Установлено, что 70 % токсичных металлов попадает в организм человека с пищей. Контролируется восемь наиболее опасных токсичных примесей: ртуть, свинец, олово, кадмий, медь, цинк, железо, мышьяк. Эти металлы опасны даже в малых дозах, другие, например медь, — при превышении определенного уровня. Кадмий же опасен в любой форме, он смертелен при дозе выше 30 мг. Источником токсичных ионов металлов могут быть воздух, почва, вода и пища. Поэтому отравление может произойти через дыхательные пути, кожные покровы и пищевой тракт. Основной мерой предупреждения отравления токсичными металлами является предупреждение экологических катастроф и рациональное использование минеральных ресурсов этих металлов и их соединений. Необходимо употреблять пищу и воду только соответствующие нормам санитарного контроля по ПДК токсичных металлов, не использовать в пищу растения и лечебные травы, растущие вдоль дорог и около вредных производств.
Ртуть (Hg)— высокотоксичный, кумулятивный (т. е. способный накапли-ваться в организме) яд. Поражает кроветворную, ферментативную, нервную системы и почки. Наиболее токсичны некоторые органические соединения, особенно метилртуть. В организме ртутные соединения проникают в различные органы и ткани, но больше всего их обнаруживают в крови, печени, почках и головном мозгу. В крови снижается количество эритроцитов, в печени и почках развиваются дегенеративные изменения. В желудочно-кишечном тракте возникают сильные воспалительные процессы.
Как же попадает к нам ртуть? Самыми разными путями. К примеру, при производстве хлора электролитическим методом возможно образование сточных вод, загрязненных хлором, ртутью и ее солями. Присутствие в таких водах ртути даже в ничтожно малых концентрациях (менее 0,001 %) способствует подавлению и полному прекращению в них всех биологических процессов. Это делает невозможной очистку воды на полях орошения, на сооружениях искусственной биологической очистки и в естественных водоемах. Ртутные соединения, сбрасываемые в водоемы, имеют свойство накапливаться в рыбе, обычно пропорционально ее возрасту и размеру. Иногда источником повышенного содержания ртути в продуктах становится зерно, обработанное ртутьорганическими препаратами. Из растительных продуктов ртути более всего содержится в какао-бобах, а следовательно, и в шоколаде (до 0,1 мг/кг), изготовленном на их основе.
Свинец(Pb)является одним из весьма распространенных в окружающей среде токсичных элементов, в связи с чем действие его избытка на организм человека изучено наиболее подробно. Хронические отравления наблюдаются при вдыхании воздуха с высоким содержанием свинца (например, выхлопных газов), а также при поступлении с пищей и питьевой водой небольших количеств свинца в течение длительного времени. При этом отмечается общая слабость, бледность кожных покровов, боли в животе, «свинцовая кайма» по краям десен, анемия, нарушение функции почек. Отмечены также снижение умственных способностей, агрессивное поведение и другие симптомы. Установлено, что хроническая интоксикация наступает при потреблении 1–8 мг свинца в сутки.
В основном повышение содержания свинца наблюдается в консервах, помещенных в сборную жестяную тару. В таких продуктах содержание свинца может увеличиваться в 10 раз по сравнению с естественным уровнем. По этой причине продукты в сборной жестяной таре не рекомендуется хранить более 5 лет. Нельзя хранить и готовить пищу в декоративной фарфоровой или керамической посуде (т. е. в посуде, предназначенной для украшения, но не для пищи), поскольку очень часто глазурь, особенно желтого и красного цветов, содержит соли свинца и кадмия (о нем будет рассказано дальше), которые легко переходят в пищу.
Особенно опасны для человека отравления, вызванные органическим соединением свинца — тетраэтилсвинцом Pb(C2H5)4, который представляет собой маслянистую бесцветную жидкость со специфическим резким запахом, более токсичную, чем сам свинец. Тетраэтилсвинец, добавленный в бензин в количестве 0,1 % для повышения его октанового числа, при сгорании моторного топлива выбрасывается в атмосферу. Он легко попадает в почву и загрязняет пищевые продукты, поэтому продукты сельского хозяйства, выращенные вдоль автострад, содержат повышенное количество свинца.
Кадмий (Cd)— элемент высокой токсичности. В определенных условиях ионы кадмия, обладая большой подвижностью в почвах, легко переходят в растения, накапливаются в них и затем поступают в организм животных и человека.
Наиболее типичным проявлением отравления кадмием является нарушение процессов поглощения аминокислот, фосфора и кальция в почках. После прекращения действия кадмия повреждения, вызванные его действием в почках, остаются необратимыми. Содержание кадмия в растительных продуктах зависит от дозы удобрения полей суперфосфатом. Избыток суперфосфата смывается дождями в реку. Туда же несут его и грунтовые воды. Другой источник кадмия — сточные воды гальванических цехов и производств. Кадмий может появиться и в консервном производстве при использовании жестяной тары (соединение деталей которой осуществляется пайкой) при нарушении технологии пайки, применении случайных припоев или некачественных покрытий. Кадмий может накапливаться в печени рыб в весьма значительных количествах.
Мышьяк (As)— химический элемент из группы неметаллов, содержится в небольших количествах во всех животных и растительных организмах. Мышьяк 1 — высокотоксичный кумулятивный яд, поражающий нервную систему. Попадает мышьяк с пищей и накапливается главным образом в печени, селезенке, почках и крови (в эритроцитах), а также волосах и ногтях. Смертельная доза — 200 мг. Хроническая интоксикация наблюдается при потреблении 1–5 мг в сутки. При остром отравлении симптомы его обычно наступают через 20–30 мин. При этом наблюдаются резко выраженные признаки расстройства желудочно-кишечного тракта, чувство жжения и металлического вкуса во рту. Отмечается резкая общая и сердечная слабость, резкое снижение кровяного давления, потеря сознания. Нередко отравление заканчивается летальным исходом.
Медь (Cu)в определенных количествах необходима для нормального функционирования человека и животных. Клиническая практика показала, что в ряде случаев возникновение анемии у человека было связано с недостатком меди в продуктах питания. Суточная потребность взрослого человека в меди, по данным Всемирной охраны здравоохранения (ВОЗ), определяется в 2–5 мг или 30 мкг/кг массы тела. Максимально допустимое суточное поступление — 50 мкг/кг. Однако в избыточных количествах медь оказывает токсическое действие. При попадании в организм с пищей, содержащей более 50 мкг/кг, наблюдаются характерные признаки отравления — металлический вкус во рту, неукротимая рвота, боли в животе. При поступлении в меньших количествах медь накапливается в печени, что вызывает физиологические расстройства в организме — тошноту, рвоту, желудочную боль.
Некоторые соединения меди играют роль катализаторов окислительных процессов в пищевых продуктах. Кроме того, ряд соединений меди разрушает витамины С и А, ухудшает органолептические показатели, способствует образованию токсичных продуктов окисления липидов. Вследствие отмеченных свойств допустимые нормы содержания меди в продуктах устанавливают часто ниже норм, определенных по токсикологическим показателям.
Цинк (Zn)— элемент, необходимый нашему организму. Потребность че-ловека в цинке в десять раз больше, чем в меди. Доказано, что цинк является компонентом почти 80 ферментов. К таким ферментам относятся полимеры нуклеиновых кислот, лакта-, алкоголь- и ретинолдегидрогеназы, а также фосфатаза, протеазы и др. Дефицит цинка проявляется в различных симптомах, связанных с нарушением функций названных ферментов. Различие между не-обходимым количеством потребляемого с пищей цинка и его токсичным уровнем достаточно велико. По данным ВОЗ, критический сверхдопустимый предел поступления цинка в организм человека составляет 200 мг в сутки.
Цинк плохо всасывается и оказывает в основном местное раздражающее действие на слизистую желудка. Симптомы отравления возникают очень быст-ро (от нескольких минут до 2–3 часов) после поступления цинка и проявляются в виде тошноты, рвоты, расстройства желудка.
Олово (Sn)— элемент средней токсичности. Наблюдались случаи массового отравления при потреблении различных соков с содержанием олова 300–500 мг/кг. В консервированных продуктах, особенно в присутствии нитратов, содержание олова из-за жестяной коррозии при длительном хранении может достичь величины, опасной для здоровья.
Хром (Cr).Исследователями доказана необходимость трехвалентного хрома Cr (содержание которого преобладает перед другими его формами в продуктах питания) в процессах обмена углеводов, липидов, утилизации глюкозы в организме. Хром усиливает эффект действия инсулина в периферических тканях организма человека. Дефицит хрома проявляется у подопытных животных угнетением роста и признаками нарушения обмена глюкозы, что приводит к развитию симптомов диабета. Хронические отравления хромом сопровождаются головными болями, исхуданием, поражением почек. Организм приобретает бóльшую склонность к воспалительным и язвенным изменениям желудочно-кишечного тракта и катаральному воспалению легких.
По современным данным, токсическое действие избытка селена (Se)проявляется в нарушении им обмена серы в организме. Селен вытесняет серу из серосодержащих аминокислот — метионина, цистина и др. Наряду с этим отрицательное действие избытка селена зависит от свойственного ему химического сродства с гемоглобином. Селен нарушает функции гемоглобина и снижает уровень тканевого дыхания в организме. Имеются сообщения о канцерогенных свойствах селена для человека и животных.
Алюминий (Al)— элемент, который с недавних пор обнаруживает неприятные для человека свойства. Например, проведенные в Англии исследования показали наличие связи между содержанием алюминия в питьевой воде и болезнью Альцгеймера (дегенерация нервных клеток). Другие исследования свидетельствуют о том, что при хранении или тепловой обработке продуктов, особенно кислых, в алюминиевой таре содержание этого элемента может увеличиться в них почти в два раза.
При недостатке фтора (F)у человека развивается кариес зубов. Избыток фтора вызывает обесцвечивание, появление пятен и повышенную хрупкость зубной эмали. Общая потребность в этом элементе составляет около 3 мг/сутки. Основное количество его поступает с водой. Поступление фтора может колебаться в широких пределах, в зависимости от региона и содержания его в питьевой воде.
Многочисленными исследованиями, проведенными за последние 10–15 лет в странах Европы, Азии, Африки и Австралии, безусловно доказано, что сте-пень загрязненности тяжелыми металлами и токсичными элементами растений (зерна, овощей, плодов, кормов для всех видов животных, а следовательно, продуктов растительного и животного происхождения) напрямую связана с содержанием их в окружающей среде, т. е. в почве, воздухе или воде.