Валеология на уроках неорганической химии

Пособие для учителя к спецкурсу
«Химия и здоровье человека»

Элементы побочной подгруппы II группы (окончание)

Ртуть и здоровье человека

Ртуть – яд кумулятивного действия, способна накапливаться в организме, главным образом в жировых тканях, вызывает уродства у детей. Токсическая доза составляет 0,4 мг, летальная – 150–300 мг.

Токсические свойства ртути

В отличие от многих веществ, которые в газовой фазе находятся в форме двух-, трех- и четырехатомных молекул, ртуть существует в виде атомов Нg. Попадая в легкие, пары ртути проникают в кровеносную систему и вступают в химическое взаимодействие с белками-ферментами, биокатализаторами, которые осуществляют в нашем организме тысячи химических процессов. Одни ферменты, связавшись атомами ртути, теряют свои каталитические свойства, а другие – начинают ускорять реакции, продуктами которых являются вещества, отравляющие организм.

Так или иначе, каждый из нас имеет дело c ртутью. Всем нам приходится измерять температуру тела. Возможна такая ситуация, когда при измерении температуры градусник выпадает у вас из рук и... разбивается. Мельчайшие капельки ртути рассыпаются по полу. Обстоятельства осложняются, если это происходит в помещении, где паркетный пол: тогда капельки попадают в щели между планками. Концентрация ртути становится больше ПДК примерно в 100 раз. В этом случае необходимо выполнить ряд действий для предотвращения хронического отравления обитателей комнаты:

1. Собрать с помощью медной (латунной) проволоки (пластинки) или листочков фольги («серебряной», оловянной бумажки от конфет) вытекшую ртуть. К медной и оловянной поверхности жидкая ртуть, смачивая ее, прилипнет. Для этого также можно воспользоваться обыкновенной медицинской грушей. После сбора капель места, где могла задержаться ртуть, надо засыпать порошком серы или алюминиевой пылью или же залить раствором хлорида железа (III).
2. Поместить в стеклянную баночку все собранные шарики и отвезти на ближайшую санитарно-эпидемиологическую станцию.
3. Место, где находилась ртуть, протереть влажной тряпкой, после чего тщательно вымыть руки (а тряпку выбросить).

Опасность хронического отравления ртутью заключается в том, что человек в течение длительного времени не обнаруживает признаков расстройства здоровья. В это время и происходит развитие тех биологических изменений, результатом которых становятся тяжелые последствия, а именно: повышенная возбудимость, острые головные боли, общая слабость, повышенная утомляемость, прогрессирующее ослабление памяти, обмороки. Позже начинают дрожать руки, веки, в тяжелых случаях – ноги. Эти признаки хронического отравления ртутью могут сопровождаться разрыхлением десен, выпадением зубов и волос, расстройством пищеварительного тракта.

Организм детей и женщин более чувствителен к воздействию ртути, чем организм мужчин.

Арабские алхимики и врачи, не знавшие о пагубных последствиях нахождения в помещении со ртутью, заметили, что скорпионы покидают жилище, в котором разлита ртуть. Это происходит потому, что ферментные белки скорпиона отличаются от человеческих. Молекулы тканей скорпиона немедленно «ощущают» действие атомов ртути, например, на ферменты, обеспечивающие процесс дыхания. Было бы неплохо иметь и человеку такую «сигнальную систему раннего реагирования» на наличие в воздухе паров ртути. А пока ничтожное содержание ртути в воздухе лабораторий и промышленных предприятий химики определяют на основе чувствительных цветовых реакций.

Ртуть – единственный (в природных условиях) жидкий металл, который испаряется даже при комнатной температуре. Ее пары имеют свойство равномерно распространяться по всему объему, сорбируясь тканями, деревянными изделиями и материалами различных конструкций. При температуре выше 28 °С ртуть начинает испаряться и ее пары снова попадают в воздух. Поэтому ее действие всеобъемлюще: она загрязняет почву, воздух и воду.

Если металлическая ртуть по разным причинам попадает в организм человека, отравляющего эффекта не наблюдается. В литературе описывается случай, когда в кровь человека попало несколько миллилитров ртути. Жидкая ртуть в течение девяти лет обнаруживалась при рентгеноскопии в желудочке сердца и на поверхности легких. Но признаков ртутного отравления не наблюдалось.

Известно, что в старину заворот кишок лечили, давая больному выпить стакан ртути. Основная масса ртути, пройдя через кишечник, выводится из организма, но капельки ее задерживались в организме, не вызывая негативных последствий.

Возникает вопрос: как объяснить то обстоятельство, что инертный металл, встречающийся в природе в самородном виде, который в обычных условиях не окисляется кислородом, не взаимодействует с водой и щелочами, не растворяется в большинстве кислот (растворяется только в царской водке, горячей концентрированной H₂SO₄ и HNO₃), вдруг проявляет ядовитые свойства?

Необходимо различать действия металлической ртути, ее паров и солей.

Наиболее токсичны соли Hg²⁺, например сулема HgCl₂. Если в организм попадают соли Hg²⁺, то немедленно возникает рвота и наступает упадок сердечной деятельности, резкое понижение температуры тела и обморок.

Металлическая ртуть практически безвредна для живых существ, т. к. в организме процесс образования иона двухвалентной ртути Hg – 2e = Hg²⁺, который и может вызвать отравление, не происходит.

Токсичность паров ртути объясняется изменением химических свойств вещества при его измельчении, в предельном случае – атомизации вещества, которая является очень эффективным способом повышения его химической активности.

Соединения одновалентной ртути менее токсичны, чем соединения двухвалентной ртути.

Наиболее опасны для живого органические соединения ртути, например ионы метилмеркулхлорида CH₃HgCl.

Соединения одновалентной ртути обладают низкой растворимостью в воде, соединения двухвалентной ртути, напротив, водорастворимы. Ртутьорганические соединения хорошо растворяются в жирах. Диметилртуть (СН₃)₂Hg летуча и легко впитывается кожей.

Нахождение ртути в живых организмах

В молодых животных ртути меньше, чем в старых. В хищниках больше, чем в объектах, которыми они питаются. Особо «отличившиеся» рыбы – тунец – содержат до 0,7 мг/кг и более. Отсюда следует, что в питании не следует злоупотреблять хищной рыбой. В Японии сброс отходов промышленности в р. Агано и залив Минамата привел в 1960-х гг. к обогащению ртутью рыб, крабов и устриц. Употребление их в пищу вызвало сильнейшее отравление местных жителей. Рыбный промысел в заливе до сих пор запрещен, поскольку на дне моря лежит ~600 т ртути. «Накопителем» ртути являются почки животных (до 0,2 мг/кг). Но если при приготовлении почек их неоднократно вымачивать, меняя воду, и дважды их выварить, то можно снизить содержание ртути примерно в 2 раза.

В растительных продуктах ртуть больше всего содержится в орехах, в какао-бобах и шоколаде (до 0,1 мг/кг). В большинстве остальных продуктов содержание ртути не превышает 0,01–0,03 мг/кг. С пищей человек в сутки получает ее 20 мкг. Ртуть, попав в организм, сосредоточивается в почках и нарушает их нормальную деятельность.

С 1819 г. амальгаму (сплав ртути с каким-либо металлом, чаще всего с серебром, оловом или медью) применяют для пломбирования зубов. И до сих пор она остается лучшим материалом для лечения некоторых случаев кариеса. Немецкие стоматологи выяснили, каким образом она влияет на организм человека. Оказалось, что в день из пломбы в организм просачивается ~5 мкг ртути. Это количество безопасно в сравнении с тем, сколько ее поступает в организм при активном и пассивном курении.

При приеме препаратов ртути внутрь возникает острое отравление. Симптомы отравления обусловлены:

а) раздражающим и прижигающим действием соединений ртути на желудочно-кишечный тракт;
б) всасыванием (резорбцией) ионов ртути;
в) действием ртути на органы выделения.

Раздражающее и прижигающее действия препаратов ртути на слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта развиваются вскоре после приема препаратов внутрь. При этом появляются металлический вкус и чувство жжения во рту, боли в животе, тошнота и рвота (нередко с примесью крови), усиливается слюноотделение. В первые часы отравления в связи с резким раздражением желудочно-кишечного тракта и возникновением в нем острых болей может развиться шок.

Всасывание ионов ртути происходит уже в первые часы отравления и влияет на центральную нервную систему (вначале происходит ее возбуждение, судороги, затем ее угнетение), наблюдается нарушение деятельности сердечно-сосудистой системы (сердечная слабость, падение артериального давления, слабый и частый пульс) и функции почек (вначале усиление, затем уменьшение мочеотделения). Ионы ртути всасываются преимущественно слизистыми оболочками пищеварительного тракта и почками, в связи с чем у пострадавших развиваются стоматит, язвенный колит и поражение почек.

Действие ионов ртути на органы выделения развивается на 2-е–3-и сутки от момента приема яда.

Помощь при острых отравлениях препаратами ртути

1. Предпринять меры к удалению яда и предупреждению его всасывания из желудочно-кишечного тракта. Для этого пострадавшему необходимо дать внутрь молоко, яичный белок (для связывания ртути с белком).
2. Осторожно промыть желудок водой с активированным углем.
3. Принять внутрь активированный уголь и солевое слабительное (сульфат магния).
4. Для предупреждения всасывающего действия ионов ртути рекомендуется как можно раньше начать парентеральное (например, посредством инъекции) введение антидотов (противоядие). В качестве антидотов при отравлении ртутью используют унитиол и тиосульфат натрия. Принцип действия унитиола заключается в том, что этот антидот, являясь веществом, содержащим SH-группы (сульфгидрильные группы), связывает ионы ртути. Тем самым предупреждают блокирование ртутью SH-групп белков и ферментов организма. Действие тиосульфата натрия сводится к тому, что ионы ртути образуют с этим веществом неядовитые соли.

Знаете ли вы, что...

• В прошлом веке около 120 человек, производивших золочение Исаакиевского собора в Петербурге, получили смертельные отравления. Купола золотили, натирая металлическую кровлю амальгамой золота – раствором золота в ртути. Смертельное отравление было вызвано парами ртути, которыми ежедневно дышали рабочие. Это произошло потому, что рабочие и руководство плохо знали токсические свойства ртути и не обратили внимание на симптомы начавшегося отравления: отсутствие аппетита, головные боли и желудочные расстройства.
• В средние века отравление ртутью получило название «болезнь сумасшедшего шляпочника», т. к. заболевали мастера, применявшие ртутные препараты при изготовлении фетровых шляп.
• В 140 г. н. э. китайский алхимик Вый Поян занимался изготовлением «пилюль бессмертия». Их состав – сульфид ртути. Эти пилюли он принимал сам, давал их ученикам и своей любимой собаке. Все они, конечно, умерли.
• С увеличением кислотности воды в озере на 1 единицу рН концентрация ртути в тканях рыб повышается в среднем на 0,14 мг/кг. В Швеции и США рыболовам рекомендовано возвращать в озеро пойманную рыбу, если ее возраст более трех лет.
• Одним из широко распространенных источников ртути являются всем известные люминесцентные лампы. Одна такая лампа дневного света содержит ~150 мг ртути и, выброшенная на свалку и лишившаяся герметичности, способна загрязнить ртутью 500 тыс. м³ воздуха на уровне ПДК. Только московский завод ЗИЛ ежегодно отправлял на свалки 200 тыс. отработанных ртутных ламп.