Воздействие тяжелых металлов на органы и системы человека. «Влияние тяжелых металлов на организм человека

К так называемым микроэлементам принадлежат тяжелые металлы. Эти вещества необходимы для нормального функционирования человеческого организма. Их недостаток может вызывать различные заболевания. Поскольку в окружающей среде микроэлементов мало, живые организмы выработали в процессе эволюционного развития способность к их накоплению.
К так называемым микроэлементам принадлежат тяжелые металлы. Эти вещества необходимы для нормального функционирования человеческого организма. Их недостаток может вызывать различные заболевания.
Поскольку в окружающей среде микроэлементов мало, живые организмы выработали в процессе эволюционного развития способность к их накоплению. Но при антропогенном загрязнении окружающей среды, эта способность привела к чрезмерному накоплению тяжелых металлов в организме человека.
Основными путями попадания токсических тяжелых металлов в организм человека есть воздух, пища и вода.
Наиболее токсическое влияние ионов металлов наблюдается при вдыхании пыли в районах промышленных зон и автострад. Поэтому не рекомендуется жить вблизи больших промышленных предприятий и автострад или бурить скважины для питьевой воды. В этих районах практически невозможно защититься от токсического воздействия тяжелых металлов.
В повседневной жизни отравление организма человека тяжелыми металлами может происходить через пищу и воду. Проверить все продукты питания на содержание металлов невозможно, но необходимо контролировать количество этих вредных микроэлементов хотя бы в продуктах, выращенных на приватном приусадебном участке. Специалисты рекомендуют проводить известкование и внесение органических удобрений в почвы загрязненные тяжелыми металлами.
В настоящее время поверхностные водоема, реки, водохранилища повсеместно загрязнены в результате попадания неочищенных промышленных и хозяйственно-бытовых вод. Тяжелые металлы обнаруживаются даже в воде с буровой скважины глубиной до 100 м. Современные технологии позволяют очистить воду от этих примесей. Таким образом, чтобы освободиться от различных примесей в воде на приусадебном участке, необходимо время от времени проводить анализ воды и подбирать соответствующую систему очистки.
Влияние тяжелых металлов на функционирование человеческого организма
Свинец. Хроническая интоксикация свинцом приводит к анемии, нарушению функций почек, проявляется в общей слабости. Свинец может накапливаться в костях в виде нерастворенных трехосновных фосфатов. В этой форме он безопасный для организма. Но в некоторых случаях, например, при повышенной кислотности, дефиците кальция в еде, а также при злоупотреблении спиртными напитками, он переходит в кровь и вызывает отравление организма.
Питьевая вода есть источником поступления свинца в живой организм. Показана корреляция между содержанием свинца в воде и его уровнем в крови человека.
Кадмий. Соли кадмия имеют мутагенное действие и таким образом, могут нести генетическую опасность. Кадмий ингибирует ряд ферментов, необходимых для нормальной жизнедеятельности. Он поражает такие органы, как почки, печень, поджелудочную железу, легкие.
Хром. Попадание хрома в организм вызывает поражение почек, головную боль, похудение. Кроме того, при хроническом отравлении хромом, организм предрасположен к катаральному воспалению легких.
Никель. Интоксикация никелем сопровождается аллергией, дерматитами, ринитами, бронхиальной астмой. Он накапливается в разных тканях организма – печени, поджелудочной, щитовидной железе и др.
Ртуть. Опасность ртути для организма связана с ее свойством связывать SH-группы. При попадании ртути в организм, прекращается синтез белка. Этот элемент имеет кумулятивные свойства – он накапливается в почках, головном мозге и других тканях, обогащенных липидами.
Кальций. В повышенных количествах этот элемент вызывает стенокардию, нефрокальциноз и другие патологические состояния.
Калий. Избыток калия в организме сопровождается аритмией, нейроциркуляторной дистонией и склонностью к развитию сахарного диабета.
Бром. Основные проявления организма при отравлении бромом – неврологический синдром, бромодерма. Бром может также вызывать относительный гипотериоз, поскольку замещает йод при синтезе гормонов щитовидной железы.
Рубидий. Излишек рубидия вызывает аритмию, хроническое воспаление верхних дыхательных путей, протеинурию.
Стронций. Этот элемент может быть причиной развития остеопороза, остеохондроза и стронциевого рахита в связи со способностью замещать кальций в костях и хрящевой ткани.

Тяжелые металлы оказывают серьезное влияние на состояние здоровье человека.
В ближайшее время вы сможете увидеть органы-мишени для тяжелых металлов на рисунке

Барий
Обадает высокой химической активностью, все соли бария очень ядовиты, легко растворимы в воде и биологических жидкостях.

Железо
Из воды железо практически не усваивается, кроме того, Всемирная организация здравоохранения не отмечает вредного воздействия железа, содержащегося в воде, на организм человека.
Повышенная концентрация железа придает воде бурый оттенок, делая ее непригодной для употребления по органолептическим показателям (но не по влиянию на здоровье). Также так называемая "ржавая" вода приводит к окрашиванию сантехники в соответствующий цвет.

Кальций
Придает воде жесткость, оседает при кипячении на посуде, приводит к засорению и поломке котлов, бытовой водной аппаратуры. Соединения кальция (гидрокарбонат, сульфат) практически не усваиваются организмом.

Кадмий
Связывет серосодержащие ферменты и аминокислоты, накапливается в организме. При отравлении вызывает рвоту и судороги.
Соединения кадмия поражают центральную нервную систему, печень и почки, нарушают фосфорно-кальциевый обмен. При хроническом отравлении анемия и разрушение костей.

Магний
Избыток магния оказывает в основном слабительный эффект, а также является антагонистом кальция и фосфора, вытесняя их из организма.

Марганец
Относится к тяжелым металлам. Обладает нейротоксичным действием, а также поражает сердечно-сосудистую систему, паренхиматозные органы (печень, легкие, почки). Употребление воды, с концентрацией марганца выше 0.1 мг/л (ПДК), может спровоцировать возникновение серьезных заболеваний костной системы.
Симптомы избытка марганца неспецифичны, сходны с другими заболеваниями: утомляемость, слабость, сонливость, головные боли; боли в пояснице, конечностях, в правом подреберье, понижение аппетита; расстройство мочеиспускания, половая слабость; бессонница, подавленное настроение, слезливость. У беременных употребляющих воду с повышенной концентрацией марганца, повышается риск рождения умственно неполноценных детей.
Без проведения анализа можно заподозрить высокое содержание Mn в воде - вяжущий вкус и желтоватая окраска. Такая вода не пригодна для питья, вредна для труб, сантехники, стиральных машин.
На содержание свободного марганца в воде влияют связь поверхностных вод с подземными водами, наличие фотосинтезирующих организмов, аэробные условия, разложение биомассы (мертвые организмы и растения); выщелачивание минералов и руд, которые содержат марганец; сточные воды с шахт, химическая промышленность, металлургия.
Очистка воды от железа и марганца производится с помощью обезжелезывателей, которые удаляют из воды Fe 2+ , Fe 3+ и марганец. Также возможно использование фильтров на основе оксидов марганца и аппаратов обратного осмоса. Выбор способа воздействия зависит от целей.

Медь
Медь токсичная в отношении ферментативной функции пищеварительной и выделительной систем (по последним исследованиям, это достаточно спорно). Медь в комбинации с препаратами витамина В6 подавляет свойства последнего, и он становится более токсичным. Большие дозы меди вызывают изменения в общем анализе крови - лейкопению с палочно-ядерным сдвигом влево.
Питьевая вода, содержащая избыточное количество меди (более 2 мг/л), раздражает слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта и вызывает рвоту. Недостаток меди в воде также нежелателен, так как она обладает бактерицидным действием. Риски для здоровья от избытка меди меньше, чем от ее недостатка. Ионы меди придают излишку меди в воде отчётливый «металлический вкус».

Мышьяк
Широко известный металл, который широко применялся для отравления королей, царей и царственных особ. Также употребляется для травли крыс и мышей. Также вызывает эндемический зоб из-за накопления в щитовидной железе. При отравлении вызывает боли в животе, рвоту, понос, угнетение центральной нервной системы. В малых дозах обладает канцерогенным эффектом.

Ртуть и ее соединения очень токсичны не только в виде паров, вызывают тяжелые отравления. Поражают нервную систему, почки, печень, желудочно-кишечный тракт. Органические соединения ртути еще более токсичны из-за более эффективного взаимодействия с ферментативными системами организма.

Свинец
Токсичен как в чистом виде, так и в соединениях. Одна из версий падения Римской империи связана с тем, что трубы в акведуках, посуда были сделаны из свинца. Накапливается в костях и вызывает их разрушение.

Селен

Cурьма
Обладает кумулятивным и раздражающим действием. Целевой орган - щитовидная железа, сурьма накапливается в ней и вызывает эндемический зоб. В основном опасна пыль и пары, в этом виде в продуктах питания не встречается.

Хром
При хроническом отравлении хромом наблюдаются головные боли, исхудание, воспалительные изменения слизистой желудка и кишечника. Хромовые соединения вызывают различные кожные заболевания, дерматиты и экземы, протекающие остро и хронически и носят пузырьковый, папулезный, гнойничковый или узелковый характер.
Соединения трехвалентного хрома вызывают дерматиты. Соединения четырехвалентного хрома приводят преимущественно к онкологическим заболеваниям.

Цинк
Цинк является природным антиоксидантом и способствует сопротивлению организма грязной окружающей среде. Участвует в процессах обмена, влияет на иммунитет, входит в состав карбоангидразы, обладает ранозаживляющим действием, оказывает противовирусное действие, участвует в процессах вкусового восприятия и обоняния, необходим для функционирования центральной нервной системы, в том числе для процессов запоминания.
Хроническое отравление характеризуется жалобами на усталость, отсутствие аппетита, головные боли, головокружение, тяжесть и стеснение в груди, тошноту, рвоту, поносы. При обследовании - истощение, признаки гепатита, гипотония, гипертиреоз, дерматиты дистрофического или аллергического характера.
Накапливается в костях, при недостатке цинка происходит деминерализация костей.
Несмотря на полезные свойства цинка, при его избытке происходит фиброзное перерождение поджелудочной железы.
Цинк угнетает активность железосодержащих ферментов цитохромоксидазы и каталазы, которые повышают способность костных клеток к синтезу коллагена.
Фосфид и оксид цинка в отличие от металлического цинка ядовиты. Попадание в организм растворимых солей цинка приводит к расстройству пищеварения, раздражению слизистых оболочек.

Радионуклиды
Это природные радиоактивные элементы, которые всегда присутствуют в окружающей среде, создавая в том числе фон естественной радиации.
Вода из скважин содержит большее число радионуклидов по сравнению с обычной водой или водой из колодца.
Природные радиоактивные элементы содержаться в строительных материалах, особенно в бетонных конструкциях. Плохая вентиляция, особенно в домах с плотно закрывающимися окнами, может увеличить дозу облучения, обусловленную вдыханием радиоактивных аэрозолей за счет распада газа радона, который образуется в свою очередь при естественном распаде радия, содержащегося в почве и строительных материалах. Фосфорные удобрения, содержат естественные радионуклиды рядов урана и тория, что является дополнительным фактором облучения организма человека. Эти радионуклиды накапливаются в почве, затем с пылью и продуктами питания попадают в организм. Никем не афишируется, что тепловые электростанции выбрасывают в атмосферу радиоактивную золу, что очень актуально для левого берега города Воронежа.
При тепловой, кулинарной обработке содержание радионуклидов в продуктах питания, воде снижается на 30-50%.
Случаев возникновения лучевой болезни от загрязненной воды в нашей области не зафиксировано (в отличие от Чернобыля), но следует помнить, что избыточная радиация угнетает иммунную систему, способствуя появлению множества заболеваний.
Обычно определяется уровень загрязнения воды артезианских скважин по урану, радону, радию-226 и радию-228

Батталов Ильназ Рамилевич, Салахова Айгуль Ринатовна

В последнее время все острее стоит проблема загрязнения окружающей среды вредными компонентами. К числу этих загрязнителей прежде всего относятся некоторые тяжелые металлы. Было установлено, что основным путем (до 70 %) поступления их в организм человека являются пищевые продукты. Эти исследования убедительно доказали, что неконтролируемое загрязнение пищевых продуктов тяжелыми металлами может вызвать серьезные последствия в организме.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Батталов Ильназ,Салахова Айгуль,

11 А класс МБОУ«Гимназия №5»г.Зеленодольск

Руководитель Зубарева Г.Я.

Влияние тяжелых металлов на организм человека.

В последнее время все острее стоит проблема загрязнения окружающей среды вредными компонентами. К числу этих загрязнителей прежде всего относятся некоторые тяжелые металлы. Было установлено, что основным путем (до 70 %) поступления их в организм человека являются пищевые продукты. Эти исследования убедительно доказали, что неконтролируемое загрязнение пищевых продуктов тяжелыми металлами может вызвать серьезные последствия в организме.

К тяжелым металлам относится группа химических элементов (более 40), обладающих свойствами металлов (в том числе и полуметаллов) и значительным атомным весом, либо плотностью. Основным критерием отнесения элементов к группе тяжелых металлов являются атомный вес, который должен быть выше 50 атомных единиц. К таким элементам относятся например, свинец, цинк, кадмий, ртуть, молибден, хром, маоганец, никель, олово, кобальт, ваннадий и др. Это отношение элементов к тяжелым металлам с химической точки зрения. Но с точки зрения медицинской и природоохранной важными характеристиками тяжелых металлов являются биологическая активность и токсичность.

Опасность воздействия тяжелых металлов заключается в том, что они остаются в организме человека навсегда. Хотя, употребление белков (в частности белков молока и белых грибов) способствует выведению их из организма.

Ниже приведена таблица воздействия тяжелых металлов на организм человека.

Таким образом, из приведенных данных о токсичности тяжелых металлов можно сделать вывод о том, увеличение концентрации тяжелых металлов в окружающей среде увеличивает число мутаций, передающихся по наследству. Мутанты подвержены порокам физического и умственного развития. Если проследить за мутацией рыб (они живут около 3 лет), станет очевидно, что у многих из них в загрязненных водоемах нарушается генофонд. Это телескопические потери плавников, чешуи, нижней челюсти и другие уродства.
Средняя продолжительность жизни человека - 60 лет. Поэтому уже сегодня нужно резко ставить вопрос об экологических проблемах. Мы экономим на очистных сооружениях, а получается, что экономим на здоровье людей. А здоровье и за деньги не купишь. За нарушение генофонда мы отвечаем перед будущими поколениями.

Список литературы:

1.Некрасов Б.В. Основы общей химии: Т. I. -М.: Химия, 1969.

2.Новиков Э. А. Человек и литосфера. Ленинград, 1976 г.

3.Мельников Н. Н. Пестициды и окружающая среда. Химия, 1977 г.

4. Экология. Учебник.Е.А.Криксунов., Москва, 1995г..- 240с.

Одними из наиболее вредных, если не наиболее вредными металлами для человека являются кадмий, ртуть и свинец. К сожалению, именно отравления и интоксикации этими металлами можно встретить чаще всего. Обычно загрязненные продукты питания попадают к нам на стол, и так происходит проникновение тяжелых металлов в наш организм.

Эти вещества не разлагаются за короткий срок термической обработки, и могут доставить нам много неприятных минут. Конечно же, не все металлы представляют угрозу для нашего организма. Такие металлы как: марганец, медь, хром, железо, цинк и др. наоборот нужны нашему организму, пусть и в крошечных количествах. А вот ртуть, кадмий и свинец – опасные металлы. Наш организм не нуждается в лишнем балласте. Большие их количества в теле могут привести к необратимым трагическим последствиям.

Свинец

Тяжелые металлы постепенно накапливаются в нашем организме, поднимая допустимую концентрацию до опасного уровня. Взять хотя бы свинец – этот металл присутствует в, казалось бы, обычном напитке – пиве. Может он попасть в тело вместе с продуктами, которые были упакованы в таре содержащей свинец. Отравлением этим веществом у каждого может проявиться индивидуально: все зависит от здоровья человека, и от количества, попавшего в тело свинца. Поэтому, врачи затрудняются поставить точный диагноз. Вообще, свинец в организме приводит к анемии, тошноте, запору, проблемами со щитовидной железой, бессоннице, депрессиям, анемии. Тяжелые отравления веду к почечной недостаточности, слепоте, как временной, так и постоянной, судорогам, и летальному исходу.

Кадмий

Теперь немного о кадмии. Это такой себе канцероген. Содержится он в батареях, красках, химических удобрениях. Промышленная деятельность человека является не последним способом, которым этот металл попадает в окружающую среду. Если долго жить в местности, где заводы часто выбрасывают в атмосферу такие вот вещества, есть большая вероятность заболевания почек, легких и высокое давление. Кадмий деморализует кости, что приводит к частым переломам, даже по не значительному поводу. Накопленный в организме, он ведет к раку поджелудочной железы и простаты.

Ртуть

Металл вызывает невралгию. Есть пломбы из амальгамы, в стоматологическом деле, и некоторые виды пестицидов, которые содержат ртуть. Безусловно, сельскохозяйственные продукты, впитавшие в себя эти пестициды, будут заражены. Если у вас отравление метил ртутью (одно из соединений ртути), может исчезнуть зрение, набухнуть десна, появится кожная сыпь, усталость, головная боль. Координация движений будет нарушена, центральная нервная система и почки подвергнуться несопоставимым с нормальным функционированием нагрузкам. Если беременная женщина, подвергнется воздействиям метил ртути, то плод наверняка родится с дефектами, и неврологическими отклонениями. Если вы хотите получить самые точные результаты содержания металлов в организме, необходимо сдать волосы на минеральный анализ.

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.