Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Первоэлементы
Водород (Hydrogenium), H
Химический элемент VII гр. периодической системы Менделеева.
Атомный номер 1, атомная масса 1.0079. В природе встречаются два стабильных изотопа (протий и дейтерий) и один радиоактивный (тритий). Молекула двухатомна (H2). Газ без цвета и запаха; плотность 0.0899 г/л, t кип. -252.6°С. Соединяется с многими элементами, с кислородом образует воду. Самый распространенный элемент космоса; составляет (в виде плазмы) более 70% массы Солнца и звезд, основную часть газов межзвездной среды и туманностей. На Земле входит в состав воды, живых организмов, каменного угля, нефти. Применяют в производстве аммиака, соляной кислоты, для гидрогенизации жиров и др., при сварке и резке металлов. Перспективен как горючее.
Открыл Г. Кавендиш в 1766 г.
Углерод (Carboneum), C
Химический элемент IV гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 6, атомная масса 12.011. Основные крист. модификации - алмаз и графит. При обычных условиях химически инертен; при высоких т-рах соед. со многими элементами (сильный восстановитель). Содержание углерода в земной коре 6.5*1016т. Значит кол-во У. (около 1013т) входит в состав горючих ископаемых (уголь, природный газ, нефть), а также в состав углекислого газа атмосферы (6*1011т) и гидросферы (1014т). Главные углеродсодержащие минералы - карбонаты. У. обладает уникальной способностью образовывать огромное кол-во соединений, которые могут состоять из практически неограниченного числа атомов У. Многообразные соединения У. определило возникновение одного из основных разделов химии - органической химии. У. - биогенный элемент; его соединения играют особую роль в жизнедеятельности растит. и животных организмов (ср. содержание У. - 18%). У. широко распространен в космосе; на Солнце он занимает 4-е место после водорода, гелия и кислорода.
Был известен до н.э.
Азот (Nitrogenium), N
Химический элемент V гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 7, атомная масса 14.0067. Назван от греч. a - отриц. частица и zoe - жизнь (не поддерживает дыхания и горения). Свободный А. состоит из двухатомных молекул; газ без цвета и запаха; плотность 1.25г/л, t плав. -209.86°С, t кип. -195.8°С. Химически весьма инертен, однако рагирует с комплексными соед. переходных металлов. Осн. компонент воздуха (78% объема), разделением которого получают промышленный А. (большая часть идет на синтез аммиака). Применяется как инертная среда для многих техн. процессов, для азотирования; жидкий А. - хладагент в криогенной технике. А. - один из основных биогенных элементов, входящий в состав важнейших веществ живых клеток - белков и нуклеиновых кислот. Открыл Д.Резерфорд в 1772 г.
Кислород ( Oxygenium ), O
Химический элемент VI гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 8, атомная масса 15.9994. В свободном виде встречается в виде двух модификаций - О2 ("обычный" кислород) и О3 (озон). О2 - газ без цвета и запаха, плотность 1.42897г/л, t плав. -218.7°С, t кип. -192.98°С. Химически самый активный (после фтора) неметалл. С большинством других элементов взаимодействует непосредственно (окисление) и, как правило, с выделением энергии. При повышении т-ры скорость окисления возрастает и может начаться горение. Животные и растения получают необходимую для жизни энергию за счет биологического окисления различных веществ К., поступающим в организмы при дыхании. Самый распространенный на Земле элемент; в виде соединений составляет около 1/2 массы земной коры; входит в состав воды (88.8% по массе) и многих тканей живых организмов (около 70% по массе). Свободный К. атмосферы (21% по объему) образовался и сохраняется благодаря фотосинтезу. К. применяется в металлургии, хим. промышленности, в медицине. Жидкий К. - компонент ракетного топлива.
Открыл К.В.Шееле в 1772 г.
Организаторы белковых молекул
Фосфор ( Phosphorus ), P
Химический элемент V гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 15, атомная масса 30.97376. Название от греч. phosphoros - светоносный. Образует несколько модификаций - белый Ф. (плотность 1.828г/см3, t плав. 44.14°С), красный Ф. (плотность 2.3г/см3, t плав. 590°С) и др. Белый Ф. легко самовоспламеняется, светится в темноте, ядовит; красный менее активен химически, ядовит. Добывают из апатитов и фосфоритов. Гл. потребитель - сельское хоз-во (фосфорные удобрения); применяется в спичечном производстве, металлургии (раскислитель и компонент некоторых сплавов), в органич. синтезе и др. Присутствует в живых клетках в виде орто- и пирофосфорной кислот и их производных. Открыл Х.Брандт в 1669 г.
Фосфор тесно связан в обмене с Ca и играет важную роль в формировании костной ткани. В процессах всасывания из кишечника и окостенения обмен Са и P идет параллельно, в сыворотке крови и ренальной экскреции они антагонистичны. Фосфор - биогенный элемент и играет особенно важную роль в деятельности головного мозга, скелетных и сердечных мышц. Фосфор участвует в трансмембранном транспорте веществ, входит в состав ряда ферментов. Значительная часть энергии, образующаяся при распаде углеводов и других соединений, кумулируется в богатых энергией органических соединениях фосфорной кислоты. Фосфатные группы, присоединяясь к АДФ, образуют АТФ, которая является универсальным источником энергии и обеспечивает физиологическую деятельность клеток организма. Обмен фосфора регулируется паращитовидными железами.
Слабость, утомляемость, мышечные боли, снижение функции печени могут быть симптомами недостатка фосфора.
При избыточном поступлении фосфора может снижаться уровень Mn, а также повышаться уровень выведения Ca, что создает риск возникновения остеопороза.
Сера ( Sulphur ), S
Химический элемент VI гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 16, атомная масса 32.066. Желтые кристаллы. Темно-серые кристаллы с металлическим блеском. Устойчива в двух модификациях : ромбической (плотность 2.07г/см3, t плав. 112.8°С) и моноклинной (плотность 1.96г/см3, t плав. 119.0°С). В воде нерастворима. На воздухе устойчива; при горении дает SO2, с металлами образует сульфиды. В природе - самородная сера, сульфиды, сульфаты. Серу выплавляют из самородных руд; получают также окислением кислородом воздуха сероводорода, содержащегося в природном, нефтяном, коксовом газах, и другими методами. Около 50% серы идет на производство серной кислоты, 25% - на получение сульфитов (используются в бумажной промышленности), остальная - для борьбы с болезнями растений, вулканизации, синтеза красителей, производства спичек и др.
Была известна до н.э.
Макроэлементы
Натрий ( Natrium ), Na
Химический элемент I гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 11, атомная масса 22.98977. Щелочной металл. Название (от араб. натрун) первоначально относилось к природной соде. Серебристо-белый металл, мягкий, легкий (плотность 0.968г/см3), легкоплавкий (t плав. -97.83°С). На воздухе быстро окисляется. Взаимодействие с водой может сопровождаться взрывом. Занимает 6-е место по распространенности в земной коре (минералы галит, мирабилит, и др.) и 1-е среди металлич. элементов в Мировом океане. Применяют для получения чистых металлов (K, Zr, Ta и др.), как теплоноситель в ядерных реакторах (сплав с калием) и источник свечения в натриевых лампах. Н. участвует в минеральном обмене всех живых организмов. Открыл Г.Дэви в 1807 г.
Натрий - это макроэлемент-электролит, играющий важнейшую роль в водно-солевом обмене, регуляции нервно-мышечной деятельности, функции почек.
Повышенное содержание в волосах отражает, как правило, нарушение водно-солевого обмена, дисфункцию коры надпочечников. Может встречаться при избыточном потреблении NaCl (поваренной соли), сахарном диабете, нарушении выделительной функции почек, склонности к гипертонии, отекам, неврозах. Люди, особенно дети, с избытком Na часто легко возбудимы, впечатлительны, гиперактивны, у них может быть повышена жажда, потливость.
Иногда возможно накопление Na в волосах при длительном контакте с морской водой и отдельными видами моющих средств.
Пониженное содержание натрия в волосах у детей отмечается редко, как правило, при нейроэндокринных нарушениях (дисфункция гипофиза, надпочечников), как последствие чернепно-мозговых травм, хронической почечной патологии, хронических заболеваний кишечника.
Пониженное содержание натрия в волосах у взрослых обычно встречается при нейроэндокринных нарушениях, хронических заболеваниях почек и кишечника и как следствие черепно-мозговых травм.
Магний ( Magnium ), Mg
Химический элемент II гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 12, атомная масса 24.305.Название от новолат. magnesia - магнезия. Серебристо-белый металл, очень легкий и прочный; плотность 1.74г/см3, t плав. 650°С. На воздухе покрывается защитной оксидной пленкой; подожженная тонкая стружка или порошок М. горит ярким белым пламенем. По распространенности в земной коре занимает среди элементов 8-е место (минералы магнезит, доломит, карналлит). Применяется главным образом в производстве легких сплавов, для раскисления и обессеривания некоторых металлов, для восстановления Hf, Ti, U, Zr и других металлов из соединений (металлотермия), как компонент осветит. и зажигат. составов для снарядов и ракет.
Открыл Г. Дэви в 1808 г.
Магний, наряду с калием, является основным внутриклеточным элементом - активизирует ферменты, регулирующие углеводный обмен, стимулирует образование белков, регулирует хранение и высвобождение энергии в АТФ, снижает возбуждение в нервных клетках, расслабляет сердечную мышцу.
Недостаток предрасполагает к развитию заболеваний сердечно-сосудистой системы, гипертонической болезни, уролитиаза, судорог у детей, повышает риск онкологических заболеваний, возникновения лучевой болезни.
Сниженная концентрация в волосах обнаружена у людей с различными кожными заболеваниями; с нарушениями эмоциональной сферы; дегенеративными заболеваниями; уролитиазом и гипертонической болезнью.
Дефицит Mg - обычное явление для людей, подвергающихся хроническим стрессам, встречается при синдроме хронической усталости, сахарном диабете.
Повышеная концентрация в волосах обнаружена при гиперфункции паращитовидных, щитовидных желез и нефрокальцинозе, артрите, псориазе, дислексии у детей.
Избыток может приводить к дефициту Ca и P
Калий ( Kalium ), K
Химический элемент I гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 19, атомная масса 39.0983. Щелочной металл. Название от араб. аль-кали - поташ (давно известное соединение К., добывавшееся из древесной золы). Серебристо-белый металл, мягкий, легкоплавкий; плотность 0.862г/см3, t плав. 63.55°С. Быстро окисляется на воздухе, с водой реагирует со взрывом. По распространенности в земной коре занимает 7-е место (минералы: сильвин, каинит, карналлит и др.). Постоянная составная часть тканей растит. и животных организмов. Около 90% добываемых солей использется как удобрения. Сам металл применяют для получения надпероксида KO2; сплавы K с Na - теплоносители в ядерных реакторах.
Открыл Г. Дэви в 1807 г.
Кальций (Calcium), Ca
Химический элемент II гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 20, атомная масса 40.078. Щелочноземельный металл. Название от лат. calcis - известь. Серебристо-белый металл, плотность 1.55г/см3, t плав. 842°С. Химически очень активен; при обычной тем-ре легко окисляется на воздухе. По распространенности в земной коре занимает среди элементов 5-е место (минералы кальцит, гипс, флюорит и др.). Как активный восстановитель служит для получения U, Th, V, Cr, Zn, Be и др. металлов из их соединений, для раскисления сталей, бронз и т.д. Входит в состав антифрикционных материалов. Соединения К. применяют в строительстве (известь, цемент), препараты К. - в медицине. Открыл Г.Дэви в 1808 г.
Кальций - это макроэлемент, играющий важную роль в функционировании мышечной ткани, миокарда, нервной системы, кожи и, особенно, костной ткани при его дефиците.
Повышение содержания кальция в волосах отмечено у людей с гиперфункцией щитовидной железы, нефрокальцинозом. Кроме того, повышенное содержание кальция отмечено у больных с хроническим алкогольным гепатитом, черепно-мозговыми травмами.
У детей повышенное содержание кальция отмечено при церебральных параличах, аутизме.
Повышение содержания Ca в волосах обычно рассматривается как показатель усиленного кругооборота элемента в организме, что говорит риске возникновения его дефицита.
Избыток может приводить к дефициту Zn и P, в то же время препятствует накоплению Pb в костной ткани
Хлор ( Chlorum ), Cl
Химический элемент VII гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 17, атомная масса 35.453. Галоген. Название от греческого chloros - желто-зеленый. Газ желто-зеленого цвета с резким запахом; плотность 3.214г/л, t плав. -101°С, t кип. -34.1°С. При обычной т-ре легко сжижается под давлением 0.6МПа. Химически очень активен (окислитель). Главные минералы - галит (кам. соль), сильвин, бишофит; морская вода содержит хлориды натрия, калия, магния и др. элементов. Применяют в производстве хлорсодержащих органич. соединений (60-75%), неорганич. веществ (10-20%), для отбелки целлюлозы и тканей (5-15%), для сан. нужд и обеззараживания (хлорирования) воды. Токсичен. Открыл К. Шееле в 1774 г.
Кремний ( Silicium ), He
Химический элемент IV гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 14, атомная масса 28.0855. Темно-серые кристаллы с металлическим блеском; плотность 2.328г/см3, t плав. 1415°С. Стоек к хим. воздействиям. Составляет 27.6% массы земной коры (2-е место среди элементов), главные минералы - кремнезем и силикаты. Один из важнейших полупроводниковых материалов (транзисторы, фотоэлементы). Составная часть многих сталей и других сплавов (повышает механическую прочность и устойчивость к коррозии, улучшает литейные свойства). Открыли Ж.Л.Гей-Люссак и Л.Ж.Тенар в 1811 г.
Кремний - один из наиболее распространенных в земной коре химических элементов, однако в обычных условиях он усваивается организмом в очень малых количествах. Играет важную роль как структурный компонент соединительной ткани.
Низкое содержание кремния в волосах взрослых указывает на слабость соединительных тканей, повышенную склонность (наличие) к заболеваниям волос, ногтей (выпадение, ломкость, слоение, плохой рост), кожи (воспаление, раздражение), бронхов и легких (воспаление), сосудов (атеросклероз, вариикоз и др.), суставов (артропатии, вывихи), плохому заживлению ран, переломов.
При дефиците кремния снижается неспецифическая сопротивляемость организма болезням, в том числе новообразованиям.
Эссенциальные
Фтор ( Fluorum ), F
Химический элемент VII гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 9, атомная масса 18.998403. Галоген. Бледно-желтый газ с резким запахом, плотность 1.70г/см3, t плав. -219.699°С, t кип. -188.200°С. Самый активный неметалл: реагирует со всеми элементами, кроме гелия, неона и аргона. Взаимодействие Ф. со многими в-вами легко переходит в горение и взрыв. Ф. разрушает многие материалы (отсюда название: греч. phthoros - разрушение). Главные минералы - флюорит, криолит, фторапатит. Применяют Ф. для получения фторорганических соединений и фторидов; Ф. входит в состав тканей живых организмов (кости, зубная эмаль).
Открыл А. Муассан в 1886 г.
Фтор занимает особое место среди загрязнителей ОС. Природный фтор содержится в грунтовых водах. Его специ ально добавляют в воду для улучшения состояния зубов.
У человека и животных фтор вызывает флюороз, основ ными проявлениями которого являются остеосклероз и остеопороз. По данным Е. П. Ворониной (1985), вследствие агрессивного действия фтористых соединений нарушается кальци евый обмен в организме, что вызывает, помимо изменений в костно-мышечной системе, нарушения других органов и систем. Отмечаются изменения в сердечно-сосудистой систе ме, развивается гиперкинетический тип кровообращения. У занятых в производстве и у населения, проживающего вблизи промышленных предприятий, выявляются нарушения об менных процессов в печени вплоть до фтористого гепатита. Поражаются слизистые оболочки полости рта, желудочно-кишечного тракта, глаз. Снижается кислотообразующая функция желудка. Под воздействием фтора изменяется функциональное состояние коркового вещества надпочечников и системы гипофиз — гонады. Вследствие агрессивного действия фтористых соединений и нарушения обмена кальция у рабо чих алюминиевых предприятий развиваются кариес, гингивит, стоматит, пародонтоз. Наибольшую опасность фтор пред ставляет для детей. По данным У. Ж. Жуматова и Э. А. Шакирова (1993), у детей, проживающих вблизи алюминиевого завода, помимо флюороза зубов, обнаружены в 71% случаев рентгенологические изменения костного скелета, у 8% детей отмечено отставание в физическом развитии.
Хром ( Chromium ), Cr
Химический элемент VI гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 24, атомная масса 51.996. Название от греч. chroma - цвет, краска (из-за яркой окраски соединений). Голубовато-серебристый металл; плотность 7.19г/см3, t плав. 1890°С. На воздухе не окисляется. Главные минералы - хромиты. Х. - обязательный компонент нержавеющих, кислотоупорных, жаростойких сталей и большого числа других сплавов (нихромы, хромали, стеллит). Применяется для хромирования. Соединения Х. - окислители, неорганич. пигменты, дубители. Открыл Л.Н.Воклен в 1797 г.
Хром участвует в регуляции углеводного обмена, деятельности сердечной мышцы, сосудов.
В почвах некоторых регионов России отмечен дефицит хрома и недостаточное поступления этого микроэлемента в организм местного населения.
Дефицит хрома является причиной ухудшения толерантности к глюкозе у лиц среднего и пожилого возраста.
При избыточном поступлении в организм, особенно шестивалентного хрома, может оказывать канцерогенный и аллергизирующий эффекты, предрасполагает к более частому развитию гастритов, гепатитов, астено-невротических расстройств.
Наиболее часты поражения кожи - дерматиты и экземы, астматические бронхиты, реже бронхиальная астма. При длительном контакте возможно заболевание раком легкого.
Марганец ( Manganum ), Mg
Химический элемент VII гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 25, атомная масса 54.9380. Название от нем. Manganerz - марганцевая руда. Серебристо-белый металл; плотность 7.44г/см3, t плав. 1245°С. Минералы - пиролюзит, псиломелан, манганит и др. Огромны запасы М. на дне океана (железомарганцевые конкреции). М. в виде сплавов с железом (ферромарганец) и кремнием (силикомарганец) идет на производство рельсовой и конструкционной стали; им легируют сплавы на основе алюминия, магния и меди. Открыл Ю.Ган в 1774 г.
Марганец входит в состав активного центра многих ферментов, играет определенную роль в защите организма от вредных воздействий перекисных радикалов. Прием кальция усугубляет дефицит марганца, т.к. затрудняет его усвоение в организме. Кишечной абсорбции препятствует также фосфаты и железо, продукты, содержащих значительное количество танина и оксалатов (например, чая и шпината).
Дефицит может приводить к нарушению углеводного обмена по типу инсулиннезависимого диабета, гипохолестеринемии, задержке роста волос и ногтей, повышению судорожной готовности, аллергозам, дерматитам, нарушению образования хрящей, остеопорозу.
Дефицит отмечен при различных формах анемии, нарушениях функций воспроизводства, задержке роста, уменьшении массы тела и др.
При хронической интоксикации характерными являются астенические расстройства: повышенная утомляемость, сонливость, снижение активности, круга интересов, ухудшения памяти.
В неврологическом статусе отмечается гипомимия, дистония или гипертонус, возможно оживление или снижение сухожильных рефлексов, гиперестезия в дистальных отделах конечностей, периферические и центральные вегетативные нарушения.
При выраженной форме интоксикации ведущим в клинической картине является паркинсонизм.
Избыток марганца усиливает дефицит Mg и Cu.
Морозов С.В. Кузубова Л.И. Марганец в питьевой воде: Аналит. обзор / ГПНТБ СО АН СССР; Новосиб. ин-т орган. химии. - Новосибирск, 1991. - 68 с.
Железо ( Ferrum ), Fe
Химический элемент VIII гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 26, атомная масса 55.847. Блестящий серебристо-белый металл. Образует полиморфные модификации; при обычной температуре устойчиво альфа-Fe (крист. решетка - куб. объемноцентрированная) с плотностью 7.874г/см3. Альфа-Fe вплоть до 769°С (точка Кюри) ферромагнитно; t плав. 1539°С. На воздухе окисляется - покрывается рыхлой ржавчиной. По распространенности элементов в природе Ж. находится на 4-м месте; образует около 300 минералов. На долю сплавов Ж. с углеродом и др. элементами приходится около 95% всей металлической продукции (чугун, сталь, ферросплавы). В чистом виде практически не используется (в быту железными часто называют стальные или чугунные изделия). Необходимо для жизнедеятельности животных организмов; входит в состав гемоглобина. Известно до н.э.
Железо - микроэлемент тесно связанный с медью (Cu) и цинком (Zn).
При дефиците Fe в клинической картине отмечается гипохромная анемия, миоглобиндефицитная кардиопатия и атония скелетных мышц, воспалительные и атрофические изменения слизистой рта, носа, эзофагопатия, хронический гастродуоденит а также иммунодефицитные состояния.
Избыток Fe, в первую очередь, может оказывать токсическое влияние на печень, селезенку, головной мозг, усиливать воспалительные процессы в организме человека.
Хроническая алкогольная интоксикация может приводить к накоплению Fe в организме.
Избыток железа в организме может привести к дефициту Cu, Zn, Cr и Ca, а также к избытку Co.
Железо в организме человека содержится в количестве 4— 5 г. Из этого количества 70,5% входит в состав гемоглобина, 26% — ферритина и гемосидерина, 3,2% — миоглобина, 0,1% — каталазы, 0,1% — трансферрина. Около 26% всего железа в организме в виде ферритина и гемосидерина депо нируется в печени, костном мозге, селезенке и других орга нах. В процессе жизнедеятельности железо из этих соедине ний используется для функционирования железосодержащих ферментов, гемоглобина и миоглобина. Включение железа в ферритин зависит от синтеза аденозинтрифосфата и аскор биновой кислоты, которые восстанавливают Fe^ в Fe^. Выс вобождение железа из ферритина печени в плазму крови происходит при помощи ксантиноксидазы, функционирующей по типу дегидрогеназ.
Основная роль железа заключается в его участии в транспорте кислорода и в окислительно-восстановительных процессах в организме. Исследованию особенностей обме на железа у беременных и детей раннего возраста посвя щено много отечественных и зарубежных работ. Большинство авторов выявляет прямую зависимость истощения за пасов железа в организме женщины с развитием беремен ности. Известно, что транспорт железа от матери к плоду осуществляется против градиента концентрации. В резуль тате этого в пуповинной крови у здоровых новорожденных уровень железа выше, чем у матерей. Накопление железа у плода происходит с 18-й недели внутриутробного разви тия. Основными депо являются печень, костный мозг и се лезенка. Общее его содержание в организме недоношенных новорожденных и у детей женщин с осложненным течени ем беременности значительно ниже, чем у доношенных здоровых новорожденных детей и их матерей. Согласно современным данным, изолированный тканевый дефицит железа без анемии у беременных остается наиболее распро страненным состоянием, которое встречается в 48—100% наблюдений. Дефицит железа, развивающийся в конце беременности у большинства женщин в скрытой либо в явной форме, представляет определенную диагностическую трудность.
У женщин с железодефицитной анемией чаще отмеча ются различные осложнения в родах (слабость родовой де ятельности, интранатальная гибель плода, гипотонические кровотечения и др.). Вопросы профилактики железодефицитных состояний в акушерстве и педиатрии остаются нерешен ной проблемой. Применение препаратов железа беременными, использование адаптированных смесей значительно снизили риск развития железодефицитных анемий у детей.
Кобальт ( Cobaltum ), Co
Химический элемент VIII гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 27, атомная масса 58.9332. Название от нем. Kobold - домовой, гном. Серебристо-белый металл с красноватым оттенком; плотность 8.9г/см3, t плав. 1494°С; ферромагнитен (точка Кюри 1121°С). При обычной температуре на воздухе химически стоек. Минералы редки, добывается из руд никеля. 80-90% К. используется для получения кобальтовых сплавов (магнитные, жаропрочные, сверхтвердые, коррозионностойкие и др.). Радиоактивный изотоп 60Co используют как источник гамма-излучения в медицине и технике. К. важен для жизни растений и животных; входит в состав витамина B12. Открыл Ю.Брандт в 1735 г.
Кобальт - составная часть молекулы витамина В12(кобаломин), недостаток которого наиболее ощутим в местах быстрого деления клеток, например, в кроветворных тканях костного мозга и нервных тканях. Часто анемии и проявления недостаточности кобальта вызваны снижением его усвоения, которое, как правило, зависит от наличия мукопротеина, синтезируемого в слизистой оболочке желудка.
Следует отметить, что гастроэктомия может приводить к снижению синтеза мукопротеина, а также наличие наследственного дефекта, ограничивающего выделение этого вещества.
Наиболее характерными проявлениями дефицита кобальта и его органически связанной формы-витамина В12 - являются анемии.
При исключительно вегетарианской диете и недостаточном поступлении кобаломина (Co) у женщин может нарушаться менструальный цикл.
У наблюдаемых пациентов были отмечены дегенеративные изменения в спинном мозге, неврологические симптомы. гиперпигментация кожи.
При избытке Co в окружающей среде проявляется раздражающее и аллергическое действие.
Хронические интоксикации характеризуются хроническими заболеваниями верхних дыхательных путей, бронхов. Могут развиваться аллергические симптомы: бронхиальная астма и аллергодерматозы, а также так называемая ”кобальтовая кардиомиопатия”.
Избыток Co может приводить к дефициту Ca
Дефицит Fe может приводить к усиленной абсорбции Co в пищеварительном тракте.
Медь ( Cuprum ), Cu
Химический элемент I гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 29, атомная масса 63.546. Металл красного (в изломе розового) цвета., ковкий и мягкий; хороший проводник тепла и электричества (уступает только серебру); плотность 8.94г/см3 , t плав. 1084.5°С. Химически малоактивна; в атмосфере, содержащей CO2, пары H2O и др. Покрывается патиной - зеленоватой пленкой основного карбоната (ядовит). Из минералов важны борнит, халькопирит, халькозин, ковеллин, малахит; встречается также самородная медь. Главное применение - производство электрических проводов. Из меди изготовляют теплообменники, вакуум-аппараты, трубопроводы. Более 30% меди идет на сплавы.
Известна до н.э.
Медь тесно связанн с цинком (Zn) и железом (Fe).
Дефицит отрицательно сказывается на всасывании железа, кроветворении, состоянии соединительной ткани, процессах миелинизации в нервной системе, усиливает предрасположенность к бронхиальной астме, аллергодерматозам, кардиопатиям, витилиго и многим другим заболеваниям, нарушает менструальную функцию женщин.
Повышенное содержание отмечается при острых и хронических воспалительных заболеваниях, бронхиальной астме, заболеваниях почек, печени, инфаркте миокарда, некоторых злокачественных новообразованиях.
Хроническая интоксикация медью и ее солями может приводить к функциональным расстройствам нервной системы, печени и почек, изъязвлению и перфорации носовой перегородки, аллергодерматозам.
Избыток Cu приводит к дефициту Zn и Mo, а также Mn.
Медь в организме человека и животных играет роль ка тализатора В составе цитохромоксидазы медь катализирует процессы тканевого дыхания, она содержится в церулоплазмине и супероксиддисмутазе — факторах нейроэндокринной регуляции и естественной защиты организма при стрессовых состояниях, воспалительных и аллергических процессах Медь участвует в гемопоэзе, синтезе белков, фосфолипидов, эластина, коллагена, влияет на размножение и деление клеток. Ионы меди, инактивируя инсулиназу, вызывают сни жение уровня глюкозы в крови, а также стимулируют обра зование гликогена в печени Медь принимает участие в минеральном обмене
Содержание меди в крови у беременных значительно выше, чем у небеременных и увеличивается соответственно гестационному сроку При этом используются запасы меди в депо — печени матери. Параллельно накоплению меди возрастает содержание церулоплазмина Гиперкупремия беременных физиологична и связывается с увеличивающими ся потребностями плода в данном микроэлементе В плаценте, печени и в головном мозге плода к концу беременности создается депо меди Ее содержание в пуповинной крови значительно ниже, чем в венозной крови матери Это свя зано с меньшим количеством транспортных белков в орга низме ребенка Эксперименты показали, что дефицит меди во время беременности приводит к гибели потомства, высокому проценту случаев внутриутробных аномалий, нару шению роста и гемопоэза плода Несмотря на увеличение концентрации меди в крови беременных и активный трансплацентарный транспорт, симптомы ее недостаточности у новорожденных и грудных детей встречаются довольно часто. Дефицит данного металла проявляется задержкой пси хомоторного развития, мышечной гипотонией, нарушением кроветворения, изменениями костной ткани, гепато-спленомегалией К причинам недостаточности меди относят генетические и врожденные дефекты, длительное парентеральное питание новорожденных детей, отягощенный акушерский анамнез у матерей. Недоношенные дети составля ют группу риска по развитию дефицита меди, так как ее запасы в депо значительно меньше, чем у доношенных детей В связи с этим у недоношенных детей до возраста 2 мес сохраняется отрицательный баланс меди и при отсутствии в диете адекватных добавок данного металла возможно раз витие медьдефицитного состояния.
Цинк ( Zincum ), Zn
Химический элемент II гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 30, атомная масса 65.39. Серебристо-белый металл; плотность 7.133г/см3, t плав. 419.5°С. На воздухе покрывается защитной пленкой оксида. Важнейший минерал - сфалерит. Применяют в щелочных аккумуляторах, для цинкования, получения сплавов (например, латуни). Известен со средних веков.
Цинк - микроэлемент тесно связанный с медью (Cu) и железом (Fe). Функциональными антагонистами являются медь (Cu), кадмий (Cd), свинец (Pb), особенно на фоне дефицита белка, а также злоупотребления алкоголем, поэтому причиной снижение содержания цинка в организме может являться избыточного поступления в организм этих микроэлементов.
Люди с дефицитом цинка обычно часто и длительно болеют простудными, инфекционными заболеваниями.
Цинк-дефицитные состояния характеризуются наличием таких симптомов, как снижение аппетита, анемия, аллергические заболевания, гиперактивность, дерматит, дефицит массы, снижение остроты зрения, выпадение волос, может происходить задержка полового развития у мальчиков и потеря сперматозоидами способности оплодотворения яйцеклетки у мужчин.
Роль Zn при алкогольной интоксикации обусловлена его участием в метаболизме алкоголя, поэтому у детей и подростков при дефиците Zn повышается предрасположенность к алкоголизму!
Дефицит Zn может приводить к усиленному накоплению Fe, Cu, Cd, Pb. Избыток приводит к дефициту Fe, Cu, Cd.
Цинк и кадмий в окружающей среде / РАН Научный совет по проб лемам биосферы. - М.: Наука, 1992. - 200 с. (серия: Современные проблемы биосферы
Селен ( Selenium ), Se
Химический элемент VI гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 34, атомная масса 78.96. Название от греч. selene - Луна. Образует несколько модификаций. Наиболее устойчив серый С. - кристаллы, плотность 4.807г/см3, t плав. 221°С. В природе рассеян, сопутствует сере, добывают из отходов (шламов) при электролитической очистке меди. Полупроводник, обладающий фотоэлектрическими свойствами. Селеновые фотоэлементы применяют в различных устройствах, например фотоэлектрических экспонометрах. Все соединения С. ядовиты. Открыл Й.Берцелиус в 1817 г.
Селен – действует в синергизме с витамином Е, антагонист ртути (Hg) и мышьяка (As), способен защищать организм от этих элементов и кадмия (Cd), в меньшей степени от свинца (Pb) и таллия (Ta) (в последнем случае особое значение имеет витамин Е), обладает выраженным защитным действием по отношению к сперматозоидам и обеспечивает их подвижность.
В России к селен-дефицитным провинциям относятся, в первую очередь, Северо-Западный регионы ( Карелия, Ленинградская область), Верхнее поволжье-Ярославская, Костромская и Ивановская область, а также Удмуртия и Забайкалье.
При дефиците селена могут возникать следующие изменения: снижение иммунитета, повышение склонности к воспалительным заболеваниям; снижение функции печени; кардиопатия; болезни кожи, волос и ногтей; атеросклероз; катаракта; репродуктивная недостаточность; замедление роста; патология легких.
Дефицит Se ускоряет развитие атеросклероза, ИБС, вероятность возникновения инфаркта миокарда. Отмечена взаимосвязь между дефицитом селена и частотой внезапной “колыбельной” смерти у детей. При дефиците селена возрастает вероятность мужского бесплодия.
Выявлена зависимость между раком и дефицитом Se, особенно это относится к раку желудка, простаты, толстого кишечника, молочной железы.
При дефиците Se в организме усиленно накапливаются As, Cd и Hg, которые, в свою очередь, усугубляют дефицит Se. В свою очередь Se защищает организм от тяжёлых металлов, а избыток может привести к дефициту Ca.
Селен / Совместное издание Программы ООН по окружающей среде и Всемирной организации здравоохранения. - Женева, Всемирная организация здравоохранения, 1989. - 270 с. (Серия: Гигиенические критерии состояния окружающей среды) № 58.
Молибден ( Molybdaenum ), Mo
Химический элемент VI гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 42, атомная масса 95.94. Название от греч. molybdos - свинец (по сходству минералов Mo и Pb). Светло-серый металл, плотность 10.2г/см3, t плав. 2620°С. Химически стоек (на воздухе окисляется при т-ре выше 400°С). Главный минерал - молибденит. Более 75% М. применяют для легирования чугунов и сталей, используемых в авиа- и автомобилестроении, при изготовлении лопаток турбин и др. Весьма перспективны жаропрочные (для реактивных двигателей) и кислотоупорные (аппараты хим. промышленности) сплавы. Важный конструкционный материал в производстве нитей для электрических ламп и катодов для электровакуумных приборов. Оксиды MoO2, MoO3 - катализаторы нефтехим. и др. процессов. Открыл К.В.Шееле в 1778 г.
Иод ( Iodum ), I
Химический элемент VII гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 53, атомная масса 126.9045, относится к галогенам. Черно-серые кристаллы с металлическим блеском; плотность 4.94г/см3, t плав. 113.6°С. Уже при обычной температуре испаряется, при слабом нагревании возгоняется. В воде растворяется плохо, лучше - в органических растворителях. Промышленное сырье - соединения иода, содержащиеся в буровых водах, морской воде. Шлавный потребитель - медицина: многие фарм. препараты, бытовой "иод" (раствор иода в спирте), радиоактивный изотоп (диагностика и лечение щитовидной железы и др.). Название от греч. iodes - фиолетовый (по цвету паров).
Открыл Б.Куртуа в 1811 г.
Условно эссенциальные
Никель ( Niccolum ), Ni
Химический элемент VIII гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 28, атомная масса 58.69. Серебристо-белый металл; плотность 8.90г/см3, t плав. 1455°С; ферромагнитен (точка Кюри 364°С). Очень стоек к действию воздуха, воды. Осн. минералы - никелин, миллерит, пентландит. Около 80% Н. идет на никелевые сплавы. Применяют также для производства аккумуляторов, хим. аппаратуры, для антикоррозионных покрытий (никелирование), как катализатор многих хим. процессов.
Открыл А. Кронштедт в 1751 г.
Никель – необходимый микроэлемент, в частности для регуляции обмена ДНК. Однако, его поступление в избыточных количествах может представлять опасность для здоровья.
Источников никеля очень много, он проникает в организм как с пищей, так и через кожу и слизистые оболочки: никелированная посуда, столовые приборы и приборы для приготовления пищи, пастеризованное молоко и другие продукты, загрязненные овощи и фрукты, коронки, табакокурение, а также профессиональный контакт в машиностроении, металлургии, угледобыче, гальванике и других отраслях промышленности. Наибольшие выбросы никеля в атмосферу отмечены при сжигании каменного угля. По данным ВОЗ, никель - один из наиболее опасных загрязнителей окружающей среды.
При повышенных концентрацияхобычно может проявляться в виде аллергических реакций (дерматит, ринит и пр.), анемии, повышенной возбудимости центральной и вегетативной нервной системы. Хроническая интоксикация никелем повышает риск развития новообразований (легкие, почки, кожа) - никель влияет на ДНК и РНК.
Антагонисты никеля - Fe, Se, Zn и витамин С.
Ванадий ( Vanadium ), V
Химический элемент V гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 23, атомная масса 50.9415. Название от древнескандинавской богини красоты Ванадис (благодаря цвету солей). Серо-стальной твердый металл. Плотность 6.11г/см3, t плав. 1920°С. Устойчив к действию воды и многих кислот. В земной коре рассеян, часто сопутствует железу (железные руды - важный промышленный источник В.). Легирующий компонент конструкционных сталей и сплавов, применяемых в авиационной и космической технике, морском сдостроении, компонент сверхпроводящих сплавов. Соединения В. используют в текстильной, лакокрасочной, стекольной промышленности.
Открыл Г.Э.Роско в 1869 г.
Ванадий - микроэлемент, участвующий в регуляции углеводного обмена, сердечно-сосудистой деятельности, однако при избыточном поступлении может оказывать токсическое воздействие, в том числе канцерогенного характера.
Избыточное поступление обычно связано с экологическими факторами (производство специальных сталей, плавка меди, добыча и переработка нефти, выбросы автомобилей). Некоторые антибиотики также содержат ванадий.
Избыток ванадия приводит к повышению частоты заболеваний бронхо-лёгочной системы, верхних дыхательных путей, новообразований.
Мышьяк ( Arsenicum ), As
Химический элемент V гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 33, атомная масса 74.9216. Русское название от "мышь" (препараты мышьяка применялись для истребления мышей и крыс). Образует несколько модификаций. Обычный мышьяк (т.н. металлический, или серый) - хрупкие кристаллы с серебристым блеском; плотность 5.73г/см3, при 615°С возгоняется. На воздухе окисляется и тускнеет. Добывают из сульфидных руд (минералы арсенопирит, аурипигмент, реальгар). Компонент сплавов с медью, свинцом, оловом и др. и полупроводниковых материалов. Соединения М. физиологически активны и ядовиты; служили одними из первых инсектицидов. Неорганические соединения М. применяются в медицине как общеукрепляющие, тонизирующие средства, органические - как противомикробные и противопротозойные (при лечении сифилиса, амебиаза и др.). Открыл Альберт Великий ок. 1250 г.
Мышьяк- токсичный элемент, усиленно накапливающийся при недостатке Se.
Среди типичных причин бытовой интоксикации мышьяком следует упомянуть табакокурение и злоупотребление виноградным вином.
Главными осложнениями острой интоксикации являются внутрисосудистый гемолиз, острая почечная, печеночная недостаточность, кардиогенный шок. Отдаленными последствиями острых отравлений у детей может быть значительное снижение остроты слуха.
Поражение нервной системы проявляются в виде токсической энцефалопатии (нарушение речи, координации движений, эпилептиформных судорог, психозов). Арсеникозные миелополиневриты имеют свои особенности и характеризуются болевым синдромом, симметричностью поражения, амиотрофией, нарушением чувствительности, развитием вторичных контрактур.
Мышьяк может способствовать дефициту Se.
Мышьяк в экологии и биологии / В.С. Гамаюрова. - М.: Наука, 1993. - 208 с.
Кадмий ( Cadmium ), Cd
Химический элемент II гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 48, атомная масса 112.41. Название от греч. kadmeia - цинковая руда. Серебристый металл с синеватым отливом, мягкий и легкоплавкий; плотность 8.65г/см3, t плав. 321.1°С. Добывают при переработке руд Zn, Pb и Cu. Применяют для кадмирования, в мощных аккумуляторах, ядерной энергетике (регулирующие стержни реакторов). Входит в состав легкоплавких и др. сплавов. Соединения CdS, CdSe, CdTe - полупроводниковые материалы. Многие соединения К. ядовиты. Открыл Ф. Штромейер в 1817 г.
Кадмий усиленно накапливается при недостатке Zn и Se.
В большом количестве содержится в листьях табака, что определяет его высокое содержание в табачном дыме.
Для многих промышленных районов России характерно индустриальное загрязнение кадмием, связанное, прежде всего, с металлургическим производством и хранением и переработкой бытовых и промышленных отходов.
Избыточное поступление кадмия в организм может приводить к анемии, поражению печени, кардиопатии, эмфиземе легких, остеопорозу, деформации скелета, развитию гипертонии.
Наиболее важным в кадмиозе является поражение почек, выражающееся в дисфункции почечных канальцев и клубочков с замедлением канальцевой реабсорбции, протеинурией, глюкозурией, последующими аминоацидурией, фосфатурией. При этом увеличивается экскреция b -2-микроглобулина с мочой.
Избыток кадмия вызывает и усиливает дефицит Zn и Se.
Кадмий — токсичный элемент, антиметаболит многих химических элементов. Угнетает синтез нуклеиновых кислот и белка, снижает активность ряда ферментов, таких как карбоангидраза, щелочная и кислая фосфатазы и глутамат-дегидрогеназа, витамин D, уменьшает активность макрофагов. С другой стороны, установлено стимулирующее влияние кадмия на процессы окислительного фосфорилирования, синтез цАМФ и активность анаболических ферментов, что связывают с усилением процессов гликонеогенеза, гликоге-нолиза и его диабетогенным эффектом. У новорожденных содержание этого металла в организме значительно выше, чем у взрослых. Кадмий, проникая через плаценту, в определен ных дозах обладает выраженным тератогенным эффектом. У работниц кадмиево-никелевых производств при стаже работы более 5 лет отмечался дефицит Т- и В-системы иммунитета. Новорожденные дети этих женщин имели низкие бал лы по шкале Апгар, у них более длительно и напряженно протекал период адаптации к внеутробной жизни. По данным С. G. Elinder (1982), кадмий обладает высококумулятивными свойствами, так как скорость выведения его из организма очень мала. В наибольших концентрациях он накапливается в печени и почках У взрослого человека может развиться почечная недостаточность По мнению С G Elmder (1982), выделение кадмия с мочой не является надежным показа телем его накопления в организме Однако другие исследо ватели полагают, что концентрация кадмия в моче отража ет его накопление в организме при длительном воздействии малых доз.
Хроническое отравление кадмием характеризуется снижением массы тела, анемией, отсутствием аппетита, артериальной гипертензией, протеинурией, остеомаляцией, пора жением гонад, увеличением неонатальной смертности, врож денными уродствами.
В ряде работ проведен анализ влияния этого микроэлемента на нервную систему Клинические проявления воздей ствия характеризуются увеличением частоты головных болей, головокружением, усилением коленного рефлекса, тремора, дермографизма, нарушением сенсорной и моторной хронаксии. Новорожденные более чувствительны к неиротоксическому действию кадмия Это, по-видимому, связано с повышенной проницаемостью гематоэнцефалического барьера для кадмия у новорожденных Кроме того, обнаружено блокирующее действие этого металла на адренергические и холинергические синапсы Кадмий оказывает выраженное влияние на обмен ряда микроэлементов, в первую очередь алюминия, меди, железа и олова Это взаимодействие проявляется на уровне ферментативных процессов, всасывания, отложений и выделения из организма.
Отравление кадмием в большей степени зависит от его взаимодействия с оловом, так как в силу близости строе ния кадмий способен замещать олово в хелатах этого металла Поэтому кадмий является специфическим антиметаболитом олова
Гигиена и токсикология кадмия: Научный обзор / Обзорная информация: медицина и здравоохранение; серия гигиена; ВНИИМИ. - М., 1979. - 60 с.
Цинк и кадмий в окружающей среде / РАН Научный совет по проблемам биосферы. - М.: Наука, 1992. - 200 с. (серия: Современные проблемы биосферы
Кадмий / Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП), Международный регистр потенциально токсичных химических веществ (МРПТХВ), Государственный комитет СССР по науке и технике (ГКНТ), Комиссия СССР по делам ЮНЕП. - М., Центр международных проектов ГКНТ, 1984. - 60 с. (Серия: Научные обзоры советской литературы по токсичности и опасности химически веществ), № 69
Свинец ( Plumbum ), Pb
Химический элемент IV гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 82, атомная масса 207.2. Синевато-серый металл, тяжелый, мягкий, ковкий; плотность 11.34г/см3, t плав. 327.4°С. На воздухе покрывается оксидной пленкой, стойкой к хим. воздействиям. Используют для изготовления пластин для аккумуляторов (около 30% выплавляемого свинца), оболочек электрич. кабелей, защиты от гамма-излучения, как компонент типографских и антифрикционных сплавов, полупроводниковых материалов.
Был известен до н.э.
Свинец усиленно накапливается при дефиците Ca и Zn.
Для всех регионов России свинец - основной антропогенный токсичный элемент из группы тяжелых металлов, что связано с высоким индустриальным загрязнением и выбросами автомобильного транспорта, работающего на этилированном бензине.
При свинцовом токсикозе поражаются, в первую очередь, органы сердечно-сосудистой системы и кроветворения (ранее развитие артериальной гипертензии и атеросклероза, анемия), нервная система (энцефалопатия и нейропатия), почки (нефропатия). При начальных формах хронического отравления отмечаются характерные отклонения в лабораторных показателях, при этом уровень гемоглобина и количество эритроцитов обычно в пределах нормы.
Свинец усугубляет дефицит Ca, Zn, Se.
Свинец особенно токсичен для детского организма. В то же время механизмы физиологического и токсического дей ствия свинца остаются недостаточно исследованными по сравнению с таковыми других жизненно необходимых эле ментов. Кинетика свинца в живом организме изучена доста точно подробно. Наиболее высокие концентрации свинца об наружены в костной ткани, почках, печени, наименьшие — в головном мозге. Около 95% микроэлементов в крови свя зано с гемоглобином эритроцитов, 5% — с трансферрином плазмы крови. Содержание свинца в крови отражает нагрузку на организм. Критическая концентрация свинца для взрос лых в крови — 40 мкг/100 мл. Для детей этот порог значи тельно ниже и составляет 12 мкг/100 мл в крови и 8 мкг в волосах. Высокие концентрации свинца, угнетая процессы дыхания, фосфорилирования и активного транспорта, вы зывают функциональные и морфологические изменения в митохондриях. При свинцовом токсикозе поражаются в пер вую очередь органы кроветворения, нервная система и поч ки. Наиболее восприимчива к свинцу гемопоэтическая система, особенно у детей. Отмечается сокращение продолжи тельности жизни эритроцитов, подавление синтеза гемогло бина. Накапливаясь в мембране эритроцита, свинец увеличивает ее хрупкость и осмотическую резистентность, снижает активность Na^ К^АТФазы и вызывает переход K+ из эритроцитов в плазму, что в конечном итоге приводит к их лизису [Измеров Н. Ф., Волкова 3. А., 1990; Blanksma L. et aL, 1969; Needlemann Н. L. et al., 1990].
Определенный вклад в накопление свинца в организме вносит и курение: у курильщиков концентрации свинца в крови больше, чем у некурящих. В настоящее время практически все пищевые продукты, вода и другие объекты ОС загрязнены свинцом. Концентрация свинца в молоке явля ется предметом особого беспокойства, поскольку молоко представляет собой главный продукт питания грудных детей. Дети раннего возраста наиболее чувствительны к токсическому действию свинца, которое проявляется в изменении физического и психического развития — отставании в росте, агрессии, гиперактивности, снижении способнос ти к обучению, и коррелирует с содержанием свинца в крови [Нежданова М. В., 1996; Faust D., Brown J., 1987]. Была обнаружена взаимосвязь между повышенной концентрацией свинца в питьевой воде и распространенностью артериаль ной гипертензии [Гончарук Е. И., 1990; Ревич Б. А., 1990; Beevers D. G. et al., 1980].
Данные литературы свидетельствуют о значительном влиянии токсических и фоновых уровней свинца на организм женщин и детей, которое выражается в нарушении репродуктивной функции женщин, развитии патологического течения беременности, наступлении досрочных родов, нарушениях состояния плода и новорожденного. Свинец прони кает через плацентарный барьер и в концентрации 15—20 мкг/мл способствует угнетению развития ЦНС плода. Най дена сильная корреляционная связь между показателями свинца в крови матери и новорожденного. Увеличилась пери-натальная смертность за счет мертворождения [Гончарук Е. И., 1990; Siggh D. N., 1989]. Последствием токсического действия свинца на репродуктивную функцию у мужчин являются функциональные половые расстройства вплоть до бесплодия, а также изменение наследственного статуса, проявляюще гося в нарушении здоровья потомства [цит. по Шепотько А. О. и др., 1993]
Свинец / Совместное издание Программы ООН по окружающей среде и Всемирной организации здравоохранения. - Женева, Всемирная организация здравоохранения, 1980. - 193 с. (Серия: Гигиенические критерии состояния окружающей среды) № 3.
Литий (Lithium ), Li
Химический элемент I гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 3, атомная масса 6.941, щелочной металл. Название от греч. litos - камень (открыт в минерале петалите). Серебристо-белый, самый легкий из металлов; плотность 0.539г/см3, t плав. 180.5°С. Химически очень активен, окисляется при обычной т-ре; реагирует с азотом, образуя нитрид Li3N. Минералы - сподумен, лепидолит и др. Изотоп 6Li - единственный промышленный источник для производства трития. Л. используют для раскисления, легирования и модифицирования сплавов, как теплоноситель в ядерных реакторах, анод в хим. источниках тока; некоторые соединения лития входят в состав пластичных смазок, спец. стекол, термостойкой керамики, используются в медицине.
Открыл А. Арфведсон в 1817 г.
Литий - ультрамикроэлемент, принимающий участие в регуляции высшей нервной деятельности, оказывающий также влияние на иммунитет и водно-солевой обмен. Применяются в психиатрической практике, а также редко при лечении иммунодефицитных состояний.
Повышенная концентрация в волосах может отмечаться при нарушении выделительной функции почек, обмена натрия, передозировке препаратов лития. Может наблюдаться у работников или лиц, проживающих вблизи предприятий по производству элементов питания, компонентов для АЭС, и самих АЭС.
Низкий уровень отмечается у больных с психическими расстройствами, почечными заболеваниями, а также у потомства больных алкоголизмом, при иммунодефицитных заболеваниях, в том числе с риском новообразований.
Антагонист лития - натрий (Na).
Бром ( Bromum ), Br
Химический элемент VII гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 35, атомная масса 79.904, относится к галогенам. Название от греч. bromos - зловоние. Тяжелая красно-бурая дымящая на воздухе жидкость с резким неприятным запахом; плотность 3.1г/см3, t плав. 7.25°С, t кип. 59.82°С. Применяют как бромирующий агент. Органические соединения Б. - компоненты этиловой жидкости, инсектициды и др. Ядовит. Открыл Ж.Балар в 1826 г.
Брэйн – элементы
Олово ( Stannum ), Sn
Химический элемент IV гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 50, атомная масса 118.710. Серебристо-белый металл, мягкий и пластичный; t плав. 231.91°С. Полиморфно; т.н. белое олово (или бета-Sn) с плотностью 7.295г/см3 ниже 14°С переходит в серое олово (альфа-Sn) с плотностью 5.846г/см3. На воздухе тускнеет, покрываясь пленкой оксида, стойкой к хим. реагентам. Главные промышленные мнералы - касситерит и станнин. Олово - компонент многих сплавов, например, подшипниковых (баббитов), типографских (гарт). Идет на покрытие других металлов для защиты их от коррозии (лужение), на изготовление белой жести для консервных банок. Было известно до н.э.
Олово относится к тяжелым металлам с умеренно выраженным токсичным эффектом. В целом не относится к особо токсичным металлам.
Повышенное содержание в волосах может быть следствием контакта с этим элементом на производстве и в быту, в частности консервы.
С избытком олова может быть связано снижение аппетита, металлический привкус во рту, боли в животе, поносы, тошнота.
Олово в составе металлоферментов и гормонов участвует во всех видах обмена в организме, в синтезе ДНК и многих биологически активных веществ, в стабилизации компонентов биологических мембран Беременность сопровождается снижением содержания олова в организме матери, наиболее выраженном в III триместре. Олово активно транспортируется через плаценту и накапливается в органах и тканях плода, в основном в головном мозге, печени, поджелудочной железе и костной ткани. По мере развития ЦНС у ребенка отмечается перемещение олова из подкорковых структур в кору больших полушарий. Недостаточность олова в критические периоды развития мозга может привести к угнетению его функции, снижению умственных способностей и памяти. Дефицит олова характеризуется задержкой роста, полового развития, бесплодием, патологией репродуктивной функции, поражением кожи и ее придатков, лимфопенией, нарушением функции ЦНС, снижением репаративных процессов
Теллур ( Tellurium ), Te
Химический элемент VI гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 52, атомная масса 127.60. Название от лат. tellus - Земля. Серебристо-серые, очень хрупкие кристаллы с металлическим блеском, плотность 6.24г/см3, t плав. 450°С; полупроводник. На воздухе устойчив, при высокой температуре горит с образованием диоксида TeO2. В природе встречается в виде теллуридов и как самородный теллур; часто сопутствует сере и селену; добывают из отходов электролиза меди. Компонент сплавов (меди, свинца, литейного чугуна); краситель для стекла и керамики (коричневый цвет). Соединения теллура - полупроводниковые материалы, приемники ИК излучения. Открыл Ф. Мюллер в 1782 г.
Золото ( Aurum ), Au
Химический элемент I гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 79, атомная масса 196.9665. Благородный металл желтого цвета, ковкий; плотность 19.32г/см3, t плав. 1064.43°С. Химически весьма инертен, на воздухе не изменяется даже при нагревании. Первый из открытых человеком металлов. В природе встречается главным образом самородное золото. Обычно используется в виде сплавов с другими металлами. При сохранении основных свойств золота сплаы обладают большей твердостью и прочностью и позволяют его экономить. Из сплавов золота с платиной делают химически стойкую аппаратуру; из сплавов с платиной и серебром - электрические контакты для приборов ответственного назначения. Золото и его сплавы используют также для золочения, изготовления ювелирных изделий и зубных протезов.
Было известно до н.э.
Таллий ( Thallium ), Tl
Химический элемент III гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 81, атомная масса 204.383. Название от греч. thallos зеленая ветка (по ярко-зеленой линии спектра). Серебристо-белый металл с сероватым оттенком, мягкий и легкоплавкий; плотность 11.849г/см3, t плав. 303.6°С. На воздухе легко окисляется. В природе расеян, добывают из сульфидных руд. Компонент сплавов, главным образом с оловом и свинцом (кислотоупорные, подшипниковые и др.). Амальгама таллия - жидкость для низкотемпературных термометров. Соединения таллия (TlCl, TlBr, TlI) - оптические материалы для инфракрасной техники.
Открыл У.Крукс в 1861 г.
Галлий ( Gallium ), Ga
Химический элемент III гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 31, атомная масса 69.72. Серебристо-белый легкоплавкий (t плав. 29.8°С) металл; плотность твердого металла 5.904г/см3, плотность жидкого 6.095г/см3; t кип. 2205°С. На воздухе химически стоек. В природе рассеян, встречается вместе с Al. Применяют в основном (на 97%) в производстве полупроводниковых материалов (GaAs, GaSb, GaP, GaN, GaFe). Открыл П.Э.Лекок де Буабодран в 1875 г.
Германий ( Germanium ), Ge
Химический элемент IV гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 32, атомная масса 72.59. Серебристо-серые кристаллы; плотность 5.33г/см3, t плав. 958.5°С. В природе рассеян (собств. Минералы редки); добывают из руд цв. металлов. Полупроводниковый материал для электронных приборов (диоды, транзисторы и др.), компонент сплавов, материал для линз в ИК приборах, детекторов ионизир. излучения.
Открыл К.А.Винклер в 1886 г.
Нейтральные
Алюминий ( Aluminium ), Al
Химический элемент III гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 13, атомная масса 26.98154. Название от лат. alumen - квасцы. Серебристо-белый металл, легкий (2.7г/см3), пластичный, с высокой электропроводностью, t плав. 660°С. Химически активен (на воздухе покрывается защитной оксидной пленкой). По распространенности в природе занимает 3-е место среди элементов и 1-е среди металлов (8.8% от массы земной коры). Известно несколько сотен минералов А. (алюмосиликаты, бокситы, алуниты и др). Получают электролизом глинозема Al2O3 в расплаве криолита Na3AlF6 при 950°С. Применяют в авиации, строительстве, электротехнике (заменитель меди при изготовлении кабелей и др.), пищ. промышленности (фольга), металлургии (легирующая добавка), алюмотермии и др. Открыл Х.К. Эрстед в 1825 г.
Важную роль в патогенезе интоксикации Al играют конкурентные отношения его с P, Ca и Fe. Роль избытка алюминия проявляется во влиянии на обмен веществ, особенно, минеральный (в частности, вызывает нарушения фосфорно-кальциевого обмена и снижает абсорбцию железа); на функции нервной системы; в способности действовать непосредственно на клетки - их размножение и рост
Техногенные и аномальные геохимические локусы избыточного присутствия алюминия в почве и питьевой воде часто встречаются при низкой концентрации Ca и Mg в этих средах. Подвижность ионов алюминия резко возрастает при увеличении кислотности (pH) природных сред, в результате, например, воздействия “кислотных дождей”. К основным источникам поступления алюминия в среду и, затем, в организм человека являются выбросы в районах расположения алюминиевых заводов и сточные воды горнорудного производства, лакокрасочных, бумажных, текстильных и ряда других производств.
При избытке может наблюдаться снижение или потеря памяти, судороги и т.д. Длительное вдыхание соединений алюминия ведет к фиброзированию легочной ткани.
Высокая способность Al образовывать комплексные соединения обусловливает его роль в снижении активности многих ферментов и их систем.
Установлено, что алюминий аккумулируется в плазме крови и тканях и оказывает отравляющее действие на больных с хронической почечной недостаточностью. У последних клинические показатели отравления с увеличением содержания алюминия в организме проявляются в виде энцефалопатии, остеомаляции, диализной остеодистрофии, микроцитарной гипохроматической анемии.
Алюминий может играть известную роль в некоторых из признаков уремического синдрома. Имеются данные о мутагенной активности алюминия.
Избыток алюминия может привести к дефициту Fe, P, Ca, Mg, Mn, а его дефицит к избытку Fe, P, Ca.
Алюминий является одним из наиболее распространенных элементов питьевой воды. В подземных водах концентрация его колеблется от 0,001 до 242,2 мг/л. Поступление в почву сильных кислот («кислые» атмосферные осадки) способствует снижению рН почвенной влаги, повышению растворимос ти соединений алюминия и его концентрации в дренажных водах. В последние годы уделяется внимание изучению алю миниевой болезни. В норме депо алюминия — костная ткань. При избыточном поступлении алюминия способность кости к депонированию исчерпывается и он накапливается в пе чени и мозге.
Содержание алюминия в живых организмах незначитель но, поэтому его рассматривают как микроэлемент, постоянно присутствующий в органах и тканях человека. В орга низме алюминий выполняет определенную биологическую роль. Доказано участие алюминия в процессах регенерации костной ткани. Имеются клинические наблюдения об эффек тивности препаратов, содержащих алюминий, при лечении ран и трофических язв, хронических гастритов, острых конъ юнктивитов.
Потребность человека в алюминии определена на уровне 35—40 мг в сутки. Суточный рацион содержит от 2 до 100 мг элемента. Исходя из установленной суточной нагрузки алюминия на организм (60 мг), его поступление с пищевыми продуктами составляет 20 мг, с питьевой водой — 40 мг. Поступление через дыхательные пути практически не влияет на его содержание в организме. Регулируя обмен железа в организме, алюминий оказывает влияние на окислительно-восстановительные процессы, осуществляемые ферментами, содержащими железо (цитохромоксидаза, каталаза, пероксидаза и др.). Установлено наличие определенной связи между биологическими функциями алюминия и магния в организме. Основным механизмом токсического действия алюминия считают замещение им магния в активных центрах ряда ферментов (фосфодиэстераза, кислая и щелочная фосфатазы, а также ряд карбоксиэстераз). Алюминий угнетает активность магнийзависимой гексокиназы, играющей важную роль в переносе фосфатионов в организме, в частности в нервной системе.
Несмотря на многочисленные данные о биологическом действии алюминия, в доступной нам литературе мы не обнаружили сведения о его влиянии на состояние здоровья населения при увеличении его поступления с питьевой водой и при загрязнении воздуха. Существует лишь гипотеза о возможной связи между содержанием элемента в питьевой воде и возникновением болезни Альцгеймера — формы стар ческого слабоумия, развивающегося в значительно более раннем возрасте.
Титан ( Titanium ), Ti
Химический элемент IV гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 22, атомная масса 47.88. Название от греч. Titanes - титаны. Серебристо-белый металл; легкий, тугоплавкий, прочный, пластичный; плотность 4.505г/см3, t плав. 1168°С. Очень стоек химически (благодаря образованию пленки из оксида TiO2). По распространенности в земной коре на 9-м месте среди элементов (минералы: рутил, анатаз, ильменит, лейкоксен, лопарит). Т. и его сплавы - важнейшие конструкционные материалы в авиа- ракето- и кораблестроении, в хим. промышленности (реакторы, трубопроводы, насосы).
Открыл У.Грегор в 1790 г.
Титан, благодаря инертности к тканям организма широко применяется в медицине - протезирование (в том числе стоматология), медицинские инструменты, присыпки, наполнители таблеток и др. Повышенный уровень титана в организме отражает контакты с этим металлом и не представляет серьезной опасности.
Рубидий ( Rubidium ), Rb
Химический элемент I гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 37, атомная масса 85.4678. Относится к щелочным металлам. Название от лат. rubidius - темно-красный (открыт по линиям в красной части спектра). Серебристо-белый металл пастообразной консистенции. Плотность 1.5248г/см3, t плав. 39.5°С, t кип. 685°С. На воздухе мгновенно воспламеняется, с водой реагирует со взрывом. В природе рассеян, способствует калию и литию и добывается из их минералов. Применяется ограниченно (катоды для фотоэлементов, добавка в газоразрядные трубки, катализатор в органическом синтезе). Открыли Р.Бунзен, Г.Кирхгоф в 1861 г.
Конкуренты
Стронций ( Strontium ), Sr
Химический элемент II гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 38, атомная масса 87.62. Относится к щелочноземельным металлам. Назван по минералу стронцианиту, найденному у деревни Strontian в Шотландии. Серебристо-белый металл. Плотность 2.63г/см3, t плав. 768°С. Химически очень активен, поэтому сам металл применяют мало (при выплавке меди и бронз для их очистки, в электровакуумной технике как геттер). Соли - в производстве красок, светящихся составов, глазурей и эмалей. SrTiO3 - сегнетоэлектрик. При ядерных испытаниях образуются радиоактивные изотопы 90Sr и 89Sr, представляющие большую опасность для здоровья и жизни. Открыл А.Крофорд в 1808 г.
Цезий ( Caesium ), Cs
Химический элемент I гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 55, атомная масса 132.9054. Название от лат. caesius - голубой (открыто по ярко-синим спектральным линиям). Серебристо-белый металл из группы щелочных; легкоплавкий, мягкий, как воск; плотность 1.904г/см3, t плав. 28.4°С. На воздухе воспламеняется, с водой реагирует со взрывом. Основной минерал - поллуцит. Применяют при изготовлении фотокатодов и как геттер; пары цезия - рабочее тело в МГД-генераторах, газовых лазерах.
Открыли Р.Бунзен, Г.Кирхгоф в 1860 г.
Барий ( Barium ), Ba
Химический элемент II гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 56, атомная масса 137.33, относится к щелочноземельным металлам. Название от греч. barys - тяжелый. Серебристо-белый мягкий металл; плотность 3.63г/см3, t плав. 727°С. Химически очень активен, при нагревании воспламеняется. Минералы: барит и витерит. Применяют в вакуумной технике как газопоглотитель, в сплавах (типографские, подшипниковые); соли бария - в производстве красок, стекол, эмалей, в пиротехнике, медицине. Открыл Г.Дэви в 1774 г.
Агрессивные
Осмий ( Osmium ), Os
Химический элемент VIII гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 76, атомная масса 190.2, относится к платиновым металлам. Название от греч. osme - запах, по резко пахнущему оксиду OsO4. Плотность 22.61г/см3, t плав. 3030°С. Катализатор многих реакций, компонент сверхтвердых и износостойких сплавов с иридием. Открыл С.Теннант в 1804 г.
Бериллий ( Beryllium ), Be
Химический элемент II гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 4, атомная масса 9.01218. Назван по минералу бериллу. Светло серый металл, легкий и твердый; плотность 1.8445г/см3, t плав. 1287°С. Выше 800°С сгорает с образованием BeO. Б. и его сплавы применяют в электротехнике, самолето- и ракетостроении, для бериллизации. В ядерных реакторах - замедлитель и отражатель нейтронов. В смеси с Ra, Po, Ac - лабор. источник нейтронов. Соединения бериллия ядовиты.
Открыл Л.Воклен в 1798 г.
Бериллий - токсичный ультрамикроэлемент, применяется в производстве специальных сплавов, легировании, рентгеновских аппаратов, электроламп накаливания.
Депо бериллия в организме - печень и костная ткань.
При накоплении в организме могут отмечаются поражения легочной ткани (фиброз, саркоидоз), реже - кожи (эритемы, экземы), миокарда, печени, костей, эрозии в желудочно-кишечном тракте.
Повышенный уровень Be встречается в семьях рабочих, контактирующих с этим элементом.
Антагонист бериллия – магний (Mg).
Ртуть ( Hydrargyrum ), Hg
Химический элемент II гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 80, атомная масса 200.59. Серебристый жидкий металл (отсюда лат. название; от греч. hydor - вода и argyros - серебро). Плотность 13.5г/см3 (тяжелее всех известных жидкостей), t плав. -38.86°С, t кип. 356.66°С. Пары ртути при высокой температуре и при электрическом разряде излучают голубовато-зеленый свет, богатый УФ лучами. Химически стойка. Основной материал - киноварь HgS; встречается также ртуть самородная. Применяется в термометрах, манометрах, газоразрядных приборах, в производстве хлора и едкого натра (как катод). Сплавы ртути с металлами - амальгамы. Ртуть и многие ее соединения ядовиты. Была известна до н.э.
Из других тяжелых металлов особо токсическим действи ем обладают ртуть и все ее производные. Спектр биологи ческого действия ртути и других тяжелых металлов доволь но широк. Помимо кожных реакций, ртуть вызывает глубо кие нарушения кооперации клеток в иммунном ответе и повреждает систему комплемента [Вельтищев Ю. Е., 1990]. Кроме того, для ртути характерно связывание свободных SH-групп в живом организме. Особенно существенно поражаются ферментные системы, осуществляющие энергетический обмен. Страдает и гормональная регуляция, поскольку становится невозможной рецепция мембранотропных гормонов вследствие блокады SH-групп, приводящей к деформации липопротеидного каркаса мембраны клетки [Шатерников В. А ., 1981]. Особо токсичными являются органичес кие соединения ртути: метил- и этилмеркурхлорид. Выявле но их избирательное влияние на генеративную функцию, плод и потомство. По данным И. Л. Куриной и соавт. (1959), А. Б. Ермаченко и В. И. Шовтута (1985), показатели состоя ния здоровья населения, проживающего вокруг крупных ртутных производств, в 2—4 раза ниже по сравнению с контрольными группами У женщин, проживающих в ради усе от 1,5 до 5 км, в 4—5 раз чаще развивается бесплодие, у более 50% женщин отмечались различного рода осложне ния беременности и родов; в 2,5—4,3 раза чаще регистри ровались спонтанные аборты. J. Emile и соавт. (1979) установили, что при содержании метилртути в волосах матерей, превышающем ПДК (165—320 мг/кг), у родившихся детей наблюдалась различная степень задержки психомоторной активности.
М. Г. Гарина и соавт. (1991) изучали состояние здоровья детей, проживающих в населенном пункте с выбросами ртутного производства. Уровень распространенности всех болезней у них составил 1781,4 на 1000 детей, в контрольной группе этот показатель был в 1,6 раза ниже. Наиболее часто встречались наследственные, дегенеративные и другие болезни ЦНС, болезни глаз, острые инфекции верхних дыха тельных путей.
Висмут ( Bismuthum ), Bi
Химический элемент V гр. периодической системы Менделеева. Атомный номер 83, атомная масса 208.9804. Серебристо-белый металл, хрупкий, легкоплавкий; плотность 9.80г/см3, t плав. 271.4°С. В сухом воздухе устойчив. Минералы - висмутин, бисмит и др.; добывают главным образом попутно со свинцом, медью. Компонент легкоплавких сплавов, присадка к легкообрабатываемым автоматным сталям и др. сплавам, к алюминию; расплав висмута - теплоноситель в ядерных реакторах. Соединения висмута - пигменты, флюсы в производстве керамики, стекла, вяжущие и антисептические средства в медицине. Открыл И.Потт в 1739 г.