Влияние токсичных микроэлементов на здоровье человека

       Министерство  образования и науки Республики Казахстан 

       Северо-Казахстанский  государственный университет им. М. Козыбаева 

       Кафедра органической химии и химии ВМС 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       РЕФЕРАТ

       На  тему: «Влияние токсичных микроэлементов на здоровье человека» 

       По  специальности 5В011600 – «География» 
 
 
 
 

Выполнил                                                                                    О. А. Симчич 

Проверил                                                                                     И. В. Голодова 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Петропавловск, 2011

 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ                                                                                                                  3

1. Краткая характеристика токсичных микроэлементов                                        4

2. Кадмий                                                                                                                      5

3. Свинец                                                                                                                      8

4. Ртуть                                                                                                                        13

5. Алюминий                                                                                                              16

6. Барий                                                                                                                      18

Заключение                                                                                                                 19

Список литературы                                                                                                    20                                                                                                                          
ВВЕДЕНИЕ 

     В результате научно-технической революции возросли и расширились взаимосвязи между населением и окружающей средой. Хозяйственная деятельность человека, особенно в последние десятилетия, привела к загрязнению окружающей среды отходами производства. Воздушный бассейн и воды содержат загрязняющие вещества, концентрация которых часто превышают предельно допустимую, что негативно отражается на здоровье населения. Загрязнение может оказывать разнообразное воздействие на организм и зависит от его вида, концентрации, длительности и периодичности воздействия.

     В свою очередь реакция организма  определяется индивидуальными особенностями, возрастом, полом, состоянием здоровья человека.

     Актуальность  проблемы определила цель данной работы - выявить группу токсических опасных  химических веществ, рассмотреть механизм их воздействия на человека и установить связь с заболеваемостью населения.

 

      1. Краткая характеристика токсичных микроэлементов 

     К общеизвестным токсичным микроэлементам относятся ртуть, свинец, фтор, кадмий, бериллий, мышьяк, хром и, как выяснилось в последние годы, алюминий. Специалисты по геохимическим загрязнениям техногенного происхождения |выделяют четыре основные группы химических элементов, которые различаются по типам создаваемой ими нагрузки на окружающую среду за счет выпадения из атмосферы и характеру формируемых аномалий.

     1. Элементы с невысокими содержаниями  в выпадениях, создающие повышенную  нагрузку на воздушный бассейн. Химических аномалий в почвах они не образуют. Сюда входят преимущественно так называемые литофильные элементы (титан, барий, цирконий, ниобий). Экологическая токсичность этой группы элементов невелика.

     2. Элементы с невысокими средними  содержаниями в выпадениях, но с отдельными (локальными) участками высоких и очень высоких (экстремальных) концентраций, которые создают очень большие нагрузки на воздушный бассейн и сравнительно небольшие по размеру аномалии в почвах. Сюда входят: стронций, серебро, кобальт, висмут, хром, ванадий, бериллий, литий, олово. Для некоторых из этих элементов характерны токсические эффекты даже при невысоких концентрациях.

     3. Элементы с высокими средними  концентрациями в выпадениях, сравнительно равномерно распределенными по территории урбанизированных зон. Участки с экстремальными содержаниями микроэлементов нехарактерны. Эти элементы формируют повышенную общую нагрузку на воздушный бассейн и обширные аномалии в почвах. Сюда входят свинец, сурьма, частично медь. Из них особо следует отметить свинец—элемент транс портных выбросов и один из опаснейших загрязнителей окружающей среды городов (входит в первый класс опасности по гигиеническим оценкам).

     4. Элементы с высокими средними концентрациями в выпадениях, на фоне которых распространены участки с очень высокими и даже экстремальными значениями. Эти элементы создают обширные аномальные поля и локальные экстремально-аномальные центры. К ним могут быть отнесены ртуть, молибден, цинк, никель, вероятно, кадмий. Из этих элементов наиболее опасны ртуть и кадмий.

     В 1978 г. Г. И. Сидоренко выдвинул концепцию  о максимально допустимой нагрузке на население с учетом всех факторов окружающей среды. В этих исследованиях широко изучается содержание химических элементов в диагностических биосубстратах человека (кровь, моча, слюна, желчь, волосы, ногти, зубы), а также в «критических» органах (печень, почки, костная ткань и др.). Эти показатели используются в качестве необходимых сведений о рекомендуемых и допустимых уровнях некоторых химических элементов.

 

      2. Кадмий

     Кадмий, цинк и медь являются наиболее важными  металлами при изучении проблемы загрязнений, так они широко распространены в мире и обладают токсичными свойствами. Кадмий и цинк (так же как свинец и ртуть) обнаружены в основном в сульфидных осадках. В результате атмосферных процессов эти элементы легко попадают в океаны. В почвах содержится приблизительно 4,5х10 -⁴ %. Растительность содержит различное количество обоих элементов, но содержание цинка в золе растений относительно высоко -0,14;, так как этот элемент играет существенную роль в питании растений.

     Около 1 млн. кг кадмия попадает в атмосферу ежегодно в результате деятельности заводов по его выплавке, что составляет около 45 % общего загрязнения этим элементом. 52 % загрязнений попадают в результате сжигания или переработки изделий, содержащих кадмий. Кадмий обладает относительно высокой летучестью, поэтому он легко проникает в атмосферу.

Попадание кадмия в природные воды происходит в результате применения его в  гальванических процессах и техники. Наиболее серьёзные источники загрязнения  воды цинком - заводы по выплавке цинка и гальванические производства.

     Потенциальным источником загрязнением кадмием являются удобрения. При этом кадмий внедряется в растения, употребляемые человеком  в пищу, и в конце цепочки  переходят в организм человека. Кадмий и цинк легко проникают в морскую воду и океан через сеть поверхностных и грунтовых вод.

Кадмий  накапливается в определённых органах  животных (особенно в печени и в  почках).

     Кадмий  и его соединения относятся к I классу опасности. Он проникает в  человеческий организм в течение продолжительного периода. Вдыхание воздуха в течение 8 часов при концентрации кадмия 5 мг/м³ может привести к смерти.

     При хроническом отравлении кадмием  в моче появляется белок, повышается кровяное давление.

     При исследовании присутствия кадмия в  продуктах питания было выявлено, что выделения человеческого организма редко содержат столько же кадмия, сколько было поглощено. Единого мирового мнения относительно приемлемого безопасного содержания кадмия в пище сейчас нет.

     Одним их эффективных путей предотвращения поступления кадмия в виде загрязнений состоит в введении контроля за содержанием этого металла в выбросах плавильных заводов и других промышленных предприятий.

Почки и кости являются целевыми органами, подвергающимися наибольшему воздействию  окружающей среды. В число основных видов критического воздействия входят:

     a) повышенное содержание белков  с низким молекулярным весом  в моче в результате повреждения  проксимальных тубулярных клеток  и

     b) увеличение опасности остеопороза.

     Сообщалось  также о повышенной опасности рака легких в результате воздействия через дыхательные пути в ходе осуществления профессиональной деятельности.

     Запас безопасности между содержанием  кадмия в суточном рационе, который  не оказывает какого-либо воздействия, и содержанием, которое может привести к возникновению последствий, является весьма малым, а для групп населения, подверженных высокому уровню воздействия, - практически нулевым. В группы населения, подверженные риску, входят престарелые лица, диабетики и курильщики. Женщины могут быть подвержены более высокой опасности ввиду того, что с учетом более низкого содержания железа в их организмах они поглощают по сравнению с мужчинами более значительные объемы кадмия при одинаковом уровне воздействия.

     Пища  является основным источников воздействия кадмия на все группы населения (более чем 90% общего объема поступления в организмы некурящих). В сильно загрязненных районах пыль, содержащаяся в окружающем воздухе, может в значительной степени загрязнять сельскохозяйственные культуры и оказывать воздействие через дыхательные и пищеварительные тракты.

     Ежегодные объемы поступления кадмия в верхние  слои почвы в результате ТЗВБР  и в связи с использованием минеральных и органических удобрений  имеют приблизительно одинаковый порядок  величины. Это поступление увеличивает уже имеющиеся и нередко относительно значительные объемы кадмия, содержащиеся в верхних слоях почвы.

Несмотря  на сокращение выбросов кадмия, его  концентраций в окружающем воздухе  и уровней его осаждения, недавно  опубликованные данные не свидетельствуют об уменьшении содержания кадмия в организмах некурящих в течение последнего десятилетия. Результаты исследований баланса кадмия в верхних слоях пахотной почвы свидетельствуют о том, что поступление кадмия по-прежнему превышает его удаление.

Кадмий  накапливается в почвах и водосборных  бассейнах при определенных условиях состояния окружающей среды и  тем самым увеличивает риск будущего воздействия через пищевые продукты. В этой связи с учетом малого запаса безопасности следует приложить все силы для дальнейшего сокращения атмосферных выбросов кадмия и других видов поступления кадмия в почву.

Разговор  о кадмии должен быть особым. Л.Г. Бондарев приводит тревожные данные шведского исследователя М. Пискатора о том, что разница между содержанием этого вещества в организме современных подростков и критической величиной, когда придется считаться с нарушениями функции почек, болезнями легких и костей, оказывается очень малой. Особенно у курильщиков. Табак во время своего роста очень активно и в больших количествах аккумулирует кадмий: его концентрация в сухих листьях в тысячи раз выше средних значений для биомассы наземной растительности. Поэтому с каждой затяжкой дымом вместе с такими вредными веществами, как никотин и окись углерода, в организм поступает и кадмий. В одной сигарете содержится от 1,2 до 2,5 мкг этого яда. Мировое производство табака, по данным Л.Г. Бондарева, составляет примерно 5,7 млн. т в год. Одна сигарета содержит около 1 г табака. Следовательно, при выкуривании всех сигарет, папирос и трубок в мире в окружающую среду выделяется от 5,7 до 11,4 т кадмия, попадая не только в легкие курильщиков, но и в легкие некурящих людей.