Исследовательская работа по теме: «Влияние тяжелых металлов на организм человека»

Мышьяк – рассеянный металл. В земной коре мышьяка немного. Он может встречаться и в самородном состоянии. Имеет вид металлических блестящих серых скорлупок или плотных масс, состоящих из маленьких зернышек. Часто в минералах мышьяк встречается совместно с железом, медью, кобальтом, никелем. Наиболее распространенный минерал мышьяка – арсенопирит (мышьяковый колчедан) FeAsS. Уникален мышьяк тем, что он встречается повсюду – в минералах, горных породах, почве, воде, растениях и животных. Мышьяк легко мигрирует, чему способствует достаточно высокая растворимость некоторых его соединений в воде. Во влажном климате мышьяк вымывается из почвы и уносится грунтовыми водами, а затем – реками.

В почвах содержание мышьяка составляет обычно от 0,1 до 40 мг/кг. Но в области залегания мышьяковых руд, а также в вулканических районах в почве может содержаться очень много мышьяка – до 8 г/кг. В таких местах гибнет растительность, а животные болеют. Это характерно для степей и пустынь, где мышьяк не вымывается из почвы. Обогащены и глинистые породы – в них содержится вчетверо больше мышьяка, чем в среднем. В России ПДК мышьяка в почве считается 2 мг/кг. Мышьяк может выноситься из почвы не только водой, но и ветром. Но для этого он должен сначала превратиться в летучие мышьякорганические соединения.

3. Влияние на организм человека

Источниками загрязнения этим металлом являются:

• гербициды (химические вещества для борьбы с сорными растениями)

• фунгициды (вещества для борьбы с грибными болезнями растений)

• инсектициды (для борьбы с вредными насекомыми)

Профессиональные отравления могут быть у рабочих химической и фармацевтической промышленности, а также при обработке кожи и мехов, приготовлении красок.

В производственных условиях мышьяк и его соединения поступают в организм через органы дыхания и желудочно-кишечный тракт. Мышьяк способен задерживаться в организме и образовывать депо в костях, печени, стенках желудка, почках, коже, волосах, ногтях и в меньшем количестве в мозге. Хронические отравления могут наблюдаться у лиц, подвергающихся длительному воздействию паров или пыли мышьяковистых соединений, проникающих в организм через дыхательные пути или кожу. Для хронического отравления мышьяком характерно:

• мышечная слабость

• тошнота, рвота

• боли в желудке

• боли, онемения в конечностях, параличи

• конъюнктивиты

Для профилактики следует запретить применение мышьяксодержащих веществ при окрашивании предметов обихода, в производстве пищевых продуктов. При работе с пылевидными соединениями мышьяка обязательны ношение респираторов, защитных очков закрытого типа, резиновых перчаток. В целях профилактики поражения глаз применяют вазелиновое, миндальное и другие масла, нанося их до и после работы на слизистую оболочку век.

Медь

1. Физико-химические свойства

Медь – элемент побочной подгруппы первой группы, четвертого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева. Обозначается символом Cu (Cuprum).Простое вещество медь — это пластичный переходный металл золотисто-розового цвета. На воздухе быстро покрывается оксидной плёнкой, придающей металлу характерный желтовато-красный оттенок.

В соединениях медь одно- и двухвалентна, известны также немногочисленные соединения трехвалентной меди. Легко вступает в реакции с серой, галогенами, селеном. А вот с углеродом, водородом и азотом медь не взаимодействует ни при каких температурах. Кислоты, не обладающие окислительными свойствами, на медь не действуют.

3. Распространенность в природе

Общее содержание меди в земной коре сравнительно невелико, однако она чаще, чем другие металлы, встречается в самородном состоянии. Часто источником меди служат полиметаллические руды, в которых, кроме меди, присутствуют железо (Fe), цинк (Zn), свинец (Pb), и другие металлы. Как примеси, медные руды обычно содержат рассеянные элементы (кадмий, селен, теллур, галий, германий и другие), а также серебро, а иногда и золото.

Медь — необходимый для растений микроэлемент. В растениях медь выполняет различные важные функции. Она способствует образованию белков и фотосинтезу, активизирует ряд ферментов, участвует в углеводном обмене. При недостатке меди в растениях накапливается больше нитратов, а разрушение хлорофилла происходит значительно быстрее, чем при нормальном уровне питания этим элементом. Количество меди в растениях колеблется от 0,0001 до 0,05 % (на сухое вещество) и зависит от вида растения и содержания меди в почве. В оптимальных концентрациях медь повышает холодостойкость растений, способствует их росту и развитию.

3. Влияние на организм человека

Основным путем проникновения в организм меди и ее соединений в производственных условиях являются органы дыхания и желудочно-кишечный тракт. Подобно другим металлам, медь откладывается в организме, образуя депо преимущественно в печени. Проникая в организм, она может частично выделятся через кишечник, меньше с мочой. При воздействии значительных концентраций медной пыли могут наблюдаться:

• диспепсические явления (тошнота, рвота)

• зеленая кайма на деснах

• окраска волос в зеленый цвет

Вдыхание паров расплавленной меди ведет к появлению «металлической» литейной лихорадки. «Металлическая» лихорадка у работающих с медью может быть вызвана вдыханием не только паров, но и высокодисперсной пыли.

Олово

1. Физико-химические свойства

Олово — элемент главной подгруппы четвёртой группы, пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева. Обозначается символом Sn (Stannum). Олово — пластичный, ковкий и легкоплавкий блестящий металл серебристо-белого цвета. Олово образует несколько аллотропных модификаций.

При комнатной температуре олово устойчиво к воздействию воздуха или воды. При нагревании олово реагирует с большинством неметаллов. Олову отвечают два оксида SnO₂ и SnO. Последний можно получить при слабом нагревании гидроксида олова (II) Sn(OH)₂ в вакууме.

2. Распространенность в природе

Олово — редкий рассеянный элемент. Олово установлено в минералах-концентраторах. Как правило, это минералы, в которых присутствует железо Fe⁺²: биотиты, гранаты, пироксены, магнетиты, турмалины и т.д. В оловоносных скарнах высокие концентрации олова установлены в гранатах (особенно в андрадитах), эпидотах (до 2,84 вес.%) и т.д. Основной минерал олова — касситерит (оловянный камень) SnO₂, содержащий до 78,8 % олова. Гораздо реже в природе встречается станнин (оловянный колчедан) — Cu₂FeSnS₄ (27,5 % Sn).

Олово содержится в незагрязнённых поверхностных водах в субмикрограммовых концентрациях. В подземных водах его концентрация достигает единиц микрограмм на дм³, увеличиваясь в районе оловорудных месторождений, оно попадает в воды за счёт разрушения в первую очередь сульфидных минералов, неустойчивых в зоне окисления.

3. Влияние на организм человека

Олово выполняет в организме функцию катализатора окислительно-восстановительных реакций и в небольшом количестве необходимо человеку. Однако этот элемент, с точки зрения его токсического воздействия, в первую очередь, влияет на систему крови. Ежедневно с пищей и водой человек получает около 4 мг олова. В основном этот элемент накапливается в легких, печени, аорте, почках. Олово практически полностью выводится с калом (98 %) и только 2 % - с мочой. Повышенное содержание олова может быть следствием контакта с этим элементом на производстве и в быту, в частности при потреблении консервов. Избыток олова может вызвать снижение аппетита, металлический привкус во рту, боли в животе, тошноту.

Цинк

1. Физико-химические свойства

Цинк – элемент побочной подгруппы второй группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева. Обозначается символом Zn (Zincum). Цинк – довольно пластичный серебристо-белый металл средней твердости. В холодном состоянии хрупок, а при 100-150°С весьма пластичен и легко прокатывается в листы и фольгу толщиной около сотых долей миллиметра. При 250°С вновь становится хрупким.

Типичный амфотерный металл. На воздухе цинк покрывается тонкой пленкой оксида ZnO. Цинк обычной чистоты активно реагирует с растворами кислот и растворами щелочей, образуя гидроксоцинкаты. С растворами кислот и щелочей очень чистый цинк не реагирует. С фосфором цинк образует фосфиды. С серой и ее аналогами — селеном и теллуром — различные халькогениды. С водородом, азотом, углеродом, кремнием и бором цинк непосредственно не реагирует.

2. Распространенность в природе

Содержание цинка в земной коре составляет 7,6·10^–3. Основными минералами цинка являются сульфид цинка ZnS (известный как цинковая обманка или сфалерит) и карбонат цинка ZnCO₃ (каламин в Европе, смитсонит в США). Менее важными минералами являются гемиморфит Zn₄Si₂O₇(OH)₂·H₂O и франклинит (Zn,Fe)O·Fe₂O₃.

Общее содержание цинка в почве колеблется от 1 до 300 мг/кг. Почвы, образованные на основных материнских породах, в среднем богаче цинком, чем почвы на кислых породах.

Цинк находится в кристаллической решетке биотита, авгита и роговых обманок и становится доступен растениям только после их выветривания. Кроме того, цинк склонен образовывать комплексные соединения с органическими веществами.

3. Влияние на организм человека

Как металлический цинк, так и его соединения могут на соответствующих производствах образовывать значительное количество пыли, проникающей в дыхательные пути и частично в пищеварительный тракт. Кроме того, в незначительных количествах цинк может попадать в пищеварительный тракт и с питьевой водой, пищей, так как он является одной из составных частей многих пищевых веществ. Поступивший в организм цинк выделяется через почки и кишечник, поэтому обнаруживается в моче и кале. Выделение цинка наблюдается и у людей, не соприкасающихся с ним во время работы. В твердом или пылевидном состоянии металлический цинк нетоксичен. Токсическим действием обладают пары цинка, воздействие которых может обусловить развитие особой профессиональной болезни – литейной лихорадки.

Профилактика в основном заключается в улучшении санитарно-технических условий, механизации и герметизации производственных процессов, совершенной вентиляции и применении индивидуальных защитных приспособлений.

Заключение

Мы живем в городе, атмосфера которого загрязнена выбросами тяжелых металлов. Некоторые профессии напрямую связаны с воздействием на организм человека опасных и вредных веществ. Часто на человеческий организм оказывает влияние не один, а несколько металлов. Характеристики наиболее токсичных из них были представлены в моей работе. Для предупреждения возникновения заболеваний( интоксикаций) вызываемыми тяжелыми металлами, необходимо знать меры защиты от их вредного воздействия. Только знания профилактических мероприятий, позволит сохранить нам здоровье, а иногда и жизнь.

Приложение

Чтобы обнаружить ртуть в растении, лучше всего использовать аппарат Сокслета для экстракции¹. Сухая трава помещается в бумажный фильтр, вставляемый в экстрактор. Затем в экстрактор заливают этиловый спирт в количестве в 2 раза превышающем объем экстрактора (экстрактор должен быть закреплен на колбе). После чего на экстрактор устанавливают холодильник. Нижняя колба устанавливается на водяную или песчаную баню. Песчаная баня используется для ускорения процесса экстракции, но требует очень точного контроля температуры - экстрагированные эфирные масла могут начать пригорать, и весь процесс придется повторять сначала. При использовании водяной бани такого риска нет, однако в месте крепления холодильника к экстрактору нужно закрепить кружок из фильтровальной бумаги. Дело в том, что на холодильнике начнет конденсироваться водяной пар, а одна капля конденсата, попавшая на горячее стекло установки внизу, может вывести ее из строя. Экстракция продолжается, пока циркулирующая по трубкам экстрактора жидкость не обесцветится. То, что получилось в нижней колбе - это и есть ртуть из растения.