Важкі метали і радіонукліди у продуктах харчування

Серед забруднювачів особливе місце займають метали. Сьогодні вони є одними з головних за об’ємом викидів у водоймища. Якщо говорити про важкі метали, то до них відносяться свинець, кадмій, талій і ртуть (меркурій). Отруєння важкими металами знаходиться на третьому місці після отруєнь пестицидами і нітратами.

Отруєння металами відбувається при контакті людей з металами на шкідливих виробництвах. Але в другій половині ХХ століття з’явилися перші дані про ртутні отруєння, не пов’язані з безпосереднім контактом із цим металом, тобто харчові отруєння. У 1953 р. ртуттю отруїлися 202 жителі японського містечка Мінамата. 52 з них померли, бо споживали краби, у тканинах яких містилося багато ртуті. Ртуть нагромадилася в крабах з води затоки, куди скидав стоки хімзавод, на виробництві якого хлорна ртуть застосовувалася як каталізатор. У померлих людей концентрація ртуті була у 6 разів вищою, ніж в організмі крабів. Бачимо, що ртуть здатна до накопичення в організмі, тобто має кумулятивні властивості, які й було виявлено у 1959-1960 роках.

Отже, зараз відомо, що одним з найефективніших накопичувачів металів є морська вода. За висловлюванням американського хіміка Голдберга: для будь-якого елемента є хоча б один вид планктону, який здатний ефективно його концентрувати.

Одним з джерел надходження меркурію у біосферу є люмінесцентні лампи. Одна лампа містить близько 150 мг ртуті. Якщо лампа негерметична, то забруднюються близько 500 тис. м³ повітря на рівні ГДК. Ртуть – це метал, який здатний випаровуватися при кімнатній температурі, тому його дія всеохоплююча.

В давні часи із свинцю виготовляли водопровідні труби, у Давньому Римі (тривалість життя римських патриціїв не перевищувала 25 р.). У Московському Кремлі у 17-18 століттях царювали «найтихіший» Олексій Михайлович, кволий і хворобливий Федір Олексійович, «слабий на голову Іоан V. Всі вони були отруєні свинцем і хворіли на сатурнізм, симптомами якого є кволість, апатія, порушення пам’яті, прогресуюча фізична й розумова деградація.

В наш час свинець потрапляє в довкілля під час видобування свинцевих руд, згорання бензину в двигунах автомобілів, забруднює грунт і водойми і надходить в ланцюги живлення. У 100-метровій смузі вглиб від шосе вміст свинцю становить 100-150 мкг на 1 кг ґрунту. Нормальним вважається середній його вміст до 10 мкг/кг. У кістках первісної людини вміст свинцю становив 2 мг, у сучасної людини – 100-200 мг.

Кадмій використовують у гальванічному виробництві, у виробництві пігментів до фарб, виробництві пластмас, акумуляторів тощо.

На територіях, де здійснюється господарська діяльність людини, кадмій дуже забруднює довкілля. Наприклад, вміст кадмію у дощових черв’яках біля автомобільних доріг у 6 разів більший, ніж у приміських зонах.

Кадмій споріднений з цинком, тому він може заміщувати цинк у деяких важливих біохімічних процесах. Кадмій викликає утворення каменів у нирках, надзвичайно шкідливо впливає на нервову і статеву системи, на кров’яний тиск. Одна сигарета містить близько 2 ∙ 10^{-9 г кадмію, тобто курець отримує додатково близько 1-4 мкг кадмію щоденно.}

Отже, перераховані вище метали загальнотоксично діють на організм, вражають насамперед нервову систему, деякі з них здатні нагромаджуватися в організмі людини, мають пролонговану дію, вилучаються з кругообігу тільки після їх вимивання у Світовий океан і поховання в донних відкладах.

Радіоактивні матеріали увійшли до складу Землі із самого її виникнення. Навіть людина злегка радіоактивна, бо в будь-якій живій тканині присутні сліди радіоактивних речовин. Перед тим, як потрапити в організм людини радіоактивні речовини проходять складний шлях у навколишньому середовищі. Виникнення у біосфері продуктів ділення та включення їх у харчові ланцюги зумовило надходження радіонуклідів у живі організми і стало причиною додаткового опромінення рослин, тварин та людини. Розрізняють поверхневе та структурне забруднення харчових продуктів радіонуклідами. При поверхневому забрудненні радіоактивні речовини переносяться повітряними потоками і осідають на поверхні продуктів, частково проникаючи всередину рослин. Більш ефективно радіоактивні речовини утримуються на рослинах з ворсистим покровом, в складках листя, суцвіть. При цьому затримуються не тільки розчинні форми радіоактивних з’єднань, а й нерозчинні. Однак поверхневе забруднення легко видаляється навіть через декілька тижнів. Структурне забруднення обумовлене фізико-хімічними властивостями радіоактивних речовин, складом ґрунту, фізіологічними особливостями рослин. При надходженні радіонуклідів з ґрунту через кореневу систему рослин, внаслідок дії сорбційних сил ґрунтового поглинального комплексу відбувається сепарація радіонуклідів. Одні з них перебувають у ґрунті у порівняно доступному для рослин стані і тому велика їх кількість надходить у наземні частини рослин; а та частина, що міцно фіксується твердою фазою ґрунту, малодоступна для рослин.

Основними каналами виведення радіонуклідів з організму ссавців є шлунково-кишковий тракт і нирки, а у лактуючих тварин, крім того – молочні залози. Частина продуктів ділення, яка надійшла в організм лактуючих тварин, виводиться разом з молоком. Дослідами на лактуючих козах і коровах доведено. що концентрація радіонуклідів у молоці завжди у 5-10 разів вища. ніж у плазмі крові тварин. Найвищі концентрації радіонуклідів у молоці корів спостерігаються у зимові та весняні місяці, що пояснюється зменшенням потреби щитовидної залози в йоді і підвищенням поглинання його молочною залозою.