Toxic

61

3.Какое воздействие на организм человека и окружающую среду оказывают сероводород и диоксид серы?

4.Какие эффективные способы обезвреживания сероводорода

идиоксида серы Вы можете предложить?

5.Для утилизации сернистого газа - диоксида серы - исполь- зуют раствор щелочи с массовой долей вещества 4 %. Рас- считайте массу такого раствора гидроксида натрия, который необходим для нейтрализации 1 тонны выбросов, содержа- щих 80 % диоксида серы.

1.7P-ЭЛЕМЕНТЫ VII ГРУППЫ

1.7.1 Фтор и его соединения

Биологическое действие. Фтор относят к микробио-

генным элементам. Фтор – непременный компонент апатито- вых и известковых скелетов большинства животных (до 0,7 %), а в теле некоторых морских существ есть чистый фторид кальция CaF2 . Исключение фтора из корма животных замедля- ет развитие. Фтор в виде фторидов нужен для нормального роста и пигментации зубов; он присутствует в легких, тканях печени, сердца и мозга.

Содержание в человеческом организме:

Токсическое действие. Галогены (кроме иода) являют- ся токсическими веществами. Жидкие галогены обладают сильным кожепоражающим действием, а газообразные вызы- вают воспаление органов дыхания. Галогеноводороды сильно раздражают слизистые оболочки и органы дыхания, разрушают

62

зубную эмаль. Оксиды галогенов и межгалогенные соединения

– высокотоксичные вещества. Галогенсодержащие соединения углерода – фреоны опасно влияют на сердечно-сосудистую систему. Фтор и все его соединения ядовиты. Фтор, фтористый водород, фториды вызывают разрушение ногтей и зубов, спо- собствуют осаждению кальция в тканях, увеличивают хруп- кость костей и способствуют их переломам. Содержание фтора в воде ниже 0,5 мг/л способствует развитию кариеса зубов, а выше 1,2 мг/л - крапчатости эмали; при избытке фторид-ионов (более 2 мг/л) зубы чернеют и легко выпадают. При высоких концентрациях фтор вызывает молниеносную смерть. Фтори- ды металлов относятся к протоплазматическим ядам, дейст- вующим в основном на ферменты. Фтор легко воспламеняется и взрывоопасен.

Отравление возникает при вдыхании с воздухом газов и пыли фторидов, при повышенном их содержании в питьевой воде, попадании на кожу.

Симптомы отравления: резкое раздражение слизистых оболочек, термические ожоги кожи.

Токсическая доза - 20 мг (F-). Летальная доза - 2 г (F-).

Техника безопасности. Работать с фтором можно только в специально оборудованных лабораториях в специаль- ной одежде при наличии разрешения. Нельзя (!) использовать стеклянную посуду. Реактивы хранят отдельно. Пожар следует тушить водой.

1.7.2 Хлор и его соединения

Биологическая роль. Хлор относят к олигобиогенным элементам, содержание которых в человеческом организме от

0,1 до 1 % масс.

Содержание в человеческом организме:

Cl – жизненно важный элемент для развитых растений и млекопитающих. При дефиците хлора замедляется рост орга- низмов. NaCl – биохимический электролит. HCl – составная часть желудочного сока, которая способствует перевариванию пищи и убивает различные болезнетворные бактерии. При по-

вышении концентрации ее выше нормы в желудке ощущается изжога.

Токсическое действие. Как Cl- - ион относительно без- вреден. Высокотоксичен в окисленных формах: Cl2, ClO-, ClO3-. При действии хлора нарушается содержание в крови свобод- ных аминокислот. При хроническом отравлении хлороводоро- дом быстро разрушается эмаль зубов. При действии высоких

концентраций газообразный хлор вызывает мгновенную смерть. Он взрывоопасен.

Хлораты щелочных металлов относят к кровяным ядам, вызывающим распад эритроцитов. Хлораты и перхлораты так- же взрывоопасны. Например, перхлорат аммония способен самовоспламеняться уже при 40 оС. Особенно опасны в по- жарном отношении смеси хлората калия и фосфора. Безводная хлорная кислота очень опасна из-за способности к взрывному разложению. Если хранить кислоту в обычных условиях в за- крытом сосуде, то через несколько дней она сначала желтеет, затем становится коричнево-красной и, наконец, взрывается. Поэтому пожелтевшая кислота должна быть немедленно унич- тожена.

Отравление возникает при вдыхании паров и попадании веществ на кожу.

64

Симптомы отравления проявляются в сильном раз- дражении слизистых оболочек дыхательных путей, сопровож- дающимся першением и жжении в горле, сухим кашлем, охри- плостью голоса, чиханием, насморком, затрудненном дыхани- ем. При сильных отравлениях возникает тяжелое общее со- стояние, резкая синюшность лица, повышение температуры, тошнота, рвота, мучительный лающий кашель, клокочущее дыхание с обильным отделением пенистой жидкости, слезоте- чение, боль в желудке.

Техника безопасности. Техника безопасности заклю-

чается в работе при включенной тяге с малыми количествами реактивов. После отбора нужного количества реактива, следует

немедленно закрывать кран прибора или склянку с хлором или хлороводородом. Нельзя (!) пожар тушить водой. Реактивы хранят отдельно и защищают их посуду от механических по- вреждений. При работе с газом используют противогаз, за- щитные очки, резиновые перчатки, обувь, фартук.

1.7.3 Бром

Биологическая роль. Бром в организме высших живот- ных и человека, в том числе и в крови, часто присутствует в виде броморганических соединений. Br обнаружен в гипофизе, щитовидной железе, печени, крови, мозге. Функции его еще далеко не ясны. Например, во время сна количество брома в гипофизе резко падает, а в продолговатом мозге, наоборот, растет. Выделение его из организма происходит в основном почками.

Содержание в человеческом организме:

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

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

кроме Br2. Отравление бромом возникает уже при вдыхании паров и попадании на кожу. Проявляется отравление в виде боли и рези в глазах, светобоязни, слезотечении, отеке век, на- сморке, носовое кровотечении, жжении в горле, охриплости голоса, чувстве стеснения в груди, головной боли, головокру- жении. Спустя несколько часов возникают: тошнота, рвота и понос, боли в теле, образование язв на коже, которые плохо заживают.

Токсическая доза - 3 г. Летальная доза - > 35 г.

Техника безопасности. Работать с бромом следует при включенной тяге с малыми количествами вещества, в перчат- ках. После отбора нужного количества реактива немедленно закрывают склянку с его содержимым.

Бром в виде простого вещества пожароопасен. Средст- во для тушения пожара является вода. Реактивы хранят от- дельно и защищают от механических воздействий и влаги. При работе с газом используют противогазы, герметичные защит- ные очки и резиновые перчатки.

1.7.4 Иод и его соли

Биологическое действие. Иод и его соединения оказы- вают общее действие на кровь, нервную систему и др. Наи-

большее количество иода в организме человека содержится в щитовидной железе (около 0,1 %). Здесь он находится в виде иодорганического соединения – тироксина, активной части гормона, выделяемой щитовидной железой. Недостаток иода вызывает заболевания щитовидной железы.

Больше всего иода в теле морских животных (губок, ал- цинариевых полипов и др.) и особенно в водорослях. Содер- жание иода в теле млекопитающих куда ниже – 10-6 %.

66

Содержание в человеческом организме:

Токсическое действие. Свободный иод I2 токсичен. Отравление возникает при случайном приеме внутрь. Симпто-

мы отравления проявляются в возникновении специфического запаха изо рта, появлении следов ожога и бурой окраски сли- зистой оболочки рта, рвоте темно желтыми или синими мас- сами с кровью, поносе, ослабление сердечной деятельности, дерматите кожи.

Токсическая доза иодида - 2 мг. Летальная доза иодида - 35-350 г.

Техника безопасности. При работе с парами иода ис- пользуют фильтрующий противогаз, защитные герметичные очки, резиновые перчатки и одежду. После работы в лаборато- рии с иодом и его соединениями тщательно моют руки с мы- лом.

По содержанию в земной коре фтор и иод относятся к микроэлементам. Микроэлементы необходимы для многих биохимических процессов, недостаток элементов замедляет эти процессы. В почве иода содержится до 5 мг/кг, в то время как в золе растений – в 10 раз больше. Фтора же, наоборот, в золе растений содержится в 20 раз меньше, чем в почве (со- держание в последней составляет 200 мг/кг). Поэтому иод от- носят к биофилам – элементам, аккумулируемым живыми ор- ганизмами. Установлено, что концентрация иода в почве пря- мо пропорциональна содержанию в ней органического веще- ства.

67

Соединения иода среди соединений других микроэле- ментов занимают особое место. Иод влияет на состояние щи- товидной железы. В то же время организмы способны аккуму- лировать и радиоактивный иод, содержащийся в почвах в виде повышенных концентраций в результате промышленных и др. выбросов радионуклеидов (особенно в результате Чернобыль- ской катастрофы).

1.7.5Контрольные вопросы

1.Какие виды соединений галогенов обладают токсическим действием?

2.Какие органы человека поражают жидкие галогены, газооб- разные галогены?

3.Как содержание соединений фтора в воде влияет на состоя- ние зубов?

4.К каким ядам относятся фториды металлов, на что они дей- ствуют?

5.Простые вещества каких галогенов относятся к взрывоопас- ным?

6.Перечислите симптомы отравления соединениями фтора.

7.Поясните элементы техники безопасности при работе с фто- ром и его соединениями.

8.Какие изменения в организме человека вызывает действие молекулярного хлора?

9.К каким ядам относятся хлораты щелочных металлов, на что они действуют?

10.Какие соединения хлора взрывоопасны? По какому призна- ку делают вывод о взрывоопасности безводной хлорной ки- слоты?

11.Перечислите симптомы отравления хлором и его соедине- ниями?

12.Расскажите о правилах техники безопасности при работе с хлором и его летучими соединениями.

68

13.Можно ли горящий фтор тушить водой? Как следует зату- шить пожар, если горит хлор?

14.Перечислите симптомы отравления бромом.

15.Расскажите о правилах техники безопасности при работе с бромом.

16.На что оказывает действие иод и каковы симптомы отрав- ления им?

17.Расскажите о правилах техники безопасности при работе с иодом.

18.Какой из галогенов относится к биофилам, что это значит и в чем проявляется?

19.Предложите способ блокирования поступления в щитовид- ную железу радиоактивного иода через растительную пищу.

1.8 D-ЭЛЕМЕНТЫ VI ГРУППЫ

1.8.1 Хром

Антропогенные источники: выбросы предприятий,

добывающих, перерабатывающих, получающих и применяю- щих хром и его соединения; сжигание угля, промышленные и канализационные стоки.

Биологическая роль. Биологическая роль мало изучена. Известно, что хром содержится в гипофизе, крови и является непременным компонентом ферментативных комплексов, уча- ствующих в обмене жиров, белков и углеводов. При недостат- ке потребления хрома в организме происходит нарушение ути- лизации легкоусвояемых углеводов, например, глюкозы.

Содержание в человеческом организме:

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

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

Токсическое действие. Наиболее ядовиты соединения хрома (VI), высокотоксичны соединения хрома (III), а соеди- нения хрома (II) менее токсичны. При отравлении соедине- ниями хрома в первую очередь поражаются почки, затем – пе- чень, поджелудочная железа и легкие. Соединения хрома – канцерогены (вызывают рак лёгких и желудка) и аллергены. Отравления происходят при вдыхании и всасывании через ко- жу.

Токсическая доза - 200 мг. Летальная доза - > 3,0 г.

Техника безопасности. При работе с соединениями хрома следует использовать респираторы типа «Лепесток» и др., спецодежду. Для мытья рук использовать 5 % раствор тио- сульфата натрия или 10 % раствор дисульфита натрия, после мытья рук использовать ожиряющие мази.

Из организма хром выводится, главным образом, с мо- чой. Возможно выделение хрома с молоком кормящих жен- щин.

1.8.2 Молибден

Антропогенные источники: переработка и обогаще-

ние молибденовых руд, получение самого металла и его со- единений, фосфорные удобрения, производство цемента, мик- роудобрений, содержащих молибден, выбросы ТЭС.

Биологическая роль. Молибден – важнейший микро- элемент растительных и животных организмов, входит в со- став животных тканей (клетки мозга млекопитающих, печень, почки). У клубеньковых бактерий он входит в состав нитроге- назы – фермента, отвечающего за фиксацию атмосферного азота. У растений – в состав фермента нитратредуктазы, кото- рый необходим для восстановления нитрат-иона до нитрит- иона в процессе синтеза аминокислот.

70

В организме человека молибден участвует в тканевом дыхании, синтезе аскорбиновой кислоты, углеводном обмене. Ферменты, содержащие Mo, - непременные участники метабо- лизма пуринов и усвоения азота. Этот металл способствует окислению ксантина и пурина в молоке, т.е. вмешивается в окислительно - восстановительные реакции организма.

Содержание в человеческом организме:

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

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

∙ Ежедневный прием с пищей - 0,05-0,35 мг.

Токсическое действие. При хроническом воздействии соединений молибдена на организм человека образуются мо- либденовые комплексы с белками, ослабевает его иммунная система, изменяется состав крови вследствие повышения в ней мочевой кислоты, возникают болезни органов пищеварения (гастрит), сердечно-сосудистой системы и мозга, гинекологи- ческие заболевания, кариес, снижается жизненная ёмкость лёг- ких. Сам молибден является более токсичным, чем его соеди- нения. Присутствие некоторых других элементов (Zn, P, O) усиливает его токсичность. Накапливается в костях, почках, печени.

Токсическая доза - 5 мг. Летальная доза - 50 мг (для крыс).

Из соединений особенно опасен гексакарбонил молиб- дена, который вызывает пневмосклероз, дистрофию печени, распад эритроцитов. Видимо, его действие связано с распадом молекул на металл и монооксид углерода. Образуя комплексы с белками и нуклеиновыми кислотами, молибден нарушает белковый обмен. Образующийся монооксид углерода усилива- ет токсический эффект.