Toxikológia és Ökotoxikológia X. A) Ásványi és nem ásványi elemek: A C, H, O és N kivételével az összes többi esszenciális elemet ásványi elemként szokták említeni. B) Fémes és nem fémes elemek Fémes elemek: K, Ca, Mg, Na, Fe, Zn, Mn, Cu, Mo, Co, V Nemfémes elemek: N, P, S, B, Cl, Si 1.) Szerves vagy szervetlen vegyületek alkotója: N, S, P, Ca, B, Fe, Mg 2.) Aktivátor, koenzim vagy enzimrendszerek prosztetikus csoportjának alkotója: K, Mg, Ca, Fe, Zn, Mn, Cu, Mo, Na és Cl 3.) Redox rendszerekben töltéshordozó ill. átvivő: P, S, Fe, Mn, Cu, Mo 4.) Ozmoregulátor és sejtek elektrokémiai egyensúlyának szabályzója: K, Na, Cl A növényi, állati és emberi szervezet táplálkozás élettani hatása alapján jelentős különbségek vannak! pl. Co, Ti, Cs Co, Cr, Ni, V, Sn, Ti, Sr, Li, Cs, F, I, Se, Si 1
Nehézfém: fémes tulajdonságokkal rendelkező kémiai elemek nem pontosan meghatározott csoportjára utal; nagyjából az átmenetifémek, egyes félfémek, lantanoidák és aktinoidák tartoznak bele. A toxikusság alapján meghatározott nehézfémek szinonimája a mérgező fém vagy toxikus fém. Az élőlényeknek egyes nehézfémekre különböző mértékben szükségük van: a vas, a kobalt, a mangán, a molibdén és a cink az ember számára szükséges elemek, melyekből a túlzott bevitel káros is lehet. Más nehézfémek, mint a higany, plutónium vagy ólom mérgező fémek, melyeknek nincs ismert élettani funkciójuk, felhalmozódásuk súlyos betegségekhez vezethet. Egyes, általában toxikus elemek bizonyos szervezetek számára hasznosak lehetnek; ilyenek pl. a vanádium, a volfrám és a kadmium is. Arzén Ólom Higany Kadmium Króm 2
LD50 (mg/kg) Arzén(III)-oxide 34.5 Nátrium-arzenit 4.5 Nátrium-arzenát 16 Monometil-arzénessav 1 800 Dimetil-arzénessav 1 200 Trimetil-arzin 8 000 Arzeno-betain 10 000 Marsh angol vegyész 1836-ban publikálta ezt a módszert az arzén kimutatására. Rendkívül érzékeny módszernek bizonyult, 50 µg arzén kimutatható volt vele. A tünetek először gyomorrontásra utalnak. Gyomorfájdalom, hányás, szédülés, fejfájás, hidegrázás, gyengeségérzés, hányinger, vizes hasmenés cafatos véres nyálkahártya-leválással, a vázizmok görcseivel. 8-12 óra elteltével kialakulnak a jellegzetes bronzszínű bőrelszíneződések. Ezek részben a vörösvérsejtek arzén hatására átalakult hemoglobintartalmára vezethetőek vissza, részben a széteső vörösvérsejtekre A világon sok helyen az ivóvíz arzéntartalma veszélyesen nagy, így a probléma sok embert érint. A réz, cink és ólom bányák és ércfeldolgozó üzemek környezetében a levegőben az arzéntartalmú porok koncentrációja tízszer magasabb, mint másutt. Gyártanak belőle növényvédő szereket, ötvözeteket valamint elemek, üvegtárgyak és félvezetők készítésénél használják 3
a WHO javaslatára Bangladesben a felszíni és talajvíz bázisú ivóvízkészlet bakteriális szennyezettsége miatt igyekeztek áttérni a rétegvízre, mint ivóvízforrásra. Bangladesben a világon talán a legsúlyosabb a helyzet. 50 ppb-t meghaladó arzén koncentrációjú ivóvíznyerő kutak gyakorisága Bangladesben < 5 % 5-20 % 20-45 % 45-70 % 70-100 % nincs adat 4
Elemi ólom (Pb) Galenit galenit (ólomszulfid, PbS) Cerrusit (ólom-karbonát, PbCO 3 ) Anglesit (ólom-szulfát, PbSO 4 ) Alvászavar Émelygés, étvágytalanság, hányinger. Szédülés és fejfájás Izomgyengeség Sápadtság Szokatlan vérnyomásértékek Remegés 5
higany-oxid higany(i)- és a higany(ii)-klorid higany-nitrát Minamata-öböl Chisso 50-es évek elején Japán, Minamatában sok lakos idegrendszeri elváltozásokat tapasztalt higanymérgezést állapítottak meg. Chisso vegyigyár éveken keresztül vezette a magas higanytartalmú szennyezését (higany-szulfát formájában) a Minamata-öbölbe Feltételezés: a higany-szulfát vízben rosszul oldódik az üledékben örökre eltemetődik. Kimutatták, hogy ez a vegyület még rosszabbul oldódó higany-szulfiddá redukálódott az üledékben található baktériumok erősen toxikus metil-higany kationná alakították át. 6
Hg koncentráció HALEVŐ MADARAKBAN 5000 ppb NAGY HALAKBAN 500-1000 ppb KIS HALAKBAN 2-200 ppb ZOOPLANKTONBAN 2-20 ppb VÍZBEN 0.001-0.005 ppb édesvizekben 0.07 µgl -1 szennyezetlen folyóvizekben 0.0001-1 µgl -1 szennyezett folyóvizekben >1 µgl -1 ivóvízben meghatározott max. >1 µgl -1 óceánokban felszínhez közel 10-30 ngl -1 óceánokban mélységekben 70-1100 ngl -1 7
Krónikus kadmium mérgezés jellemző és súlyos esete. A bányából kifolyó szennyezett víz a folyóba került, s ezt a folyóvizet használták a rizsföldek elárasztására. A gabonafélék, különösen a rizs (de a búza is!) a cinkkel mutatott hasonlósága miatt könnyen felveszik a kadmiumot a talajból, az öntözővízből. a Sziklás Hegységben a madaraknak 46 %-ának a veséjében 100 ppm feletti kadmium szintet mutattak ki. A madarakkal foglalkozó szakemberek szerint gyakori az erős csontritkulásból adódó csonttörés, amit a röntgenfelvételek is igazolnak. 8
károsítja a sejteket, mint anion könnyen bejut a sejtekbe, erős oxidáló hatása miatt akár a DNS-t is károsíthatja, erre vezethető vissza a mutagén és karcinogén hatása is Az acélgyártás és fémfeldolgozás, valamint a különböző kromátok előállításából és alkalmazásából származik A talajok krómterheléséhez hozzájárulnak az ipari és kommunális hulladékok (szennyvizek, szennyvíziszapok) nem megfelelő kezelése és talajon történő elhelyezése. A légkörben megjelenő antropogén eredetű króm forrásai a szén- és olajtüzeléses technikák alkalmazása. http://w3.georgikon.hu/ppss/document/sardi/tala jtan_es_agrokemia/03_tapelemek_es_szerepuk_tap a_diagnosztika.pdf Prokisch, J. 2010. AZ ÖT LEGVESZÉLYESEBB MÉRGEZŐ FÉM A KÖRNYEZETÜNKBEN: ARZÉN, ÓLOM, HIGANY, KADMIUM ÉS KRÓM(VI). Dr. Aliment kft. Debrecen 9