Экотоксикология

Железо (Fe) является вторым наиболее распространенным металлом после алюминия и пятым по распространенности химическим элементом в земной коре.
Железо занимает важное место в практической деятельности людей. Без него не было бы цивилизации. Его используют больше других металлов в виде сплавов или в чистом виде. В развитии человечества был так называемый железный век. В настоящее время потребность в металле не снизилась, а даже возросла. Основным источником получения железа являются природные руды: гематит, магнетит, лимонит и сидерит.
Почти все пищевые продукты содержат железо в самых разных количествах. Железо является необходимым микроэлементом. Служба здравоохранения Великобритании рекомендует потребление железа с пищей мужчинам 10 мг/сут, а женщинам 12 мг/сут.
Несмотря на то что поглощение железа тщательно регулируется содержанием металла в организме, иногда оно может поглощаться в избыточном количестве. В результате этого металл накапливается в организме. При повышенном содержании железа в воздухе развивается болезнь сидероз, происходят значительные патологические изменения в легочной ткани, обнаруживаемые рентгенологически. У детей после случайного приема 0,5 г железа или 2,5 г сульфата железа наблюдалось состояние шока. Концентрация железа 7—35г/сут является летальной для человека, 200 мг/сут — токсичной.
Поэтому гигиеническими нормами предусматривается контроль содержания железа в пищевой продукции. Загрязнение пищевых продуктов железом может происходить через сырье, при контакте с металлическим оборудованием и тарой, что обусловливает соответствующие меры профилактики.

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).