Воздействие радиации и вредных химических элементов на организм человека

Размещено на http://www.allbest.ru/

План

Введение

1. Параметры радиации

2. Воздействие вредных химических элементов на организм человека. Кадмий

Заключение

Список литературы

Введение

Природная среда сейчас сохранилась лишь там, где она не была доступна людям для ее преобразования. Урбанизированная или городская среда ? это искусственный мир, созданный человеком, не имеющий аналогов в природе и способный существовать только при постоянном обновлении.

Социальная среда сложно интегрируется с любой окружающей человека средой и все факторы каждой из сред «тесно взаимосвязаны между собой и испытывают объективные и субъективные стороны "качества среды жизни".

Эта множественность факторов заставляет более осторожно подходить к оценке качества среды жизни человека по состоянию его здоровья. Необходимо тщательно подходить к выбору объектов и показателей, диагностирующих среду.

Ими могут быть короткоживущие изменения в организме, по которым можно судить о разных средах ? дом, производство, транспорт, и долгоживущие в данной конкретной городской среде, ? некоторые адаптации акклиматизационного плана и др. Влияние городской среды достаточно ярко подчеркивается определенными тенденциями современного состояния здоровья человека.

1. Параметры радиации

Ионизирующим называется излучение, которое, проходя через среду, вызывает ионизацию или возбуждение молекул среды. Ионизирующее излучение, так же как и электромагнитное, не воспринимается органами чувств человека. Поэтому оно особенно опасно, так как человек не знает, что он подвергается его воздействию. Ионизирующее излучение иначе называют радиацией.

Радиация - это поток частиц (альфа-частиц, бета-частиц, нейтронов) или электромагнитной энергии очень высоких частот (гамма- или рентгеновские лучи).

Вещества состоят из мельчайших частиц химических элементов - атомов. Атом делим и имеет сложное строение. В центре атома химического элемента находится материальная частица, называемая атомным ядром, вокруг которой вращаются электроны. Большинство атомов химических элементов обладают большой устойчивостью, т.е. стабильностью. Однако у ряда известных в природе элементов ядра самопроизвольно распадаются. Такие элементы называются радионуклидами. Один и тот же элемент может иметь несколько радионуклидов. В этом случае их называют радиоизотопами химического элемента. Самопроизвольный распад радионуклидов сопровождается радиоактивным излучением.

Самопроизвольный распад ядер некоторых химических элементов (радионуклидов) называется радиоактивностью.

Радиоактивное излучение бывает различного вида: потоки частиц с высокой энергией, электромагнитная волна с частотой более 1,5 - 10¹⁷Гц.

Испускаемые частицы бывают различных видов, но чаще всего испускаются альфа-частицы (альфа-излучение) и бета-частицы (альфа-излучение). Альфа-частица тяжелая и обладает высокой энергией, это ядро атома гелия. Бета-частица примерно в 7336 раз легче альфа-частицы, но может обладать также высокой энергией. Бета-излучение - это потоки электронов или позитронов.

Радиоактивное электромагнитное излучение (его также называют фотонным излучением) в зависимости от частоты волны бывает рентгеновским (1,5 * 10¹⁷…5 * 10¹⁹ Гц) и гамма-излучением (более 5 * 10¹⁹ Гц). Естественное излучение бывает только гамма-излучением. Рентгеновское излучение искусственное и возникает в электронно-лучевых трубках при напряжениях в десятки и сотни тысяч вольт.

Радионуклиды, испуская частицы, превращаются в другие радионуклиды и химические элементы. Радионуклиды распадаются с различной скоростью. Скорость распада радионуклидов называют активностью. Единицей измерения активности является количество распадов в единицу времени. Один распад в секунду носит специальное название беккерель (Бк). Часто для измерения активности используется другая единица - кюри (Ки), 1 Ки = 37 * 10⁹ Бк. Одним из первых подробно изученных радионуклидов был радий-226. Его изучили впервые супруги Кюри, в честь которых и названа единица измерения активности. Количество распадов в секунду, происходящих в 1 г радия-226 (активность) равна 1 Ku.

Время, в течение которого распадается половина радионуклида, называется периодом полураспада (Т_1/2). Каждый радионуклид имеет свой период полураспада. Диапазон изменения Т_1/2 для различных радионуклидов очень широк. Он изменяется от секунд до миллиардов лет. Например, наиболее известный естественный радионуклид уран-238 имеет период полураспада около 4,5 миллиардов лет.

При распаде уменьшается количество радионуклида и уменьшается его активность. Закономерность, по которой снижается активность, подчиняется закону радиоактивного распада.

Воздействие радиации на человека зависит от количества энергии ионизирующего излучения, которая поглощается тканями человека. Количество энергии, которая поглощается единицей массы ткани, называется поглощенной дозой. Единицей измерения поглощенной дозы является грей (1 Гр = 1 Дж/кг). Часто поглощенную дозу измеряют в радах (1 Гр = 100 рад).

Однако не только поглощенная доза определяет воздействие радиации на человека. Биологические последствия зависят от вида радиоактивного излучения. Например, альфа-излучение в 20 раз более опасно, чем гамма- или бета-излучение. Биологическая опасность излучения определяется коэффициентом качества К. При умножении поглощенной дозы на коэффициент качества излучения получается доза, определяющая опасность излучения для человека, которая получила название эквивалентной. Эквивалентная доза имеет специальную единицу измерения - зиверт (Зв). Часто для измерения эквивалентной дозы используется более мелкая единица - бэр (биологический эквивалент рада), 1 Зв = 100 бэр. Итак, основными параметрами радиации являются следующие (Таблица 1).

Таблица 1. Основные параметры радиации

Параметр	Единица международной системы (СИ)	Единица	Соотн. между единицами
Активность	беккерель (Бк)	кюри (Ku)	1Ku=37*109Бк
Период полураспада	секунда	минута сутки год	- - -
Поглощенная доза	грей (Гр)	рад	1Гр=100 рад
Эквивалентная доза	зиверт (Зв)	бэр	1Зв=100 бэр

2. Воздействие вредных химических элементов на организм человека. Кадмий

С медико-биологических позиций наибольшее влияние экологические факторы городской среды оказывают на следующие тенденции:

- процесс акселерации;

- нарушение биоритмов;

- аллергизация населения;

- рост онкологической заболеваемости и смертности;

- рост доли лиц с избыточным весом;

- отставание физиологического возраста от календарного;

- «омоложение» многих форм патологии;

- абиологическая тенденция в организации жизни и др.

Акселерация ? это ускорение развития отдельных органов или частей организма по сравнению с некой биологической нормой. В нашем случае ? это увеличение размеров тела и значительный сдвиг во времени в сторону более раннего полового созревания.

Ученые полагают, что это эволюционный переход в жизни вида, вызванный улучшающимися условиями жизни: хорошее питание, «снявшее» лимитирующее действие пищевых ресурсов, что спровоцировало процессы отбора, ставшие причиной акселерации.

Биологические ритмы ? важнейший механизм регуляции функций биологических систем, сформировавшийся, как правило, под воздействием абиотических факторов, в условиях городской жизни могут нарушаться.

Это прежде всего относится к циркадным ритмам: новым экологическим фактором стало использование электроосвещения, продлившее световой день. На это накладывается десинхроноз, возникает хаотизация всех прежних биоритмов и происходит переход к новому ритмическому стереотипу, что вызывает болезни у человека и у всех представителей биоты города, у которых нарушается фотопериод.

Аллергизация населения ? одна из основных новых черт в измененной структуре патологии людей в городской среде.

Аллергия ? извращенная чувствительность или реактивность организма к тому или иному веществу, так называемому аллергену (простые и сложные минеральные и органические вещества).

Аллергены по отношению к организму бывают внешние ? экзоаллергены и внутренние ? аутоаллергены. Экзо-аллергены могут быть инфекционными ? болезнетворные и неболезнетворные микробы, вирусы и др. и неинфекционными ? домашняя пыль, шерсть животных, пыльца растений, лекарственные препараты, другие химические вещества ? бензин, хлорамин и т.п., а также мясо, овощи, фрукты, ягоды, молоко и др.

Аутоаллергены ? это кусочки тканей поврежденных органов (сердце, печень), а также ткани, поврежденные при ожоге, лучевом воздействии, обморожении и т.п.

Причина аллергических заболеваний (бронхиальная астма, крапивница, лекарственная аллергия, ревматизм, волчанка красная и др.) ? в нарушении иммунной системы человека, которая в результате эволюции находилась в равновесии с природной средой.

Городская же среда характеризуется резкой сменой доминирующих факторов и появлением совершенно новых веществ ? загрязнителей, давление которых ранее иммунная система человека не испытывала.

Поэтому аллергия может возникнуть без особого тому сопротивления организма, и трудно ожидать, что он вообще станет к ней резистентным.

Онкологическая заболеваемость и смертность ? одна из наиболее показательных медицинских тенденций неблагополучия в данном городе или, например, в зараженной радиацией сельской местности. Эти заболевания вызваны опухолями.

Опухоли (греч. «onkos») - новообразования, избыточные патологические разрастания тканей. Они могут быть доброкачественными ? уплотняющими или раздвигающими окружающие ткани, и злокачественными ? прорастающими в окружающие ткани и разрушающими их.

Разрушая сосуды, они попадают в кровь и разносятся по всему организму, образуя так называемые метастазы. Доброкачественные опухоли метастазов не образуют.

Развитие злокачественных опухолей, т.е. заболевание раком, может возникнуть в результате длительного контакта с определенными продуктами: рак легких ? у рудокопов урановых рудников, рак кожи ? у трубочистов, и т.п. Это заболевание вызывается определенными веществами, называемыми канцерогенными.

Канцерогенные вещества (греч. «рождающие рак») или просто канцерогены - химические соединения, способные вызвать злокачественные и доброкачественные новообразования в организме при воздействии на него. Их известно несколько сот. По характеру действия они разделяются на три группы:

1) местного действия;

2) органотропные, т.е. поражающие определенные органы;

3) множественного действия, вызывающие опухоли в разных органах.

К канцерогенам относятся многие циклические углеводороды, азотокрасители, алкалирующие соединения. Они содержатся в загрязненном промышленными выбросами воздухе, в табачном дыме, каменноугольной смоле и саже. Многие канцерогенные вещества оказывают мутагенное воздействие на организм.

Помимо канцерогенных веществ опухоли вызывают еще и опухолеродные вирусы, а также действие некоторых излучений ? ультрафиолетового, рентгеновского, радиоактивного и др.

Кроме человека и животных опухоли поражают и растения. Они могут быть вызваны грибами, бактериями, вирусами, насекомыми, действием низких температур. Они образуются на всех частях и органах растений. Рак корневой системы приводит к их преждевременной гибели.

В экономически развитых странах смертность от рака стоит на втором месте. Но не обязательно все виды рака встречаются в одном и том же районе. Известна приуроченность отдельных форм рака к тем или иным условиям, например, рак кожи чаще встречается в жарких странах, где избыток ультрафиолетового излучения.

Но заболеваемость раком определенной локализации у человека может изменяться в зависимости от изменений условий его жизни.

Если человек переехал в такую местность, где эта форма встречается редко, снижается опасность заболевания именно данной формой рака и, соответственно, наоборот.

Таким образом, ярко выделяется зависимость между раковыми заболеваниями и экологической обстановкой, т.е. качеством окружающей среды, в том числе и городской.

В результате воздействия загрязненной окружающей среды, а также при нарушении технологической обработки или условий хранения в пищевых продуктах могут появиться токсичные вещества. Их называют загрязнителями. К их числу относятся и токсичные элементы. Они обозначены в международных требованиях, предъявляемых к пищевым продуктам объединенной комиссией ФАО (Продовольственная организация ООН) и ВОЗ (Всемирная организация здравоохранения), в документе под названием "Кодекс алиментариус". В соответствии с этим документом наиболее важными в гигиеническом контроле пищевых продуктов являются восемь элементов - ртуть, свинец, кадмий, мышьяк, медь, цинк, олово и железо. В нашей стране в этот перечень включают также никель, хром, селен, алюминий, фтор и йод. Наибольшую опасность среди всех перечисленных элементов представляют ртуть, свинец и кадмий.

Накопление химических элементов во внутренних органах человека приводит к развитию различных заболеваний. Из элементов больше всего в организме человека накапливаются:

- кадмий, хром - в почках,

- медь - в желудочно-кишечном тракте,

- ртуть - в центральной нервной системе,

- цинк - в желудке, двигательном аппарате,

- мышьяк - в почках, печени, легких, сердечнососудистой системе,

- селен - в кишечнике, печени, почках,

- бериллий - в органах кроветворения, нервной системе.

Ртуть Hg (Hydrargyrum - жидкое серебро) по своим свойствам резко отличается от других металлов: в нормальных условиях ртуть находиться в жидком состоянии, обладает очень слабым сродством к кислороду, не образует гидроксидов. Это высокотоксичный, кумулятивный (т.е. способный накапливаться в организме) яд. Поражает кроветворную, ферментативную, нервную системы и почки. Наиболее токсичны некоторые органические соединения, особенно метилртуть. Ртуть относится к числу элементов, постоянно присутствующих в окружающей среде и живых организмах, содержание ее в организме человека составляет 13 мг.

Кодексным комитетом объединенной комиссии ФАО и ВОЗ установлена недельная безопасная доза присутствия общей ртути - 5 мкг, т.е. пять миллионных долей грамма (!) на каждый килограмм массы человеческого тела. Допустимая концентрация металлической ртути в воздухе - 0,0001 мг на один литр. Что же касается метилртути, то ее доля еще меньше - всего 3,3 мкг/кг массы тела. Метилированная форма ртути из-за большей растворимости в жирах быстрее проходит через биологические мембраны по сравнению с неорганической ртутью. Например, метилированная ртуть легче проникает через плаценту, в результате чего воздействует на развивающиеся эмбрион и плод. Выявлены случаи высокой концентрации метилртути в крови новорожденных, в то время как содержание ртути в материнской крови соответствовало норме.

При поступлении в организм из окружающей среды ртуть распределяется по органам и субклеточным структурам. В организме ртутные соединения проникают в различные органы и ткани, но больше всего их обнаруживают в крови, печени, почках и головном мозгу. В клетках наблюдается неравномерное распределение ртути: 54% накапливается в растворимой фракции, 30% - в ядерной, 11% - в митохондриальной, 6% - в микросомальной.

В крови снижается количество эритроцитов, в печени и почках развиваются дегенеративные изменения. В желудочно-кишечном тракте возникают сильные воспалительные процессы. При остром отравлении ртутными соединениями отмечаются характерный металлический вкус во рту, слюнотечение, боли в деснах, зубах, животе, жидкие выделения из желудка, содержащие кровь. В дальнейшем вследствие поражения почек наступает полное прекращение мочеотделения, в организме накапливаются вредные вещества, усугубляющие тяжелое состояние, что приводит к смертельному исходу через 5-6 дней, а иногда и ранее.

Выделение ртути из организма осуществляется различными путями, но очень медленно: через желудочно-кишечный тракт (18-20%), почками (40%), слюнными железами (20-25%) и т.д.

Некоторые сильнодействующие соединения ртути - гранозан, меркуран и другие - длительное время использовали в качестве обеззараживающих средств, например для протравливания семян. Хлорид ртути (II) HgCI2, или сулему, применяли для дезинфекции медицинского инвентаря, лабораторной посуды, поверхностного обеззараживания кожи. Естественно, что при этом не исключены были случаи попадания ее в организм. Использовали растворы концентрацией от 1:1000 до 1:5000. Однако сулема даже в столь низких концентрациях очень токсична, оказывает повреждающее действие на животные ткани, обладает коррозионными свойствами. Сейчас применение сулемы для дезинфекции строго ограничено. Более эффективными и менее токсичными оказались некоторые органические соединения ртути. Для наружного применения рекомендованы, например, нитрат фенилртути и амидохлорид ртути. Последний применяют в виде 10%-й мази при лечении ран и грибковых поражений кожи. Следует помнить, что применение любых ртутных препаратов требует строгого соблюдения правил предосторожности, поскольку ртуть способна проникать в организм и через кожу.

Свинец Pb является одним из весьма распространенных в окружающей среде токсичных элементов, в связи с чем действие его избытка на организм человека изучено наиболее подробно.

Свинец незаменим во многих отраслях промышленности. Изготовление аккумуляторов для автомобилей, использование содержащих свинец сплавов в типографском деле, производство кабелей и многие другие отрасли промышленности являются потребителями этого элемента. Профессиональные отравления свинцом людей, работающих в этих отраслях, происходят в основном путем ингаляции. Случаи острого отравления в настоящее время встречаются редко.

Хронические отравления наблюдаются при вдыхании воздуха с высоким содержанием свинца (например, выхлопные газы), а также при поступлении с пищей и питьевой водой небольших количеств свинца в течение длительного времени. При хронических отравлениях отмечается общая слабость, бледность кожных покровов, боли в животе, "свинцовая кайма" по краям десен, анемия, нарушение функции почек. Отмечены также снижение умственных способностей, агрессивное поведение и другие симптомы. Установлено, что хроническая интоксикация наступает при потреблении 1-8 мг свинца в сутки.

Свинец, подобно ртути, обладает кумулятивными свойствами. Поглощенный свинец содержится в крови и других жидкостях организма, накапливается в костях в виде нерастворимых трехосновных фосфатов. Свинец, отложившийся в костях в виде нерастворимого соединения, не оказывает непосредственного ядовитого действия. Однако под влиянием определенных условий запасы его в костях становятся мобильными, свинец переходит в кровь и может вызвать отравление даже в острой форме. К факторам, способствующим мобилизации свинца, относятся повышенная кислотность, недостаток кальция в пище, злоупотребление спиртными напитками. В свете сказанного весьма вероятно, что многие из нас являются носителями свинца и только правильное функционирование организма, рациональная диета препятствуют отравлениям.

Выделение свинца из организма происходит через пищеварительный тракт и почки, причем повышенное содержание свинца в моче (более 0,05 мг/л) служит одним из показателей отравления свинцом. Установлено выделение свинца и с женским молоком.

Исследованиями, проведенными в США, доказано, что в значительной степени риску свинцового отравления подвержены дети, особенно младшего возраста. Это объясняется тем, что детский организм сорбирует до 40% поглощенного с пищей свинца, в то время как организм взрослого человека - всего от 5 до 10%.

Комитет экспертов ФАО и ВОЗ установил, что допустимый еженедельный прием свинца для человека составляет 3 мг. Это основано на данных о токсичности для взрослых людей и на предположении, что поглощается только 10% принятого с пищей свинца. Установленная величина не относится к грудным и маленьким детям, поскольку не известна степень отрицательного воздействия свинца на эту возрастную группу. ПДК свинца в воздухе так же, как и для ртути, составляет 0,003 мг/м³.

Кадмий Cd - элемент высокой токсичности. В определенных условиях ионы кадмия, обладая большой подвижностью в почвах, легко переходят в растения, накапливаются в них и затем поступают в организм животных и человека.

Исследования, проведенные на животных различных уровней организации - от микроорганизмов до млекопитающих, - показали, что соли кадмия обладают мутагенными и канцерогенными свойствами и представляют потенциальную генетическую опасность.

Кадмий блокирует работу ряда важных для жизнедеятельности организма ферментов. Кроме того, он поражает печень, почки, поджелудочную железу, способен вызвать эмфизему или даже рак легких. Вредность кадмия усугубляется его исключительной кумулятивностью. В связи с этим даже при незначительном количестве поступающего элемента его содержание в почках или в печени может через некоторое время достигнуть опасной концентрации. Кадмий плохо выводится, и от 50 до 75% его от попавшего количества удерживается в организме.

Наиболее типичным проявлением отравления кадмием является нарушение процессов поглощения аминокислот, фосфора и кальция в почках. После прекращения действия кадмия повреждения, вызванные его действием в почках, остаются необратимыми.

Учеными доказано, что нарушение процессов обмена в почках может привести к изменению минерального состава костей. Следует заметить, что на токсичность кадмия влияет содержание цинка в пищевых продуктах. При достаточном поступлении цинка в организм токсичность кадмия снижается.

Содержание кадмия в растительных продуктах зависит от дозы удобрения полей суперфосфатом. Избыток суперфосфата смывается дождями в реку. Туда же несут его и грунтовые воды.

Другой могучий источник кадмия - сточные воды гальванических цехов и производств.

Кадмий может появиться и в консервном производстве при использовании жестяной тары (соединение деталей которой осуществляется пайкой) при нарушении технологии пайки, применении случайных припоев или некачественных покрытий.

Кадмий может накапливаться в печени рыб до весьма значительного количества. Установлено и большое содержание его в устрицах. Он может накапливаться и в печени животных...

ФАО и ВОЗ установили для него предельную безопасную дозу - 6,7-8,3 мкг/кг.

Мышьяк As - химический элемент из группы неметаллов, содержится в небольших количествах во всех животных и растительных организмах. Мышьяк - высокотоксичный кумулятивный яд, поражающий нервную систему. Попадает мышьяк с пищей и накапливается главным образом в печени, селезенке, почках и крови (в эритроцитах), а также волосах и ногтях.

Этот факт используется в судебной медицине для проведения анализа волос и ногтей при подозрении на отравление мышьяком. Выделяется мышьяк с потом, мочой и другими продуктами обмена веществ. Смертельная доза - 200 мг. Хроническая интоксикация наблюдается при потреблении 1-5 мг в сутки. При остром отравлении симптомы его обычно наступают через 20-30 мин. При этом наблюдаются резко выраженные признаки расстройства желудочно-кишечного тракта, чувство жжения и металлического вкуса во рту. Отмечается резкая общая и сердечная слабость, резкое снижение кровяного давления, потеря сознания. Нередко отравление заканчивается летальным исходом. Если пострадавшего удается вывести из тяжелого состояния, у него наблюдаются угнетение центральной нервной системы, изнурительные боли в конечностях. ФАО и ВОЗ установлена недельная безопасная доза - 5 мкг/кг массы тела. Для более токсичных неорганических соединений мышьяка установлена норма 2 мкг/кг массы тела в сутки, т.е. 138 мкг в сутки для человека массой 69 кг.

Поступая из желудочно-кишечного тракта, мышьяк и различные мышьяковистые соединения быстро поглощаются тканями организма, особенно печенью. Токсическое действие мышьяка связано с нарушением им окислительных процессов в тканях вследствие блокады ряда ферментных систем организма. Наиболее быстро под влиянием мышьяка разрушается нервная ткань.

Долгое время мышьяк считался классическим ядом, и это привело к постоянному ужесточению его ПДК. В многолетних опытах на животных при определении недостатка мышьяка наблюдались неоднократные случаи внезапной смерти от сердечной недостаточности. Кроме того, дефицит мышьяка вызывает задержку роста животных и деформацию их конечностей.

Медики установили, что в малых количествах мышьяк оказывает благотворное действие на организм человека: улучшает кроветворение, повышает усвоение азота и фосфора, ограничивает распад белков и ослабляет окислительные процессы. Эти свойства мышьяка используются при назначении с лечебной целью мышьяковистых препаратов. Неорганические препараты (раствор арсената (III) натрия, мышьяковистый ангидрид и др.) назначают при истощении, малокровии, некоторых кожных заболеваниях. В зубоврачебной практике применяют пасту с мышьяковистым ангидридом ("белый мышьяк"). Органические препараты мышьяка применяются при лечении возвратного тифа, малярии и ряда других инфекционных заболеваний.

Медь Cu в определенных количествах необходима для нормального функционирования человека и животных. Клиническая практика показала, что в ряде случаев возникновение анемии у человека было связано с недостатком меди в продуктах питания. Суточная потребность взрослого человека в меди, по данным ВОЗ, определяется в 2-5 мг или 30 мкг/кг массы тела. Максимально допустимое суточное поступление - 50 мкг/кг.

Лишь небольшая часть меди в организме человека находится в виде свободных ионов, основная же часть связана в виде комплексных соединений с белками. Основным белком, содержащим медь, является церулоплазмин. Медь входит в состав ряда важных ферментов, принимающих участие в окислительно-восстановительных реакциях, - цитохромоксидазы, аминооксидазы и др.

Однако в избыточных количествах медь оказывает токсическое действие. При попадании в организм с пищей, содержащей более 50 мкг/кг, наблюдаются характерные признаки отравления -металлический вкус во рту, неукротимая рвота, боли в животе. При поступлении в меньших количествах медь накапливается в печени, что вызывает физиологические расстройства в организме - тошноту, рвоту, желудочную боль.

Некоторые соединения меди играют роль катализаторов окислительных процессов в пищевых продуктах. Кроме того, ряд соединений меди разрушают витамины С и А, ухудшают органолептические показатели, способствуют образованию токсичных продуктов окисления липидов. Вследствие отмеченных свойств допустимые нормы содержания меди в продуктах устанавливают часто ниже норм, определенных по токсикологическим показателям.

Цинк Zn - элемент, необходимый нашему организму. Потребность человека в цинке в десять раз больше, чем в меди. Доказано, что цинк является компонентом почти 80 ферментов. К таким ферментам относятся полимеры нуклеиновых кислот, лакта-, алкоголь- и ретинолдегидрогеназы, а также фосфатаза, протеазы и другие. Дефицит цинка проявляется в различных симптомах, связанных с нарушением функций названных ферментов.

Следствием недостатка цинка в питании является замедленный рост детей и подростков и трудное заживление ран. На основании многочисленных исследований ВОЗ предложена суточная доза потребления цинка с пищей для взрослого человека - 22 мг.

Различие между необходимым количеством потребляемого с пищей цинка и его токсичным уровнем достаточно велико.

По данным ВОЗ, критический сверхдопустимый предел поступления цинка в организм человека составляет 200 мг в сутки.

Цинк плохо всасывается и оказывает в основном местное раздражающее действие на слизистую желудка. Симптомы отравления появляются очень быстро (от нескольких минут до 2-3 часов) после поступления цинка и проявляются в виде тошноты, рвоты, расстройства желудка. Дети более чувствительны к отравлению цинком, чем взрослые.

Олово Sn - элемент средней токсичности. Наблюдались случаи массового отравления при потреблении различных соков с содержанием олова 300-500 мг/кг. В консервированных продуктах, особенно в присутствии нитратов, содержание олова из-за жестяной коррозии при длительном хранении может достичь величины, опасной для здоровья.

Железо Fe - необходимый элемент в жизни человека. Оно задействовано в процессах кроветворения, участвует в образовании гемоглобина. Железо также входит в состав ферментов пероксидазы и каталазы, является неотъемлемой составной частью цитохромной системы организма, участвует в процессе дыхания. Железо присутствует в организме человека в количестве 4-5 г. Недостаток его в рационе приводит к тяжелому заболеванию - железодефицитной анемии (низкий гемоглобин, малокровие).

Дефицит железа нередко наблюдается у людей, использующих в пищу хлеб, преимущественно из муки высшего сорта, содержащей мало железа. Следует вообще учитывать, что зерновые продукты богаты фосфатами, которые образуют с железом труднорастворимые соединения, плохо усваивающиеся организмом человека. Ведь из зерновых продуктов усваивается человеком всего 5-10% железа, тогда как из мясных до 30% этого элемента. Другими словами, люди, страдающие железодефицитной анемией, должны потреблять больше мяса. Суточная потребность в железе составляет 12-15 мг.

Осведомленность населения о железодефицитной анемии привела к популярности и широкому использованию препаратов и пищевых добавок, содержащих железо. Однако следует помнить, что избыточный прием таких железосодержащих веществ может вызвать тяжелую интоксикацию, особенно у детей (гемохроматоз). При гемохроматозе нарушаются механизмы, ограничивающие всасывание железа. В результате железо распределяется и накапливается во всех органах, особенно в печени и поджелудочной железе. В связи с этим возникают нарушения в работе печени (цирроз), развивается сахарный диабет, сердечная недостаточность и другие столь же неприятные болезни. Железо становится опасным при потреблении его более 200 мг в день.

Железо окисляет пищевые продукты гораздо сильнее, чем медь, и его избыток в продуктах портит их внешний вид и вкус. В связи с высокой окислительной способностью железа его содержание, как и меди, в продуктах нормируют на более низком уровне, чем это необходимо по токсикологическим свойствам.

Предположение о том, что никель Ni играет определенную роль в жизни человека, до последнего времени основывалось на его присутствии в живых тканях, на связывании с ?-глобулином плазмы и его способности активизировать некоторые ферменты в организме. Сегодня существует мнение, что дозы 0,3-0,6 мг/сутки необходимы для человека, а также получены убедительные доказательства жизненной необходимости никеля для животного организма.

Признаки недостаточности никеля во всех случаях были аналогичными: задержка роста, снижение уровня гемоглобина, изменение наружных покровов. В то же время имеются сообщения о канцерогенных свойствах никеля и его производных.

Безусловно доказана незаменимость трехвалентного хрома Cr (содержание которого преобладает перед другими его формами в продуктах питания) в процессах обмена углеводов, липидов, утилизации глюкозы в организме. Хром усиливает эффект действия инсулина в периферических тканях организма человека. Дефицит хрома проявляется у подопытных животных угнетением роста и признаками нарушения обмена глюкозы, что приводит к развитию симптомов диабета.

Хром и его соединения широко используются в современной промышленности - при хромировании металлических изделий, производстве стекла и фарфора, на кожевенных, текстильных, химических и других предприятиях. Сам хром и его двухвалентные соединения малотоксичны. Наиболее ядовиты соединения шестивалентного хрома. Они характеризуются раздражающим и прижигающим действием на слизистые оболочки и кожу, вызывая их изъязвления. Хром, поступая через дыхательные пути и кожу, может накапливаться в печени, почках, эндокринных железах. В отличие от цинка и меди хром очень медленно выводится из организма.

При незначительных концентрациях хрома в воздухе возникает раздражение слизистой оболочки верхних дыхательных путей, что вызывает насморк, першение в горле, сухой кашель. При более высоких концентрациях могут появиться кровотечения из носа и даже разрушение носовой перегородки. Наряду со специфическим действием на слизистые оболочки соединения хрома обладают общетоксическим действием, поражая желудочно-кишечный тракт. Хронические отравления хромом сопровождаются головными болями, исхуданием, поражением почек. Организм приобретает большую склонность к воспалительным и язвенным изменениям желудочно-кишечного тракта и катаральному воспалению легких.

По современным данным, токсическое действие избытка селена Se проявляется в нарушении им обмена серы в организме. Селен вытесняет серу из серосодержащих аминокислот - метионина, цистина и др. Наряду с этим отрицательное действие избытка селена зависит от свойственного ему химического сродства с гемоглобином. Селен нарушает функции гемоглобина и снижает уровень тканевого дыхания в организме. Имеются сообщения о канцерогенных свойствах селена для человека и животных.

Алюминий Al - элемент, который с недавних пор обнаруживает неприятные для человека свойства. Например, проведенные в Англии исследования показали наличие связи между содержанием алюминия в питьевой воде и болезнью Альцгеймера (дегенерация нервных клеток). Другие исследования свидетельствуют - при хранении или тепловой обработке продуктов, особенно кислых, в алюминиевой таре содержание этого элемента может увеличиться в них почти в два раза. Впрочем, хорошие хозяйки никогда не солят капусту в алюминиевой посуде, и этот опыт надо учитывать.

При недостатке фтора F у человека развивается кариес зубов. Избыток фтора вызывает обесцвечивание, появление пятен и повышенную хрупкость зубной эмали. Общая потребность в этом элементе составляет около 3 мг/сутки. Основное количество его поступает с водой. Поступление фтора может колебаться в широких пределах, в зависимости от региона и содержания его в питьевой воде. Организм защищается от потенциально токсичных количеств фторидов путем увеличения его вывода с мочой и отложения в костях. Избыток фтора в костях может с возрастом приводить к их кальцификации и к другим нежелательным склеротическим изменениям. Избыток фтора в питьевой воде приводит к такому заболеванию, как эндемический флюороз, при котором поражаются печень, почки и центральная нервная система. А такая распространенная болезнь, как кариес, является следствием концентрации фтора в воде ниже оптимальной. Механизм действия фтора на организм обусловлен образованием его комплексных соединений с кальцием, магнием и другими элементами - активаторами ферментных систем. Угнетающее действие фтора на ферменты приводит к тому, что он может быть "конкурентом номер один" в синтезе гормонов щитовидной железы и, следовательно, влиять на ее функцию. В результате исследований о влиянии фтора при комплексном поступлении в организм получено, что безопасное комплексное суточное поступление фтора в организм человека составляет около 4 мг/сут.

Иногда фтор в значительных количествах может накапливаться в продуктах растительного происхождения, поэтому так необходим контроль за продуктами.

Йод I входит в состав растительных и животных организмов в больших или меньших количествах. Поступает с пищей, водой и воздухом. Около моря суточная потребность в йоде (100-150 мкг) частично может удовлетворяться за счет йода, содержащегося в воздухе. Всасываясь, йод оказывает влияние на общий обмен веществ, усиливая окислительные процессы, и особенно на функцию щитовидной железы. Йод является составной частью основного гормона щитовидной железы - тироксина.

При недостатке йода у населения, живущего в районах, где содержание его в почве, воде, воздухе, а следовательно, в продуктах питания снижено, уменьшается образование тироксина, вследствие чего нарушаются нормальные процессы обмена веществ. При этом нередко развивается эндемический зоб ("зобная болезнь"), который проявляется местными (увеличение щитовидной железы) и общими изменениями в организме. Из общих изменений иногда происходит повышение функции щитовидной железы, избыточное выделение гормонов, что может привести к так называемой "базедовой болезни". При этом наблюдается образование диффузного зоба, пучеглазие, расстройство сердечной деятельности, похудание, повышение нервно-психической возбудимости. Но чаще отмечается понижение активности железы, которое также сопровождается нарушением обмена веществ и приводит к торможению роста, умственного развития, снижению психической активности.

При повышенной функции щитовидной железы введение малых доз йода (микройода) оказывает благотворное действие на организм. Для предупреждения недостаточности йода в местностях с распространением у населения эндемического зоба еще древние китайцы, египтяне, индейцы использовали в пищу морские водоросли, богатые йодом. В настоящее время широко используются различные йодные препараты, в том числе рекомендуется замена обычной поваренной соли на йодированную (10 г йодида калия на 1 т соли).

Из группы галогенов йод обладает наибольшей антимикробной активностью и широко применяется в виде 2%-й спиртовой настойки для дезинфекции и прижигания ран, ушибов и других повреждений.

Однако при неосторожном обращении может произойти отравление парами йода или отравление при приеме внутрь. При вдыхании паров йода появляются кашель, насморк, резь в глазах, слюно- и слезотечение, головная боль. Эти явления быстро проходят после умывания водой и проветривания помещения. При случайном приеме настойки йода внутрь ощущается неприятный вкус во рту, боли в животе, тошнота, рвота. Пострадавшему необходимо дать молоко, сырые яйца, крахмальный кисель. Йод хорошо нейтрализуется питьевой водой.

Химические соединения. Известно также, что хлоридно-сульфатные воды приводят к нарушениям в системе пищеварения, различным гинекологическим заболеваниям.

Под воздействием высоких концентраций нитратов развивается такая болезнь, как водно-нитратная метгемоглобинемия. Нитраты, попадая в организм человека, под влиянием микрофлоры кишечника образуют нитриты, которые, в свою очередь, приводят к образованию в крови метгемоглобина, в результате чего снижается снабжение тканей кислородом. Нитриты и нитраты в организме человека могут трансформироваться в канцерогенные нитрозоамины. Содержание нитратов в питьевой воде не должно превышать 45 мг/л.

В последнее время большое внимание уделяется изучению влияния веществ, появляющихся в воде в результате ее хлорирования. К таким соединениям относятся тригалометаны - производные метана, в молекулах которого часть атомов водорода замещена атомами галогенов: Cl, Br, I. Тригалометаны обладают большой биологической активностью и оказывают канцерогенное действие на организм человека. Их количество достигает 100 мкг/л. Основным из них является хлороформ, наряду с которым обнаруживается еще до 40 различных веществ. Количество и разнообразие тригалометанов зависят от химической природы первичных органических соединений, находящихся в хлорируемой воде, количества использованного при хлорировании воды активного хлора, времени его контакта с водой, pH воды, ее температуры и других факторов. Эти соединения являются причиной злокачественных, обменных, аллергических, ревматических и других неинфекционных заболеваний.

Заключение

радиоактивный организм вредный химический

Химические элементы распространены в земной коре неравномерно, что приводит к их естественному недостатку или избытку в тех или иных районах. А это в свою очередь обусловливает соответствующие реакции организмов, возникновение мутаций и многое другое, поскольку микроэлементы и минералы очень важны для развития различных жизненных форм. Металлы, поглощаемые организмами, могут стать активизаторами действия ферментов (цинк, железо) или, наоборот, ингибиторами (кадмий, никель). Ионы кальция участвуют в передаче нервных импульсов, регулируют тонус сердечной мышцы. Железо, медь, магний наряду с витаминами группы В необходимы для образования эритроцитов. Кальций и фосфор играют исключительную роль в минерализации костей и зубов.

Дисбаланс химических элементов становится причиной многих болезней человека. Йододефицит, например, приводит к эндемическому зобу. Эта болезнь встречается на равнинах тропических областей Африки и Южной Америки, в Восточной Европе. В России районами зобной эндемии являются верховье Волги, Урал, Кавказ, Алтай, Прибайкалье, Дальний Восток.

Список литературы

1. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие. Часть II / Под ред. проф. Э.А. Арустамова. ? М.: Информационно-внедренческий центр «Маркетинг», 1999. ? 304 с.

2. Безопасность жизнедеятельности: Учебник / В.Ю. Микрюков. - Р-н/Д: Феникс, 2006. - 560 с.

3. Охрана труда: Учебник. - М.: ФОРУМ-М, 2004. ? 400 с.

4. Охрана окружающей среды. / Под общ. ред. С.В. Белова. ? М.:Высшая школа, 1991.

5. http://medicinform.net/

Размещено на Allbest.ru