KĀDA IR SMAGO METĀLU IETEKME UZ VESELĪBU VAI VIDI? - ZINĀTNE - 2025

Par sekas smago metālu veselības un vides ir diezgan nopietni, jo tās ir toksiskas vielas zemās koncentrācijās. Tas sastāv no vairāk nekā 50 ķīmiskiem elementiem ar atomu masu lielāku par 20 un blīvumu lielāku par 4,5 g / cm3.

Daži smagie metāli ir nepieciešami cilvēka uzturā, piemēram, dzelzs, kobalts, varš, dzelzs, mangāns, molibdēns, vanādijs, stroncijs un cinks. Tomēr citi gadījumi, piemēram, svins, kadmijs, dzīvsudrabs un arsēns, ir ārkārtīgi toksiski gan cilvēkiem, gan citiem organismiem.

Arsēna piesārņojums. Avots: Bochr

Smagie metāli ir sastopami dabā, bet cilvēka darbības veicina to mākslīgo difūziju un koncentrēšanos. Īpaši izmantošanai krāsās un krāsvielās, kā arī katalizatoros dažādos procesos, piemēram, papīra un plastmasas rūpniecībā.

Dažos gadījumos tas ir piesārņojums no dabīgiem avotiem, dažos gadījumos ar arsēnu un kadmiju. Jebkurā gadījumā smago metālu piesārņojums ir nopietna problēma sabiedrībai un dabiskajām ekosistēmām.

Pasaules Veselības organizācija (PVO) ir noteikusi maksimālo smago metālu koncentrāciju ūdenī un pārtikā. Pašreizējā realitāte ir tāda, ka daudzos pasaules reģionos atklātās koncentrācijas pārsniedz šīs robežas

Ietekme uz veselību

Katram piesārņojošajam smagajam metālam ir savs darbības mehānisms, un tas uzkrājas īpašos audos vai orgānos.

Minamatas slimība (Japāna)

Piecdesmitajos gados Japānas Minamatas piekrastes populācijā tika atklāts bērnības neiroloģisks sindroms. Varēja noteikt, ka iemesls bija dzīvsudraba piesārņoto zivju norīšana no nozares, kurā tika izmantots dzīvsudraba hlorīds.

Dzīvsudrabs ietekmēja nedzimušas mātes, un jaundzimušajiem attīstījās nopietnas neiroloģiskas problēmas. Līdz 2009. gadam bija identificēti 2271 upuri un vairāk nekā 10 000 gadījumu.

Saindēšanās ar svinu vai plumboze

Šīs slimības cēlonis ir svina uzņemšana piesārņotā ūdenī, gaisā vai pārtikā. Svins ir neirotoksisks, tas ir, tas ietekmē nervu sistēmu, izraisot neironu bojājumus, īpaši smadzenēs.

Tas ietekmē arī kaulu smadzenes, kā arī uzkrājas nierēs, izraisot nieru mazspēju. Svins asinīs izraisa anēmiju, bloķējot hemoglobīna sintēzi.

Kadmija piesārņojums

Kadmija uzņemšana izraisa slimību, kas pazīstama kā Itai-Itai, vai osteoartrītu, kas galvenokārt ietekmē kaulu audus. Šī slimība izraisa osteoporozi ar vairākiem lūzumiem, anēmiju, nieru un plaušu bojājumiem.

Kadmijs var iekļūt gan perorāli, gan elpojot, sasniedzot asinsrites sistēmu un uzkrājoties nierēs un aknās. Cigaretes ir kadmija avots, piesārņojot augsni, kurā audzē tabaku.

Arsēna piesārņojums vai arsenikoze

Pasaules iedzīvotāju skaits, kas pakļauti arsēna iedarbībai, pārsniedz 150 miljonus cilvēku. Arsenikoze izraisa elpošanas problēmas, sirds un asinsvadu un kuņģa un zarnu trakta slimības, un cita starpā tā tiek identificēta kā plaušu, urīnpūšļa un ādas vēža cēlonis

Vara piesārņojums

Piesārņojums ar šo metālu izraisa aknu, nieru bojājumus, anēmiju, mazo un resno zarnu kairinājumus. Augsts vara sulfāta piesārņojuma līmenis izraisa aknu nekrozi, izraisot nāvi.

Pārtika, kas tiek glabāta vara traukos, var būt arī piesārņota ar šo metālu.

Ietekme uz ekosistēmām

Smago metālu piesārņojums ir viens no nopietnākajiem ūdens un sauszemes vides degradācijas cēloņiem. Smagie metāli ietekmē gan augus, gan dzīvniekus.

Bioakumulācija

Metāli ir noturīgi, tāpēc tos nevar noārdīt vai iznīcināt. Tādējādi tie uzkrājas audos un tiek baroti no vienas saites uz otru barības ķēdēs.

Bioakumulācija zivīs. Avots: MercuryFoodChain-01.png: Ground Truth Trekking.Moby69 at en.wikipediaderideri work: Osado

Piemēram, dažas gliemenes, gliemenes un gliemji sugas absorbē kadmiju un dzīvsudrabu no ūdens un uzkrāj to savā ķermenī. Pēc tam šos organismus patērē nākamā trofiskā līmeņa plēsēji, ieskaitot cilvēkus. Kadmija gadījumā plēsējs, kas patērē vienu kilogramu, var koncentrēties no 100 līdz 1000 μg.

Minamatas (Japāna) piemērs

Minamata līcī dzīvsudrabu, ko no 1932. līdz 1968. gadam nodeva Chisso naftas ķīmijas uzņēmums, patērēja un pārstrādāja baktērijas. Šīs baktērijas vai nu patērēja planktons, vai arī izdalījās taukos šķīstošais dzīvsudrabs, un no turienes tās nonāca pārējā barības ķēdē.

Minamatas karte (Japāna). Avots: http://en.wikipedia.org/wiki/User:Bobo12345

Šajā procesā tas pieaugošās koncentrācijās uzkrājās zivju taukaudos. Pēdējais posms šajā pārtikas ķēdē bija cilvēks ar tā radītajām nopietnajām sekām.

Bojājumi augiem

Piemēram, kadmijs tiek atzīts par vienu no smagajiem metāliem, kam ir vislielākā tendence uzkrāties augos. Šis metāls rada nopietnu nelīdzsvarotību barības un ūdens transportēšanas procesos augos.

Ar kadmiju piesārņoti augi maina stomātisko atvērumu, fotosintēzi un transpirāciju.

Dzīvnieku simpātijas

Smagie metāli, kad tie piesārņo ekosistēmu, rada nopietnu kaitējumu savvaļas dzīvniekiem. Piemēram, dzīvsudraba piesārņojums dzīvniekiem izraisa smagas mutes, zarnu un nieru problēmas.

Tiek ietekmēta arī asinsrites sistēma, izraisot sirds ritma traucējumus. Tas arī samazina reproduktīvo efektivitāti, ietekmējot auglību, augļa kroplības un izraisot abortus.

Ūdenstilpņu piesārņojums

Gan jūras, gan saldūdens ūdens ekosistēmas ir visvairāk skartas smago metālu lielās mobilitātes dēļ šajā vidē. Viena no nopietnākajām ūdenstilpņu piesārņojuma ar smagajiem metāliem problēmām ir dzīvsudrabs.

Kalnrūpniecības dūņu korpusi

Omai (Gajāna, 1995. gads) zelta raktuvēs ielauzās aizsprosts, kas satur ieguves dūņas. Šajās raktuvēs cianīdu izmanto, lai metālus atdalītu no pamatiežu un atkritumi sasniedza Potaro upi, izraisot zivju, putnu un citu dzīvnieku nāvi.

Dzīvsudraba izmantošana zelta ieguvē. Avots: commons.wikimedia.org

Līdzīgs gadījums notika Aznalcóllarā (Spānija, 1998. gads) ar dambja sagraušanu pirīta raktuvē. Šajā gadījumā atkritumi, ko pārvadā ūdens vai tieši nogādā, ir piesārņojuši Gvadalkiviras upes baseinu.

Tas izraisīja Doñana biosfēras rezervāta piesārņojumu Gvadalkiviras grīvā. Piesārņojošie smagie metāli ietvēra arsēnu, svinu, kadmiju, varu, dzelzi, mangānu, antimonu un dzīvsudrabu.

Ietekme uz sabiedrību

Saslimstība un mirstība

Slimības, ko izraisa smago metālu piesārņojums, izraisa saslimstību un mirstību. Tādas slimības kā Minamata vai saindēšanās ar svinām izraisa nopietnu mācību kavēšanos to izraisīto neiroloģisko problēmu dēļ.

Pārtikas nekaitīgums

Jaunākie pētījumi norāda uz smago metālu un metalloīdu klātbūtni dārzeņos, piemēram, salātos, kāpostos, skvošā, brokoļos un kartupeļos. Starp smagajiem metāliem, kas piesārņo, ir dzīvsudrabs (Hg), arsēns (As), svins (Pb), kadmijs (Cd), cinks (Zn), niķelis (Ni) un hroms (Cr).

Šīs piesārņojuma pamatviela ir piesārņots apūdeņošanas ūdens. Smagie metāli ir atrasti arī dažādās koncentrācijās zivīs, gaļā un pienā, kas rodas bioakumulācijas rezultātā.

Dzeramā ūdens zudumi

Dzeramais ūdens ir viens no stratēģiskajiem resursiem mūsdienās, jo tā kļūst aizvien mazāk. Smago metālu piesārņojums upēs un pazemes ūdens nesējslāņos samazina pieejamos dzeramā ūdens avotus.

Ekonomiskie zaudējumi

Gan smago metālu skarto ūdeņu un augsnes attīrīšana, gan veselības problēmu radītie izdevumi ir lieli ekonomiskie izdevumi.

No otras puses, smago metālu piesārņojums var negatīvi ietekmēt svarīgus ienākumu avotus. Kā piemēru var minēt ierobežojumus kakao eksportam no dažiem Venecuēlas apgabaliem, kas saistīti ar augsnes piesārņojumu ar kadmiju.

Japānas gadījums un Itai-Itai slimība

Japānā lauksaimniecības zemes piesārņojums ar ieguves kadmiju, rīsu audzēšana šādā zemē bija aizliegta. Tas lauksaimniekiem radīja nopietnus ekonomiskus zaudējumus.

1992. gadā kadmija piesārņojuma radītie izdevumi bija 743 miljoni dolāru veselības aprūpes izdevumos. Kompensācija par zaudējumiem lauksaimniecībai sasniedza 1,75 miljardus dolāru, un Jinzú upes attīrīšanai tika ieguldīti 620 miljoni dolāru gadā.

Atsauces

1. Bejarano-González F (2015). Globālais ķīmiskais piesārņojums. Ekologs Nr. 38: 34-36.
2. ELIKA (2017). Pārtikas piesārņojuma veidi. Basku pārtikas nekaitīguma fonds. 5 lpp. (Skatīts 2019. gada 26. augustā). https://alimentos.elika.eus/wp-content/uploads/sites/2/2017/10/6.Tipos-de-contaminaci%C3%B3n-alimentaria.pdf
3. Londoño-Franco, LF, Londoño-Muñoz, PT un Muñoz-García, FG (2016). Smago metālu risks cilvēku un dzīvnieku veselībā. Biotehnoloģija lauksaimniecības un agroindustriālajā nozarē.
4. López-Sardi E. Ķīmija un vide. Palermo universitāte. Argentīna. (Skatīts 2019. gada 26. augustā) https://www.palermo.edu/ingenieria/downloads/CyT5/CYT507.pdf
5. Martorell, JJV (2010). Smago metālu bioloģiskā pieejamība divās Andalūzijas Atlantijas okeāna dienvidu piekrastes ūdens ekosistēmās, kuras ietekmē izkliedēts piesārņojums. Kadisas Universitātes Zinātņu fakultāte.
6. Reyes, YC, Vergara, I., Torres, OE, Díaz-Lagos, M. un González, EE (2016). Smago metālu piesārņojums: ietekme uz veselību, vidi un pārtikas nekaitīgumu. Inženierzinātņu pētījumu un attīstības žurnāls.
7. Reza R un G Singh (2010). Smago metālu piesārņojums un tā indeksācijas pieeja upju ūdenim. Starptautiskais vides zinātnes un tehnoloģijas žurnāls, 7 (4), 785–792.
8. Rodríquez-Serrano, M., Martínez-de la Casa, N., Romero-Puertas, MC, Del Río, LA un Sandalio, LM (2008). Kadmija toksicitāte augos. Ekosistēmas.
9. Travis CC un Hester ST (1991). Globālais ķīmiskais piesārņojums. Vides zinātne un tehnoloģija, 25 (5), 814–819.