Элемент II группы периодической системы. Атомный номер 80. В природе встречается в виде разнообразных соединений, проявляя степени окисления (+1) и (+2). Природные изото-пы: 196Hg(0,15%), I98Hg (10,12%), 199Hg (17,04 %), 200Hg (23,13%), 201Hg (13,18%), 203Hg (29,8 %), 204Hg (6,72 %)..
Файлы: 1 файл
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет Строительства и Архитектуры
Кафедра промышленной экологии и безопасности
Контрольная работа по токсикологии:
Разработал студент группы ИЗОС-51 _________ /Яковлев А. Ю./
Проверил _________ /Костяев А. А./
1. Характеристика элемента………………… ……………………………….….3
2. Физико-химические свойства……………………………………………..….3
6. Антропогенные источники поступления радона в окружающую среду.…4
10. Хроническое отравление…………………………………………………… .9
11. Гигиенические нормативы ……………………………………………. ….10
13. Библиографический список…………………………………………. …….11
Кадмий — Токсичный Металл из Старых Батареек!
Элемент II группы периодической системы. Атомный номер 80. В природе встречается в виде разнообразных соединений, проявляя степени окисления (+1) и (+2). Природные изото-пы: 196 Hg(0,15%), I98 Hg (10,12%), 199 Hg (17,04 %), 200 Hg (23,13%), 201 Hg (13,18%), 203 Hg (29,8 %), 204 Hg (6,72 %)..
Металл, в обычных условиях — жидкость (единственный из известных металлов) серебристого цвета. В твердом состоянии (при температуре ниже -39 °С) ртуть образует кристаллическую структуру (гексаэдр), приобретает белый цвет, становится ковкой. В воде практически не растворима. Растворима в концентрированных Н2SO4 и HNO3, а также в царской водке.
Ртуть образует сплавы — амальгамы — со многими металлами: золотом, серебром, цинком, свинцом, натрием, калием и т. д. Химически стойкий элемент. Взаимодействует с кислородом (при нагревании), с азотной кислотой, горячей серной кислотой, фтором, серой. Реагирует с фосфором и селеном с образованием фосфида и селенида.
Содержание паров ртути в воздухе возрастает с увеличением температуры и поверхности испарения, которая становится особенно значительной при разливах, когда ртуть распадается на множество мелких капелек. Ртуть легко проникает в щели полов, мебели, стене, адсорбируется пористыми телами, в том числе деревом, бумагой, тканью, штукатуркой, длительно сохраняясь там, являясь источником загрязнения воздуха помещений.
Ртуть не имеет запаха, испаряясь, превращается в бесцветный пар, органолептически присутствие ее в воздухе не выявляется.
Содержание в природе.
Ртуть в природе — рассеянный элемент, концентрирующийся в сульфидных рудах, преимущественно в виде киновари (HgS). Небольшие количества ртути встречаются в самородном виде. Кларк Р. в земной коре 8,3 • 10 -6 %, а в континентальном гранитном слое 3,3 • 10 -6 %. Осадочные породы (особенно глинистые осадки и сланцы) содержат заметно более высокие уровни ртути, чем магматические.
Основными природными источниками ртути являются: месторождения Тихоокеанского, Средиземноморского и Центральноазиатского поясов; газовыделения в ходе природных процессов: вулканической деятельности, возгонки ртути из соединений, находящихся на большой глубине в толще земной коры; испарения из недр земли и со всей поверхности суши и водоемов. Соединения Р. поступают в окружающую среду и в результате процессов разложения организмов, накапливающих ртуть. За счет естественных процессов в окружающую среду может поступать от 25 до 150 тыс. т в год. Глобальные выделения ртути из земной коры и океанов превышают количество ртути, производимое человеком.
Ртуть — Самый ПОДВИЖНЫЙ Металл на Земле!
В Мировом океане растворено в виде соли 206 млн т ртути. В земной атмосфере распределено 300 — 350 т. в виде паров и сорбированных аэрозолей примерно в равных количествах. Равновесие между парообразной и аэрозольной формами достигается за 5 суток. Концентрация ртути в атмосфере (0,4-1.0)·10 -9 г/м 3 . Общее количество элемента в атмосфере над сушей на порядок выше, чем над океаном.
В промышленных масштабах получают путем обжига минералов, содержащих ртуть, в основном в виде сульфида: HgS + О2 → Hg + SO2
Металлическая ртуть служит сырьем для химической, электрохимической, природостроительной и других отраслей промышленности.
Ртуть необходима на рудообогатительных производствах, для извлечения из руд благородных металлов, в частности золота; в качестве легирующей добавки, теплоносителя, катализатора в химической промышленности; для производства амальгам, необрастающих красок, средств для предотвращения гниения древесины; при электрохимическом получении хлора и каустической соды (где Р. используется в качестве электрода); при производстве ртутных и люминесцентных ламп, батарей, термометров, манометров, вакуумметров; антикоррозионных и лакокрасочных покрытий, содержащих фенилртутные соединения (массовая доля Р. в этих красках 2-5 %, в бытовых красках 0,001-0,050 %). В стоматологии используется как компонент металлических пломб. Известны Hg-содержащие мази, используемые в медицине. В сельском хозяйстве Р. находит применение в составе инсектицидов, спермицидов, фунгицидов, гербицидов (гранозан, мертиолят, тримерсан, меркуран) и используется для протравки семян.
Антропогенные источники поступления в окружающую среду.
В настоящее время основными антропогенными источниками поступления ртути в окружающую среду являются:
• процессы сжигания каменного угля, любого органического топлива (уголь, торф, нефть, газ, древесина) и мусора; мировой выброс Р. при сжигании топлива составляет 1,44 тыс. т/год;
• процессы коксования угля,
• термические процессы с нерудными материалами;
• сухая перегонка древесины;
• производство бумажной массы с использованием фенилртутных соединений (в развитых странах более не применяется);
• пирометаллургические процессы и все процессы, в которых используется Р.;
• предприятия по производству хлора и каустической соды (выброс Р. составляет 150-250 г на тонну производимого хлора);
• люминесцентные лампы (одна лампа содержит 150 мг Р.; при разгерметизации она способна загрязнить 500 тыс. м 3 воздуха);
• в сельском хозяйстве — места протравливания посевного материала Hg-содержащими фунгицидами (в странах Евросоюза хлорид этилртути запрещен или ограничен в применении);
• антикоррозионные краски (происходит загрязнение водной среды за счет прямого выщелачивания Р.);
• сточные воды предприятий, производящих красители, пестициды, фармацевтические препараты, некоторые взрывчатые вещества (важнейший источник загрязнения); обогатительные фабрики Hg-содержащих руд и др.;
• стоки сельскохозяйственных угодий;
• безвозвратные потери из производимого в мире количества Р. (10-15 тыс. т) —5-7 % общего объема производства.
Методы определения. Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России рекомендует определять Р. в объектах окружающей среды и биологических материалах атомно-абсорбционным методом. Кроме того, можно указать и другие методы.
В воздухе. Определение паров Р. возможно с использованием автоматических приборов, действующих, например, на основе реакции Р. с сульфидом I селена. Применяются различные модификации колориметрического метода, основанные на поглощении паров Р. водным раствором иода и иодида калия с последующим определением аниона [HgI4] 2- по интенсивности желто-розовой окраски осадка ком- плексной соли Cu2[HgI4] или на взаимодействии Р. с иодом, хлоридом меди и сульфитом натрия (чувствительность метода 0,02 мкг в анализируемом объеме раствора, определению мешает железо). Известны методы с применением антипирина или твердых сорбентов В воде. Определение Р. в природных и сточньь водах, в питьевой воде и моче методом атомно-абсорбционной спектрометрии имеет чувствительность 0,1 нг/мл.
В продуктах питания. Колориметрический метод с дитизоном для анализа продуктов растительной и животного происхождения. Р. осаждают в виде тетраиодидогидраргирата(ІІ) и сравнивают интенсивность окраски осадка в пробе и контрольном образце.
В биосубстратах. Диагностическое значение имеет определение Р. в биологических жидкостях. Однако повышение концентрации Р. в биосубстратах не всегда коррелирует с отравлением, в связи с чем оно самостоятельного значения не имеют.
На коже. Рекомендованный метод основан на фотометрировании комплекса, образующегося при взаимодействии Р. с фиолетовым кристаллическим. Диапазон измеряемого содержания Р. – от0,012 до 0,2 мкг/см 2 при ошибке в пределах25%. Метод избирателен, определению мешают соли Р.
Ртуть является одним из приоритетных экотоксикантов, воздействующих на человека в процессе производства (где они более локальны и концентрированы), во внешней среде и в бытовых условиях.
Пары Р. высокотоксичны для всех форм жизни. При вдыхании воздуха с парами Р. или ее летучих производных в концентрациях не более 0,25 мг/м 3 Р. полностью задерживается легкими. При более высоких концентрациях в производственных условиях возможен дополнительный путь ее проникновения в организм через кожные покровы.
При остром ингаляционном отравлении пары Р. разрушают легкие; при хроническом воздействии поражают нервную систему, вызывают сильную усталость.
Независимо от путей поступления в организм местом избирательного накопления Р. являются почки, в которых Р. распределяется преимущественно в эпителии канальцев, определяя патогенез нефротоксического действия тяжелого металла. Токсические эффекты: действие на ЦНС, психические расстройства, слепота, нарушение двигательной активности (параличи, судороги, «ртутный тремор») и метаболических процессов, тератогенные проявления.
При ртутном воздействии на организм характерны кумулятивность и длительный период выведения. Циркуляция Р. в организме приводит к нарушению биохимических процессов в системе антиоксидантной защиты (увеличивается активность каталазы и пероксидазных систем при нормальном физиологическом уровне конечного продукта пероксидного окисления — малонового диальдегида). Токсическое действие Р. в качестве белкового яда обусловлено как непосредственным действием на ферменты, так и изменением процессов обмена протеинов в сторону интенсификации катаболизма. Увеличение распада белков ведет к вторичным сдвигам ферментативной активности и усилению токсического действия Р.
Клинические проявления заболевания с течением времени (даже после прекращения контакта с Р.) продолжают нарастать, что обусловлено долговременной кумуляцией в организме. Интоксикацию Р. можно рассматривать как химическую бомбу замедленного действия. Именно так объясняется феномен внезапного появления негативных следствий, связанных с накоплением в окружающей среде загрязняющих веществ, физико-химические характеристики которых изменяются под влиянием внешних параметров.
Р. обладает незначительным гемотоксическим действием. Местное воздействие Р. не создает существенной угрозы для эритро- и лейкопоэза, но не исключается возможность развития умеренной гемолитической анемии, лейкопении и изменений ферментативной активности форменных элементов крови по типу блокады тиоловых ферментов и создания комплексов с —S—Hg— или —S—Hg—S—, создания источников окисления и образования амальгам с металлами ферментов. Не исключено проявление хроматидных и хромосомных аберраций в клетках крови под влиянием Р., а также неадекватность иммунологических реакций кровеносной системы.
Растения. Пары Р. обладают фитотоксичностью, проявляющейся в подавлении роста веток и корней и ускорен»» старения растений.
Гидробионты. Экологические последствия реализуются прежде всего в водной среде и заключаются в подавлении жизнедеятельности одноклеточных морских водорослей (при концентрации 0,1 мкг/л); в нарушении фотосинтеза, ассимиляции нитратов, фосфатов аммония, а также в изменении структуры и функциональных характеристик природных сообществ (при концентрации 1 мкг/л).
Источник: www.yaneuch.ru
Токсичные металлы
По вопросу металлических загрязнений существует несколько течек зрения. Согласно одной их них, все металлы периодической системы делят на группы:
-металлы, как незаменимые факторы питания (эссенциальные макро- и микроэлементы);
-неэссенциальные или необязательные для жизнедеятельности металлы; токсичные металлы.
Согласно другой точке зрения, все металлы необходимы для жизнедеятельности, но в определенных количествах. По воздействию на организм человека выработана следующая классификация микроэлементов:
-микроэлементы, имеющие значение в питании человека и животных (Co, Cr, Ce, F, Fe, I, Mo, Mn, Ni, Se, Si, V, Zn);
-микроэлементы, имеющие токсикологическое значение (As, Be, Cd, Co, Cr, F, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, Pd, Se, Sn, Ti, V, Zn).
При этом следует лтметить, что 10 их перечисленных элементов отнесены в обе группы.
Биологически эссенциальные металлы имеют пределы доз, определяющие их дефицит, оптимальный уровень и уровень токсического действия. Токсические металлы на этой же шкале в низких дозах не оказывают вредного действия и не несут биологических функций. Однако в высоких дозах они оказывают токсическое действие.
Таким образом не всегда можно установить различие между жизненно необходимыми и токсичными металлами. Все металлы могут проявить токсичность, если они потребляются в избыточном количестве. Кроме того, токсичность металлов проявляется в их взаимодействии друг с другом. Тем не менее, существуют металлы, которые проявляют сильно выраженные токсикологические свойства при самых низких концентрациях и не выполняют кокой либо полезной функции. К таким токсичным металлам относят ртуть, кадмий, свинец, мышьяк.
В России гигиеническими требованиями определены критерии безопасности для следующих токсических веществ: свинец, мышьяк, кадмий. Ртуть, медь, цинк, железо, олово (для консервов в сборной жестяной таре), хром (для консервов в хромированной таре).
Свинец относится к наиболее известным ядам и среди современных токсикантов играет весьма заметную роль. Свинец находится в микроколичествах почти повсеместно. В почвах обычно содержится от 2 до 200 мг/кг свинца. Свинец, как правило сопутствует другим металлам, чаще всего цинку, железу, кадмию и серебру. В наше время в роли токсикантов окружающей среды выступают прежде всего алкильные соединения свинца, такие как тетраэтилсвинец.
В радиусе нескольких километров от свинцеперерабатывающих предприятий концентрация этого металла в некоторых овощах и фруктах варьируется в пределах (мг/кг): в помидорах – 0,6. 1,2, в огурцах – 0,7. 1,1, в перце – 1,5. 4.5, в картофеле – 0,7. 1,5.
При обработке продуктов основным источником поступления свинца является жестяная банка, которая используется для упаковки от 10 до 15 % пищевых изделий.
Свинец токсически действует на 4 системы органов: кроветворную, нервную, желудочно-кишечную и почечную. Экспертами ФАО и ВОЗ установлена величина ПДК (допустимая суточная доза) свинца для взрослого человека, которая составляет 0,007 мг/кг массы тела, а ПДК (предельно допустимая концентрация) в питьевой воде – 0,05 мг/л.
Токсичным металлом при обычных условиях является ртуть серебро
Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) определила ртуть как «Супертоксикант XXI века». Действительно, и по законодательству РФ, согласно современной классификации вредных веществ, ртуть отнесена к I классу особо опасных веществ.
В СССР, СНГ и в РФ ртуть достаточно бесконтрольно использовалась в прежние десятилетия, поэтому проблема ртутных поражений до сих пор имеет повсеместный характер, как на производственных, так и бытовых объектах.
Ситуация усугубляется еще и тем, что ртуть и сейчас достаточно широко используется в промышленности, в военном деле, в сельском хозяйстве, в медицине, в научных исследованиях и других сферах человеческой деятельности.
Что касается бытовых аспектов проблемы, то в любом доме имеются достаточно используемые в обиходе средства (термометры, тонометры, барометры, лампы дневного света, а в последнее время и т.н. «энергосберегающие» лампы), которые содержат ртуть. При этом далеко не каждый человек знает, насколько это опасно.
а). Физико-химические свойства ртути.
Главные месторождения ртути находятся в Испании, Италии, Аргентине, бывшей Югославии, США. Есть месторождения ртути в России, а также в некоторых республиках бывшего СССР, частности, в Украине и Узбекистане.
Ртуть (от лат. Hydrargirum – жидкое серебро) Hg – элемент II группы VI -го периода Периодической системы Д.И. Менделеева, порядковый номер 80, атомная масса 200,59. Природная ртуть состоит из 7 стабильных изотопов. Каждый атом ртути в кристаллической решетке окружен 6-ю другими на расстоянии 3.01 Å. Атомный радиус ртути 1,50 Å. Электронное строение оболочки атома ртути и её химические свойства определяются электронами 5d 10 6 s 2 .
Ртуть – единственный металл, находящийся при нормальных условиях в жидком состоянии; в то же время она является самой тяжелой жидкостью с плотностью 13,54 г/см 3 , т.е. в 13,5 раз тяжелее воды. Пары ртути почти в 7 раз тяжелее воздуха, их плотность составляет 1,3х10 -3 мм рт. ст. Максимальная концентрация насыщения паров ртути в воздухе – 15,2 мг/м3 .
Температура плавления ртути «минус» 38,87ºС, температура кипения +357,25ºС, но она интенсивно испаряется уже при нулевой температуре, быстро заполняя помещение до весьма опасных концентраций.
Поверхностное натяжение ртути равно 473 дин/см.при 20ºС. Теплота плавления ртути 2,823 кал/г., теплота испарения при 357,25ºС 70,784 кал/г. Удельная теплоемкость жидкой ртути составляет (при 20ºС) 0,0324 кал/ (г град), паров ртути (при 100ºС) — 0,02476. При снижении температуры до 4-5ºК ртуть становится сверхпроводником.
В воде ртуть практически не растворяется. Ртуть растворяется в концентрированных азотной и серной (при нагревании) кислотах, а также в «царской водке». Щелочи на ртуть не действуют.В химических соединениях проявляет валентность +1, +2. Сама ртуть растворяет целый ряд металлов: золото, серебро, цинк, свинец, олово, галлий и др. Металлические системы, одним из компонентов которых является ртуть, как известно, называют амальгамами.
Ртуть применяется в следующих областях науки и техники: э/техническая промышленность, военная промышленность, пр-во хлора и едкого натра, пр-во красок, изготовление контрольно-измерительной аппаратуры, фармакология, сельское хозяйство, зубоврачебные цели, лабораторные исследования, в качестве катализатора (в синтезе органических соединений), для амальгамирования и других нужд – атомная и теплотехническая промышленность.
б). Токсическое воздействие ртути и её паров.
Разлившаяся ртуть распадается на тысячи видимых и невидимых шариков, которые проникают в узкие зазоры и щели на полу, интенсивно испаряющиеся даже при комнатной температуре, оседая на стены и потолки, на поверхности всех предметов, находящихся в помещении.
Контакты с ртутью, даже при малейшем несоблюдении техники безопасности, приводят к острым или хроническим ртутным («меркуриализм») отравлениям, а в наиболее тяжёлых случаях – к смертельному исходу.
У многих возникают вопросы: как действует ртуть на человека, каковы симптомы отравления, чем это чревато, как лечиться?
Ртуть проникает в организм через кожу, ротовую полость и дыхательные пути. При отравлениях ртутью поражается, практически, весь организм человека и, в первую очередь, нервная система. Человек незаметно утомляется, у него появляется сонливость, апатия, головные боли и головокружения.
Возникает дрожание, начинающееся обычно с пальцев рук, затем оно переходит на веки, губы, язык, и даже на всё тело. Наблюдается ослабление мышечной системы, расстройство кожной чувствительности и вкусовых ощущений (металлический привкус во рту!), резко снижается обоняние. К признакам ртутного отравления относятся также увеличение щитовидной железы, усиленное потоотделение, судороги в конечностях, резкое ослабление памяти, рассеянность, заторможенность речи и даже изменение почерка человека.
Кроме нервной системы поражаются и другие органы: почки, печень, желудок и лёгкие. Происходят нарушения и сердечно-сосудистой системы, что выражается в функциональных изменениях миокарда: интенсивно повышается кровяное давление.
в). Механизм воздействия ртути на организм человека
По современным представлениям, ртуть, ее пары и, особенно, ртутно-органические соединения, относятся к ферментным ядам, которые, попадая в кровь и ткани, даже в ничтожных количествах, проявляют там свое отравляющее действие. Токсичность ферментных ядов обусловлена их взаимодействием с тиоловыми сульфгидрильными группами ( SH ) — клеточных протеинов. В результате такого взаимодействия нарушается активность основных ферментов, для нормального функционирования которых необходимо наличие свободных SH — групп. Пары ртути, попадая в кровь, циркулируют вначале в виде атомной ртути, но затем она подвергается ферментативному окислению и вступает в соединение с молекулами белка, взаимодействуя, прежде всего, с SH — группами. Если концентрация ионов ртути в организме оказывается сравнительно большой, то ртуть вступает также в реакцию с аминными и карбоксильными группами белков ткани.
Это приводит к образованию прочных металлопротеидов, представляющих собою комплексные соединения ртути с белковыми молекулами. Ионы ртути поражают многочисленные ферменты, и, прежде всего, тиоловые энзимы, играющие в живом организме основную роль в обмене веществ, вследствие чего нарушаются многие функции, особенно центральной нервной системы (ЦНС).
Сдвиги же в таких жизненно важных системах, как ЦНС, связаны с нарушением тканевого обмена, что в свою очередь приводит к нарушению функционирования многих органов и других систем, проявляющимся в разных клинических формах интоксикации.
Ртуть, скопившаяся в организме,даже при интенсивном лечении, может постепенно, но очень долго, выводиться почками, кишечником, органами дыхания, а также слюнными и потовыми железами
Необходимо отметить, что диагностика поражения ртутью достаточно сложна, особенно, если достоверно неизвестно, что причиной той или иной болезни является ртуть или ее пары. И хотя медицина располагает препаратами, нейтрализующими ртуть в организме человека, выведение ртути и ее соединений из организма занимает длительное время.
Самое сложное и опасное при всём этом заключается в том, что человек, подвергшийся воздействию ртути или её паров, может и не догадываться об основной причине своих недомоганий, а медработники могут вовремя не установить, что причиной болезни является именно ртуть!
г). Предельно допустимые концентрации (уровни) загрязнённостиртутью и её парами, принятые в Российской Федерации.
Жилые помещения (среднесуточн.)
Источник: antirtut.ru