Токсиколого-гигиенические характеристики химических элементов
Ртуть.Один из самых опасных и высокотоксичных элементов, обладающий способностью накапливаться в организме растений, животных и человека, т.е. является ядом коммулятивного действия. Поэтому в молодых животных организмах её меньше, чем в старых, в хищниках её больше, чем в объектах, которыми они питаются. В природе ртуть находится в трёх окисленных состояниях: металлическая – Hg0, одновалентный ион, состоящий из двух ядер, соединённых ковалентной связью – (Hg - Hg) 
, двухвалентный ион - Hg .
Благодаря своим физико-химическим свойствам – растворимость, летучесть – ртуть и её соединения широко распространены в природе.
В земной коре её содержание составляет 0,5 мг/кг, морской воде – около 0,03 мкг/кг. В организме взрослого человека – около 13 мг, однако необходимость её для процессов жизнедеятельности не доказана.
Распределение и миграция ртути в окружающей среде осуществляются в виде круговорота двух типов:
– перенос паров элементной ртути от наземных источников в мировой океан;
–циркуляция соединений ртути, образуемых в процессе жизнедеятельности бактерий.
Загрязнение пищевых продуктов ртутью может происходить в результате естественного процесса испарения из земной коры в количестве 25000-125000 т ежегодно.
Использование ртути в народном хозяйстве: производство хлора и щелочей, амальгамная металлургия, электротехническая промышленность, медицина и стоматология, сельское хозяйство. Примером может быть использование каломели (Hg 
Cl ) в качестве антисептика, раствора сулемы (HgCl ) – для дезинфекции, ртутной серной мази – при кожных заболеваниях, фунгицидов (алкированные соединения ртути) – для протравливания семян.
Второй тип круговорота, связанный с метилированием неорганической ртути, является наиболее опасным, поскольку приводит к образованию метилртути, диметилртути, других высокотоксичных соединений, поступающих в пищевые цепи. Метилирование ртути осуществляют аэробные и анаэробные микробы, а также микромицеты, обитающие в почве, в верхнем слое донных отложений водоёмов.. Предполагают, что метилирование ртути микроорганизмами может осуществляться при определённых условиях в кишечнике животных и человека.
Фоновое содержание ртути в съедобных частях сельскохозяйственных растений составляет от 2 до 20 мкг/кг, редко до 50-200 мкг/кг. Среднее содержание в овощах – 3-59, фруктах – 10-124, бобовых – 8-16, зерновых – 10-103 мкг/кг. Наибольшая концентрация ртути обнаружена в шляпочных грибах – 6-447, перезрелых – до 2000 мкг/кг. В отличие от растений, в грибах может синтезироваться метилртуть. Фоновое содержание в продуктах животноводства составляет, мкг/кг: мясо – 6-20, печень – 20-35, почки – 20-70, молоко – 2-12, коровье масло – 2-5, яйца – 2-15. С увеличением количества ртути в корме и питьевой воде её концентрация существенно возрастает. В организм человека ртуть в наибольшем количестве с рыбопродуктами, в которых её количество многократно превышает ПДК.
Мясо рыбы отличается наибольшей концентрацией ртути и её соединений, поскольку активно аккумулирует их из воды и корма, в который вводят другие гидробионты, богатые ртутью. В мясе хищных пресноводных рыб уровень ртути составляет 107-509 мкг/кг, нехищных – 79-200 мкг/кг, океанских – 300-600 мкг/кг. Организм рыб способен синтезировать метилртуть, которая накапливается в печени при достаточном содержании в корме цианокобаломина (Витамина В 
). У некоторых видов рыб в мышцах содержание ртути достигает 500-20000 мкг/кг (рыба-сабля) или 5000-14000 мкг/кг (тихоокеанский марлин).
При варке рыбы и мяса концентрация ртути в них снижается, при аналогичной обработке грибов – остаётся без изменений. Это различие объясняется тем, что в грибах ртуть связана с аминогруппами азотосодержащих соединений, в рыбе и мясе – с серусодержащими аминокислотами.
Токсичность ртути зависит от вида её соединений, которые по-разному всасываются, метаболизируются и выводятся из организма. Наиболее токсичны алкилртутные соединения с короткой цепью – демитилртуть, метилртуть и этилртуть. Неорганические соединения выделяются преимущественно с мочой, органические – с желчью и калом. Период полувыведения из организма неорганических соединений 40 суток, органических – 76 суток.
Механизм токсического действия ртути связывают с её взаимодействием с SH-группами белков. Блокируя их, ртуть изменяет свойства или инактивирует ряд жизненно важных элементов. Неорганические соединения ртути нарушают обмен аскорбиновой кислоты, пиридоксина, кальция, меди, цинка, селена, органические – обмен белков, цистеина, аскорбиновой кислоты, токоферолов, железа, марганца, селена. Клиническая картина хронического отравления организма небольшими дозами ртути получила название микромеркуариализма.
Защитным эффектом при воздействии ртути на организм человека обладает цинк и особенно селен. Предполагают, что защитное действие селена обусловлено образованием нетоксичного селенортутного комплекса за счёт диметилирования ртути. Токсичность неорганических соединений ртути снижает аскорбиновая кислота и медь при их повышенном поступлении в организм, органических – протеины, цистин, токоферолы. Избыточное потребление с пищей пиридоксина усиливает токсичность ртути.
Безопасным уровнем содержания ртути в крови считают 50-100 мкг/л, волосах – 30-40 мкг/г, моче - 5-10 мкг/сутки. Человек получает с суточным рационом 0,045-0,06 мг ртути, что примерно соответствует рекомендуемой ФАО/ВОЗ по ДСП – 0,05 мг. ПДК ртути в водопроводной воде, идущей для приготовления пищи, составляет 0,005 мг/л, международный стандарт – 0,01 мг/л (ВОЗ, 1974).
Свинец.Один из самых распространённых и опасных токсикантов. В земной коре содержится в незначительных количествах. Вместе с тем мировое производство свинца составляет более 3,5*10 
т в год, и только в атмосферу поступает в переработанном и мелкодисперсном состоянии 4*10 
т свинца в год.
Среднее содержание свинца в продуктах питания 0,2 мг/кг. По отдельным группам, мг/кг (в скобках – среднее содержание): фрукты – 0,01-0,6 (0,1), овощи – 0,02-1,6 (0,19), крупы – 0,03-3 (0,21), хлебобулочные изделия – 0,03-0,82 (0,16), мясо и рыба – 0,01-0,78 (0,16), молоко – 0,01-0,1 (0,027).
ГОСТ 2874—82 предусматривает содержание свинца в водопроводной воде не выше 0,03 мг/кг, атмосферном воздухе—1,5 мкг/м 
. 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—ок. 0,02 мг. Общее его содержание в организме составляет 120 мг. В организме взрослого человека усваивается в среднем 10% поступившего свинца, у детей—30—40%. Из крови свинец поступает в мягкие ткани и кости, где депонируется в виде трифосфата. 90% поступившего свинца выводится из организма с фекалиями, остальное с мочой и другими биологическими жидкостями. Биологический период полувыведения свинца составляет из мягких тканей и органов—ок. 20 дней, из костей—до 20 лет.
Механизм токсического действия свинца определяется по двум основным направлениям:
—блокада функциональных SH-групп белков, что приводит к ингибированию многих жизненно важных ферментов.
—проникновение свинца в нервные и мышечные клетки, образование лактата свинца путём взаимодействия с молочной кислотой, затем фосфатов свинца, которые создают клеточный барьер для проникновения в нервные и мышечные клетки ионов кальция. Развивающиеся на основе этого парезы, параличи служат признаками свинцовой интоксикацию.
Основными мишенями при воздействии свинца являются кроветворная, нервная, пищеварительная система и почки. Отмечено его отрицательное влияние на половую функцию организма.
Дефицит в рационе кальция, железа, пектинов, белков, витамина Д увеличивают усвоение свинца, а следовательно, его токсичность, что необходимо учитывать при организации диетического и лечебно-профилактического питания.
По данным ФАО, допустимая суточная доза (ДСД) свинца составляет около 0,007 мг/кг массы тела, ПДК в питьевой воде—0,05 мг/л.
Мероприятия по профилактике загрязнения свинцом пищевых продуктов должны включать государственный и ведомственный контроль за промышленными выбросами свинца в атмосферу, водоёмы, почву. Необходимо снизить или полностью исключить применение тетраэтилсвинца в бензине, свинцовых стабилизаторах, изделиях из поливинилхлорида, красителях, упаковочных материалах. Немаловажное значение имеет гигиенический контроль за использованием луженой пищевой посуды, а также глазурованной керамической посуды (хрусталь), недоброкачественное изготовление которых ведёт к загрязнению пищевых продуктов свинцом.
В основном повышенное содержание свинца наблюдается в консервах, помещённых в так называемую сборную жестяную тару, которая спаивается сбоку и к крышке припоем, содержащим определённое количество свинца. К сожалению, пайка иногда бывает некачественная (образуются брызги припоя), и хотя консервные банки ещё дополнительно покрываются специальным лаком, это не всегда помогает. Имеются случаи, правда хотя и редкие (до 2%), когда в консервах из этой тары накапливается, особенно при длительном хранении, до 3 мг/кг свинца и даже выше, что представляет опасность для здоровья, поэтому продукты в этой сборной жестяной таре нельзя хранить более 5 лет.
Большое загрязнение свинцом происходит от сгорания этилового бензина. Тетраэтилсвинец, добавленный в бензин для повышения октанового числа в количестве 0,1%, весьма летуч и более токсичен, чем сам свинец и его неорганические соединения. Он легко попадает в почву и загрязняет пищевые продукты. Повышенное содержание свинца в окружающей среде связано главным образом с техногенным загрязнением воздуха, почвы и воды. Источниками загрязнения являются энергетические установки, работающие на угле, жидком топливе, двигатели внутреннего сгорания, в которых используется горючее топливо с добавлением антидетонатора – тетраэтилсвинца.
Отмечается увеличенная загрязненность свинцом промышленных районов и городов. Выбросы функционирующих производств, выхлопные газы автомобильного транспорта попадают в почву, и концентрация свинца в растениях в зонах, прилегающих к автотрассам, может увеличиваться в десятки раз. Поэтому продукты, выращенные вдоль автострад, содержат повышенное количество свинца. В зависимости от интенсивности движения эта опасная зона может простираться от 10 до 500 м. Поэтому вдоль дорог следует сажать только лесные породы или выращивать кормовые культуры. Однако этим иногда пренебрегает и часто вдоль дорог высаживают плодовые деревья, которые дают загрязненные свинцом плоды. Скармливание травоядным животным травы или сена из придорожных и пригородных зон приводит к накапливанию свинца в организме животных. Одна часть свинца может выводиться из организма с молоком, и в этом случае молоко становится опасным для употребления в пищу, а другая - накапливаться в органах и тканях животного. Свинец не относится к жизненно необходимым элементам и представляет для организмов животных и человека токсичное вещество с кумулятивными свойствами. В организмы человека и животного свинец попадает с воздухом и пищей. При поступлении в большом количестве может наблюдаться острое отравление, при незначительных дозах, но частом потреблении – хроническое (у человека при ежедневном поступлении 2 мг свинца отравление, развивается через несколько недель). В результате повреждается мозг, что может привести к развитию раковых образований. Установлено, что при поступлении свинца в детский организм вызывает инцефалопатию, судороги и умственную отсталость.
Прекрасный пример, в отношении борьбы с загрязнением продуктов дала Дания. Там уже несколько лет запретили использование в автомобилях этилированного бензина и естественный уровень свинца в основных овощах (картофель, морковь, лук) сократился в 2 – 3 раза. Будем надеяться, что у нас появится такое же отрицательное отношение к использованию этилированного бензина.
Таблица 1. Предельно допустимое содержание токсичных продуктах питания, мг/кг
| Продукты | Свинец | Кадмий | Мышьяк | Ртуть | Медь | Цинк |
| Большинство зернобобовых | 0,5 | 0,1 | 0,2 - 0,3 | 0,02 – 0,03 | ||
| Сахар и конфеты | 1,0 | 0,1 | 0,5 | 0,02 – 0,03 | 10 - 20 | |
| Молоко и большинство жидких молочных продуктов | 0,1 | 0,03 | 0,05 | 0,005 | 1,0 | |
| Масло растительное и изделия из него | 0,1 | 0,05 | 0,1 | 0,05 | 1,0 | 5 – 10 |
| Овощи, ягоды и фрукты свежие и свежезамороженные | 0,04 – 0,5 | 0,03 | 0,2 | 0,02 | 5,0 | 10,0 |
| Овощи, ягоды, фрукты и изделия из них в сборной жестяной таре | 1,0 | 0,05 | 0,2 | 0,02 | 5,0 | 10,0 |
| Мясо и птица свежие | 0,5 | 0,05 | 0,1 | 0,03 | 5,0 | |
| Мясо и птица консервированные в сборной жестяной таре | 1,0 | 0,1 | 0,1 | 0,03 | 5,0 | |
| Рыба свежая и мороженная | 1,0 | 0,2 | 1,0 – 5,0 | 0,3 – 0,6 | ||
| Рыба консервированная в сборной жестяной таре | 1,0 | 0,2 | 1,0 – 5,0 | 0,3 - 0,7 | ||
| Напитки | 0,1 - 0,3 | 0,01-003 | 0,1 – 0,2 | 0,005 | 1,0– 5,0 | 5,0-10 |
Мышьяк. Природный мышьяк находится в связанном состоянии, в виде арсенидов и арсеносульфидов тяжелых металлов. Содержится во всех объектах биосферы: морской воде – ок. 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, мг/кг: 0,5-1 мг/кг. В овощах и фруктах - 0,01 - 0,2, зерновых – 0,006 – 1,2, говядине и свинине – 0,005 – 0,05, печени – 2, яйцах – 0,003 – 0,03, коровьем молоке и кисло-молочных продуктах – 0,005 – 0,01, твороге – 0,003 -0,3. Высокая концентрация мышьяка, как и других химических элементов, отмечается в пищевых гидробионтах, в частности морских. В организме человека обнаруживается ок. 1,8 мг мышьяка.
По данным экспертов ФАО/ВОЗ, суточное поступление мышьяка в организм человека составляет в среднем 0,05 – 0,42 мг, т.е. около 0,007мг/кг массы тела и может достигать 1 мг в зависимости от его содержания в потребляемых продуктах питания и проникновения из других объектов окружающей среды. 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 вызвать острое и хроническое отравление. Хроническая интоксикация возникает при длительном употреблении питьевой воды с 0,3 – 2,2 мг/л мышьяка. Разовая доза мышьяка в 30 мг смертельная доза для человека. Механизм токсического действия мышьяка связан с блокированием тиоловых групп ферментов, контролирующих тканевое дыхание, деление клеток, другие жизненно важные функции. 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 контаминантом пищевых продуктов. Соединения мышьяка хорошо всасываются в пищевом тракте. 90% поступившего в организм мышьяка выделяется с мочой. Биологическая ПДК в моче равна 1 мг/л, а его концентрация 2 – 4 мг/л свидетельствует об интоксикации. В организме он накапливается в волосах, ногтях, коже, что учитывается при биологическом мониторинге. Биологический период полужизни мышьяка в организме – 30 – 60 часов. 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 в качестве инсектицидов, фунгицидов, древесных консервантов, стерилизатора почвы. Мышьяк находит применение в производстве полупроводников, стекла, красителей. Терапевтические свойства мышьяка известны более 2000 лет.
Бесконтрольное использование мышьяка и его соединений приводит к его накоплению в продовольственном сырье и пищевых продуктах, что обуславливает риск возможных интоксикаций и определяет пути профилактики.
Соединения мышьяка (мышьяковистый ангидрид, арсениты, арсенаты) обладают высокой степенью аккумуляции, чрезвычайно опасны и токсичны. В чистом виде мышьяк ядовит только в больших количествах. Основную опасность представляет техногенное загрязнение окружающей среды соединениями мышьяка вокруг металлоплавильных заводов, предприятий, перерабатывающих цветные металлы, сжигающих бурые угли. В зоне действия таких предприятий в воздухе создается высокая концентрация мышьяковистого ангидрида и других соединений мышьяка, происходит их накопление в воде, почве, растениях с последующим перераспределением в организм животных, потребляющих загрязненные корм, воду, а затем в молоко, мясо, получаемые от этих животных.
Вторым источником загрязнения продуктов животноводства мышьяком являются лечебные мышьяковистые препараты (осарсол, новарсенол, миарсенол, атоксил, аминорсен и др.), акарициды (арсенит натрия, кальция и др.), антигельминтики (арсенат олова, марганца, калия и др.). Применение указанных веществ в животноводстве длительное время или в высоких дозах может привести к накоплению их в получаемых от животных мясе, молоке, а при противочесоточных обработках – в шерсти. Человек принимает ежедневно с пищей около 1,2 – 2,0 мг мышьяка, что близко к максимально допустимому количеству. Соединения мышьяка обладают высокой степенью кумуляции и поэтому их поступления с пищей в повышенных дозах может привести к острой или хронической интоксикации, к развитию злокачественных новообразований. Известны массовые случаи рака кожи у людей, возникшего в результате использования одежды, изготовленной из шерсти, содержащей соединения мышьяка после противочесоточной обработки овец мышьяковистыми препаратами. Карциномы, индуцированные мышьяком возникают главным образом на коже, также в легких, печени.
Кадмий представляет собой один из самых опасных токсикантов внешней среды. В природе в чистом виде не встречается, Это сопутствующий продукт при рафинировании цинка и меди. Земная кора содержит около 0,05 мг/кг кадмия, морская вода – 0,3 мкг/кг.
В природной среде кадмий встречается в очень малых количествах, именно поэтому его отравляющее действие было объявлено недавно. В продуктах питания его в 5 – 10 раз меньше, чем свинец.
Кадмий широко применяется в различных отраслях промышленности в качестве компонента защитных гальванических покрытий при производстве пластмасс, полупроводников. В некоторых странах соли кадмия используются в ветеринарии, как антигельминтные и антисептические препараты. Фосфатные удобрения и навоз также содержат кадмий. Кадмий содержится в мазуте и дизельном топливе, освобождаясь при его сгорании; используется в качестве присадки к сплавам, при нанесении гальванических покрытий, (кадмирование неблагородных металлов), для получения кадмиевых пигментов, необходимых для производства лаков, эмалей и керамики, в качестве стабилизатора пластмасс (например, поливинилхлорида), в электрических батареях. В результате всего этого, а также при сжигании кадмийсодержащих пластмассовых отходов кадмий может попадать в воздух. Например, в Балтийское море ежегодно поступает 200 тонн кадмия, в том числе 45% - из воздуха. Во всем мире, судя по имеющимся данным, в окружающую среду выбрасывается примерно 500 тонн. Кадмий также обычно сопутствует в природных рудах другим металлам, чаще всего цинку. Соотношение кадмия и цинка в минералах и почвах варьирует от 1:100 до 1:1000.
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 продуктах составляет, мкг/кг: зерновые – 28 – 95; горох – 15 – 19; фасол ь – 5 – 12; 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.
При определении кадмия в пищевых продуктах необходимо учитывать его способность испаряться при температуре 500° С в условиях озоления. Поэтому минерализацию проводят в серной кислоте с добавлением перекиси водорода. В качестве основного метода используют атомно-адсорбционную спектрофотометрию. Перспективным направлением является полярографический анализ.
Установлено, что примерно 80% кадмия поступает в организм человека с пищей, 20% - через легкие из атмосферы и при курении.
С рационом взрослый человек получает до 150 и выше мкг/кг кадмия в сутки. 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 низкомолекулярным белком – металлотионеином. В виде этого соединения кадмий не токсичен, поэтому синтез металлотионеина является защитной реакцией организма при поступлении небольших количеств кадмия. Здоровый организм человека содержит около 50 мг кадмия. Интересно отметить, что в организме новорожденных он отсутствует и появляется к 10 месяцу жизни.
Кадмий, как и свинец, не является необходимым элементом для организма млекопитающих.
Попадая в организм в больших дозах, проявляет сильные токсические свойства. Главной мишенью биологического действия кадмия являются почки. Механизм токсического действия кадмия связан с блокадой сульфгидрильных групп белков. Кроме этого, он является антагонистом цинка, кобальта, селена, ингибируя активность ферментов, содержащих указанные металлы. Известна способность кадмия в больших дозах нарушать обмен железа и кальция. Все это приводит к возникновению широкого спектра заболеваний: гипертоническая болезнь, снижение иммунитета и др. Отмечены тератогенный, мутагенный и канцерогенный эффекты кадмия.
Допустимая суточная потребность (ДСП) кадмия составляет 70 мкг/сутки, ДСД – 1 мкг/кг массы тела. 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 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.
Хром.Хром широко распространен в земной коре, он составляет 0,04% твердой породы. Он в основном применяется в металлургической промышленности для получения нержавеющих сталей и для покрытия металлических изделий с целью коррозионной защиты. Феррохром и хром используются в промышленности в качестве легирующих добавок, для получения красок и в полиграфической промышленности. Дубление соединениями хрома является традиционным способом изготовления кожаных изделий. Хроматы добавляют в качестве антикоррозионных агентов в воду, а присутствие их в сточных водах приводит к значительному выделению промышленных хроматов в атмосферу.
Хром в небольших количествах находится в большинстве пищевых продуктов и напитков. Среднее суточное потребление хрома с пищей составляет приблизительно 50…80 мкг.
Потенциальным источником повышения концентрации хрома в пищевых продуктах является загрязнение окружающей среды сточными водами.
Хром по биологическому действию на организм является необходимым элементом. Основная его роль заключается в поддержании нормального уровня глюкозы в организме. Недостаток металла в организме приводит к нарушению глюкозного и липидного обмена и может привести к диабету и атеросклерозу.
Хорошо известны также острые и хронические заболевания, вызванные воздействием на организм избыточного содержания хрома и его соединений. Рабочие кожевенных заводов страдают хронической язвой, возникающей под действием соединений хрома(VI). У людей, работающих с хромом и его соединениями, встречается аллергическая экзема и другие формы дерматита, а также рак верхних дыхательных путей и легких. Нет достаточных доказательств, что хром, обычно попадающий в пищу из исходного сырья или нержавеющей посуды при ее приготовлении, отрицательно влияет на здоровье человека. Однако введение больших количеств дихромата калия приводит к смертельным отравлениям. Меньшие количества вызывают повреждения почек и печени. Поэтому эксперты ФАО и ВОЗ регламентируют содержание хрома в пищевых продуктах.
Алюминий. Алюминий – самый распространенный металл в литосфере. Он составляет 8% земной коры. В природе алюминий встречается в виде силикатов. Несмотря на богатые залежи, алюминий впервые был выделен только в 1825 г. В промышленности алюминий получают из бокситных руд и криолита. Основные их месторождения – в Карибском бассейне, Бразилии и ЮАР.
В пищевой промышленности широко применяют бентонит, или природный гидратированный алюмосиликат, для осветления жидких сред (соков, пива, вина, напитков, сиропов и т.д.)
Уровень использования алюминия во много раз больше, чем других технологических металлов. Он используется в электротехнической, автомобильной, авиационной промышленности, при производстве оборудования для пищевых предприятий. Кроме того, соединения алюминия применяют в качестве пищевых добавок и в других целях. При очистке воды для осаждения частиц взвесей используют сульфат алюминия.
Несмотря на то, что алюминий широко используется при производстве домашней посуды и оборудования для пищевых предприятий, данных о содержании металла в пище и его ежедневном потреблении немного. В России содержится в природных водах в концентрации 0,001…10 мг/л. В промышленных стоках его концентрация достигает 1000 мг/л. Продукты растительного происхождения содержат алюминия 10…100мг/кг, редко – 300 мг/кг, продукты животного происхождения – 1…20 мг/кг. По данным исследователей, в суточных рационах в разных городах России и странах СНГ содержится алюминия 18,8…85 мг, в среднем – 25 мг.
Токсичность алюминия для человеческого организма является предметом дискуссий долгие годы. Еще в 1886 году, когда только начинали использовать алюминий для изготовления кухонной посуды, считали, что потребление этого металла вызывает отравление. Сорок лет спустя исследователями-токсикологами были представлены дополнительные доказательства этого предположения. В других более поздних сообщениях содержатся как опровержения, так и подтверждения того, что использование алюминиевой посуды опасно и может привести к пищевому отравлению. Совет по продуктам питания Американской медицинской ассоциации на основе дополнительных исследований установил, что малые количества алюминия, попадающие в организм с пищей, не оказывает вредного воздействия на человеческий организм.
Отечественными токсикологами установлено, что даже растворимые соли алюминия отличаются слабым токсическим действием. Хроническое поступление алюминия в дозе 0,5 мг/кг массы тела безвредно для человека. Обогащение пищи алюминием происходит в процессе ее приготовления или хранения в алюминиевой посуде. Растворимость алюминия возрастает в щелочной или кислой среде. К веществам, усиливающим растворение алюминия относят антоциановые пигметы овощей и фруктов, поваренную соль. В процессе приготовления такой пищи в алюминиевой посуде содержание алюминия может увеличиться в 2 раза.
За рубежом на основании данных Американской медицинской ассоциации алюминий широко применяется для изготовления консервных банок для пива и других напитков.
Олово. Олово известно еще с древности. Задолго до проникновения римлян из Галлии в Британию корабли финикийских купцов заходили в порты Корнуэлла за редким и ценным металлом. Олово сплавляли с медью и получали бронзу.
Олово в микроколичествах содержится в большинстве почв, в промышленных масштабах его добывают в немногих районах земного шара. Основной рудой является касситерит. В настоящее время основным производителем является Малайзия.
Свыше половины добываемого олова идет на производство покрытий. Оловянные покрытия получают путем погружения, а также путем гальванизации. Гальванические покрытия используются при изготовлении деталей для машиностроительной и электротехнической промышленности для обеспечения коррозийной устойчивости. Для этой же цели для производства консервных банок используются мягкие стали с гальваническим покрытием. Однако при длительном хранении консервов олово может переходить в продукты и при накоплении в больших количествах отрицательно действует на организм. Поэтому жестяные банки после лужения дополнительно покрывают лаками, а количество олова в консервах контролируют. Срок хранения консервов, вырабатываемых в жестяной банке, устанавливают с учетом предупреждения накопления больших количеств олова (на 1 кг продукта - не более 200 мг для взрослых и 100 – для детей).
Высокая концентрация олова в пище может привести к острому отравлению. Показано, что для человека токсичная доза олова составляет 5….7 мг/кг массы тела. После употребления пищи с содержанием олова 250 мг/кг возникает тошнота, рвота и другие симптомы отравления.
Никель. В природе никель присутствует обычно совместно с мышьяком, сурьмой и серой. Среди наиболее важных с промышленной точки зрения руд является гарниерит – магний – никелиевый силикат.
Никель используется при производстве сплавов с железом, медью, алюминием, хромом, цинком и молибденом для получения огнеупорных и коррозионноустойчивых сталей, чугуна. Никелированные стали применяются при производстве некоторых видов пищевого оборудования.
Никель присутствует в небольших количествах почти во всех почвах. Растения могут содержать от 0,5 до 3,5 мг/кг металла. В значительных количествах он содержится в большинстве тканей животных.
Суточная норма поступления никеля в организм человека с пищей составляет 0,3…0,6 мг.
Источником загрязнения никелем пищевых продуктов могут являться почва и применяемое в пищевой промышленности оборудование.
Никель плохо абсорбируется из пищевых продуктов и напитков. В тканях организма остается около 3…6% ежедневно поглощаемого металла. Распределяется никель в организме почти однородно без преимущественного накопления в каких-либо органах. Никель возможно необходим человеку, что, однако, до сих пор не доказано. Он активирует некоторые ферменты, хотя и не является их единственным активатором. К таким ферментам относятся карбоксилаза, трипсин и ацетилкофермент-А-синтетаза. Некоторое количество никеля в организме человека находится в специфическом никельсодержащем белке-никелоплазмине.
При избытке никеля у рабочих предприятий по очистке его отмечены случаи рака органов дыхания и дерматиты. Поэтому при отсутствии в настоящее время достаточно четких данных о токсичности никеля, токсикологи принимают во внимание возможность вредного воздействия на здоровье человека данного металла и регламентируют его содержание в продуктах питания.
Биологи давно заметили, что в местах магнитных аномалий, где в почве обнаруживается повышенная концентрация никеля, встречаются уродливые формы растений. Если домашний скот поедает такую зелень, то получает эндемические заболевания глаз: кератиты и кератоконьюктевиты, осложняющиеся изъязвлением роговицы, прободением ее, катарактой и слепотой, у него наблюдается деформация суставов и копыт, а также ранняя гибель. Страдают и люди этих мест.
Никель признан условно жизненно необходимым химическим микроэлементом. Никель и его соединения, поступающие в организм с пищей, как правило, относительно нетоксичны. Однако при избыточном поступлении никеля может развиться не только контактный дерматит, но и системная гиперчувствительность к никелю. Любой человек, получивший гиперчувствительность к никелю, является потенциально уязвимым к возникновению аутоиммунного заболевания, будь то катаракта, сахарный диабет, анемия, астма и т. д. Когда и как появится гиперчувствительность на 28-й химический элемент, спрогнозировать трудно. Но общеизвестны высказывания иммунологов насколько удивительно мала бывает доза аллергена, способная вызвать аллергическую реакцию. С учетом такой особенности проведение клинико-лабораторных исследований, может и не дать статистически достоверного результата. Разрушительное аутоиммунное воспаление может возникать периодически, в том числе у больных сахарным диабетом, причем вне зависимости от того, насколько велика или ничтожно мала проверенная концентрация никеля в крови, волосах и т.д., да к тому же, если воспалительный процесс будет запускаться новым триггером при уже возникшей гиперчувствительности. Требуют учета все иммунопатогенные факторы, вплоть до метеозависимости, а также поливалентная сенсибилизация. При иммунологическом тестировании на наличие антител следует учитывать, что в определенные периоды через 5-6 лет гиперчувствительность, в том числе к никелю, может ослабеть и совсем исчезнуть, если ограничится поступление в организм аллергена
Никель стал часто встречаемым аллергеном у молодежи (при пирсинге) и кухарок. Работающему у плиты необходимо знать, что сама никелированная посуда не опасна, вредны только никелевые испарения из кастрюль и баков, которые чаще всего алюминиевые. С появлением гиперчувствительности на никель неминуемо аллергическое или аутоиммунное воспаление в местах концентрации токсического металла. Многими исследованиями подтвержден факт аккумуляции никеля костным и головным мозгом, печенью, поджелудочной железой, а также органами выделения: почками, легкими, кожей, слизистыми оболочками, включая роговицу глаза. Таким образом, нарушая ферментативные и другие виды обмена, никель при избыточном поступлении его в организм и постоянном присутствии в крови приводит к аутоиммунным заболеваниям сосудов (васкулиты всех органов), глаз (кератиты, кератоконъюнктивиты, катаракта…), легких, почек, поджелудочной железы (сахарный диабет и др.), анемиями и т.д., заметно влияя на продолжительность нашей жизни.
Самый весомый аргумент: ни один из известных науке экотоксикантов не обладает способностью вызывать столь характерные патологические проявления! Следует особо упомянуть, что чрезвычайно опасна интоксикация намагниченным никелем. Магнитный никель способен выключать из обмена железо и кобальт или искажать обменные процессы, происходящие с участием этих ферромагнитных металлов. А намагниченным никелем нас снабжает маргариновая пищевая промышленность, используя порошок токсического металла в качестве катализатора при гидрогенизации жиров, ионизируя их. Ядовитый катализатор полностью удалить из саломас (полуфабрикат искусственных трансжиров) невозможно, в то время как санитарная служба содержание никеля в трансжирах не проверяет! Кроме того, внедренный по рекомендации НИИ жиров (Санкт-Петербург) новый способ фильтрации при помощи мощного электромагнитного поля заряжает никель более прочно.
Никель отнесен к первой группе канцерогенов и поэтому является неуправляемым генератором иммунопатологии. Но гидрогенизация жиров с никель - кизельгуровым катализатором модернизировало и усилило этот процесс, так как появились трансбелки. Известно, что в саломасах (а следовательно, в конечной продукции: маргаринах, кулинарных, кондитерских и хлебопекарских жирах, майонезе, батончиках «Милки Уэй» и т. д.) содержится более 5% белка, в молекулы которых активно проникает намагниченный катализатор, который полной очистке не поддается. В итоге рост новообразований, уродств новорожденных наблюдается повсеместно, а также выработка ущербного инсулина у взрослых, состоящего из белковых фракций. Искусственные белки с генными нарушениями проникают и через плаценту.
Длительное постепенное накопление магнитного никеля в организме рано или поздно заканчивается скрытой никелевой интоксикацией – экологически опасным пищевым фактором, приводящим к аутоиммунным заболеваниям различных органов.
Как верно подметил известный популяризатор медицинских знаний профессор Иван Павлович Неумывакин, чукчи и эскимосы, которые употребляют экологически чистую натуральную пищу, главным образом животную, сахарным диабетом не болеют. А знаете ли вы, почему у маргарина необычное свечение в инфракрасных лучах, из-за чего тараканы пятятся иногда от этого продукта? Ионизация и химия (никель) отпугивают насекомых, которым порой и яды нипочем.
Что касается катаракты, часто возникающей у диабетиков как позднее осложнение, то надо заметить, что к гипергликемии, нарушающей обменные процессы в теле глаза, несомненно, добавляется влияние и никеля. Названный экотоксикант окисляет аскорбиновую кислоту, создавая в хрусталике аутоиммунный очаг воспаления. При подозрениях на триггер концентрацию никеля в организме проверяют анализами, исследуя волосы и ногти.
Антагонисты никеля – это витамины (С, Е, В1 и В12), железо, кобальт, сера, цинк, кальций и фосфор. Пищевые продукты, наиболее насыщенные никелем: какао-бобы, арахис, кофе, грибы, соя и все бобовые, грецкие орехи и любая пища на основе искусственных трансжиров. При этом следует иметь в виду, что вегетарианская пища из экологически чистых районов совершенно безвредна, т.к. может не содержать экотоксикантов. Физическая активность, гигиенические процедуры и употребление специальных антидотов способствует профилактике никелевой интоксикации.
Таблица 2 – Содержание токсичных элементов в рыбе и продуктах переработки
| Токсические элементы, мг/кг, не более | 1.3.1 Рыба живая свежая, охлажден-ная, морожен-ная, фарш, мясо морских млекопитающих | 1.3.2 Консервы и пресервы из рыбы по 1.3.1 | 1.3.3 Рыба сушенная, вяленная, копченная, маринован-ная, рыбная кулинария по 1.3.1 | 1.3.4 Икра и молоки рыб и продук-ты из нее | 1.3.5 Печень рыб и продук-ты из нее | 1.3.7 Нерыбные объекты промысла моллюски, ракообразные, водоросли | |
| Рв | 1,0/2,0 (тунец, рыба меч, белуга) | 1,0 | 1,0 | 0,5 | |||
| Аs | 1,0/5,0 (пресновод-ная / морская) | 1,0 | 5,0 | 5,0 | |||
| Cd | 0,2 | 1,0 | 0,7 | 2,0 | 1,0 | ||
| Hg | 0,3 (пресновод-ная, не хищная 0,6 (пресноводная, хищная) | 0,2 | 0,5 | 0,2 | |||
| Sn | 0,5(морская) 0,1 (тунец, рыба меч, белуга) | 200* | 200* | ||||
| Cr | 0,5* | 0,5* |
*Для консервов в сборной жестяной банке
Таблица 3 - Содержание токсичных элементов в мясе и продуктах переработки
| Токсические элементы, мг/кг, не более | 1.1.1 Мясо, в т.ч. полуфабрикаты, парные, охлажденные подмороженные, замороженные | 1.1.2 Cубпродукты убойных животных, охлажденные замороженные печень, почки, язык, шкура свиная, кровь | 1.1.4 Колбасные изделия, продукты из мяса всех видов убойных животных | 1.1.5 Продук-ты мясные с использованием субпро-дуктов по 1.1.2 | 1.1.6 Консервы из мяса, мясо-растительные | 1.1.7 Консервы из субпродуктов (в т.ч. паштетные) |
| Рв | 0.5 | 0,6/1,0 почки | 0,5 | 0,6 | 0,5/1,0* | 0,6/1,0* |
| Аs | 0.1 | 1,0 | 0,1 | 1,0 | 1,0 | |
| Cd | 0.05 | 0,3/1,0 почки | 0,05 | 0,3 | 0,05/01* | 0,3/06 почки |
| Hg | 0.03 | 0,1/0,2 почки | 0,03 | 0,1 | 0,03 | 0,1/0,2 почки |
| Sn | 200,0* | 200,0* | ||||
| Cr | 0,5* | 0,5* |
*Для консервов в сборной жестяной таре
Таблица 4 – Содержание токсичных элементов в молоке и молочных продуктах
| Токсические элементы, мг/кг, не более | 1.2.1 Молоко, сливки, сырое и термически обработанное, сыворотка, кисломолочные продукты в т.ч. сметана | 1.2.2 Творог и творожные изделия | 1.2.3 Консервы молочные (молоко, сливки, сгущенное молоко) | 1.2.5 Сыры (твердые, полутвердые, мягкие, рассольные, плавленые) |
| Рв | 0,1 | 0,3 | 0,3 | 0,5 |
| Аs | 0,05 | 0,2 | 0,15 | 0,3 |
| Сd | 0,03 | 0,1 | 0,1 | 0,2 |
| Нg | 0.05 | 0.02 | 0.015 | 0.03 |
| Sn | 200,0* | |||
| Cr | 0,5* |
*Для консервов в сборной жестяной таре