Toxic

81

ские явления. Избыток меди удаляется из организма в составе желчи через желудочно-кишечный тракт. Медный купорос CuSO4×5H2O находит применение в медицине как антисептиче- ское, вяжущее, прижигающее средство.

Токсическое действие. Медь относят к группе высоко- токсичных металлов. Ионы меди, при избытке их в организме, способны блокировать SH-группы белков, в особенности фер- ментов, чем нарушают их каталитическую функцию. Медь и ее соединения оказывают резкое раздражающее действие на сли- зистые оболочки верхних дыхательных путей и желудочно- кишечного тракта. При хронической интоксикации медью и ее солями возможны функциональные расстройства нервной сис- темы, нарушение функции печени и почек. У рабочих, сопри- касающихся с соединениями меди, кожа лица, волосы иногда окрашены в зеленовато-желтый или зеленовато-черный цвет, на деснах – темно-красная или пурпурно-красная кайма. Медь и ее соли раздражают кожу, пыль раздражает глаза.

Токсическая доза - > 250 мг.

Летальная доза - данные отсутствуют.

Соединения меди весьма токсичны для всех представи- телей флоры и фауны. В почве избыток соединений меди сни- жает урожай сельскохозяйственных культур, вызывает задерж- ку образования хлорофилла (хлороз) у растений, а также ги- бель земляных червей (в этом случае нарушается водопрони- цаемость и ухудшается водно-воздушный режим почвы).

Меры предосторожности. При наличии в воздухе аэ-

розолей меди и ее соединений необходимо использовать рес- пираторы, противопылевые очки, пылезащитную одежду. По- сле работы принимать теплый душ.

1.11.2 Серебро

Антропогенные источники: Сжигание угля, выбросы промышленных предприятий и автотранспорта, процесс сереб-

82

рения, производство серебряно-цинковых и серебряно- кадмиевых аккумуляторов, кино- и фотоматериалов.

Биологическая роль. Сведений о биологической роли серебра нет.

Содержание в человеческом организме:

Токсическое действие. Предполагают, что соединения серебра обладают канцерогенными свойствами. При много-

летней работе с серебром и его солями серебро отлагается в соединительной ткани, стенках капилляров разных органов, в том числе в почках, костном мозге, селезенке, печени в виде металла. Накапливаясь в коже, слизистых, серебро придает им своеобразную серо-зеленую или голубоватую окраску. Раньше всего темнеют губы, виски, веки, довольно сильно окрашены слизистые полости рта, десны, затылок и шея. Раз появившись, пятна не исчезают.

Токсическая доза - 60 мг. Летальная доза - 1,3-6,2 г.

При длительном контакте с солями серебра могут на- блюдаться расстройства общего самочувствия, нарушения пси- хики, ухудшение зрения. При работе с пылью AgBr и Ag2S возможны кашель, першение в горле, насморк и слезотечение.

Нитрат серебра оказывает прижигающее и вяжущее действие на кожу и слизистые. Возможно возникновение воспалитель- ных заболеваний при работе с этой солью.

Меры предосторожности. Работа в респираторах,

герметизация пылящих процессов, местная вентиляция.

83

1.11.3 Золото

Антропогенные источники: нет.

Биологическая роль. Сведений о биологической роли золота нет.

Содержание в человеческом организме:

Токсическое действие. При продолжительном контакте с золотом, его сплавами и соединениями у человека могут раз- виться специфические аллергические дерматиты и экземы. Дерматиты от ношения золотых изделий редки. Прекращение контакта с золотом приводит к быстрому выздоровлению, од- нако чувствительность к нему сохраняется.

Меры предосторожности. При работе с золотом и его соединениями должна быть предусмотрена защита кожи, уст- ранено пылеобразование.

1.11.4Контрольные вопросы

1.В чем заключается важнейшая функция меди в организме человека? Может ли быть заменена медь другими элемента- ми без нарушения состава крови? Почему?

2.Какова роль соединений меди в развитии сельскохозяйст- венных культур.

3.Назовите основные антропогенные источники меди и се- ребра.

4.Какие меры безопасности должны быть предусмотрены при работе с медью, серебром, золотом и их соединениями?

84

1.12 D-ЭЛЕМЕНТЫ II ГРУППЫ

1.12.1 Цинк

Антропогенные источники: выброс в атмосферу при высокотемпературных технологических процессах на метал- лургических комбинатах; потери при добыче, транспортиров- ке, обогащении, сортировке на горно-обогатительных фабри- ках; сжигание каменного угля, сточные воды химического, де- ревоперерабатывающего, текстильного, бумажного, цементно- го производств, вымывание горячей водой из оцинкованных водопроводных труб.

Биологическая роль. Цинк относят к числу микроэле- ментов, одинаково важных для организмов растительного и животного происхождения, а, следовательно, и для человека.

Содержание в человеческом организме:

Биологическая роль цинка двояка и не до конца выяс- нена. Установлено, что цинк – обязательная составная часть фермента крови карбоангидразы. Этот фермент ускоряет выде- ление углекислого газа в легких, тем самым обеспечивает не- обходимую скорость процессам дыхания и газообмена. Мы за- дохнулись бы, если бы в крови у нас вовсе не было цинка. Кар- боангидраза помогает превращать СО2 в HCO3− , играющий

важную роль в обмене веществ (белков, углеводов, жиров и минеральных веществ) в организме животных и человека. Цинк входит в состав гормона инсулина, регулирующего уро- вень сахара в крови, усиливает действие гормонов гипофиза.

85

Цинк входит в состав крови и мышечной ткани, является ката- лизатором многих реакций, благодаря чему в организме под- держивается необходимый кислотный уровень.

В теле взрослого человека содержится в среднем от по- лутора до двух граммов цинка. Почти две трети этого количе- ства находится в мышцах. Содержание цинка в волосах счита- ется объективным показателем обмена веществ в организме.

Множество биохимических реакций в организме нор- мально протекает лишь в присутствии достаточного количест- ва цинка. Цинк нужен для нормального деления растущих кле- ток, в том числе и раковых. Американскими и советскими био- логами твердо установлено, что недостаток цинка в пище экс- периментальных животных вызывает замедление роста опухо- лей. Велико значение цинка для нормального функционирова- ния органов чувств человека, и в первую очередь органов зре- ния. Нормальное восприятие вкуса также связано с содержани- ем в организме цинка. Заметили, что животные, испытываю- щие его недостаток, предпочитают пить соленую воду. Нару- шение вкусовой чувствительности при недостатке цинка со- провождается и ухудшением обоняния, вплоть до полной его потери.

Со времен Парацельса в фармакопее значатся глазные цинковые капли (0,25 %-ный раствор ZnSO4). Как присыпка издавна применяется цинковая соль стеариновой кислоты. Суспензия, в которую вводят инсулин, проталин и хлорид цин- ка – эффективное средство против диабета, действующее луч- ше, чем инсулин.

Основной источник цинка – пшеничные отруби. При дефиците цинка в организме возможны диабет, кожные забо- левания. Вместе с тем известно, что избыток цинка в организ- ме вреден. Баланс цинка в организме нарушается под действи- ем алкоголя.

Токсическое действие. Цинк и его соединения, особен- но соли, обладают заметной токсичностью. В основе многих

86

проявлений цинковой интоксикации лежат конкурентные от- ношения цинка с рядом металлов, например, кальцием. В этом случае падает содержание кальция в крови, костях, одновре- менно нарушается усвоение организмом фосфора; в результате развивается остеопороз (ломкость костей). Известен следую- щий факт. В 1981 г в Японии была зарегистрирована вспышка тяжелого заболевания костно-мышечной системы у населения, употреблявшего в пищу рис, выращенный на полях орошения, где использовали сточные воды, сильно загрязненные сульфи- дами цинка и кадмия. Нельзя пить воду, хранившуюся в оцин- кованных баках: накапливающиеся в ней ионы цинка отрица- тельно воздействуют на желудочно-кишечный тракт. Токсич- ность цинка объясняется его каталитической активностью. При

хроническом воздействии пыли цинка отмечаются желудочные расстройства, повышена заболеваемость верхних дыхательных путей, распространен кариес. Вдыхание мельчайших частиц ZnO вызывает заболевание, которое называется «литейная ли- хорадка». Эта болезнь протекает по типу инфекционного ката- ра дыхательных путей. Кратковременное вдыхание дыма ZnCl2 вызывает кашель, тошноту, одышку, повышение температуры, воспалительные явления в легких. Хлорид цинка резко раз- дражает и прижигает кожу и слизистые. Цинк в высоких кон- центрациях мутаген и онкоген.

Токсическая доза - 150-600 мг. Летальная доза - 6 г.

Меры предосторожности. При работе с цинком и его соединениями следует исключить соприкосновение кожи с ними. После работы желательно вымыть руки теплой водой или 2 %-ным раствором NaHCO3.

1.12.2 Кадмий

Антропогенные источники: сточные воды горно-

металлургических комбинатов; производство красителей, кад-

87

мий-никелевых аккумуляторов, минеральных удобрений; сжи- гание твердого топлива; выбросы автотранспорта; табачный дым.

Биологическая роль. Специфического биологического значения кадмия как микроэлемента не установлено.

Содержание в человеческом организме:

Токсическое действие. Кадмий и его соединения очень ядовиты. Известны случаи смертельного отравления парами этого металла и его соединений – так что такие пары представ- ляют большую опасность. При попадание в желудок кадмий тоже вреден, но случаи смертельного отравления соединения- ми кадмия, попавшими с пищей, не известны. Видимо, это объясняется немедленным удалением яда из желудка, предпри- нимаемым самим организмом. Кадмий поступает в организм человека с водой и пищей и содержание его в тканях увеличи- вается с возрастом. В основном кадмий откладывается в кос- тях, почках, в железах внутренней секреции, где может оста- ваться годами. Выделяется кадмий из организма медленно, в основном через желудочно-кишечный тракт. Соединения кад- мия действуют, в первую очередь, на органы дыхания и желу- док. При остром отравлении пылью или дымом CdO наблюда- ется раздражение слизистых оболочек верхних и глубоко ды- хательных путей, сладкий вкус во рту, головокружение, сла- бость, тошнота. При хроническом отравлении кадмием наблю- дается снижение обоняния вплоть до его полной утраты, го- ловная боль, желудочные боли, тошнота, рвота.

88

Кадмий – биологический конкурент цинка. В организме человека он снижает активность пищеварительных ферментов, угнетает синтез гликогена печени, нарушает функцию подже- лудочной железы; снижает содержание в крови Fe, Ca, Р из-за чего тормозится рост костей, возникают сильные боли в пояс- нице и в мышцах ног, а также опасность частых переломов.

Токсическая доза - 3-330 мг. Летальная доза - 1,5-9 г.

В природной среде кадмий тормозит процессы само- очищения водоемов, задерживается в почве и затем аккумули- руется растениями. Листья растений, в том числе и табака, об-

ладают способностью накапливать кадмий в очень больших количествах.

Меры предосторожности. При работе с кадмием и его соединениями необходимо использовать респираторы, защит- ные очки, глухой халат, резиновые перчатки и передники. В течение рабочего дня и после него – полоскать рот.

1.12.3 Ртуть

Антропогенные источники: сжигание топлива, метал-

лургические процессы, коксование угля, потери ртути на пред- приятиях по производству хлора и каустической соды, сжига- ние мусора, сточные воды.

Биологическая роль ртути не установлена.

Содержание в человеческом организме:

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

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

∙ Ежедневный прием с пищей - 0,004-0,02 мг.

Токсическое действие. Пары ртути и ее соединения весьма ядовиты. Токсичность паров ртути настолько велика,

89

что признаки хронического отравления могут появиться у че- ловека, проработавшего в помещении, содержащем всего 0,0002-0,0003 мг/л ртути уже через шесть месяцев. Жидкая ртуть опасна прежде всего своей летучестью: если хранить ее открытой в лабораторном помещении, то в воздухе создается парциальное давление ртути 0,001 мм. Это много, так как ПДК 0,01 мг/м3. Достаточно разбить в комнате медицинский термо- метр и оставить неубранной ртуть, чтобы создать реальную уг- розу отравления. Особенно опасны мельчайшие капли ртути, забившиеся под плинтуса, линолеум, мебель, щели пола. Об- щая поверхность маленьких шариков велика, и испарение идет интенсивнее. Поэтому случайно разлитую ртуть необходимо тщательно собрать. А все места, в которых могли задержаться малейшие капли жидкого металла, необходимо обработать раствором FeCl3, чтобы связать ртуть химически.

В организме человека ионы ртути энергично соединя- ются с SH-группами белков, находящихся в почках. Поэтому, попадая в организм, ртуть сосредотачивается преимуществен- но в почках и нарушает их нормальную деятельность Ртуть за- держивается также в клетках мозга и слизистой оболочке рта.

При хронических отравлениях страдает центральная нервная система.

Токсическая доза - 0,4 мг. Летальная доза - 150-300 мг.

Степень токсического действия ртути определяется прежде всего тем, какое количество ее успело прореагировать в организме, прежде чем ее вывели оттуда. То есть, опасна не сама ртуть, а ее соединения. Особенно опасны хорошо раство- римые и легко диссоциирующие соли ртути. Острое отравле- ние солями ртути проявляется в расстройстве кишечника, рво- те, набухании десен. Характерен упадок сердечной деятельно- сти, пульс становится редким и слабым, возможны обмороки. Первое, что необходимо сделать в такой ситуации, это вызвать у больного рвоту. Затем дать ему молока и яичных белков.

90

Ртуть выводится из организма в основном почками. При хро-

ническом отравлении ртутью и ее соединениями появляется металлический привкус во рту, рыхлость десен, сильное слю- нотечение, легкая возбудимость, ослабление памяти. Опас- ность такого отравления есть во всех помещениях, где ртуть находится в контакте с воздухом. Исключительно высокой

токсичностью обладают некоторые органические соединения ртути.

Хотя все соли ртути ядовиты, многие из них использу- ются медициной, и, пожалуй, это одно из самых древних при- менений. Сулема – яд, но и одно из самых первых антисепти- ческих средств. Желтый оксид ртути применяют при лечении глазных и кожных заболеваний. Каломель Hg2Cl2 – общеизве- стное слабительное средство.

Меры предосторожности. Работа со ртутью и ее со-

единениями должна выполняться в глухих халатах без карма- нов, в резиновых или полиэтиленовых перчатках. Необходимо строгое соблюдение мер личной гигиены. Все помещения, предназначенные для работы со ртутью, должны быть обору- дованы приточно-вытяжной вентиляцией и местными вытяж- ными устройствами.

1.12.4Контрольные вопросы

1.Почему пролитую металлическую ртуть обрабатывают по- рошкообразной серой или концентрированным водным рас- твором хлорида железа (III)?

2.Предельно допустимая концентрация ионов Cd2+ и Zn2+ в водном растворе составляет 0,01 и 0,005 мг/л, соответствен- но. Установите, возможно ли при 25 °С очистить промыш-

ленные стоки от кадмия и ртути обработкой гидроксидом натрия, если рН конечного раствора равен 10? Если ответ по одному из этих элементов отрицательный, предложите дру- гой способ или реактив для очистки стоков.