Металлы и окружающая среда.

Металлы и
окружающая среда.
Металлы - биогены и их роль в
живых организмах.
ЦЕЛИ:
 Показать
роль металлов-биогенов,
их значение в живых организмах.
 Изучить влияние тяжелых
металлов на здоровье человека,
жизнедеятельность растений и
животных.
 Формировать
умение
использовать
дополнительную
литературу
для
получения
необходимой информации.
 Развивать способности применять
знания на практике, выделять
главное.
Калий.
• Биологические свойства. Калий (К) –
-
внутриклеточный элемент, выполняющий ряд
функций в организме человека:
Регулирование кислотно-щелочного равновесия
крови;
Передача нервных импульсов и активация работы
ферментов;
Обладает защитным действием против
нежелательного действия избытка натрия и
нормализует давление крови (по этой причине в
некоторых странах предложено выпускать
поваренную соль с добавлением хлорида калия).
• Суточная потребность. Ежедневная
•
потребность взрослого человека в К
составляет 2500-5000 мг и удовлетворяется
обычным Основные источнирационом за счет
картофеля.
Источники. В большинстве продуктов
содержание К колеблется в пределах 150-170
мг. Заметно больше его лишь в бобовых.
Много К содержится в картофеле, яблоках и
винограде.
Натрий.

Биологические свойства. Натрий (Na) участвует в
образовании желудочного сока, регулирует выделение
почками многих продуктов обмена веществ,
активирует ряд ферментов слюнных желез и
поджелудочной железы, а также более чем на 30%
обеспечивает щелочные резервы плазмы крови. Кроме
того, ионы натрия способствуют набуханию коллоидов
тканей, что задерживает воду в организме.

Суточная потребность. Потребность в Na существует, но
она невелика, около 1 г в день, и в основном
удовлетворяется обычной диетой без добавления пищевой
соли (0,8 г в день). Однако основное количество Na (около
80%) организм получает при поглощении продуктов с
добавлением поваренной соли.
При сильном потоотделении в жарком климате или при
больших физических нагрузках потребность в этом
макроэлементе существенно возрастает. Вместе с тем
установлена прямая зависимость между избыточным
потреблением натрия и гипертонией. С наличием натрия в
организме связывают также способность тканей
удерживать воду. В связи с этим избыточное потребление
поваренной соли перегружает почки, при этом страдает и
сердце. Вот почему при заболеваниях почек и сердца
рекомендуется резко ограничить потребление соли. Для
большинства людей совершенно безвредно 4 г Na в день,
т.е. помимо 0,8 г естественного Na можно потреблять еще
3,2 г натрия (8 г поваренной соли).
Магний.
Биологические свойства. Магний выполняет ряд
функций в организме человека:
- Участие в формировании костей;
- Регуляция работы нервной ткани;
- Участие в обмене углеводов.
Суточная потребность. При нормальном питании
организм, как правило, полностью обеспечивается
магнием. По данным Института питания РАМН,
потребность в магнии для взрослых – 400 мг в день,
при этом почти половина этой нормы
удовлетворяется хлебом и крупяными изделиями.
Основные источники. Больше всего магния
содержат продукты растительного происхождения,
особенно пшеничные отруби, соевая мука, сладкий
миндаль, горох, пшеница, абрикосы, белокочанная
капуста. Однако в отличие от растительных, в
молочных продуктах Mg находится в легко
усвояемой форме в виде цитрата магния
(магниевой соли лимонной кислоты). В связи с этим
молочные продукты, потребляемые в значительных
количествах, являются существенным источником
магния для организма человека. Избыток Mg
снижает усвояемость Са. Их оптимальное
соотношение 1:0,5, что обеспечивается обычным
подбором пищевых продуктов.
Кальций.
►
Биологические свойства. Кальций – самый широко
распространенный в организме минерал. Около 99%
кальция содержится в костях и зубах в виде кальция
фосфата. Этот металл необходим для здоровых зубов и
костей, для нормального функционирования клеток,
нервной системы и сокращения мускулов, для
свертывания крови, иммунной защиты.
► Суточная потребность. Рекомендуемая доза – 800 мг
для взрослых и детей старше 5 лет. Особенно важно
принимать кальций в детстве и подростковом возрасте,
чтобы кости были прочнее и чтобы уменьшить риск
остеопороза позднее.
►
Основные источники. Молоко и молочные продукты –
низкокалорийные молочные продукты содержат
столько же кальция, как и жирные. Пармезан
(Parmigiano Reggiano) – на первом месте среди
молочных продуктов, богатых кальцием. Зеленые
листовые овощи. Консервированная рыба с мелкими
съедобными костями (например, консервированные
сардины, лосось костями). Некоторые бобовые.
Сухофрукты и орехи.
Железо.

-
-
-
Биологические свойства. Железо (Fe)
незаменимо в процессах кроветворения и
внутриклеточного обмена:
Примерно 55% Fe входит в состав
гемоглобина эритроцитов;
Около 24% Fe участвует в формировании
красящего вещества мышц (миоглобина);
Примерно 21% Fe откладывается «про
запас» в печени и селезенке.

Суточная потребность. Для взрослого здорового
человека суточная потребность в Fe составляет 10-20
мг и восполняется обычным сбалансированным
питанием. Однако следует учитывать, что при
использовании в пище хлеба из муки тонкого помола,
содержащей мало Fe, весьма часто наблюдается
дефицит железа. Кроме того, зерновые продукты,
богатые фосфатами и фитином, образуют с Fe
труднорастворимые соли и снижают его усвояемость
организмом. Так, если из мясных продуктов
усваивается около 30% Fe, то из зерновых – не более
10%. Чай также снижает усвояемость железа из-за
связывания его с дубильными веществами с
образованием труднорасщепляемого комплекса.
Люди, страдающие железодефицитной анемией,
должны поэтому употреблять больше мяса и не
злоупотреблять чаем.

Основные источники. Наиболее богаты
железом сушеные белые грибы, печень
и почки скота, персики, абрикосы, рожь,
зелень петрушки, картофель, репчатый
лук, тыква, свекла, яблоки, айва, груши,
фасоль, чечевица, горох, толокно,
куриное яйцо, шпинат.
Свинец.
При интоксикации свинцом под удар попадают
нервная и кроветворная системы. Особенно
чувствительны к свинцовым отравлениям дети.
 В организме человека в среднем содержится 120 мг
свинца, который можно обнаружить во всех тканях и
органах, а в первую очередь, в скелете. 10 лет
требуется для того, чтобы накопленный в костях
свинец уменьшился лишь наполовину. Благодаря
хозяйственной деятельности человека, миграция
свинца в окружающей среде приобрела гигантские
масштабы. До 90% от общего количества выброса
свинца принадлежит к продуктам сгорания бензина с
примесью свинцовых соединений. Появление
значительных количеств свинца в атмосфере,
гидросфере, геосфере привело к повышению
накопления этого металла в организмах растений,
животных и человека. В результате самоочищения
атмосферы значительная часть свинца либо
осаждается вблизи источников загрязнения, либо
возвращается на поверхность суши и океанов с
осадками.
 Городская пыль может содержать до 1% свинца. Его
содержание в дожде и снеге колеблется от 1,6 мкг/л в
районах, удаленных от промышленных центров, до
250-350 мкг/л в крупных городах. Сточные воды
промышленности являются одним из основных
источников этого металла в гидросфере. В донных
водорослях концентрация свинца за счет эффекта
накопления возрастает в 700 раз, в фитопланктоне – в
4000, в зоопланктоне – в 3000 и в моллюсках – 4000
раз.

Человек, представляющий одно из последних звеньев
пищевой цепи, испытывает на себе наибольшую опасность
нейротоксического воздействия свинца. Соединения
свинца поступают в организм человека через кожу и
слизистые оболочки, через дыхательные пути и
пищеварительный тракт. При интоксикации свинцом
развивается поражение мозга (энцефалопатия), нарушается
дыхательная функция крови вследствие разрушения
эритроцитов, возможно развитие импотенции, нарушение
функции пищеварительного тракта в результате атрофии
слизистой оболочки тонкого кишечника и угнетения целого
ряда ферментов за счет вытеснения свинцом из последних
цинка и меди. Содержание свинца в крови не приходит к
норме даже спустя 3 года после нормализации его уровня в
воздухе. Установлена зависимость между уровнями свинца
и кадмия в волосах школьников и степенью их умственного
развития.
Ртуть.

Ртуть попадает в организм при дыхании, с пищей и через кожу.
Особенно токсичны органические соединения ртути: метилртуть,
этилртуть и др. в организме человека ртуть циркулирует в крови,
соединяясь с белками, частично откладывается в печени, почках,
селезенке, ткани мозга. Соединения ртути легко проникают в
плод через плаценту и в материнское молоко и поэтому
особенно опасны для грудных детей. Из организма ртуть
выделяется через почки, кишечник, потовые железы.
Необходимо 70 дней, чтобы накопленное в организме количество
ртути уменьшилось наполовину. Характерный признак
отравления ртутью – появление по краям десен каймы синечерного цвета. Во время печально известной вспышки массового
отравления ртутью от употребления рыбы, выловленной в
заливе Минамата (в Японии), концентрация ртути в воде залива
была от 4 до 30 тыс. раз выше, чем в открытом океане. В рыбе,
вызвавшей отравления у людей, содержание метилртути было в
сотни раз больше, чем в воде залива, где она была выловлена.

Первое массовое ртутное отравление (получившее название
«болезнь Минамата») случилось в 1956 г., когда было
зарегистрировано 130 заболевших, а второе произошло также в
Японии (в районе реки Агано, в префектуре Ниигата) в 19641965 гг., когда заболело 180 человек, из которых 52 умерли.
Эти отравления явились результатом непосредственного
загрязнения залива сточными водами и другими сбросами
промышленных отходов от расположенных вблизи заводов по
выпуску азотных удобрений и синтезу винилхлорида,
содержащих алкилртутные соединения.

Заболевания на начальных стадиях выражалось
преимущественно симптомами поражения
центральной нервной системы. При этом отмечались
расстройства речи, нарушения походки, понижение
слуха и зрения. Было выявлено (в среднем на 25%)
содержание метилртути в клетках крови
новорожденных, чем у их матерей, что объясняется
более высокой чувствительностью плодов к этому
яду. У некоторых детей, родившихся от заболевших
матерей, оказались различные врожденные
уродства.

Суточная предельно допустимая доза
ртути (для взрослого человека) – 0,05
мг, из которых метилртути не должно
быть более 0,03 мг.
Кадмий.


Кадмий попадает в окружающую среду через воздух и воду при
добыче и промышленной переработке сырья, при сгорании
некоторых видов топлива, сжигании городских отходов, со
сточными водами и т.д.
Кадмий обладает способностью накапливаться в живых
организмах при длительном воздействии пыли, а также
веществ, содержащих повышенное количество металла.

Воздействие даже незначительных концентраций
кадмия может привести к серьезным заболеваниям
нервной системы и костных тканей. Тяжелое костное
заболевание «итай-итай», вызванное хроническим
отравлением кадмием, впервые было отмечено в
Японии в 1956 г., когда содержащее кадмий сточные
воды японского концерна «Мицуи» попали в
оросительную систему расположенных неподалеку
рисовых полей. Употребление людьми в пищу
отравленного риса вызвало у них апатию, боли в
различных частях тела, повреждение почек и
размягчение костей. Имели место случаи
смертельных исходов.
Хром.

Токсичность хрома и его канцерогенное действие зависят
от валентности металла: наиболее опасен в этом
отношении шестивалентный хром. Он вызывает
раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных
путей, оказывает сенсибилирующее действие, являясь
аллергеном. На производствах, связанных с хромом,
заболеваемость раком среди рабочих в 30 раз выше, чем у
рабочих других производств. Хром вызывает поражение
печени, почек, сердца, аллергию, рак, расстройства
психики.
Медь.
• Соединения меди очень токсичны, они
обладают мутагенными свойствами. При
интоксикации соединениями меди
поражаются печень, легкие, развивается
гипертония, возможны развитие аллергии и
расстройства нервной системы.
Заключение.




Недостаточное поступление того или иного элемента в
организм, нарушение баланса в его содержании, приводит к
определенным изменениям в состоянии организма, к
различным заболеваниям;
Серьезным изменениям в состоянии организма, связанным с
дефицитом (недостатком) металлов-биогенов, в первую
очередь подвержены: дети и подростки в период
интенсивного
роста
и
формирования
организма;
спортсмены;
люди,
злоупотребляющие
алкоголем,
курением, наркотиками;
Избыток содержания тяжелых металлов и загрязнения
окружающей
среды
вызывает
тяжелые
заболевания
человека
и
животных,
наносит
ощутимый
ущерб
окружающей среде;
Знание о влиянии и роли металлов-биогенов на живые
организмы;
рациональное
использование
природы;
снижение
негативного
воздействия
производств
на
окружающую среду; создание безотходных производств;
применение экологических знаний в повседневной жизни и
другие пути, решат актуальные проблемы окружающей
среды.
Спасибо за внимание!