Валеология на уроках неорганической химии

Пособие для учителя к спецкурсу
«Химия и здоровье человека»

Элементы главной подгруппы IV группы (подгруппа углерода) (окончание)

Свинец и здоровье человека

Содержание свинца в организме человека (масса тела 70 кг) составляет 120–400 мг.

Источники поступления свинца в организм человека

Органические соединения свинца поступают в организм человека через кожу и слизистые оболочки с пищей и водой, неорганические (например, содержащиеся в выхлопных газах) – через дыхательные пути и пищеварительный тракт.

1. Больше половины всего поступающего в организм свинца приходится на воздух. Ежедневно житель города вдыхает 20 м³ воздуха с содержанием свинца 2•10–3 мг/м³. Основные промышленные источники выбросов свинца в атмосферу в России представлены ниже.

Немалый вред приносит автотранспорт. Быстрый рост числа автомобилей в последние годы привел к тому, что в некоторых городах, где нет ни обогатительных комбинатов, ни металлургических заводов, за год в воздух выбрасывается до 8 тыс. т свинца, что превышает допустимый уровень. Анализ атмосферного воздуха в 100 городах нашей страны в 1993 г. показал, что средняя концентрация свинца составила 0,08 мкг/м³, причем в 80% взятых проб она превышала предельно допустимые значения (например, в воздухе кварталов вблизи аккумуляторного завода в Санкт-Петербурге в 10 раз). В волосах детей, проживающих около такого завода в Курске, концентрация свинца составила 48 мкг/г.

Основные растения – индикаторы на содержание в воздухе свинца: тсуга канадская, вяз гладкий, боярышник обыкновенный, овсяница, орхидеи, растения семейства бромелиевых.

2. С ежедневным приемом пищи в организм поступает свинца 0,06–0,5 мг. В продуктах растительного и животного происхождения естественное содержание свинца не превышает 0,5–1,0 мг/кг. В больших количествах он содержится в хищных рыбах, например в тунце (до 2,0 мг/кг), в моллюсках и ракообразных (до 10 мг/кг). Токсическая доза свинца – 1 мг, летальная – 10 г.

3. Свинец попадает в организм при употреблении консервов, помещенных в сборную жестяную тару, которую спаивают припоем, содержащим определенное количество свинца. Это может произойти, когда пайка некачественная (образуются брызги припоя). И даже специальный лак, которым покрывают консервные банки, тоже не помогает. Имеются случаи, когда в консервах из этой тары свинец накапливается до 3 мг/кг и даже выше, особенно при длительном хранении, что представляет опасность для здоровья. Поэтому продукты в жестяной таре следует хранить не более 5 лет. Анализы отечественных консервов показали превышение в них допустимого уровня свинца.

4. Много свинца в пищевых продуктах, выращенных вдоль автомагистралей. Свинец образуется при сгорании этилированного бензина (бензина, содержащего тетраэтилсвинец¹) и легко проникает в почву. Соединения свинца добавляют к бензину для улучшения работы двигателя. Вдоль дорог следует сажать лесные полосы, а не плодовые деревья. Например, в Дании после запрещения использования в автомобилях этилированного бензина естественный уровень свинца в основных овощах (картофель, морковь, лук) сократился в 2–3 раза.

Организм получает с пищей до 45 мкг свинца, в организме задерживается 16 мкг (что составляет 40% всего количества свинца, поступающего в организм человека за день). У взрослых усвояемость свинца до приема пищи составляет 60–80%, после еды – 6%, а у детей – до 50% даже после еды.

Поглощенный свинец проникает в кровь, распределяется в костных (до 90%) и мягких (печень, почки, мозг) тканях, а также в волосах, ногтях и зубах. Более активно свинец усваивается при дефиците в организме соединений железа, кальция, цинка и при повышенном поступлении витамина D.

Для связывания и быстрого выведения свинца желательно использовать продукты, богатые пектином (овощи и фрукты), которые не подвергались термической обработке. Специфическое средство для снижения содержания свинца – кисломолочные продукты. Они связывают свинец и препятствуют его накоплению в крови и костной ткани. После попадания свинца в организм человека часть его выводится с мочой, а часть (в зависимости от возраста, рациона питания и ряда других факторов) остается в организме.

Биологический период его полувыведения из костей – 20 лет.

По данным недавних обследований, почва большинства российских городов содержит свинца в среднем 30 мг/кг. Содержание свинца в почве значительно выше там, где расположены предприятия, связанные с его использованием (см. данные, представленные ниже).

Токсические свойства свинца

Неорганические соединения свинца (Рb²⁺) нарушают обмен веществ и являются ингибиторами ферментов, вызывая у детей умственную отсталость и заболевания мозга. Свинец может заменять кальций в костях, становясь постоянным источником отравления. Органические соединения свинца еще более токсичны. Степень отравления свинцом определяют по уровню его содержания в крови. Безопасным уровнем считается (0,2–0,8)•10–4%. Свинец оказывает необратимое воздействие на нервную и репродуктивную системы, вызывает анемию. В высоких концентрациях (80–100 мкг/100 дл крови) он приводит к разрушению эритроцитов и ухудшению работы почек у детей.

При отравлениях, особенно сильных, свинец из организма выводят методами хелатотерапии (введение хелатных соединений, избирательно связывающих свинец).

В компонентах трофической цепи происходит сильное возрастание концентрации этого элемента. Человек, представляющий собой одно из последних звеньев пищевой цепи, испытывает на себе наибольшую опасность нейротоксического воздействия тяжелых металлов вследствие возрастания биологической аккумуляции вдоль пищевой цепи.

Применение соединений свинца в медицине

«Свинцовая вода», или свинцовая примочка – 2%-й водный раствор основного ацетата свинца Рb(ОН)(СН₃СОО), – наиболее распространенное средство при ушибах. Она оказывает охлаждающее действие и предотвращает образование кровоподтеков, т. к. обладает высокой теплопроводностью. Однако применять ее нельзя, если на коже образовались ссадины и порезы.

Знаете ли вы, что...

• В штате Виргиния (США) исследовали захоронения 2000-летней давности. Оказалось, что скелеты рабовладельцев содержат значительно больше свинца, чем кости рабов. Это объясняется тем, что рабы пользовались дешевой деревянной посудой и воду пили прямо из колодцев, а рабовладельцы – из свинцовых сосудов.
• Существует мнение, что упадок Римской империи произошел из-за массового отравления людей свинцом. Известно, что водопроводы Древнего Рима были сделаны из свинца. Свинец использовали и для изготовления чанов, в которых хранили вино. Для улучшения вкуса плохого вина также добавляли свинец.
• Рабочих, занятых на производстве в ХVII–XVIII вв., называли обреченными. Свинцовые белила 2PbCO₃•Pb(OH)₂ – токсичное соединение². Кроме того, пыль свинца, попадая в организм человека через легкие и кожу, вызывает смертельное отравление. Один-два года непрерывной работы в таких условиях заканчивались смертельным исходом.
• Из летописи Киево-Печерской лавры известно, что инок Алимний, первый из прославившихся художников (умер в 1114 г.), применял свинцовые белила не только как краску, но и как мазь для лечения кожных болезней.
• Во время охотничьих сезонов в реки и озера попадает большое количество свинца в виде свинцовой дроби. Свинец накапливается в простейших микроорганизмах, вместе с кормом попадает в желудки рыб и птиц, а потом и на наш обеденный стол. 20–30% уток страдают свинцовым отравлением, мясо их ядовито.
• Грибы обладают способностью к накоплению опасных для здоровья людей соединений металлов. Свинца в грибах может быть в 30–50 раз больше, чем в почве под ними.
• Чеснок используется как профилактическое и лечебное средство при хроническом свинцовом отравлении.

Элементы побочной подгруппы IV группы

Общая характеристика по Дж. Эмсли, 1993 г.

Знаете ли вы, что...

• Титан и цирконий действуют на систему верхних дыхательных путей и могут снижать содержание гемоглобина.

_________________
¹Антидетонатор моторных топлив.

___________________________________
²Использование свинцовых белил сейчас запрещено в России.