виде пыли оказывается на почве и растениях, с помощью которых и попадает в организм человека. Высокая концентрация тяжелых металлов крайне опасна для детей, так как сильно замедляет их умственное и физическое развитие.

Свинец не выводится из организма. Он имеет свойство накапливаться, вследствие чего обостряются хронические заболевания. Нередко возникают поражения мозга, в результате появляется умственная отсталость, агрессивность и галлюцинации. Особенно сильно этому подвержены дети. Свинец в несколько раз усиливает действие любого канцерогена, попавшего в организм. В некоторых случаях может появиться раковая опухоль.

Кадмий и ртуть (особенно ее металлоорганические соединения) в избыточном количестве способны вызывать онкологические заболевания. Отравление ртутью сопровождается резким изменением настроения и дрожью в руках. Высокая концентрация кадмиевой пыли в воздухе способна вызвать затруднение дыхания из-за поражения дыхательных путей.

В 20 годах прошлого века в США был построен завод по обогащению бензина тетраэтилсвинцом, очень ядовитым соединением. Уровень свинца в организме всех жителей страны еще 50 лет был в несколько раз выше нормы. Сегодня развитые страны отказались от столь вредного для человека производства. Также была запрещена первичная обработка руд цветных металлов.

Вред тяжелых металлов для окружающей среды

Тяжелые металлы - это одна из природных составляющих литосферы. Их концентрация в земной коре и почве очень мала, но из-за различных выбросов отходов и деятельности фабрик она может резко увеличиться. При этом пострадают все живые организмы. Биологическое равновесие области, где наблюдается высокая концентрация токсичных металлов, сильно нарушается. В организме животных происходят необратимые изменения.

Если человек будет употреблять их мясо, он также может отравиться. Известны случаи, когда при употреблении рыбы с избыточным содержанием кадмия, развивалась болезнь итай-итай. Она сопровождается нестерпимыми болями в позвоночнике и пояснице. При неправильном лечении все заканчивается смертельным исходом.