Загрязнение цинком, кобальтом, никелем, марганцем

И медью

Цинк – один из главных микроэлементов, он входит в состав ферментов, обуславливающих и регулирующих многие жизненные процессы, принимает участие в биосинтезе РНК и хлорофилла, участвует в углеводном и фосфатном обмене. Повышает жаро- и морозоустойчивость растений. При его недостатке в почве замедляется превращение неорганических фосфатов в органические соединения растений. Цинк входит в состав более 30 ферментов. При цинковом голодании в растениях накапливаются небелковые растворимые азотистые соединения (аминокислоты, амиды) и редуцирующие сахара, уменьшается содержание сахарозы, крахмала, увеличивается накопление органических кислот, снижается содержание ауксина. Влияние высоких концентраций цинка проявляется в синергическом действии, усиливая эффект других загрязнителей.

Содержится в земной коре в количестве 65 мг/кг, морской воде – 9–21 мкг/кг, организме взрослого человека 1,4–2,3 г.

Цинк участвует в многочисленных реакциях обмена веществ. Типичными симптомами недостаточности цинка являются замедление роста у детей, половой инфантилизм у подростков, нарушение вкуса (гипогезия) и обоняния (гипосмия) и др.

Суточная потребность в цинке взрослого человека составляет 15 мг, при беременности и лактации 20–25 мг. Цинк, содержащийся в растительных продуктах, менее доступен для организма, поскольку фитин растений и овощей связывает цинк (10% усвояемости), а из продуктов животного происхождения цинк усваивается на 40%. Содержание цинка в пищевых продуктах составляет, мг/кг: мясо 20–40, рыбопродукты 15–30, устрицы 60–1000, яйца 15–20, фрукты и овощи 5, картофель, морковь около 10, орехи, зерновые 25–30, мука высшего сорта 5–8, молоко 2–6 мг/л.

Цинк и его соединения малотоксичны, но возможны случаи интоксикации при нарушении использования пестицидов, небрежного терапевтического применения препаратов цинка. Признаками интоксикации являются тошнота, рвота, боль в животе, диарея. Цинк в присутствии мышьяка, кадмия, марганца, свинца в воздухе на цинковых предприятиях вызывает у рабочих «металлургическую» лихорадку.

Известны случаи отравлений пищей или напитками, хранившимися в железной оцинкованной посуде. Такие продукты содержали 200–600 мг/кг и более цинка, поэтому приготовление и хранение пищевых продуктов в оцинкованной посуде запрещено. ПДК цинка в питьевой воде составляет 5 мг/л, для водоемов рыбохозяйственного назначения 0,01 мг/л.

Источниками загрязнения кобальтом окружающей среды являются отходы и выбросы металлургических предприятий, сточные воды коммунального хозяйства. Кобальт в растениях концентрируется в генеративных органах, в пыльце и клубеньках бобовых культур, положительно действует на развитие клубеньковых бактерий, способствует накоплению витамина В у бобовых культур, лука, репы. Под действием кобальта улучшается диетическая ценность продукции в результате увеличения его содержания в растениях. Кобальт, накапливаясь в генеративных органах растений, способствует прорастанию пыльцы. Содержание кобальта в растительных тканях в пределах 15–50 мг/кг является избыточным или токсичным для растений. От недостатка кобальта в кормах страдают крупный рогатый скот, козы и овцы, что приводит к резкому снижению продуктивности животных (падение удоев молока и сокращение в нем витамина В₁₂). Оптимальная норма кобальта в кормах для нормальной регуляции функций у животных 0,07–1,7 мг/кг сухого вещества корма. Постоянный дефицит кобальта в кормах животных способствует эндемическому заболеванию – анобельтозу и авитаминозу В. Для данного заболевания характерно нарушение волосяного покрова (сухотка или «лизуха») и функций печени. При этом развивается анемия, приводящая при недостатке витамина В₁₂ к малокровию.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

«Определение кобальта в почве»

Кобальт (Со) является одним из наиболее важных физиологически активных ионов, кроме этого его соединения токсичны (предельно допустимая концентрация кобальта 5,0 мг/кг почвы), поэтому контроль за его содержанием в почве является актуальной задачей. Определение основано на извлечении кобальта из почвы ацетатно-натриевым буферным раствором, образовании окрашенного комплексного соединения кобальта с нитрозо-R-солью и измерении оптической плотности полученной фотометрической системы.

Оборудование и реактивы: спектрофотометр; посуда мерная стеклянная; аппарат для встряхивания; азотная кислота, пл. 1,4 г/см³; уксусная кис­лота ледяная, х.ч.; натрия цитрат (трехзамещенный), чда., 20 %-й раствор; натрия ацетат, ч.д.а., 40 %-й раствор; пероксид водорода; ацетатный буферный раствор с рН=4,7 (готовят 1 М растворы уксусной кислоты и ацетата натрия: 60 мл ледяной уксусной кислоты разбавляют дистиллированной водой до 1 л; 86 г безводного ацетата натрия растворяют в 1 л воды. Для получения буферного раствора с рН=4,7 500 мл 1 М раствора уксусной кислоты смешивают с 500 мл ацетата натрия); серная кислота пл. 1,84 г/см³.