Toxic

51

женщин – гинекологические заболевания Токсические данные см. табл.6.

Оксиды и сульфиды сурьмы менее ядовиты, чем анало- гичные соединения мышьяка. Ядовитость ее соединений в зна- чительной степени определяется их растворимостью и быстро- той выведения из организма. Пыль элементарной сурьмы ток- сичнее, чем пыль ее соединений, однако, при введении внутрь она не опасна. Соединения Sb (III) токсичнее соединений Sb

(V) и обладают большим раздражающим действием. Токсичность галогенидов сурьмы объясняется как дей-

ствием целой молекулы, так и продуктами гидролиза (HCl, HF).

Неоднократно сообщалось об отравлениях сурьмой в результате применения эмалированной посуды, глазированной сурьмяной эмалью. При варке или хранении пищевых продук- тов, особенно кислых, разрушается эмаль, и растворяются зна- чительные количества сурьмы.

Ионы висмута в организме человека связываются с им- муноглобулинами, снижая их общее содержание; из-за образо-

вания специфического растворимого комплекса с белками висмут легко проникает через мембраны. Соли висмута угне- тают действие амино- и карбоксипептидазы, нарушают разви- тие плода в материнском организме, вызывают серьезные из- менения в мозговой ткани, токсический гепатит, почечную не- достаточность.

52

1.5.5Контрольные вопросы

1.Плотная дымка, окутывающая многие промышленные рай- оны, представляет собой распыленный сульфат аммония. Объясните его образование.

2.Как классифицируют элементы по их биологической актив- ности? Какие элементы VA группы относят к элементам жизни?

3.Вычислите массу и число атомов азота и фосфора, которые содержатся в вашем теле.

4.Каким токсическим действием обладают оксиды азота? Вы- числите, какой объема раствора HNO3 (ω(HNO3) = 39 %; ρ = 1,24 г/мл) можно было бы приготовить из NO2 , образовав- шегося в результате 200 км пробега автомобиля.

5.Охарактеризуйте биологическое действие азота и фосфора.

6.Какова биологическая роль мышьяка? Что такое «креветоч- ный мышьяк»?

7.Объясните, почему галогениды сурьмы обладают повышен- ной токсичностью. Приведите соответствующее уравнение реакции.

1.6P-ЭЛЕМЕНТЫ VI ГРУППЫ

1.6.1 Кислород

Биологическая роль. Как недостаток, так и повышенное содержание О2 в окружающей среде или во вдыхаемой газо- воздушной смеси имеют большое практическое значение. По- требность покоящегося человека в кислороде составляет 25 л/час. Снижение содержания О2 в воздухе до 16-18 % не ока- зывает существенного влияния на организм, снижение до 14 % сопровождается явлениями кислородной недостаточности, а снижение до 9 % - опасно для жизни. Вдыхание чистого О2 в течение 24-48 часов не оказывает заметного вредного воздей-

53

ствия, а после 65 часов появляется учащенное сердцебиение, рвота, бронхит.

Содержание в человеческом организме:

Токсическое действие. Токсическое действие кислоро- да проявляется лишь в условиях окислительного стресса (на- сыщения тканей кислородом), при котором система фермента- тивной защиты организма не срабатывает. В этом случае про- исходит усиление перекисного окисления липидов в мембра- нах клеток и клеточных структур, изменение структуры и свойств РНК и ДНК, белков, снижение концентрации и инак- тивации ферментов, повышающих проницаемость мембран, т.е. нарушается метаболизм клеток. Предполагают, что это связано с образованием высоко реактивных частиц – гидро- ксильных радикалов и активированного (имеющего неспарен- ный электрон) молекулярного кислорода.

Сила токсического воздействия О2 зависит от концен- трации, давления, длительности вдыхания. Основное проявле- ние токсичности О2 при нормальном давлении (вдыхание ды- хательных смесей, содержащих до 70 % кислорода) - пораже- ние дыхательных путей, главным образом легких, вплоть до отека. При вдыхании кислорода при повышенном давлении наступает поражение центральной нервной системы (особенно коры больших полушарий).

ПДК. Считают, что пороговая концентрация О2 во вды- хаемом воздухе должна быть в пределах 25-40 % (например, при кислородной терапии).

54

1.6.2 Озон

Биологическая роль. Озон при низких концентрациях нетоксичен. Он в существующих в природных условиях кон-

центрациях оказывает стимулирующее действие на организм человека: повышает устойчивость к действию токсичных ве- ществ, уровень гемоглобина в крови, иммунобиологическую защиту, улучшает работу легких, нормализует артериальное давление.

Токсическое действие. При концентрациях больше 10-4 мг/л озон оказывает токсическое действие на организм челове- ка. При этом отмечаются головная боль, чувство сжатия в гру- ди, головокружение, снижение кровяного давления. Правда, резкий запах О3 чувствуется задолго до появления опасных концентраций, поэтому случаи отравления озоном сравнитель- но редки.

Полагают, что токсический эффект О3 обусловлен обра- зованием свободных радикалов, нарушением окислительных процессов. Дефицит в организме витамина Е усиливает токси-

ческое действие озона.

ПДК. 0,1 мг/м3 (10-4 мг/л).

Меры предосторожности. фильтрующий противогаз с поглотителем из KI и натронной извести. Защитная одежда. Вентиляция помещения.

1.6.3 Сера и ее соединения

Антропогенные источники

Сероводород. Предприятия нефтедобывающей, нефте- перерабатывающей, коксохимической, азотно-туковой про- мышленности.

Диоксид серы. Энергетические установки, предприятия черной и цветной металлургии, машиностроения, угольной,

55

нефтеперерабатывающей промышленности, сернокислотное производство, транспорт.

Серная кислота. Производство серной кислоты. Биологическая роль. Биологическая роль серы исклю-

чительно велика. Сера принадлежит к числу элементов, имею- щих особо важное значение для жизненных процессов, т.к. она входит в состав белковых веществ.

Содержание в человеческом организме:

Сера входит в состав некоторых важнейших для орга- низма аминокислот: цистеина, глутатиона и др. Соединения серы включены в молекулу аминокислоты в виде группы -SH, либо ее атомы образуют дисульфидную связь -S-S. Эти связи

необходимы для придания белковым молекулам определенной конфигурации.

Превращение связей -S-S- → 2 -SH осуществляется в процес- сах переноса водорода в клетках. Этот обратимый процесс служит защитой организма от радиационного поражения: улавливаются радикалы Н* и ОН*, появляющиеся в клетках под действием радиации из разрушающихся молекул Н2О.

Сера обеспечивает в клетке такой тонкий и сложный процесс, как передача энергии: переносит электроны, прини- мая на свободную d- орбиталь один из неспаренных электро- нов кислорода. Этим объясняется высокая потребность орга- низма в данном элементе.

Токсическое действие. Токсическое действие пыли се- ры весьма слабо, острые отравления исключены. Но при кон- центрации пыли серы выше 4-5 мг/м3 отмечаются жалобы на

56

жжение в глазах, слезотечение, быструю утомляемость, голов- ные боли, головокружение, повышенную заболеваемость ост- рым катаром верхних дыхательных путей.

ПДК. Рекомендуется 2 мг/м3.

Сероводород. Сероводород (газ с характерным запахом тухлых яиц) - сильный яд. Поступает в организм преимущест- венно через дыхательные пути, а также через кожные покровы. В организме сероводород быстро окисляется до серы и суль- фатов, которые выводятся почками; около 7 % сероводорода выделяется в неизменном виде через легкие.

Сероводород высокотоксичен, оказывает сильное раз- дражающее действие на слизистые оболочки глаз и дыхатель- ных путей, поражает центральную нервную систему. При по- падании больших количеств в легкие он связывается с гемо- глобином, что нередко приводит к смерти. В малых концен- трациях менее опасен, а микродозы сероводорода (ванны) ока- зывают лечебное воздействие.

Порог ощущения запаха (1,2-3)·10-5 мг/л. При вдыха- нии 0,2-0,28 мг/л отмечается жжение в глазах, слезотечение, тошнота. При вдыхании 1,0 мг/л и выше отравление может развиться почти мгновенно: судороги, потеря сознания окан- чиваются быстрой смертью от остановки дыхания. Опасность отравления при высоких концентрациях сероводорода увели- чивается вследствие потери обоняния.

ПДК. 10 мг/м3 (0,01 мг/л).

Сульфид натрия. Случайный прием нескольких грам- мов может привести к смерти. При работе с Na2S всегда воз- можны отравления газообразным H2S. У работающих с рас- творами Na2S на руках появляются трещины, краснота. Осо- бенно опасно попадание брызг или кусочков Na2S в глаза.

Диоксид серы. Раздражает дыхательные пути, вызывая спазм бронхов и увеличение сопротивления дыхательных пу- тей. При воздействии SO2 в виде аэрозоля, образующегося при

57

туманах и повышенной влажности воздуха, раздражающий эффект сильнее.

Влажная поверхность слизистых поглощает SO2, затем последовательно образуется H2SO3 и H2SO4. Общее действие заключается в нарушении белкового и углеводного обмена, снижении иммунозащитных свойств организма.

Токсичность резко возрастает при одновременном воз- действии SO2 и CO.

Порог восприятия запаха - 0,003 мг/л. Раздражение глаз вызывают концентрации - 0,05 мг/л, раздражение в горле - 0,03 мг/л, кашель - 0,06 мг/л.

ПДК. 10 мг/м3 (0,01 мг/л); для SO3 1 мг/м3 (0,001 мг/л).

Серная кислота. Раздражает и прижигает слизистые верхних дыхательных путей, поражает легкие. Аэрозоль обла- дает более выраженным токсическим действием, чем SO2. Раз-

дражающее действие тумана H2SO4 проявляется уже при 1 мг/м3.

При действии на кожу концентрированной H2SO4 вызы- вает тяжелые ожоги. Если ее сразу же смыть водой, действие может ограничиться краснотой. В противном случае кислота быстро проникает вглубь тканей, образуются струпы.

ПДК. 1 мг/м3 (0,001 мг/л).

Меры предосторожности. Респираторы, перчатки,

спецодежда. Организация дистанционного управления меха- низмами при добыче и переработке серы.

Сероводород. Фильтрующие промышленные противо- газы. При отравлении - свежий воздух, покой, тепло, ингаля- ция О2. При нарушении дыхания - длительное искусственное

дыхание с О2.

Сульфид натрия. Тщательная защита кожи и глаз. Диоксид серы. Фильтрующий противогаз промышлен-

ной марки В. Защита глаз и кожи. При отравлении - вынести на свежий воздух, освободить от стесняющей одежды. Ингаля-

58

ция кислорода, промывание глаз, носа; полоскание 2 % рас- твором питьевой соды.

Серная кислота. Защитные очки или маска и щитки из оргстекла. Спецодежда из кислотостойких тканей.

При раздражении слизистой дыхательных путей - све- жий воздух, ингаляции содового раствора.

При ожоге - немедленное обильное промывание и на- ложение повязки с 2-3 % раствором соды.

1.6.4 Селен и его соединения

Биологическое действие. При витаминной недостаточ- ности введение Se (10-7 % масс.) предотвращает некроз печени и мышечную дистрофию. У животных, не получивших селен, разрушаются эритроциты. Кроме того, Se входит в состав осо- бого цитохрома в мышцах и сердце. Значительно содержание селена в сетчатке глаза, он необходим для восприятия света. По-видимому, соединения селена участвуют во многих звеньях биологического окисления.

Содержание в человеческом организме:

Токсическое действие. Селен относится к тиоловым ядам, нарушает обменные процессы, в особенности белковый.

Токсическая доза - 5 мг.

Летальная доза - данные отсутствуют.

Соединения селена ядовиты и по характеру напоминают соединения мышьяка. Поражают печень, почки, центральную нервную систему. Металлический селен менее ядовит.

59

Действие SeO2 напоминает действие As2O3. Селенистая кислота H2SeO3 и ее соли вызывают падение кровяного давле- ния, рвоту, судороги, паралич центральной нервной системы. Также, но слабее действует селеновая кислота H2SeO4 и ее со- ли, восстанавливающиеся в организме до селенитов.

При попадании на кожу соли селена вызывают ожоги и дерматиты.

ПДК. Для аморфного селена 2 мг/м3, для диоксида се- лена -0,1 мг/м3.

Селеноводород. Селеноводород - бесцветный газ с за- пахом, напоминающим запах гнилой редьки, сильно раздража- ет верхние дыхательные пути и глаза. Значительно токсичнее других соединений селена. Основные симптомы отравления: металлический вкус во рту, тошнота, рвота, чувство усталости, чесночный запах вдыхаемого воздуха.

ПДК. 0,1 мг/м3.

Меры предосторожности. Противогазы марок М,

респираторы. Тщательная защита кожи. При ожогах, вызван- ных SeO2 применяют растворы, эмульсии с 10 % раствором тиосульфата натрия.

Селеноводород. Тщательная защита органов дыхания и глаз. При отравлении свежий воздух, покой, крепкий сладкий чай. Обильно промыть глаза, полость рта и носа 2 % раство- ром соды.

1.6.5 Теллур и его соединения

Биологическая роль. Не выяснена, тератоген.

Содержание в человеческом организме:

∙ Мышечная ткань, % - ∙ Костная ткань, % - ∙ Кровь, мг/л -

∙ Содержание в организме среднего человека (масса тела 70 кг) -

Токсическое действие. Теллур и его соединения посту- пают в организм главным образом через органы дыхания, а также через рот и кожу. В организме соединения теллура или восстанавливаются до элементарного теллура, или подверга- ются метилированию (теллуристый метил обладает характер- ным чесночным запахом, он менее токсичен, чем теллур и тел- луристый ангидрид).

Соединения теллура во многом действуют сходно с со- единениями мышьяка и селена. Токсическое действие прояв- ляется преимущественно в поражении функций нервной сис- темы, печени и желудочно-кишечного тракта. Элементарный теллур малоядовит, степень токсичности соединений теллура зависит от их растворимости в воде. Наиболее токсичны водо- растворимые соли теллуровой (H6TeO6) и теллуристой (H2TeO3) кислот. Теллуриты более токсичны, чем теллураты.

Симптомы отравления теллуром и его соединениями - тошнота, головная боль, быстрый подъем температуры, выды- хаемый воздух приобретает скверный чесночный запах.

Токсическая доза - 0,25 мг. Летальная доза - 2 г.

ПДК. Для теллура - 0,01 мг/м3.

Меры предосторожности. Респираторы и фильтрую-

щие противогазы. Спецодежда, перчатки, при острых отравле- ниях вводят внутривенно глюкозу. Как профилактическое средство употребляют аскорбиновую кислоту.

1.6.6Контрольные вопросы

1.Почему элементы – кислород и сера – относятся к элемен- там жизни?

2.Почему в настоящее время нарушается круговорот серы в природе?