Загрязнение среды свинцом - Экология - Скачать бесплатно
МОУ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 6
С УГЛУБЛЕННЫМ ИЗУЧЕНИЕМ ОТДЕЛЬНЫХ ПРЕДМЕТОВ
Экзаменационная работа по биологии
ЗАГРЯЗЕНИЕ СРЕДЫ СВИНЦОМ И ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ
Выполнила: Ермакова А. В.
ученица 11 «А» класса
Руководитель: Каверина Т.И.
учитель биологии СШ № 6
Ставрополь 2000
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
1. СВИНЦОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 5
1.1. Источники загрязнения 5
Стационарные источники 5
Нестационарные источники 6
1.2 Загрязнение растительного и животного мира 7
2. ВЛИЯНИЕ СВИНЦА НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ 9
2.1. Пути поступления свинца в организм человека 9
2.2. Группы повышенного риска воздействия свинца среди
населения 11
Взрослое население 11
Свинец и здоровье детей 13
3. СВИНЕЦ В ПИЩЕВОМ СЫРЬЕ И ПРОДУКТАХ
ПИТАНИЯ 17
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ 22
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 27
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 29
ВВЕДЕНИЕ
Роль металлов в развитии и становлении технической культуры
человечества исключительно велика. Твердость, пластичность, ковкость
сделали их незаменимым материалом для изготовления орудий труда и
производства. Исторически сложившиеся названия «Бронзовый век», «
Железный век « говорят о сильном влиянии металлов и их сплавов на все
направления развития производства.
И в нашей повседневной практике мы ежеминутно сталкиваемся с
металлами. Выглянув на улицу, мы видим сотни автомашин, каждая из которых
сделана из металлов. Мы видим металлические тросы, мосты, рельсы, трамваи,
поезда и, наконец, самолеты, в конструкции которых использованы алюминий,
железо, медь, хром, ванадий, титан.…Везде металлы!…
Ну и в нас самих есть металлы. Они используются для осуществления
различных процессов в организме. Но не всегда металлы являются
необходимыми. Многие из них даже являются для организма опасными. Так,
например, свинец – металл, который при контактах с кожей и при попадании в
организм вызывает наибольшее количество тяжелейших заболеваний.
Основной целью данного реферата является представление данных о
свинцовом загрязнении и его значении и рассмотрение данной проблемы.
Задачи реферата:
o систематизировать источники загрязнения атмосферы свинцом;
o оценить влияние свинца на здоровье населения;
o установить пути поступления свинца в организм человека;
o оценить экологическое состояние разных по интенсивности
движения улиц г. Ставрополя (Мира, Пушкина, Ленина) в
самостоятельном исследовании (исследовательская часть);
o сделать вывод о степени загрязненности атмосферы (г.
Ставрополя) свинцом;
o предположить пути и мероприятия, снижающие уровень свинца в
атмосфере.
1. СВИНЦОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
1.1. Источники загрязнения
Стационарные источники
Загрязнение окружающей среды свинцом и его соединениями предприятиями
промышленности определяется спецификой их производственной деятельности.
Это непосредственное производство свинца и его соединений, попутное
извлечение свинца из других видов сырья, содержащих свинец в виде примеси,
использование свинца в производстве различной продукции и. т. д.
Наибольшие выбросы свинца в атмосферу происходит в следующих отраслях
производства:
. металлургическая промышленность. Причем на долю цветной
металлургии приходится 98% от общего выброса данной
промышленности;
. машиностроение. Точнее производство аккумуляторов;
. топливно-энергетический комплекс. Загрязнение среды обусловлено
производством этилированных бензинов;
. химический комплекс. Выбросы связаны с производством пигментов,
сиккативов, специальных стекол, смазок, антидетонационных присадок
к автомобильным бензинам, полимеризацией пластмасс и др.;
. стекольные предприятия;
. консервное производство;
. деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность
. предприятия оборонной промышленности;
По данным, в России в последние годы в связи с падением уровня
производства, динамика выбросов свинца в атмосферу от стационарных
источников имеет устойчивую тенденцию к снижению.
Нестационарные источники
Огромное влияние на загрязнение окружающей среды свинцом оказывает
автотранспорт. По данным ГВЦ УВД ГАИ в 1998 г. в России приблизительно
насчитывается 20,9 млн. автомобилей. И последние годы состав парка
автомобилей по видам используемого топлива практически не изменился.
Количество автомобилей, использующих газ в виде топлива, не превышает 2%.
Доля грузовых автомобилей с дизельным двигателем составляет в среднем 28%,
а автобусов – примерно 63%.
Использование этилированного бензина в авиации и ракетно-технической
промышленности также оказывает не малое воздействие на окружающую среду.
К нестационарным источникам поступления свинца в атмосферу следует
отнести охотничий промысел и любительскую охоту. (В частности загрязнение
среды свинцовой дробью.) Оценочные расчеты свидетельствуют о том, что в
целом по России ежегодно в водно-болотные угодья попадает до 1400т. свинца.
1.2 Загрязнение растительного и животного мира
Увеличение свинца в почве, как правило, но не всегда, ведет к его
накоплению растениями. В соответствии с этим содержание свинца в
растениях, выращенных в тяжелосуглинистых почвах, может достигать самой
высокой отметки. (7 мг/кг). Боле высокие концентрации свинца (до 1000
мг/кг) характерны для растительности на техногенно загрязненных
территориях. Так, например, в окрестностях металлургических предприятий,
рудников по добыче полиметаллов и, главным образом, вдоль автострад.
Размеры зоны влияния автотранспорта на экосистемы сильно меняются.
Ширина придорожных аномалий содержания свинца в почве может достигать 100-
150м. Лесные полосы вдоль дорого задерживают в своих кронах потоки свинца
от автотранспорта. В условиях города размеры свинцовых загрязнений
определяются условиями застройки и структурой зеленых насаждений. В сухую
погоду происходит накопление свинца на поверхности растений, но после
обильных дождей значительная его часть (до 45%) смывается.
На загрязненных свинцом почвах безопаснее всего выращивать зерновые
культуры. Возделывание в этих зонах овощей, кукурузы на силос, кормовых
трав может оказаться рискованным.
Аккумуляция свинца представителями животного мира зависит от
множества факторов и, в первую очередь, от их таксономической
принадлежности. Подтверждена прямая зависимость между уровнем загрязнения
атмосферного воздуха свинцом и степенью его накопления в организме
теплокровных животных, обитающих рядом с металлургическими производствами.
У беспозвоночных животных, имеющих твердые покровы, свинец в
наибольшей степени концентрируется в них. У позвоночных животных свинец в
наибольшей степени накапливается в костной ткани, у рыб - в гонадах, у птиц
- в перьях, у млекопитающих - в головном мозге и печени.
Систематические наблюдения за содержанием свинца в тканях животных на
территории России не проводились.
2. ВЛИЯНИЕ СВИНЦА НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ
2.1. Пути поступления свинца в организм человека
По степени воздействия на живые организмы свинец отнесен к классу
высокоопасных веществ наряду с мышьяком, кадмием, ртутью, селеном, цинком,
фтором и бензапиреном (ГОСТ 17.4.1.02-83).
Опасность свинца для человека определяется его значительной токсичностью и
способностью накапливаться в организме. Различные соединения свинца
обладают разной токсичностью: малотоксичен стеарин свинца; токсичны соли
неорганических кислот (хлорид свинца, сульфат свинца и др.); высокотоксичны
алкилированные соединения, в частности, тетраэтилсвинец. Однако на
практике, как правило, анализируется только общее содержание свинца в
различных компонентах окружающей среды, продовольственном сырье и пищевых
продуктах, без дифференциации на фракции и идентификации вида соединений.
В организм человека большая часть свинца поступает с продуктами
питания (от 40 до 70% в разных странах и по различным возрастным группам),
а также с питьевой водой, атмосферным воздухом, при курении, при случайном
попадании в пищевод кусочков свинец содержащей краски или загрязненной
свинцом почвы.
С атмосферным воздухом поступает незначительное количество свинца - всего 1-
2%, но при этом большая часть свинца абсорбируется в организме человека. В
атмосферном воздухе большинства городов, где Росгидрометом проводится
контроль над содержанием свинца, среднегодовая концентрация варьирует в
пределах 0,01-0,05 мкг/м3, что значительно ниже ПДК - 0,3 мкг/л. В таких
условиях живет ориентировочно до 44 млн. горожан. Около 10 млн. человек
проживает в городах с более высоким содержанием свинца - от 0,1 до 0,2
мкг/м3.
Более высокие концентрации свинца в атмосферном воздухе обнаружены при
проведении специальных исследований в городах с крупными промышленными
источниками эмиссии свинца - Белово, Владикавказ, Гусь-Хрустальный,
Екатеринбург и др. В этих городах проживает ориентировочно 2,5 млн.
горожан. Концентрации свинца в воздухе этих городов превышают ПДК в
несколько раз.
В питьевой воде различных стран мира содержание свинца изменяется в
пределах 1- 60 мкг/л и в большинстве европейских стран не превышает 20
мкг/л. В России данные о содержании свинца в питьевой воде крайне
немногочисленны. В питьевой воде его содержание варьирует в пределах 0,7-4
мкг/л. Возможно, что существует проблема загрязнения питьевых вод в районах
расположения плавильных заводов или мест складирования промышленных отходов
с высоким содержанием свинца.
Загрязненная свинцом почва является источником его поступления в
продовольственное сырье и непосредственно в организм человека, особенно
детей. Наиболее высокие концентрации свинца обнаруживаются в почве городов,
где расположены предприятия по выплавке свинца, производству
свинецсодержащих аккумуляторов или стекла.
В продовольственное сырье и пищевые продукты свинец может поступать из
почвы, воды, воздуха, кормов сельскохозяйственных животных по ходу пищевой
цепи. Кроме того, определенное значение имеет и возможность прямого
загрязнения при производстве готовых изделий. Наиболее высокие уровни
содержания свинца отмечаются в консервах в жестяной таре, рыбе свежей и
мороженной, пшеничных отрубях, желатине, моллюсках и ракообразных. Высокое
содержание свинца наблюдается в корнеплодах и других растительных
продуктах, выращенных на землях вблизи промышленных районов и вдоль дорог.
По данным о потреблении продуктов питания в Российской Федерации, на
основании материалов бюджетных обследований семей установлено, что
расчетное поступление свинца в среднем 1,25мг на одного чел. в неделю. В
некоторых промышленных городах поступление свинца с продуктами питания
несколько выше: у 10% обследуемого населения превышает величину 2 мг/чел. в
неделю. В суточном рационе детей в возрасте 1-3 года потребление свинца
составляет 14 мкг, в возрасте 4-6 лет - 64 мкг, 7-14 лет - 68 мкг и в
возрасте 14-17 лет -87 мкг, т.е. поступление свинца с продуктами питания
для детей до 7 лет изменяется в зависимости от возраста в пределах 14-68
мкг/сут. (табл. 1).
2.2. Группы повышенного риска воздействия свинца среди населения
Взрослое население
В России постепенно увеличивается численность контингентов, имеющих
профессиональный контакт со свинцом. По данным Российского информационно-
аналитического центра Госкомсанэпиднадзора России, случаи хронической
свинцовой интоксикации зафиксированы в 14 отраслях промышленности России.
Свинец вызывает обширные патологические изменения в нервной системе,
крови сосудах, активно влияет на синтез белка, энергетический обмен клетки
и ее генетический аппарат. Свинец подавляет ферментативные процессы
превращения порфиритов и кровообразование, ингибирует SH-содержащие
ферменты, холинэстеразу, различные АТФазы. Он угнетает окисление жирных
кислот, нарушает белковый, липидный и углеводный обмены, способен занимать
кальций в костях. Свинец нарушает деятельность сердечно-сосудистой системы,
вызывая изменения электрической и механической активности сердечной мышцы,
морфологические и биохимические изменения в миокарде с признаками
сосудистой дегенерации, повреждения мышечной стенки сосудов и нарушение
сосудистого тонуса.
Ведущими по числу случаев "сатурнизма" являются: электротехническая
промышленность (производство аккумуляторов), приборостроение, полиграфия,
цветная металлургия. В электротехнической промышленности, цветной
металлургии и машиностроении интоксикация обусловлена превышением ПДК
свинца в воздухе рабочей зоны в 20 и более раз.
Органические соединения свинца, например тетраэтилсвинец,
высокотоксичные для нервных тканей – они подавляют метаболизм глюкозы,
синтезы РНК и ДНК, повреждают миелиновые оболочки нервных клеток, что
сопровождается снижением скорости передачи нервного возбуждения.
Тетраэтилсвинец значительно изменяет метаболизм серотонина и норадреналина,
повышает уровень пирувата в крови, что ведет к нарушению снабжения мозга
кислородом.
Свинцовые отравления весьма различны в проявлениях и включают
психическое возбуждение, тревогу, ночные кошмары, галлюцинации, нарушение
памяти и интеллекта с симптоматикой распада личности. Очень опасны
неврологические нарушения у детей – гиперактивность, ухудшение показателей
психического развития, снижение работоспособности к обучению. Отравления
свинцом и его солями вызывает поражение десен, расстройство кишечника
заболевания почек. Соединения свинца обладают канцерогенностью и
генотоксичностью – они могут вызвать мутации, нарушая третичную структуру и
функции ферментов синтеза и репарации ДНК.
По результатам официальной статистики среди профессиональных
интоксикаций свинцовая занимает первое место.
Среди рабочих, страдающих от воздействия свинца, около 40% составляют
женщины. Для женщин свинец представляет особую опасность, так как этот
элемент обладает способностью проникать через плаценту и накапливаться в
грудном молоке. ВОЗ отмечает возможность риска спонтанных абортов при
концентрации свинца в крови беременных работниц 30 мкг/л и увеличения числа
хромосомных аберраций у рабочих при содержании свинца в крови свыше 80
мкг/л.
Свинец и здоровье детей
Основным показателем воздействия свинца на здоровье детей является
уровень его содержания в крови, причем происходит постоянный пересмотр
рекомендуемого нормативного содержания свинца в крови. Результаты ряда
крупных международных и национальных проектов подтвердили, что при
увеличении концентрации свинца в крови ребенка с 10 до 20 мкг/дл происходит
снижение коэффициента умственного развития (IQ).
Допустимый уровень содержания свинца в волосах - 8-9 мкг/г. Среди
детского населения, подвергающегося воздействию повышенных концентраций
свинца, наиболее высокие уровни его накопления отмечаются на территориях
вблизи металлургических и аккумуляторных производств, а также в зоне
влияния Чернобыльской катастрофы.
Эффекты воздействия cвинца на здоровье детского населения рассмотрены
по отдельным системам организма, на состояние которых этот металл оказывает
наиболее выраженное влияние.
Неврологические эффекты. У маленьких детей изменения психомоторных
реакций связывают с повышенным поступлением свинца в организм при
облизывании пальцев рук и игрушек, побывавших на загрязненной почве. Для
детей школьного возраста характерно изменение показателя IQ. Влияние свинца
проявляется также в изменениях двигательной активности, координации
движений, времени зрительной и слухомоторной реакции, слухового восприятия
и памяти. Эти изменения в психоневрологическом статусе ребенка возможны и в
более старшем возрасте, что выражается в трудностях обучения и поступления
в высшие учебные заведения.
Наиболее выражены изменения психоневрологического статуса у детей,
проживающих вблизи аккумуляторных заводов в городах С.- Петербурге и
Саратове и металлургических заводов в городах Белово и Красноуральск. В г.
Белово Кемеровской области (среднее содержание свинца в крови детей 9,9 ±
0,5 мкг/дл) показатель тревожности детей встречается чаще, чем в других
городах; болезни нервной системы у детей первого года жизни в этом городе
представлены преимущественно энцефалопатиями и судорожным синдромом, а у
детей старшего возраста (неврозами, энурезами, эписиндромом).
При длительном поступлении свинца возникают также нефрологические
эффекты. Так, среди детей дошкольного возраста, проживающих вблизи
Саранского электролампового завода, являющегося источником загрязнения
окружающей среды свинцом и ртутью, распространенность заболеваний мочевой
системы в 3 раза выше, чем в контрольном районе этого же города.
Воздействие свинца вызывает определенные изменения в сердечно-
сосудистой системе. Патогенез поражения сердца при действии свинца
связывается с поражением митохондрий, в частности с ингибированием
поглощения ионов кальция.
Загрязнение окружающей среды свинцом оказывает влияние на состояние
здоровья новорожденных. Новорожденные в городах Белово Кемеровской области
и Карабаш Челябинской области имеют более низкие показатели физического
развития, чем в контрольном районе. В другом городе с металлургическим
производством - Владикавказе - у женщин увеличено число случаев бесплодия,
самопроизвольных абортов, токсикозов, мертворождаемости и рождения детей с
уродствами: дефектами развития костно-суставной системы, врожденными
пороками сердца и др. Частота врожденных пороков развития выше среди детей,
родители которых работают на металлургическом комбинате. В этом же городе у
рабочих плавильных производств выявлено увеличение числа хромосомных
аберраций.
Следует отметить также недостаточность имеющейся информации о содержании
свинца в питьевой воде, что, несомненно, потребует дальнейшего изучения.
Необходима систематизация имеющихся данных о содержании свинца в питьевой
воде в различных регионах России.
Среднее прогнозное содержание свинца в крови детей для городов,
имеющих невысокое содержание свинца в окружающей среде близко к
контрольному нормативу (10 мкг/л). В городах с высоким содержанием свинца в
окружающей среде этот норматив может быть превышен почти вдвое.
Расчеты вклада путей поступления в формируемую свинцовую нагрузку для
детей, проживающих в городах России, показали преобладающую роль
загрязнения продуктов питания: более 85% от общего поступления свинца в
организм (табл. 1). Однако данные о загрязнении продуктов питания,
используемых в рационе детей в России, весьма противоречивы. Поэтому
необходим дополнительный анализ содержания свинца в продуктах питания.
Таблица 1
Пути поступления свинца в организм детей дошкольного возраста в городах
России
| Характеристика |Общее |Пути поступления свинца в организм,|
|городов |поступление, |% |
| |мкг/сут | |
| | |с |с |с почвой|с |
| | |воздухом|питьево|и пылью |продукта|
| | | |й водой| |ми |
| | | | | |питания |
|Города с |23-33 |0,3 |1,5 |11,3 |86,9 |
|относительно низким | | | | | |
|и средним уровнем | | | | | |
|загрязнения | | | | | |
|Города с повышенным |24-67 |0,7 |2,8 |10,7 |85,8 |
|уровнем загрязнения | | | | | |
| | | | | | |
Необходимо очень внимательно следить за содержанием свинца в
продуктах питания, чтобы предотвратить отравления свинцом, как в России,
так и во всем мире.
3. СВИНЕЦ В ПИЩЕВОМ СЫРЬЕ И ПРОДУКТАХ ПИТАНИЯ
Важнейшим источником свинца для человека служит питьевая вода.
Доказано, что повышение содержания свинца в воде обуславливает, как
правило, увеличение его концентрации в крови.
В настоящее время в качестве гигиенического норматива утверждена ПДК
свинца в питьевой воде на уровне 0,03 мг/л.
Комитет экспертов ФАО/ВОЗ установил, что допустимый еженедельный
прием свинца составляет 3 мг на человека, или около 7 мг/кг массы тела. Эти
значения были основаны на данных о токсичности для взрослых людей и на
предположении, что поглощается только 10% принятого с пищей свинца. Было
отмечено, что эта величина не относится к грудным и маленьким детям, так
как неизвестна степень отрицательного влияния свинца на них и не могли быть
установлены уровни приема.
Экспериментально доказаны факты аккумуляции свинца растениями,
произрастающими на почвах, загрязненных выбросами промышленных предприятий.
Концентрация свинца в таких растениях может превышать допустимые
концентрации от
|
