Опасные для здоровья неорганические вещества [3]

Тяжелые металлы. К тяжелым относят металлы с удельным весом выше железа – от 4,5 г/см³. Многие тяжелые металлы необ­ходимы для жизнедеятельности организмов и относятся к группе микроэлементов. В их числе цинк, медь, марганец, железо и др. Вместе с тем многие тяжелые металлы токсичны для организма. Специфика их действия заключается в том, что они способны к биоаккумуляции вследствие медленной биодеградации, легкого по­глощения и медленного выведения из организма. На высших зве­ньях цепей питания концентрация тяжелых металлов может увели­чиваться в сотни и тысячи раз (например, в теле птиц, питающихся рыбой) по сравнению с их содержанием в среде. Тяжелые метал­лы легко связываются с белками в отличие от галогенированных углеводородов, которые легко растворяются в жирах, в них же и концентрируются.

Наиболее представленными в различных элементах среды яв­ляются свинец, кадмий, ртуть и другие. Основные источники на­копления тяжелых металлов в среде и организмах – сжигание топ­лива, пестициды, некоторые органические соединения, промышлен­ные отходы и т. п.

Имеются данные (Вронский, 1996), что за счет антропогенных источников в среду поступает 94–97 % свинца, 84–89 % кадмия, – 56–87 % меди, 66–75 % никеля и до 60% ртути.

Свинец. Основной поставщик – автомобильное горючее, куда он добавляется в виде тетраэтилсвинца Рb(О₂Н₅)₄ для повышения октанового числа. Подсчитано, что в США от автомобильного транспорта в окружающую среду поступает до 98 % свинца. В настоящее время разработана присадка к бензину на марганцевой основе, которая должна заменить присадку из тетраэтилсвинца. Значительное количество свинца поставляют также металлурги­ческие предприятия и сельское хозяйство, использующее мышья­ковистый свинец в виде пестицидов.

Количество свинца в окружающей среде особенно заметно ста­ло увеличиваться с начала промышленной революции. По ледни­кам Гренландии было установлено, что это произошло начиная с середины XVIII столетия. Особенно стало возрастать накопление свинца в среде с сороковых годов XX века. Отмечается, что к 1965 году концентрация этого металла в среде превысила его значения в доиндустриальный период в 400 раз. В скелете человека городов XX века свинца содержится в 700–1200 раз больше, чем в костях людей, живших 1600 лет назад.

Свинец относится к яду, отравление которым имело место уже в древнем мире. Это было связано с широко известным использова­нием свинцовых водопроводных труб, а также свинцовых чанов, в которых варили виноградный сок для вина. Для приготовления вин­ного спирта использовались свинцовые чаны вплоть до средневе­ковья (например, в Германии). Результатом свинцовых отравлений явилось принятие закона, угрожавшего казнью тому, кто будет под­слащать вино «свинцовым сиропом». Следует отметить, что исто­рия с подслащением вина повторилась в 80-х годах нашего столе­тия. Только в этом случае в качестве добавок использовался диэтиленгликоль (компонент антифризов). Им подслащались австрий­ские, немецкие и итальянские вина. Это закончилось так называе­мым «винным скандалом» в 1965 году.

Признаки отравления свинцом («свинцовая болезнь»), или са­турнизм, довольно типичны. Они выражаются в повышенной утом­ляемости, ухудшении сумеречного зрения, малокровии, нервных па­раличах, поражениях почек, кишечных коликах, болях в сердце, преждевременных родах, выкидышах. Внешне свинцовая болезнь проявляется в бледности кожи, а при сильном отравлении – темной «свинцовой каймой» по краям десен.

Особенно чувствительны к отравлению свинцом дети. Если из организма взрослых выводится до 90 % свинца, то у детей – не более 60 %. Кроме того, у взрослых свинец откладывается в основном в костях, у детей же до 30–40 % его концентрируется во внутренних органах и в мозговой ткани. Именно поэтому дети, имеющие свинцовое отравление, зачастую страдают ослаблением памяти, понижен­ной способностью к концентрации внимания (для них характерна сверх активность), отставанием в умственном развитии.

Ученые США пришли к выводу, что степень интеллекта детей находится в обратно пропорциональной зависимости от количества свинца, содержащегося в зубах (молочных). При повышенном со­держании свинца дети хуже выполняют различные психологические тесты. Имеются высказывания, что современная агрессивность и преступность в какой-то мере связаны со свинцовым отравлением.

Свинец интенсивно накапливается в почвах. Однако доля почвен­ного свинца в загрязнении растений не превышает нескольких про­центов. При этом из кислых почв поглощение свинца и других тя­желых металлов происходит несколько интенсивнее, чем из почв с нейтральной или щелочной реакцией. Следовательно, подкисление почв кислыми осадками интенсифицирует отрицательное действие свинца. В кислых почвах подвижность свинца значительнее, поэто­му больше попадает его в грунтовые воды. Наиболее значитель­ное количество свинца накапливается на листьях и других органах растений, которые способны аккумулировать пыль (шершавые, по­крытые волосками, клейкие и т. п.).

В некоторых районах Англии запрещено использование свинцо­вых грузил и свинцовой дроби: они загрязняют воду и, кроме того, склевываются птицами, что угрожает их жизни. В организм чело­века свинец поступает через органы дыхания и с пищей, в основ­ном растительной. Повышенная концентрация свинца регистриру­ется в печени травоядных животных. Наиболее опасно вдыхание свинца, например, с продуктами выхлопных газов автомобилей. Этот свинец быстро накапливается в организме и поступает в кровь. Свинец, попадающий в пищеварительный тракт, обычно (на 90–95 %) выводится из организма.

Много свинца скапливается вдоль дорог. Но, к счастью, вслед­ствие большого удельного веса он распространяется на небольшие расстояния (20–30 метров).

Известны случаи гибели телят (США), которых поили молоком коров, потреблявших траву, скошенную на обочинах автострад. Ги­бель скота имела место в Германии около предприятия, допустив­шего аварийный выброс свинца. В Швейцарии получены данные, что у людей, живущих вдоль шоссе с интенсивным движением (5000–6000 автомашин в день), заболевание раком отмечалось значительно чаще (в 9 раз), чем у тех, кто жил на расстоянии 400-500 м от шоссе. Однако трудно сказать, что явилось основной причи­ной данного явления – выбросы свинца или другие вещества, на­пример бензо(а)пирен.

Кадмий. Наиболее токсичный среди тяжелых металлов эле­мент. К счастью, он содержится в среде в небольшом количе­стве. Основные источники поступления кадмия в среду – сжига­ние каменного угля (в каждой тонне содержится до 2 г), химичес­кие удобрения, особенно фосфорные, отходы и продукты сжига­ния пластмасс. Он содержится также в табачном дыму (у ку­рильщиков в организме его примерно в 2 раза больше, чем у неку­рящих). В отличие от свинца кадмий более легко поступает из почвы в растения (до 70 %) и, кроме того, очень слабо выводится из организма. Он поражает почки (здесь же в основном и накап­ливается), нервную систему, нарушает функции половых органов, отрицательно действует на органы дыхания. Можно предположить и канцерогенное действие кадмия. Интенсивное накопление кад­мия регистрируется в грибах.

С кадмием связано заболевание, которое получило у японцев название «ита-ита» (буквально «ой-ой»). Эта болезнь описана в 1955 году после отравления людей рисом, который поливался сточ­ными водами, содержащими кадмий. Наблюдались случай отрав­ления со смертельным исходом.

Ртуть. Широко распространена в окружающей среде. Мировое производство ртути превышает 10 тыс. т/год. Она используется в основном в электротехнике, медицинской и химической промыш­ленности, в частности, как катализатор при производстве поливинилхлорида.

Металлическая (элементарная) ртуть практически не опасна для организма. Существенно опаснее вдыхание паров ртути. Они мо­гут привести к отравлению, сопровождающемуся тошнотой, рво­той, кровавыми поносами, почернением и крошением зубов. По­этому пролитую ртуть необходимо тщательно собрать. Для этого используют обычно порошок возогннаной серы («серный цвет»).

Значительную опасность представляют соли ртути, но только в том случае, если они попадают в организм с пищей или через кожу. Через органы дыхания они не проникают, так как практически не летучи. Симптомы отравления солями примерно такие же, как и при вдыхании паров ртути.

Наиболее ядовиты и опасны для организма ртутьорганические соединения (особенно метилртуть). Отравление ими специфично – оно становится очевидным лишь спустя несколько недель. С ртутьорганическими соединениями связываются массовые отравле­ния людей, в частности, в Ираке и Японии.

В 1971/72 гг. в Ираке было использовано в пищу семенное зерно, протравленное ртутьсодержащими фунгицидами. Результатом этого явилось 459 смертельных случаев и более 6500 заболеваний.

В 1953–1962 гг. были зарегистрированы тяжелые отравления ртутью населения на берегах бухты Минамата в Японии. По месту отравления было названо и заболевание – «болезнь Ми­намата». Минамата в переводе означает «морской сад», что подчеркивает богатство бухты разнообразными морскими орга­низмами. В этой бухте заболевали преимущественно бедные люди, питавшиеся в основном рыбой. К 1972 году было зарегис­трировано 292 случая заболеваний, из них 62 со смертельным исходом. Интересна история установления причины заболева­ния. Первый больной был зарегистрирован в 1954 г. Он был ра­бочим азотного завода и страстным рыболовом. Врач так опи­сывает состояние больного: руки почти парализованы, губы бес­чувственны, ноги заплетаются, поле зрения сужено. Попытки лечения заболевания как нервного оказались безуспешными, и через два месяца больной умер. В последующем умерло еще несколько человек. Часто больных старались скрывать, так как считали, что это психическое заболевание. Были также попыт­ки связать заболевание с антисанитарией, поскольку болели очень бедные люди. Только в 1969 году, после смерти 60 чело­век, была установлена причина заболевания. Помогли в этом ... кошки. Врач, постоянно посещавший больных, обратил внима­ние на то, что из рыбацких селений исчезли кошки. Жители ска­зали, что кошки погибали от бешенства или уходили из селений. Это натолкнуло врача на мысль, что причиной заболевания яв­ляется рыба, которой в основном питались кошки. Исследова­ния показали, что причина заболевания кошек и людей одна и та же – метилртуть, которая образуется из металлической ртути, поступающей со стоками в бухту с азотного завода. Далее ме­тилртуть включалась в цепь питания: мелкие морские организ­мы – рыба – пища человека или кошек. Естественно, что на ко­нечных звеньях цепей питания она накапливалась в больших ко­личествах.

Значительные усилия и длительное время потребовались, чтобы фирма, сбрасывавшая в бухту стоки со ртутью, признала свою вину.

Асбест. Это вещество в последнее время привлекает внимание медиков. С ним связывается специфическое заболевание, вызыва­емое тонкой асбестовой пылью – осбестоз: поражения легочных тканей – от мелкоочаговых («узелки») до особой формы рака.