Токсиколого-гигиеническая характеристика химических элементов

 

 

Содержание:

Введение………………………………………………………………………..3

1.Понятие «ксенобиотики», их классификация……………………………..4

2.Загрязнение химическими элементами…………………………………….6

3.Токсиколого-гигиеническая характеристика  химических элементов……7

4.Радионуклиды………………………………………………………………..17

5.Вещества, применяемые в растениеводстве  и животноводстве……….…22

Заключение……………………………………………………………….……28

Список использованной литературы…………………………………….…..29

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Ксенобиотики - это вещества, чужеродные для организма. Их разделяют на три  группы: 1) продукты хозяйственной деятельности человека (промышленность, сельское хозяйство, транспорт), 2) вещества бытовой химии (моющие средства, вещества для борьбы с паразитами, парфюмерия), 3) большинство  лекарств. В XX веке происходят всевозрастающее  загрязнение ксенобиотиками внешней  среды и увеличивающееся их поступление  в организм человека. Это серьезно угрожает здоровью и даже жизни всех живых существ, включая человека, так как повреждает клетки и вызывает мутации, ведущие к злокачественным  процессам или наследственным заболеваниям. В истории есть очень опасный  прецедент: гибель Римской империи  связана, очевидно, не только с социальными  факторами, но и со свинцовой интоксикацией  элиты общества. Она широко использовала свинцовые водопроводы, сосуды, а  в состав парфюмерии входили высокотоксичные  свинцовые белила. В скелетах знати  найдены очень высокие концентрации свинца.

Конечно, в первую очередь надо заботиться об экологии. Но если загрязнение  все же происходит, то мы не беззащитны: в каждой клетке происходят метаболизм, связывание и выведение ксенобиотиков, что в большинстве случаев приводит к снижению их токсичности. Это позволяет выживать даже на сильно загрязненных территориях, хотя, к сожалению, не исключает риска заболеваний.

 

1. Понятие "ксенобиотики", их классификация

Чужеродные вещества, поступающие  в человеческий организм с пищевыми продуктами и имеющие высокую  токсичность, называют ксенобиотиками, или загрязнителями.

"Под токсичностью веществ  понимается их способность наносить  вред живому организму. Любое  химическое соединение может  быть токсичным. По мнению токсикологов, следует говорить о безвредности  химических веществ при предлагаемом способе их применения. Решающую роль при этом играют: доза (количество вещества, поступающего в организм в сутки); длительность потребления; режим поступления; пути поступления химических веществ в организм человека". 

При оценке безопасности пищевой продукции  базисными регламентами являются предельно  допустимая концентрация (далее ПДК), допустимая суточная доза (далее ДСД), допустимое суточное потребление (далее  ДСП) веществ, содержащихся в пище.

ПДК ксенобиотика в продуктах питания  измеряется в миллиграммах на килограмм  продукта (мг/кг) и указывает на то что, более высокая его концентрация несёт опасность для организма  человека.

ДСД ксенобиотика – максимальная доза (в мг на 1 кг веса человека) ксенобиотика, ежедневное поступление которой  на протяжении всей жизни безвредно, т.е. не оказывает неблагоприятного воздействия на жизнедеятельность, здоровье настоящего и будущих поколений.

ДСП ксенобиотика – максимально  возможное для потребления количество ксенобиотика для конкретного человека в сутки (в мг в сутки). Определяется умножением допустимой суточной дозы на массу человека в килограммах. Поэтому ДСП ксенобиотика индивидуально  для каждого конкретного человека, и очевидно, что для детей этот показатель значительно ниже, чем  для взрослых.

Наиболее распространённая в современной  науке классификация загрязнителей  продовольственного сырья и продуктов  питания сводится к следующим  группам:

1) химические элементы (ртуть, свинец, кадмий, др.);

2) радионуклиды;

3) пестициды;

4) нитраты, нитриты и нитрозосоединения;

5) вещества, применяемые в животноводстве;

6) полициклические ароматические  и хлорсодержащие углеводороды;

7) диоксины и диоксинподобные вещества;

8) метаболиты микроорганизмов.

Основные источники загрязнения  продовольственного сырья и продуктов питания:

• Атмосферный воздух, почва, воды, загрязнённые отходами жизнедеятельности человека.
• Загрязнение растительного и животноводческого сырья пестицидами и веществами, которые являются продуктами их биохимических превращений.
• Нарушение технологических и санитарно-гигиенических правил использования удобрений и оросительных вод в сельском хозяйстве.
• Нарушение правил использования в животноводстве и птицеводстве кормовых добавок, стимуляторов роста, медикаментов.
• Технологический процесс производства продукции.
• Использование неразрешённых пищевых, биологически активных и технологических добавок.
• Использование разрешённых пищевых, биологически активных и технологических добавок, но в повышенных дозах.
• Внедрение новых плохо проверенных технологий, основанных на химическом или микробиологическом синтезе.
• Образование в пищевых продуктах токсических соединений в процессе варки, жарки, облучения, консервирования и проч.
• Несоблюдение санитарно-гигиенических правил производства продукции.
• Пищевое оборудование, посуда, инвентарь, тара, упаковка, содержащие вредные химические вещества и элементы.
• Несоблюдение технологических и санитарно-гигиенических правил хранения и транспортировки продовольственного сырья и продуктов питания.

2. Загрязнения химическими  элементами

Рассматриваемые ниже химические элементы широко распространены в природе, они  могут попадать в пищевые продукты, например, из почвы, атмосферного воздуха, подземных и поверхностных вод, сельскохозяйственного сырья, а  через пищу – в организм человека. Они накапливаются в растительном и животном сырье, что обусловливает их высокое содержание в пищевых продуктах и продовольственном сырье.

Большинство макро - и микроэлементов жизненно необходимы человеку, при  этом для одних установлена определенная роль в организме, для других эту  роль еще предстоит определить.

Следует отметить, что химические элементы проявляют биохимическое  и физиологическое действие только в определенных дозах. В больших  количествах они обладают токсическим  влиянием на организм. Так, например, известны высокие токсические свойства мышьяка, однако в небольших количествах  он стимулирует процессы кроветворения.

Таким образом, большинство химических элементов в строго определённых количествах являются необходимыми для нормального функционирования организма человека, но избыточное их поступление вызывает отравление.

Согласно решению объединенной комиссии Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (далее ФАО) и  Всемирной организации здравоохранения (далее ВОЗ) по Пищевому кодексу, в  число компонентов, содержание которых  контролируется при международной  торговле продуктами питания, включено восемь химических элементов: ртуть, кадмий, свинец, мышьяк, медь, цинк, железо, стронций. Список этих элементов в настоящее время дополняется. В России медико-биологическими требованиями определены критерии безопасности для следующих химических элементов: ртуть, кадмий, свинец, мышьяк, медь, цинк, железо, олово.

3. Токсиколого-гигиеническая  характеристика химических элементов

Свинец. Один из самых распространенных и опасных токсикантов. В земной коре содержится в незначительных количествах. Вместе с тем только в атмосферу поступает в переработанном и мелкодисперсном состоянии 4,5-10,5 т свинца в год.

Среднее содержание свинца по отдельным  группам продуктов, мг/кг: фрукты – 0,1, овощи – 0, 19, крупы – 0,21, хлебобулочные  изделия – 0,16, мясо и рыба – 0,16, молоко – 0,027.

Предусматривается содержание свинца в водопроводной воде не выше 0,03 мг/кг. Следует отметить активное накопление свинца в растениях и мясе сельскохозяйственных животных вблизи промышленных центров, крупных автомагистралей. Взрослый человек получает ежедневно с  пищей 0,1-0,5 мг свинца, с водой –  около 0,02 мг. Общее его содержание в организме составляет 120 мг. Из крови свинец поступает в мягкие ткани и кости.90% поступившего свинца выводится из организма с фекалиями, остальное с мочой и другими биологическими жидкостями. Биологический период полувыведения свинца из мягких тканей и органов составляет около 20 дней, из костей – до 20 лет.

Основными мишенями при воздействии  свинца являются кроветворная, нервная, пищеварительная системы и почки. Отмечено отрицательное влияние  на половую функцию организма.

Мероприятия по профилактике загрязнения  свинцом пищевых продуктов должны включать государственный и ведомственный  контроль за промышленными выбросами свинца в атмосферу, водоемы, почву. Необходимо снизить или полностью исключить применение соединений свинца в бензине, стабилизаторах, изделиях из поливинилхлорида, красителях, упаковочных материалах. Немаловажное значение имеет гигиенический контроль за использованием луженой пищевой посуды, а также керамической посуды, недоброкачественное изготовление которых ведет к загрязнению пищевых продуктов свинцом.

Кадмий. В природе в чистом виде не встречается. Земная кора содержит около 0,05 мг/кг кадмия, морская вода – 0,3 мкг/кг.

Кадмий широко применяется при  производстве пластмасс, полупроводников. В некоторых странах соли кадмия используются в ветеринарии. Фосфатные  удобрения и навоз также содержат кадмий.

Все это определяет основные пути загрязнения окружающей среды, а, следовательно, продовольственного сырья и пищевых  продуктов. В нормальных геохимических  регионах с относительно чистой экологией  содержание кадмия в растительных продуктов  составляет, мкг/кг: зерновые – 28-95; горох – 15-19; фасоль – 5-12; картофель – 12-50; капуста – 2-26; помидоры – 10-30; салат – 17-23; фрукты – 9-42; растительное масло – 10-50; сахар – 5-31; грибы – 100-500. В продуктах животного происхождения, в среднем, мкг/кг: молоко – 2,4; творог – 6; яйца – 23-250.

Установлено, что примерно 80% кадмия поступает в организм человека с  пищей, 20% – через легкие из атмосферы  и при курении.

С рационом взрослый человек получает в сутки до 150 и более мкг  кадмия на 1 кг массы тела. В одной  сигарете содержится 1,5-2,0 мкг кадмия, поэтому его уровень в крови и почках у курящих в 1,5-2,0 раза выше по сравнению с некурящими.

92-94% кадмия, попавшего в организм  с пищей, выводится с мочой,  калом и желчью. Остальная часть  находится в органах и тканях  в ионной форме или в комплексе  с белковыми молекулами. В виде  этого соединения кадмий не  токсичен, поэтому синтез таких  молекул – защитная реакция  организма при поступлении небольших  количеств кадмия. Здоровый организм  человека содержит около 50 мг  кадмия. Кадмий, как и свинец, не  является необходимым элементом  для организма млекопитающих.

Попадая в организм в больших  дозах, кадмий проявляет сильные  токсические свойства. Главной мишенью  биологического действия являются почки. Известна способность кадмия в больших  дозах нарушать обмен железа и  кальция. Все это приводит к возникновению  широкого спектра заболеваний: гипертоническая  болезнь, анемия, снижение иммунитета и др. Отмечены тератогенный, мутагенный и канцерогенный эффекты кадмия.

ДСП кадмия составляет 70 мкг/сутки, ДСД  – 1 мкг/кг. ПДК кадмия в питьевой воде – 0,01 мг/л. Концентрация кадмия в сточных водах, попадающих в водоемы, не должна превышать 0,1 мг/л. Учитывая ДСП кадмия, его содержание в 1 кг суточного набора продуктов не должно превышать 30-35 мкг.

Важное значение в профилактике интоксикации кадмием имеет правильное питание: преобладание в рационе растительных белков, богатое содержание серосодержащих аминокислот, аскорбиновой кислоты, железа, цинка, меди, селена, кальция. Необходимо профилактическое УФ-облучение. Целесообразно исключить из рациона продукты, богатые кадмием. Белки молока способствуют накоплению кадмия в организме и проявлению его токсических свойств.

Мышьяк. Содержится во всех объектах биосферы: морской воде – около 5 мкг/кг, земной коре – 2 мг/кг, рыбах и ракообразных – в наибольших количествах. Фоновый уровень мышьяка в продуктах питания из нормальных геохимических регионов составляет в среднем 0,5-1 мг/кг. Высокая концентрация мышьяка, как и других химических элементов, отмечается в печени, пищевых гидробионтах, в частности морских. В организме человека обнаруживается около 1,8 мг мышьяка.

ФАО/ВОЗ установила ДСД мышьяка 0,05 мг/кг массы тела, что составляет для взрослого человека около 3 мг/сутки.

Мышьяк, в зависимости от дозы, может  вызывать острое и хроническое отравление. Хроническая интоксикация возникает  при длительном употреблении питьевой воды с 0,3-2,2 мг мышьяка на 1 л воды. Разовая доза мышьяка в 30 мг смертельна для человека. Специфическими симптомами интоксикации считают утолщение  рогового слоя кожи ладоней и подошв. Неорганические соединения мышьяка  более токсичны, чем органические. После ртути мышьяк является вторым по токсичности элементом, содержащимся в пищевых продуктах. Соединения мышьяка хорошо всасываются в  пищевом тракте.90% поступившего в  организм мышьяка выделяется с мочой. Биологическая ПДК мышьяка в  моче равна 1 мг/л, а концентрация 2-4 мг/л свидетельствует об интоксикации. В организме он накапливается  в волосах, ногтях, коже, что учитывается  при биологическом мониторинге. Необходимость мышьяка для жизнедеятельности  организма человека не доказана, за исключением его стимулирующего действия на процесс кроветворения.

Загрязнение продуктов питания  мышьяком обусловлено его использованием в сельском хозяйстве. Мышьяк находит  применение в производстве полупроводников, стекла, красителей. Бесконтрольное использование  мышьяка и его соединений приводит к его накоплению в продовольственном  сырье и пищевых продуктах, что  обусловливает риск возможных интоксикаций и определяет пути профилактики.