Экотоксикология

ЦИНК
Мировое производство цинка (Zn) составляет 5,5 млн т/год. В течение многих веков цинк использовался главным образом для получения латуни, которая широко применяется для изготовления кухонной утвари и оборудования пищевых предприятий. Оксид цинка применяется при производстве резины и белого пигмента, а также электрических батареек.
Цинк присутствует во многих пищевых продуктах, особенно растительного происхождения, и напитках. В настоящее время установлено, что человеку с пищей необходимо получать цинк. Во многих странах существуют рекомендации по суточной норме потребления этого металла. Цинк участвует в ряде важных биологических процессов, особенно ферментативных. Однако избыток цинка оказывает токсическое воздействие на организм.
Вдыхание окиси цинка вызывает развитие «литейной лихорадки». При этом появляется сладкий вкус во рту, затем через несколько часов развиваются озноб, общее недомогание, головная боль, сухой кашель, загрудинные боли, температура тела повышается до 39—40 °С. Поступающие с пищей токсические дозы солей цинка действуют на желудочно-кишечный тракт. Это приводит к острому, но излечимому заболеванию, сопровождающемуся тошнотой, рвотой, болями в желудке, коликами и диареей. При приготовлении пищи с повышенной кислотностью нежелательно использовать емкости с цинковым покрытием, так как при этом металл может растворяться. Поступление цинка в организм человека в дозе 6 г/сут может привести к летальному исходу.
ПДК цинка в основных пищевых продуктах в соответствии с требованиями СанПиН 2.3.2.1078—01 составляет в печени рыб, яичном порошке 200 мг/кг; мясе, яйцах, сырах, зерне, крупах, муке, шоколаде — 50—70; рыбе, твороге, хлебе, кондитерских изделиях — 30—40; овощах, фруктах, поваренной соли, грибах — 10—-20; молоке, питьевой воде — 5 мг/кг. ПДК оксида цинка в воздухе — 0,5 мг/м3.

К жизненно важным для растений микроэлементам относятся В, Со, Си, Fe, Mn, Mo, Si, Zn; к металлам, необходимым в питании животных и человека, — Со, Си, Fe, I, Mn, Mo, Ni, Si, V, Zn. Микроэлементы участвуют в таких важнейших биохимических процессах, как дыхание (Fe, Си, Zn, Mn, Co), фотосинтез (Мз, Си), синтез белков (Мз, Со, Си, Ni, Cr), кроветворение (Fe, Co, Си, Mn, Ni, Zn), белковый, углеводный и жировой обмен веществ (Мо, V, Со, Mn, Zn, W), синтез гумуса (Си), фиксация и ассимиляция некоторых важных питательных веществ (например, азота, серы). Си, Fe, Mn, Zn активируют ферменты или входят в состав коферментов, участвующих в переносе электронов. Си, Со, Fe, Мо катализируют изменения валентности в веществах субстрата. В допустимых концентрациях микроэлементы выполняют многие жизненно важные функции в клетках живых организмов. Кобальт принимает участие в симбиотической фиксации азота, стимулировании окислительно-восстановительных реакций при синтезе хлорофилла. Медь участвует в процессах окисления, фотосинтеза, метаболизма протеинов и углеводов. Железо играет важную роль в процессах фотосинтеза, фиксации азота, окислительно-восстановительных реакциях. С участием марганца осуществляется фотопродукция кислорода в хлоропластах. Цинк — важный компонент метаболизма углеводов и белков в клетке.
С недостатком меди связаны суховершинность плодовых деревьев, нарушение координации движений у овец и крупного рогатого скота; избыток меди и цинка приводит к малокровию у животных. При недостатке цинка развиваются розеточная болезнь плодовых деревьев, пятнистость листьев у цитрусовых, побеление верхушки у кукурузы, прекращение роста, утолщение кожи у животных. Избыточное содержание стронция в почвах приводит к образованию у растений уродливых форм. При молибденовой недостаточности установлено появление пятнистости и свертывания листьев у томата. Недостаток марганца приводит к заболеванию хлорозом бобовых, овса, сахарной свеклы. Азотфиксацию у бобовых стимулируют молибден, кобальт и ванадий.
Предельные фитотоксичные для растений концентрации микроэлементов в поверхностном слое почвы по разным литературным источникам составляют для Т1 — 1, Ag — 2, Hg — 0,3—5, Cd — 3-8, Mo-4-10, Se-5-10, Be-10, As-15-50, Co-25-50, Sb, Sn-50, V-50-100, Cr-75-100, Ni-100, Cu- 60-125, Zn - 70-400, Pb - 100-400, F - 200-1000, Mn - 1500-3000 мг/кг сухой массы. У сельскохозяйственных растений As в избыточном количестве вызывает появление красно-бурых некротических точек на старых листьях, пожелтение или покоричневение корней, В — хлороз краев и концов листьев, Со — межжилковый хлороз молодых листьев, побеление краев и кончиков листьев, Сг — хлороз молодых листьев, Си — темно-зеленую окраску листьев, появление толстых, похожих на колючую проволоку корней, Fe — темно-зеленую окраску листьев, Zn — хлороз и некроз концов листьев, межжилковый некроз молодых листьев, повреждение корней, похожих на колючую проволоку. Наиболее чувствительны к Мо, Ni, Zn злаки, Fe — рис, табак, Си — злаки и бобовые. В условиях лесостепного и степного Поволжья Fe, Mn, Rb, Sr, Ti, As, Cd, Cu, Ni, Pb, Zn, Hg могут накапливаться в растениях в количествах, превышающих ПДК для растительных кормов и продуктов питания для человека, а также в фитотоксичных концентрациях (Матвеев, Павловский, Прохорова, 1997).