Вред тяжелых металлов
Тяжелые металлы имеют плотность более 4,6 г/см3 (Виннакер / Кюхлер). Они являются природной составляющей литосферы. Антропогенные источники тяжелых металлов — металлургические и термические процессы, движение транспорта, использование материалов и химикатов с тяжелыми металлами в их составе, коррозия металлоконструкций, горное дело и складирование отходов.
В окружающую среду тяжелые металлы попадают преимущественно с летающей пылью и при ее осаждении на почве и листьях. Природное поступление тяжелых металлов распределяется в результате массопереноса вещества, как правило, равномерно и по большим площадям.
Места повышенных концентраций, несмотря на малые массопереносы, возникают в основном антропогенно из-за постоянства массовых потоков (движение транспорта, промыслы), при переработке высококонцентрированных материалов (лаки, стекло, металлы) и накоплении термическим (работа электростанций, сжигание мусора) или электролитическим (гальваника) путем. Тяжелые металлы как микроэлементы жизненно необходимы (в пище). Но в зависимости от вида и количества они могут вызывать и интоксикацию в oпpeдeлённых точках организма.
В окружающей среде доминируют в качестве ядовитых металлов свинец (РЬ), кадмий (Cd) и ртуть (Нд).
В городах выбросы свинца происходят преимущественно из органических алкилов свинца (тетраэтила и тетраметила свинца), добавляемых в бензин в качестве антидетонаторов. Осаждение свинца на поверхности земли, вблизи предприятий по выплавке свинца (Штольберг, Окер) особенно опасно для детей, вдыхающих свинцовую пыль и пачкающих ею руки, а также для взрослых, потребляющих свинец с пищей (лиственные овощи) и по цепям питания (мясо, молоко). В отличие от острых отравлений на производстве, постоянный прием свинца внутрь может привести к хроническим заболеваниям.
Каждый прием свинца — это нагрузка на организм. Патогенными точками агрессии являются красные кровяные тельца, гладкая мускулатура и центр, нервная система. Поражение почек, системы кровообращения и половых органов (преждевременные роды, дефекты спермы) общеизвестно. Свинец поражает ферменты, способствующие образованию красных кровяных телец, что приводит к так называемой гипохромной анемии. Поражение гладкой мускулатуры кровяных сосудов и кишечника вызывает нарушения в них. Сужение сосудов мозга и мозговой оболочки ведут к психическим заболеваниям, таким как слабоумие, галлюцинации и ослабление памяти.
Сильнее всего поражаются дети, поскольку мозговая оболочка и ее система кровообращения, предохраняющая взрослого человека от попадания чужеродных веществ в мозг, у детей еще не окрепла.
Дегенерация двигательных нейронов относится к наивысшим степеням поражения и может привести к полному параличу руки (слабость при разгибании, повисшая рука). Органические соединения свинца, такие как триэтил-свинец, более ядовиты, чем неорганических и действуют исключительно невротоксически. Триэтилсвинец связывают с вымиранием лесов, поскольку он легко усваивается терпенами — компонентами смолы сосен и елей и причиняет вред.
Кадмий — побочный продукт при производстве цинка, он применяется для изготовления желтых красящих пигментов и никель-кадмиевых батареек (плоских элементов питания).
Как и свинец, кадмий не является жизненно необходимым. В теле человека кадмий накапливается в печени и почках; биологический период его полураспада составляет 10 лет. В тело он попадает с пищей и сигаретным дымом. Cd фитотоксичен (хлорозы, некрозы вследствие разрушения тканей и хлорофилла). Микроорганизмы заболевают при концентрации 0,1 мг/л, а 0,2 мг/л — смертельная доза для пресноводного планктона.
При многолетнем вдыхании Cd содержащей пыли повреждается мембрана между кровеносными сосудами и альвеолами, нарушается дыхание (отек легких). Проблематичным является накопление кадмия в почках (нарушение почечных функций) и замещение им кальция в костях. Картина течения болезни с деформацией скелета и усыханием тела наблюдалась при несчастном случае отравления в Фуху (Япония), где питьевая и ирригационная воды были загрязнены Cd-содержащими стоками (болезнь итай-итай). Следует предотвращать малейшие выбросы Cd из-за его канцерогенное, тераго и мутагенности.
Ртуть в качестве опасного тяжелого металла получила известность после масштабных случаев отравлений в Пакистане, Ираке и Японии (болезнь Минамата).
В процесс обмена веществ ртуть попадает через пищеварительный тракт из разбитых термометров, батареек и фунгицидов. Ее биоаккумуляция происходит прежде всего в рыбах и двустворчатых моллюсках. Все соединения ртути ядовиты. Наивысшую токсичность демонстрируют металлорганические соединения, преимущественно метилртуть.
Заболевания разнообразны. Например накопление ртути в мозге приводит к нарушениям мозговой деятельности и замедляет развитие детей. Поскольку соединения Нд свободно преодолевают плаценту, нарушается развитие плода.
