Toxic

21

Токсическое действие. Многие соединения бериллия токсичны (замещают Mg в ферментах) и обладают канцероген- ным действием. Они могут стать причиной воспалительных процессов на коже и бериллиоза - специфического заболева- ния, вызываемого вдыханием бериллия и его соединений. При кратковременном вдыхании больших концентраций раствори- мых соединений бериллия возникает острый бериллиоз, пред- ставляющий собой раздражение дыхательных путей, иногда сопровождающееся отеком легких и удушьем. Есть и хрониче- ская форма бериллиоза. Для нее характерны менее резкие сим- птомы, но большее нарушение в функциях всего организма.

Допустимые пределы содержания бериллия в воздухе очень малы - всего 0,001 мг/м3. Это значительно меньше до- пустимых норм для большинства металлов, даже таких ток- сичных, как свинец.

Для лечения бериллиоза применяют чаще всего химиче- ские соединения, связывающие ионы бериллия и способст- вующие их выведению из организма.

Токсическая доза - данные отсутствуют. Летальная доза - данные отсутствуют.

1.2.2 Магний

Антропогенные источники: выбросы заводов по пере-

работке магниевых руд.

Биологическая роль

Содержание в человеческом организме:

22

Магний входит в состав основного пигмента зеленых листьев растений – хлорофилла (С55H72MgN4O5) (рис.4).

В животных организмах этот элемент поддерживает структуру рибосом, связывая РНК и белок. Большая и малая субъединицы рибосом ассоциируют только в присутствии маг- ния. Магний активирует многие ферменты. Важная особен- ность магния проявляется в том, что он связывает фермент с субстратом по типу хелатной связи.

лактике и лечении рака. Магний устраняет старческую мало- подвижность и дрожание мышц. Он благотворно действует на органы пищеварения: стимулирует выделение желчи, способ- ствует сокращению желчного пузыря, усиливает активность желудка и кишечника, очищает слизистую желудка, восстанав- ливает седые волосы.

Слабый раствор оксида магния излечивает раны, а ван- на, принятая с несколькими столовыми ложками оксида маг- ния, снимает напряжение нервной и мышечной системы. Еже- дневный прием внутрь слабого раствора «магниевого молока»

23

излечивает хронические поносы, очищает организм, преду- преждает рак.

Токсическое действие. Нетоксичен. Повышенное со-

держание ионов магния в организме приводит к нарушению минерального обмена: падению содержания кальция и неорга-

нического фосфора в сыворотке крови и увеличению в ней концентрации ионов магния. С нарушением обмена магния связывают повышенную смертность от сердечно-сосудистых заболеваний и болезней желудочно-кишечного тракта.

1.2.3 Кальций

Антропогенные источники: производство цемента;

сточные воды бумажного, стекольного, химико- фармацевтического, кожевенного, лакокрасочного, пивова- ренного производства; бытовые стоки прачечных; использова- ние цементных и бетонированных емкостей, труб и хранилищ для питьевой воды. При хранении питьевой воды в цементи- рованных хранилищах ухудшаются органолептические и физи- ко-химические свойства воды, резко возрастает ее жесткость и рН (до 12). Хлорид кальция используют в качестве дефолианта для предуборочного удаления листьев с хлопчатника. Гипо-

хлорит кальция употребляют как отбеливатель и окислитель в текстильной и бумажной промышленности. Хлорид кальция

применяют как средство против обледенения аэродромов и железнодорожных рельсов. Все эти соединения попадают в окружающую среду и, накапливаясь в больших концентрациях, могут нанести вред биологическим системам.

Биологическая роль. В живом веществе из элементов- металлов кальций - главный. Важен для всех форм жизни.

Содержание в человеческом организме:

Известны организмы, которые содержат больше 10 % кальция (известковые водоросли, моллюски, кораллы, иглоко- жие и др.). Ионы кальция необходимы для процессов крове- творения, обмена веществ, уменьшения проницаемости сосу- дов (они препятствуют проникновению микроорганизмов в кровь), для нормального роста костей (скелета, зубов). Каль- ций благотворно влияет на состояние нервной системы, ока- зывает противовоспалительное действие; участвует в сверты- вании крови.

Если человек в своем рационе имеет достаточное коли- чество кальция, ему не страшны резкие смены погоды, инфек- ции, эпидемии.

Обмен кальция в организме тесно связан с обменом магния, стронция и фосфора. С последним кальций «неразлу- чен» (фосфор, как и кальций, является составной частью кост- ной ткани и тканей мозга). При нарушении фосфорно- кальциевого баланса организм берет кальций из «костного за- паса» - зубов, костей, крупных суставов или строит кости из стронция (отсюда изменения в костях - «наросты»).

Часто говорят об обызвествлении кровеносных сосудов как о свидетельстве переизбытка кальция в организме. Это не так. Данный процесс происходит из-за связывания ионов каль- ция щавелевой кислотой в нерастворимый оксалат кальция.

Следует помнить, что любая вареная пища ведет к от- ложению солей щавелевой кислоты, разрушить которые может лишь «живая» щавелевая кислота, вырабатываемая организ- мом человека из сырых продуктов: овощей, фруктов, орехов, семян, ягод, кисломолочных продуктов.

В пищевой рацион необходимо вводить достаточное количество продуктов, содержащих кальций и фосфор, в этом

25

случае можно не бояться переломов костей, заболевания сус- тавов, кожи, костей и нервной системы.

Токсическое действие. Нетоксичен. Поскольку кальций является важнейшим биоэлементом, его вредное действие воз-

можно лишь при поступлении его в организм в очень больших дозах, что сопровождается увеличением содержания кальция в крови, усилением кальцификации и ослаблением регенерации тканей. При этом увеличивается выведение кальция с мочой, что ведет к заболеванию циститом.

Если кальций попадает в организм в виде цементной пыли, то страдают органы дыхания. У детей к тому же снижа- ется возбудимость центральной нервной системы и обонятель- ного анализатора.

1.2.4 Стронций

Антропогенные источники: сточные воды металлур-

гического, электротехнического, стекольного, керамического, сахарного производств; сырой остаток первичных отстойников станций биологической очистки крупных промышленных го- родов.

Биологическая роль. Отсутствует. Может замещать кальций.

Содержание в человеческом организме:

Этот элемент встречается во всех органах и тканях, ока- зывает влияние на процессы костеобразования, на активность ряда ферментов, входит в состав скелета высших и низших животных.

26

Токсическое действие. Нетоксичен. При избытке стронция в организме, прежде всего поражаются костная ткань, печень и кровь. Наиболее характерное проявление ток- сического действия стронция - уровская болезнь (повышенная ломкость и деформация костей). Предполагают, что такое дей-

ствие стронция связано с блокированием биосинтеза витамина D и избыточным отложением фосфора в костях. Соединения стронция могут действовать как нервный и мышечный яд.

1.2.5 Барий

Антропогенные источники: сточные воды химико-

фармацевтического, нефтехимического, металлургического, мыловаренного, полиграфического, резинотехнического про- изводств; канализационные стоки, пестициды, удобрения.

Биологическая роль. Сведений не имеется.

Содержание в человеческом организме:

Барий содержится в довольно значительном количестве (1,5 % на сухое вещество) в сетчатке глаза.

Токсическое действие

Токсическая доза - 200 мг. Летальная доза - 3,7 г.

Водорастворимые соли бария (подвижные формы) - хлорид, нитрат, карбонат, сульфид - очень ядовиты. Нераство- римые в воде соли (неподвижные формы) - фосфат и сульфат - опасности не представляют (безвредный сульфат бария приме-

няют в медицине при рентгенографии желудка и кишечника

27

(ионы бария хорошо поглощают рентгеновские лучи и дают возможность получить четкое, контрастное изображение)).

При хроническом отравлении солями бария поражается костная ткань, костный мозг, печень. Барий не проникает в ци- топлазму: его сорбирует клеточная мембрана. Некоторые со- единения бария угнетают клеточное дыхание подобно циани- дам, повышают проницаемость сосудов, приводя к кровоиз- лияниям и отекам; поражают центральную нервную систему, вызывая паралич. Барий вытесняет из костей кальций и фос- фор, что ведет к их хрупкости, обладает слабым мутагенным действием.

1.2.6Контрольные вопросы

1.Полнота осаждения карбоната кальция зависит от состояния равновесия:

Ca2+ + 2HCO23− ↔ CaCO3↓ + CO2 + H2O;

Объясните, в какой воде: мягкой или жесткой; мелких или глубоких морей будут наиболее распространены живот- ные, применяющие CaCO3.

2.Кислотные дожди разрушают памятники культуры. Сравни- тельно прочный мрамор реагирует с раствором серной ки- слоты и превращается в гипс (CaSO4·2H2O). Смена темпе- ратур, потоки дождя, и ветер быстро разрушают этот мягкий материал. Оцените объем дождевой воды, содержащей сер-

ную кислоту (рН = 4), при контакте с которой слой мрамора толщиной 1мм и площадью 10м2 превращается в гипс. Плотность мрамора 2,8 г/см3; степени диссоциации серной кислоты как по первой, так и по второй ступени 100 %. Оцените достоверность полученного значения.

3.Вычислите массовую долю атомов Mg в молекуле хлоро- филла. Сколько г Mg содержится в кроне березы, если масса листьев составляет 1,5 кг? Чему равно число атомов Mg?

29

Бор и борный ангидрид. При концентрации пыли бора 5-58 мг/м3 ухудшается аппетит, появляется тошнота.

Токсическая доза бора - 4 г.

Летальная доза бора - данные отсутствуют.

Попадание пыли В2О3 в глаза и на кожу вызывает вос- паление.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) В2О3 5

мг/м3.

Ортоборная кислота (Н3ВО3). Тетраборат натрия

(Na2B4O7·10H2O). При длительном воздействии аэрозоля Н3ВО3 или буры развиваются заболевания верхних дыхатель- ных путей и пищеварительных органов, а также гнойничковые заболевания кожи.

Н3ВО3, используемая в водных растворах или присып- ках, хорошо проникает через поврежденную кожу, вызывая при этом тяжелое (иногда смертельное) отравление, особенно у детей.

ПДК 10 мг/м3.

Бороводороды (бораны, гидриды бора). Бороводоро-

ды очень ядовиты, токсичнее фосгена и синильной кислоты (HCN). Даже кратковременное воздействие паров приводит к слезотечению. Подобно фосгену диборан (В2Н6) вызывает ток- сический отек легких. Пентаборан (В5Н11) и декаборан (В10Н14) поражают в основном нервную систему, почки, печень. Опас- ность работы с бороводородами усугубляется их летучестью.

Меры предосторожности

Бор, борный ангидрид, ортоборная кислота, тетра-

борат натрия. Защита органов дыхания, глаз и кожи от воз- действия пыли.

30

Бороводороды. Специальные противогазы, спецодеж- да. Быстрое смывание попавших на кожу продуктов разбав- ленным раствором аммиака.

1.3.2 Алюминий и его соединения

Антропогенные источники: горнорудные разработки,

твердые выбросы и сточные воды предприятий (химико- фармацевтического, лакокрасочного, бумажного, текстильно- го), производство синтетического каучука, изготовление и ис- пользование алюминиевых деталей, конструкций, а также по- суды и упаковочного материала (после термической обработки продуктов в алюминиевой посуде содержание его в них воз- растает вдвое).

Биологическая роль. Алюминий – необходимый орга- низму микроэлемент. Алюминий в основном концентрируется в сыворотке крови. У человека алюминий обнаружен во всех органах, тканях и выделениях. Больше всего алюминия содер- жится в легких, печени, костях, головном мозге. Алюминий принимает участие в построении эпителиальной и соедини- тельной ткани, в процессе регенерации костной ткани, в обме- не фосфора. В зависимости от концентрации в организме алю-

миний оказывает активирующее или ингибирующее действие на активность пищеварительных ферментов. Известно, что

нитрат алюминия повышает общую кислотность организма и переваривающую способность желудочного сока, увеличивает содержание в нем свободной соляной кислоты. Алюминий влияет на центральную нервную систему: повышенное содер- жание этого элемента в крови вызывает возбуждение, а пони- женное – торможение.

В растительных организмах его содержится в десятки раз больше, чем в организмах животных.

Содержание в человеческом организме: