Токсиколого-гигиеническая характеристика мышьяка.

Профилактика загрязнений

Мышьяк. Мышьяк широко распространен в окружающей среде. Со­держится во всех объектах биосферы: морской воде - около 5 мкг/л, земной коре - 2 мг/кг, рыбах и ракообразных - в наи­больших количествах. Наиболее распространенными неорганическими соединениями мышьяка являются оксид трехвалентного мышьяка (III) Аs₂O₃ и оксид пятивалентного мышьяка (V) Аs₂O₅, другими важными соединениями мышьяка являются хлорид мышьяка (III) и различные соли, такие, как арсенат свинца, а также газообразное водородное соединение - арсин.

Мышьяк применяется в металлургии при получении некоторых сплавов для увеличения твердости и термостойкости сталей.

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.

Фоновый уровень мышьяка в продуктах пита­ния из нормальных геохимических регионов составляет в среднем 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, яйцах - 0,003-0,03, коровьем молоке и кисломолочных продуктах - 0,005-0,01, твороге - 0,003-0,03 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.

Мышьяк, в зависимости от дозы, может вызывать острое и хро­ническое отравление.

Острое отравление зависит от пути попадания мышьяка в организм. Существует два пути попадания в организм:

- через верхние дыхательные пути,

- оральный путь, т.е. через желудочно-кишечный тракт.

Хроническая интоксикация возникает при длительном употреблении питьевой воды с 0,3-2,2 мг/л мышьяка. Разовая доза мышьяка в 30 мг смертельна для человека. Механизм токсического действия мышьяка связан с блокированием SH-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 мышьяка в моче равна 1 мг/л, а концентрация 2-4 мг/л свидетельст­вует об интоксикации. В организме он накапливается в эктодермальных тканях - волосах, ногтях, коже, что учитывается при био­логическом мониторинге. Биологический период полужизни мышь­яка в организме - 30-60 час. При длительном воздействии мышьяка развивается рак кожи, нарушение деятельности коры головного мозга. Необходимость мышьяка для деятельности организма человека не доказана, за исключением его стимулирующего действия на процесс кроветворения. Тера­певтические свойства мышьяка известны более 2000 лет.

По данным экспертов ФАО/ВОЗ, суточное поступление мышь­яка в организм взрослого человека составляет в среднем 0,05-0,42 мг, т. е. около 0,007 мг/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.

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.

Токсиколого-гигиеническая характеристика ртути.

Профилактика загрязнений

Ртуть. Один из самых опасных и высокотоксичных элементов, обладающий способностью накапливаться в организме растений, животных и человека. В природе ртуть находится в трех окислен­ных состояниях: металлическая - Hg (0); одновалентный ион, со­стоящий из двух ядер, соединенных ковалентной связью - (Hg - Hg )²⁺; двухвалентный ион - Hg ²⁺.

Ртуть - своеобразный металл, в нормальных условиях это жидкость, нестабильный и летучий элемент. В последнее столетие доказано, что ртуть участвует во многих химических реакциях как катализатор. Благодаря своим свойствам она находит широкое применение в промышленности. Ежегодно в мире получают более 10 тыс. т ртути. Из них примерно 25 % используют для производства электродов при получении хлора и щелочей, 20 % - в электрическом оборудовании, 15 % - при производстве красок, 10 % - для производства ртутных приборов таких, как термометры, 5 % - в производстве зеркал, в агрохимии и 3 % в качестве ртутной амальгамы при лечении зубов. Еще около 25 % производимой ртути используется в других отраслях промышленности: при получении детонаторов, катализаторов (например, для производства ацетальдегида и поливинилхлорида), в производстве бумажной пульпы, фармацевтике и косметике, а также в военных целях. Промышленное значение имеют высокотоксичные неорганические соединения ртути, в частности сулема, из которой получают другие ртутные соединения и которая применяется, при травлении стали. Сулема вызывает смертельные отравления при приеме внутрь в количестве 0,2-0,3 г. Органические соединения ртути применяли в качестве фунгицидов при обработке зерна. Однако с тех пор, как стало известно об опасности подобных соединений, во многих странах их использование было запрещено.

Ртуть относится к числу рассеянных в природе микроэлементов. По распространению в земной коре она занимает 62-е место, средняя концентрация составляет 0,5 мг/кг; в морской воде - около 0,03 мкг/л; в организме взрослого человека - около 13 мг.

Распределение и миграция ртути в окружающей среде осуществляются в виде круговорота двух типов:

· перенос паров 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 25-125 тыс. т ежегодно;

· использования ртути в народном хозяйстве.

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 во­доемов. Предполагают, что метилирование ртути микроорганизма­ми может осуществляться при определенных 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 мкг/кг, в 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 ее концентрация в органах и тканях существенно возрастает.

Мясо рыбы отличается наибольшей концентрацией ртути и ее соединений, которые активно аккумулируются в организме из воды и корма, содержащих 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 цианкобаламина (витамина В₁₂). У некоторых видов рыб в мышцах содер­жится белок металлотионеин, с которым ртуть и другие металлы образуют комплексные соединения и накапливаются в организме: 500-20000 мкг/кг (рыба-сабля) или 5000-14000 мкг/кг (тихоокеанский марлин). При загрязне­нии рек, морей и океанов ртутью ее уровень в гидробионтах на­много увеличивается и становится опасным для здоровья человека.

При варке рыбы и мяса концентрация ртути в них снижается, при аналогичной обработке грибов - остается без изменений. Это различие объясняется тем, что в грибах ртуть связана с аминогруппами азотсодержащих соединений, в рыбе и мясе - с серосодержащими аминокислотами.

Токсичность ртути зависит от вида ее соединений, которые по-разному всасываются, метаболизируются и выводятся из организма. Наиболее токсичны алкилртутные соединения с короткой цепью - метилртуть и этилртуть. Неорганические соединения выделяются преиму­щественно с мочой, органические - с желчью и калом. Период полувыведения из организма неорганических соединений - 40 су­ток, органических - 76.

Механизм токсического действия ртути связывают с ее взаимо­действием с SH-группами белков. Блокируя их, ртуть изменяет свойства ряд жизненно важных ферментов и инактивирует ряд гидролитических и окислительных ферментов. Ртуть, проникнув в клетку, может включиться в структуру ДНК, что сказывается на наследственности человека. Мозг проявляет особое сродство к метилртути и способен аккумулировать почти в 6 раз больше ртути, чем остальные органы. В других тканях органические соединения деметилируются и превращаются в неорганическую ртуть. В эмбрионах ртуть накапливается так же, как и в организме матери, но содержание ртути в мозге плода может быть выше.

Не­органические соединения ртути нарушают обмен аскорбиновой кислоты, пиридоксина, кальция, меди, цинка, селена, органиче­ские - обмен белков, цистеина, аскорбиновой кислоты, токоферолов, железа, меди, марганца, селена. Клиническая картина хро­нического отравления организма небольшими дозами ртути полу­чила название микромеркуриализма.

Защитным эффектом при воздействии ртути на организм чело­века обладают цинк и особенно селен. Токсич­ность неорганических соединений ртути снижают избыток аскорбиновой кислоты и меди, орга­нических - протеины, цистин, токоферолы. Избыточное потребле­ние с пищей пиридоксина усиливает токсичность ртути.

В пищевых продуктах ртуть может присутствовать в 3-х видах:

- атомарная ртуть (металлическая),

- окисленная ртуть (сулема),

- метилртуть - поступает в основном с рыбой.

Случаи загрязнения пищевых продуктов металлической ртутью являются очень редкими. Ртуть плохо адсорбируется на продуктах и легко удаляется с поверхности пищи.

Однако отказ от питания рыбой тоже не служит надежной защитой от поступления в организм ртути, если вырабатывают рыбную муку и используют ее в качестве корма для домашних животных. Даже растительные продукты могут быть источником ртути, если к компосту добавить средство для улучшения структуры почвы, содержащее ртуть.

Допустимое недельное поступление не должно превышать 0,3 мг на человека, в том числе метилртути не более 0,2 мг, что эквивалентно 0,005 мг/кг и 0,0033 мг/кг массы тела за неделю. В питьевой воде до 0,001 мг/л, а для всех других пищевых продуктов - около 0,05 мг/кг.

Безопасным уровнем содержания ртути в крови считают 50-100 мкг/л, волосах - 30-40 мкг/г, моче - 5-10 мкг/сут. Человек получает с суточным рационом 0,045-0,060 мг ртути, что примерно соответствует рекомендуемой ФАО/ВОЗ по ДСП - 0,05 мг. Допустимая величина ртути для рыбы составляет 0,5 мг/кг.

В табл.1 приводятся допустимые уровни содержания токсических элементов в пищевых продуктах, определенные санитарными правилами и нормами.

Ранее согласно требованиям СанПиН 2.3.560-96 в качестве токсичных элементов также нормировались цинк, медь и железо.

Организацией ФАО/ВОЗ дополнительно регламентируются количества меди, стронция, цинка, железа, сурьмы, никеля, хрома, алюминия.

Таблица 1

Допустимые уровни содержания химических элементов

в пищевых продуктах, мг/кг, не более

Группы продуктов	Токсические элементы
свинец	кадмий	мышьяк	ртуть
Мясо и продукты его переработки
Мясо, колбасы и кулинарные изделия, мясо птицы	0,5	0,05	0,1	0,03
Консервы из мяса и птицы в жестяной таре,
почки и продукты их переработки	1,0	0,1	0,1	0,03

Окончание табл. 1

Яйца, яичные продукты, жидкие	0,3	0,01	0,1	0,02
Яичные продукты, сухие	3,0	0,1	0,6	0,1
Молоко и продукты его переработки
Молоко, молочные продукты	0,1	0,03	0,05	0,005
Сыры и творожные изделия	0,3	0,1	0,2	0,002
Консервы молочные	0,3	0,1	0,15	0,015
Рыба, рыбные и другие продукты моря
Рыба свежая, охлажденная, мороженная и рыбопродукты, консервы	1,0	0,2	1,0	0,3
Моллюски и ракообразные	10,0	2,0	5,0	0,2
Хлебобулочные и мукольно-крупяные изделия
Зерновые, бобовые, крупа, мука, макаронные изделия	0,5	0,1	0,2	0,03
Бараночные и сухарные изделия	0,5	0,1	0,2	0,02
Хлеб и хлебобулочные изделия	0,35	0,07	0,15	0,015
Сахар и кондитерские изделия
Сахар	0,5	0,05	1,0	0,01
Кондитерские сахаристые изделия	1,0	0,1	1,0	0,01
Кондитерские мучные изделия	0,5	0,1	0,3	0,02
Вкусовые продукты
Мед Чай Кофе	1,0 10,0 1,0	0,05 1,0 0,05	0,5 1,0 1,0	- 0,1 0,02
Плодоовощная продукция
Плоды и овощи свежие, сушеные	0,5	0,03	0,2	0,02
Маргарины	0,1	0,05	0,1	0,05
Жиры животные	0,1	0,03	0,1	0,03
Напитки и продукты брожения
Безалкогольные напитки	0,3	0,03	0,1	0,005
Пиво, вино, водка и др.	0,3	0,03	0,2	0,005
Минеральные воды	0,1	-	0,01	0,005