3.4Мышьяк
Мышьяк широко распространен в окружающей среде. Он встречается почти во всех почвах. Наиболее распространенными неорганическими соединениями мышьяка являются оксид трехвалентного мышьяка (Ш) As203 и оксид пятивалентного мышьяка (V) As205. Другими важными соединениями мышьяка являются хлорид мышьяка (Ш) и различные соли, такие, как арсенат свинца, а также газообразное водородное соединение арсин (AsH,).
Для мышьяка, так же как и для ртути, характерна реакция метилирования. В природе наблюдается переход арсенатов в арсениты, а затем при их метилировании происходит образование метил мышьяковой и диметилмышьяковистой кислот.
Мировое производство мышьяка составляет приблизительно 50 тыс. т в год. В последнее время производство мышьяка каждые 10 лет возрастает на 25%.
Мышьяк применяется в металлургии при получении некоторых сплавов для увеличения твердости и термостойкости сталей.
В химической промышленности мышьяк используется в производстве красящих веществ, а также стекла и эмалей.
В результате широкого распространения в окружающей среде и использования в сельском хозяйстве мышьяк присутствует в большинстве пищевых продуктов. Обычно его содержание в пищевых продуктах достаточно мало менее 0,5 мг/кг и редко превышает 1 мг/кг, за исключением некоторых морских организмов, которые аккумулируют этот элемент.
Мышьяк присутствует почти во всех пресных водах. Однако в питьевой воде из различных источников уровни содержания мышьяка определяются природой залегающих пород.
Промышленные, а также случайные загрязнения могут привести к значительному увеличению естественного уровня мышьяка в пищевых продуктах и напитках.
Использование соединений мышьяка в составе пестицидов для обработки виноградников привело к случаям отравления винами.
Механизм токсического действия мышьяка заключается в связывании им сульфгидрильных групп белков и ингибировании действия многих ферментов, участвующих в процессах клеточного метаболизма и дыхания.
Хроническое отравление мышьяком приводит к потере аппетита и снижению массы, гастрокишечным расстройствам, периферийным неврозам, конъюнктивиту, гиперкератозу и меланоме кожи. Меланома возникает при длительном воздействии мышьяка и может привести к развитию рака кожи.
Поданным экспертов ФАО/ВОЗ, в организм взрослого человека поступает в среднем 0,005...0,42 мг мышьяка в сутки, то есть около 0,007 мг/кг массы тела, и может достигать I мг в зависимости от его содержания в рационе питания и окружающей среде.
Экспертами ФАО и ВОЗ установлена ДСД мышьяка 0,05 мг/кг массы тела, что для взрослого человека составляет около 3 мг/сут. ПДК мышьяка в соответствии с требованиями СанПиН 2.3.2. 56096 приведена на рисунке 2
Рисунок 2 ПДК мышьяка в основных пищевых продуктах
3.5 Медь, цинк, олово и железо
Медь. Медь была одним из первых металлов, которое человечество стало использовать в чистом виде. Это объясняется не только простотой ее извлечения из руд, но и тем, что медь находится в природе в чистом виде. Производство меди в мире достигает 6 млн т. В настоящее время мировое потребление меди снизилось вследствие замены меди алюминием в электротехнической промышленности.
Около половины меди используется в электротехнической и теплотехнической промышленности, для изготовления водопроводных и отопительных систем, варочного оборудования, в сельском хозяйстве и фармакологии.
Медь присутствует почти во всех пищевых продуктах. Суточная потребность взрослого человека в меди 2...2,5мг, то есть 35 ..40 мкг/кг массы тела, детей 80 мкг/кг.
Потребление в пишу большого количества солей меди вызывает токсические эффекты у людей и животных. Они, как правило, обратимы. При случайном попадании больших количеств меди в организм людей, опрыскивающих виноградники бордоской смесью, проявляются симптомы поражения легких, которые гистологически напоминают силикоз. В некоторых случаях отмечена взаимосвязь между развитием рака легких и накоплением меди.
Летальной для человеческого организма является концентрация меди 0,175...0,250 г/сут.
Гигиеническими требованиями к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов предусматривается обязательный контроль за содержанием меди в пищевой продукции. ПДК меди в основных пищевых продуктах в соответствии с требованиями СанПиН 2.3.2.56096 приведена на рисунке 3.
Рисунок 3 ПДК меди в основных пищевых продуктах
Цинк. Цинковые руды широко распространены. В ряде западноевропейских стран, а также в России, США, Южной Африке и Австралии действуют цинковые рудники. Наибольшее значение имеют сульфидные цинковые руды. Часто цинк встречается с другими металлами, например со свинцом, кадмием, медью.
Мировое производство цинка составляет 5,5 млн т/год. В течение многих веков цинк использовался главным образом для получения латуни, которая широко применяется для изготовления кухонной утвари и оборудования пищевых предприятий.
Оксид цинка применяется при производстве резины и белого пигмента, а также электрических батареек.
Цинк присутствует во многих пищевых продуктах и напитках, особенно в продуктах растительного происхождения.
В настоящее время установлено, что человеку с пищей необходимо получать цинк. Во многих странах существуют рекомендации по суточной норме потребления металла. Цинк участвует в ряде важных биологических процессов, особенно ферментативных. Однако избыток цинка вызывает токсическое воздействие на организм.
Токсические дозы солей цинка действуют на желудочнокишечный тракт. Это приводит к острому, но излечимому заболеванию, сопровождающемуся тошнотой, рвотой, болями в желудке, коликами и диареей.
Поэтому при изготовлении пищи с повышенной кислотностью нежелательно использовать емкости с цинковым покрытием, так как при этом металл может растворяться.
Поступление цинка в человеческий организм в концентрации 6 г/сут может привести к летальному исходу.
ПДК цинка в основных пищевых продуктах в соответствии с требованиями СанПиН 2.3.2.56096 приведена на рисунке 4.
Олово. Олово известно еще с древности. Олово сплавляли с медью и получали бронзу.
Олово в микроколичествах содержится в большинстве почв, в промышленных масштабах его добывают в немногих районах земного шара. Основной рудой является касситерит. В настоящее время основным производителем является Малайзия.
Свыше половины добываемого олова идет на производство покрытий. Оловянные покрытия получают путем горячего лужения или погружения, а также путем гальванизации. Гальванические покрытия используются при изготовлении деталей для машиностроительной и электротехнической промышленности для обеспечения коррозионной устойчивости. Для этой же цели при производстве консервных банок используются мягкие стали с гальваническим покрытием. Однако при длительном хранении консервов олово может переходить в продукты и при накоплении в больших количествах отрицательно действует на организм. Поэтому жестяные банки после лужения дополнительно покрывают лаками, а количество олова в консервах контролируют. Срок хранения консервов, вырабатываемых в жестяной банке, устанавливают с учетом предупреждения накопления больших количеств олова (на 1 кг продукта не более 200 мг для взрослых и 100 мг для детей).
Высокая концентрация олова в пище может привести к острому отравлению.
Токсичная доза олова для человека составляет 5...7 мг/кг массы тела.
После употребления пищи с содержанием олова 250 мг/кг возникают тошнота, рвота и другие симптомы отравления.
Железо. Железо является вторым наиболее распространенным металлом после алюминия и пятым по распространенности химическим элементом в земной коре.
В практической деятельности людей железо занимает важное место. Оно используется больше других металлов в виде сплавов или в чистом виде. В настоящее время потребность в металле не снизилась, а даже возросла.
Основным источником получения железа являются природные руды: гематит, магнетит, лимонит и сидерит.
Почти все пищевые продукты содержат железо в самых разных количествах. Железо является необходимым микроэлементом. Служба здравоохранения Великобритании рекомендует потребление железа с пищей мужчинам 10 мг/сут, а женщинам 12 мг/сут.
Несмотря на то что поглощение железа тщательно регулируется содержанием металла в организме, иногда может поглощаться избыточное количество железа. В результате этого металл накапливается в организме, развивается болезнь сидероз. Концентрация железа 7...35 г/сут является летальной для человека, 200 мг/сут — токсичной.
Поэтому гигиеническими нормами предусматривается контроль содержания железа в пищевой продукции. Загрязнение пищевых продуктов железом может происходить через сырье, при контакте с металлическим оборудованием и тарой, что обусловливает соответствующие меры профилактики.