Биологическая роль и токсикологическое влияние тяжелых металлов

В последние годы все сильнее подтверждается важная биологическая роль большинства металлов. Многочисленными исследованиями установлено, что влияние металлов весьма разнообразно и зависит от содержания в окружающей среде и степени нуждаемости в них микроорганизмов, растений, животных и человека [23].

Фитотоксичное действие ТМ проявляется, как правило, при высоком уровне техногенного загрязнения ими почв и во многом зависит от свойств и особенностей поведения конкретного металла. Однако, в природе ионы металлов редко встречаются изолированно друг от друга. Поэтому разнообразные комбинативные сочетания и концентрации разных металлов в среде приводят к изменениям свойств отдельных элементов в результате их синергического или антагонистического воздействия на живые организмы. Например, смесь цинка и меди в пять раз токсичнее, чем арифметически полученная сумма их токсичности, что обусловлено синергизмом при совместном влиянии этих элементов. Подобным образом действует и смесь цинка с никелем. Однако существуют наборы металлов, совместное действие которых проявляется аддитивно. Ярким примером этого являются цинк и кадмий, проявляющие взаимный физиологический антагонизм. Очевидны проявления синергизма и антагонизма металлов и в их многокомпонентых смесях. Поэтому суммарный токсикологический эффект от загрязнения среды ТМ зависит не только от набора и уровня содержания конкретных элементов, но и особенностей их взаимного воздействия на биоту. Таким образом, влияние ТМ на живые организмы весьма разнообразно. Это обусловлено, во-первых, химическими особенностями металлов, во-вторых, отношением к ним организмов и, в-третьих, условиями окружающей среды. Влияние токсичных концентраций ТМ на растения приведено в таблице 2 [22], а на здоровье человека и животных - в таблице 3 [24].

Таблица 2

Влияние токсичных концентраций некоторых тяжелых металлов на растения

Элемент

Концентрация в почве, мг/кг

Реакция растений на повышенные концентрации ТМ

Pb

100-500

Ингибирование дыхания и подавление процесса фотосинтеза

Cd

1-13

Нарушение активности ферментов, процессов транспирации и фиксации СО2, торможение фотосинтеза, ингибирование биологического восстановления NО2 до NО, затруднение поступления и метаболизма в растениях ряда элементов питания. Внешние симптомы - задержка роста, повреждение корневой системы, хлороз листьев

Zn

140-250

Хлороз молодых листьев

Cr

200-500

Ухудшение роста и развития растений, увядание надземной части, повреждение корневой системы, хлороз молодых листьев, резкое снижение содержания в растениях большинства незаменимых макро- и микроэлементов (К, Р, Fe, Mn, Cu, B и др.)

Ni

30-100 (подвижная форма)

Подавление процессов фотосинтеза и транспирации, появление признаков хлороза

Таблица 3

Влияние загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами на здоровье человека и животных

Элемент

Характерные заболевания при высоких концентрациях ТМ в организме

Pb

Повышение смертности от сердечно-сосудистых заболеваний, рост общей заболеваемости, изменения в легких детей, поражения органов кроветворения, нервной и сердечно-сосудистой системы, печени, почек, нарушения течения беременности, родов, врожденных уродств. Угнетение активности многих ферментов, нарушение процессов метаболизма

Cd

Нарушения функций почек, ингибирование синтеза ДНК, белков и нуклеиновых кислот, снижение активности ферментов, замедление поступления и обмена других микроэлементов (Zn, Cu, Se, Fe), что может вызывать их дефицит в организме

Zn

Изменение морфологического состава крови, злокачественные образования; у животных - снижение прирост живой массы, депрессия в поведении, возможность абортов

Cu

Увеличение смертности от рака органов дыхания

Cr

Изменение иммунологической реакции организма, снижение репаративных процессов в клетках, ингибирование ферментов, поражение печени

Ni

Нарушение синтеза белка, РНК и ДНК, развитие выраженных повреждений во многих органах и тканях

Перейти на страницу: 1 2 3


Другие статьи

Экологическая безопасность транспортных потоков
Человечество как биологический вид и социальная общность неразрывно связано с процессами, происходящими в окружающей среде, и во все возрастающих масштабах черпает из нее ресурсы, загрязняет отходами, продуктами жизнедеятельности. Все происходит в тончайшем слое «жизне ...

 
 
 

2018 Копирайт : www.ecologyreality.ru