Як захистити себе від впливу важких металів?

Важкі метали - це елементи періодичної системи хімічних елементів Д.І. Менделєєва, з відносною молекулярною масою більше 40. Одним з найсильніших за дією і найбільш поширеним хімічним забрудненням є забруднення важкими металами. До важких металів ставляться більше 40 хімічних елементів періодичної системи Д.І. Менделєєва, маса атомів яких становить понад 50 атомних одиниць. Ця група елементів бере активну участь у біологічних процесах, входячи до складу багатьох ферментів. Група «важких металів» багато в чому збігається з поняттям «мікроелементи». Звідси свинець, цинк, кадмій, ртуть, молібден, хром, марганець, нікель, олово, кобальт, титан, мідь, ванадій є важкими металами. Важкі метали, потрапляючи в наш організм, залишаються там назавжди, вивести їх можна тільки за допомогою білків молока і білих грибів. Досягаючи певної концентрації в організмі, вони починають своє згубний вплив - викликають отруєння, мутації. Крім того, що самі вони отруюють організм людини, вони ще й чисто механічно засмічують його - іони важких металів осідають на стінках найтонших систем організму і засмічують ниркові канали, канали печінки, таким чином, знижуючи фільтраційну здатність цих органів. Відповідно, це призводить до накопичення токсинів і продуктів життєдіяльності клітин нашого організму, тобто самоотруєння організму, тому саме печінка відповідає за переробку отруйних речовин, що потрапляють в наш організм, і продуктів життєдіяльності організму, а нирки - за їх виведення назовні Джерела надходження важких металів діляться на природні (вивітрювання гірських порід та мінералів, ерозійні процеси, вулканічна діяльність) і техногенні (видобуток і переробка корисних копалин, спалювання палива, рух транспорту, діяльність сільського господарства). Частина техногенних викидів, що надходять у природне середовище у вигляді тонких аерозолів, переноситься на значні відстані і викликає глобальне забруднення. Інша частина надходить в безстічні водойми, де важкі метали накопичуються і стають джерелом вторинного забруднення, тобто утворення небезпечних забруднень у ході фізико-хімічних процесів, що йдуть безпосередньо в середовищі (наприклад, утворення з нетоксичних речовин отрутного газу фосгену). Важкі метали накопичуються в ґрунті, особливо у верхніх гумусових горизонтах, і повільно віддаляються при вилуговування, споживанні рослинами, ерозії і дефляції - видування грунтів. Період напіввидалення або видалення половини від початкової концентрації становить тривалий час: для цинку - від 70 до 510 років, для кадмію - від 13 до 110 років, для міді - від 310 до 1500 років і для свинцю - від 740 до 5900 років. У гумусовий частини грунту відбувається первинна трансформація потрапили в неї з'єднань. Важкі метали мають високу здатність до різноманітних хімічних, фізико-хімічних і біологічних реакцій. Багато з них мають змінну валентність і беруть участь в окисно-відновних процесах. Важкі метали та їх сполуки, як і інші хімічні сполуки, здатні переміщатися і перерозподілятися в середовищах життя, тобто мігрувати. Міграція сполук важких металів відбувається в значній мірі у вигляді органо-мінеральної складової. Частина органічних сполук, з якими зв'язуються метали, представлена продуктами мікробіологічної діяльності. Ртуть характеризується здатністю акумулюватися в ланках «харчового ланцюга». Мікроорганізми грунту можуть давати стійкі до ртуті популяції, які перетворюють металеву ртуть у токсичні для вищих організмів речовини. Деякі водорості, гриби і бактерії здатні акумулювати ртуть у клітках. Ртуть, свинець, кадмій входять в загальний перелік найбільш важливих забруднюючих речовин навколишнього середовища, погоджений країнами, що входять в ООН.

Забруднення навколишнього середовища

Під забрудненням навколишнього середовища розуміють небажані зміни фізичних, фізико-хімічних та біологічних характеристик повітря, грунтів, вод, які можуть несприятливо впливати на життя людини, необхідних йому рослин, тварин і культурне надбання, виснажувати або псувати його сировинні ресурси. Ці негативні зміни є результатом діяльності людини. Вони переривають або порушують процеси обміну і круговороту речовин, їх асиміляцію, розподіл енергії, в результаті змінюються властивості навколишнього середовища, умови існування організмів, знижується продуктивність або ж руйнуються екосистеми. Прямо чи опосередковано такі перетворення впливають на людину через біологічні ресурси, води і продукти.

Основні джерела забруднень антропогенного походження:

. теплові електростанції (27%),

. підприємства чорної (24%) і кольоровий (10,5%) металургії,

. нафтохімічної промисловості (15,5%),

. будівельних матеріалів (8,1%), хімічної промисловості (1,3%),

. автотранспорту (13,3%).

Типи забруднень і шкідливих впливів: фізичні забруднення - радіоактивні елементи (випромінювання), нагрів або теплове забруднення, шуми- біологічні забруднення - мікробіологічне отруєння дихальних і харчових шляхів (бактерії, віруси), зміна біоценозів внаслідок впровадження чужорідних рослин або тварин-хімічні забруднення - газоподібні похідні вуглецю і рідкі вуглеводні, миючі засоби, пластмаси, пестициди, похідні сірки, важкі метали, фтористі з'єднання, аерозолі та ін.- естетичний шкоду - порушення ландшафтів, примітних місць малопривабливими будівлями і ін. Крім того, виділяють групи забруднюючих факторів: матеріальні, що включають механічні (аерозолі, тверді тіла і частинки у воді та грунті), хімічні (різноманітні газоподібні, рідкі та тверді хімічні сполуки), біологічні забруднення (мікроорганізми і продукти їх діяльності), енергетичні (фізичні) забруднення - енергія теплова , механічна (вібрація, шум, ультразвук), світлова, електромагнітні поля, іонізуючі випромінювання. Радіоактивні відходи - матеріальні та енергетичні забруднення. Розрізняють також точкові (зосереджені) і розосереджені джерела забруднення, а також джерела забруднення безперервної та періодичної дії.

Забруднювачі бувають:

. стійкі неразлагающіеся (наприклад, солі ртуті, фенольні сполуки з довгим ланцюгом, ДДТ, алюмінієві банки та ін.), не існує природних процесів, що розкладають ці забруднювачі з тією ж швидкістю, з якою вони вводяться в екосистеми;

. нестійкі (побутові стічні води, надлишок нітратів та ін.), що руйнуються під впливом біологічних процесів.

Атмосферне забруднення - присутність у повітрі різних газів, парів, часток твердих і рідких речовин, включаючи і радіоактивні, що негативно впливають на живі організми, погіршують умови життя людини і завдають йому матеріальної шкоди.

В атмосферу Землі за рік викидається, млн. Т: оксиду вуглецю 200, діоксиду вуглецю більше 20, діоксиду сірки 200, оксидів азоту 53, пилу более250, золи 120, вуглеводнів більш 50, фреонів 1, свинцю 0,4 і т.д.

Про забруднення навколишнього природного середовища шкідливими речовинами зараз знають майже всі. Засоби масової інформації - преса, радіо і телебачення - намагаються формувати такі знання у різних груп населення. Очевидно, що уявити хороший огляд того, як, чим і в яких кількостях забруднюється наш великий спільний дім - біосфера - практично неможливо. До теперішнього часу людство ввело в біосферу більше 4 мільйонів ксенобіотиків (чужорідних для неї антропогенних речовин) і продовжує вводити по 6000 речовин щодня. Зрозуміло, що питома вага, частка різних шкідливих речовин у забрудненні навколишнього середовища не є однаковими. Г.В. Новиков і А.Я. Дударєв (1978), наприклад, у своїй роботі про охорону навколишнього середовища сучасного міста привели наступні дані Баттелевського інституту про «внесок» окремих речовин у забруднення навколишнього середовища в 1970 і 1971 рр. У 1971 р перше місце в цьому списку зайняли важкі метали Виділення їх в навколишнє середовище відбувається в основному при спалюванні мінерального палива. У золі вугілля і нафти виявлені практично всі метали. У кам'яновугільної золі, наприклад, за даними Л.Г. Бондарева (1984), встановлено наявність 70 елементів. В 1 т в середньому міститься по 200 г цинку і олова, 300 г кобальту, 400 г урану, по 500 г германію та миш'яку. Максимальний вміст стронцію, ванадію, цинку і германію може досягати 10 кг на 1 т. Зола нафти містить багато ванадію, ртуті, молібдену і нікелю. У золі торфу міститься уран, кобальт, мідь, нікель, цинк, свинець. Так, Л.Г. Бондарєв, враховуючи сучасні масштаби використання викопного палива, приходить до наступного висновку: чи не металургійне виробництво, а спалювання вугілля являє собою головне джерело надходження багатьох металів у навколишнє середовище. Наприклад, при щорічному спалюванні 2,4 млрд. Т кам'яного і 0,9 млрд. Т бурого вугілля разом із золою розсіюється 200 тис. Т миш'яку і 224 тис. Т урану, тоді як світове виробництво цих двох металів становить 40 і 30 тис. т на рік відповідно.

Цікаво, що техногенне розсіювання при спалюванні вугілля таких металів, як кобальт, молібден, уран і деякі інші, почалося задовго до того, як стали використовуватися самі елементи. «До теперішнього часу (включаючи 1981), - продовжує Л.Г. Бондарєв, - у всьому світі було видобуто і спалено близько 160 млрд. Т вугілля і близько 64 млрд. Т нафти. Разом із золою розсіяні в навколишньому середовищі багато мільйонів тонн різних металів ».

Добре відомо, що багато з названих металів і десятки інших мікроелементів знаходяться в живій речовині планети і є абсолютно необхідними для нормального функціонування організмів. Але, як кажуть, «все добре в міру». Багато з таких речовин при їх надмірній кількості в організмі виявляються отрутами, починають бути небезпечними для здоров'я. Так, наприклад, безпосереднє відношення до захворювання на рак мають: миш'як (рак легені), свинець (рак нирок, шлунка, кишечника), нікель (порожнина рота, товстого кишечнику), кадмій (практично всі форми раку).

Розмова про кадмії повинен бути особливим. Л.Г. Бондарєв призводить тривожні дані шведського дослідника М. Пискатора про те, що різниця між змістом цієї речовини в організмі сучасних підлітків і критичною величиною, коли доведеться рахуватися з порушеннями функції нирок, хворобами легень і кісток, виявляється дуже малою. Особливо у курців. Тютюн під час свого зростання дуже активно і у великих кількостях акумулює кадмій: його концентрація в сухому листі в тисячі разів вище середніх значень для біомаси наземної рослинності. Тому з кожним затягуванням димом разом з такими шкідливими речовинами, як нікотин і окис вуглецю, в організм надходить і кадмій. В одній сигареті міститься від 1,2 до 2,5 мкг цієї отрути. Світове виробництво тютюну, за даними Л.Г. Бондарева, становить приблизно 5,7 млн т на рік. Одна сигарета містить близько 1 г тютюну. Отже, при викурюванні всіх сигарет, цигарок і трубок в світі в навколишнє середовище виділяється від 5,7 до 11,4 т кадмію, потрапляючи не тільки в легені курців, але й в легені некурящих людей.

Закінчуючи коротку довідку про кадмії, необхідно відзначити ще й те, що ця речовина підвищує кров'яний тиск. Щодо більшу кількість крововиливів у мозок в Японії, в порівнянні з іншими країнами, закономірно пов'язують у тому числі і з кадмієвих забрудненням, яке в Японії є дуже високим.

Формула «все добре в міру» підтверджується і тим, що не тільки надлишкова кількість, але і нестача названих вище речовин (та інших, зрозуміло) не менш небезпечний і шкідливий для здоров'я людини. Є, наприклад, дані про те, що нестача молібдену, марганцю, міді та магнію також може сприяти розвитку злоякісних новоутворень.

Прикладів насичення навколишнього середовища людини важкими металами та мікроелементами накопичилося дуже багато. Значна їх кількість приведено у монографії Л.Г. Бондарева. Ще більше даних про шкідливу дію важких металів, і не тільки для людини, міститься в третьому томі сьомого видання довідника «Шкідливі речовини в промисловості» (1977). Для нас ці приклади мали на меті показати масштаби металевого тиску на біосферу і можливість несприятливих наслідків цього процесу для здоров'я людей.