ВЛИЯНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА СОСТОЯНИЕ ЗДОРОВЬЯ ЧЕЛОВЕКА — Студенческий научный форум

XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2021

ВЛИЯНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА СОСТОЯНИЕ ЗДОРОВЬЯ ЧЕЛОВЕКА

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

Введение. Тяжелые металлы на сегодняшний день представляют собой группу опасных загрязнителей, которым уделяется пристальное внимание, так как все химические соединения или элементы, которые выбрасываются в атмосферу в первую очередь в результате деятельности человека, являются загрязнителями воздуха. Тяжелые металлы, накапливаясь в организме человека даже в небольших дозах, оказывают негативное влияние на многие органы.

Плотность тяжелых металлов по классификации Н. Реймерса, 1992 г составляет более 5 г/ . Атомная масса более 40 единиц. К тяжелым металлам относят Pb , Cu , Zn , Ni , Cd , Co , Sb , Sn , Bi , Hg [1]. Для человека представляют опасность более 10 тяжелых металлов из-за того, что они токсичны и имеют широкий диапазон распространения. Самые токсичные металлы – ртуть, свинец, кадмий [2].

Тяжелые металлы являются естественными компонентами земной коры. Они не могут быть деградированы или уничтожены. В небольшой степени они проникают в наш организм через продукты питания, питьевую воду и воздух. Также тяжелые металлы поступают в организм через легкие и кожу. Некоторые тяжёлые металлы, например медь, селен, цинк необходимы для поддержания метаболизма человеческого тела. Однако при более высоких концентрациях они могут привести к отравлению [3].

Тяжелые металлы опасны тем, что могут накапливаться в растениях и тем самым являются компонентом пищевых цепей (растения являются продуцентами), через которые могут поступать в организм человека. Пример биологической цепи: почва (вода) – растение – животное – продукция – человек (рисунок 1) [1].

Рисунок 1 – Пути поступления тяжелых металлов в организм человека

Состояние здоровья человека напрямую зависит от окружающей среды, что доказывает актуальность решения проблем её загрязнения. Здоровье людей, которые живут в неблагоприятной среде (возле промышленных предприятий, у автотранспортных магистралей и др.) непосредственно находится под угрозой. Выбросы различных химических веществ приводят к нарушению физиологии и к ряду заболеваний, а самое опасное – к онкологиям. Накопление тяжелых металлов приводит к развитию злокачественных заболеваний, к появлению мутаций и рождению детей с нарушением развития. Больше всего от тяжелых металлов страдают дети, так как накопление токсичных свойств происходит еще на эмбриональном этапе онтогенеза. Нередко случаются летальные исходы [4].

Токсичные металлы, такие как мышьяк, кадмий, свинец и ртуть, находятся повсюду, они не оказывают положительного влияния на основные физиологические функции организма человека, напротив приводят к неинфекционным хроническим заболеваниям, что сокращает продолжительность жизни. Свойство тяжелых металлов оседать на стенках способствует засорению почечных каналов и каналов печени, что ослабляет фильтрацию и приводит к накоплению токсинов в организме.

Свинец – один из серьезно опасных токсичных загрязнителей, оказывающий влияние на нервную систему, кровь и почки. Нередко повышенная концентрация свинца приводит к развитию анемии. В результате накапливания свинца в организме происходит снижение умственных и трудовых способностей, расстройство поведения, отставание в развитии. Опасное влияние данный металл оказывает на ребенка, вызывая его умственную отсталость.

Большая концентрация кадмия оказывает влияние на легкие, кости, почки, нарушается метаболизм химических элементов, что приводит к их дефициту (железо, кальций, цинк, медь). Кадмий также ингибирует синтез белков, ДНК (что приводит к различным формам анемии), снижает ферментативная активность [5,6,7].

Ртуть, циркулируя по кровяному руслу, попадает в печень, почки и мозг, что способствует разрушению нервной оболочки, и приводит к блокированию функции проводимости нервных импульсов. Серьезное нарушение органов ЦНС приводит к потере слуха, зрения, обоняния, общему и церебральному параличу, деформации конечностей и смерти. Данный металл с трудом выводится из организма [7].

С помощью лабораторных исследований крови и мочи можно провести диагностику и выявить отравление ртутью, свинцом или кадмием, а также другими металлами. Людям, которые проживают на территориях подверженных техногенному загрязнению, особенно важно обратить внимание на проблему накопления тяжелых металлов.

Заключение. Чтобы снизить риск заболеваний человека, а особенно детей, необходимо уделять внимание экологическим проблемам накопления токсических веществ, а именно тяжелых металлов, в биосфере.

Список литературы:

1. Теплая Г. А. Тяжелые металлы как фактор загрязнения окружающей среды (обзор литературы). Журнал: Астраханский вестник экологического образования, 2013 г., с. 182-192 (дата обращения 07.05.2020)

2. Дезинтоксикация тяжелых металлов [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.pushkar-journal.com/2018/11/dezintoksikatsiya-yazhelykh-metallov.html (дата обращения 07.05.2020)

3. Heavy Metals [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.lenntech.com/processes/heavy/heavy-metals/heavy-metals.htm (дата обращения 14.05.2020)

4. Чикенева И.В. Последствия влияния тяжелых металлов на окружающую среду в зоне воздействия промышленных предприятий. Журнал: Научно-методический электронный журнал концепт, номер 12, 2013 г., с. 66-70 (дата обращения 07.05.2020)

5. Савченко О.В. Влияние загрязнения окружающей среды тяжёлыми металлами на здоровье детей дошкольного возраста. Журнал: Экология человека, номер 3, 2018 г., с. 16-20 (дата обращения 11.03.2021)

6. Вишневецкий В.Ю., Ледяева В.С. Экологическое прогнозирование загрязнения водных сред тяжелыми металлами. Журнал: Инженерный вестник дона, номер 4-2 (32), 2014 г., с.15 (дата обращения 11.03.2021)

7. Гулиева С. В., Керимова Р. Дж., Юсифова М. Ю. Влияние тяжелых металлов на биохимические процессы в организме человека. Журнал: Academy, номер 12 (39), 2018 г., с. 77-81 (дата обращения 12.03.2021)

Хеви-метал оболгали: на самом деле тяжелая музыка положительно влияет на здоровье своих поклонников

Из-за экстремального звучания и агрессивных текстов хеви-метал обычно ассоциируется со скандалами. Этот жанр обвиняли в оскорблении чувств верующих, массовых школьных расстрелах и провоцировании самоубийств. Но если это такое «плохое» направление, то почему у него до сих пор столько фанатов? И могут ли у него вообще быть негативные эффекты?

Есть много причин, по которым люди становятся фанатами того или иного музыкального жанра. Это может быть чувство единства: ты наслаждаешься звучанием, ассоциируешь себя с темой песни или хочешь выглядеть и действовать определенным образом. Для меня, подростка-интроверта, любовь к хеви-металу позволила почувствовать себя немного другим, отделиться от основной массы одноклассников, которые слушали попсу. Так я получал внутренний заряд уверенности. А еще мне очень нравилась тяжелая музыка.

Я увлекся хеви-металом в 14 или 15 лет: всё началось с альбома ZZ TOP, который мне записал дядя, синглов AC/DC и Bon Jovi. Чуть позже я зачитывался журналами Kerrang!, Metal Hammer, Metal Forces, RAW и на все деньги покупал новые альбомы. Еще я отращивал волосы и дважды выстригал себе маллет, надевал джинсовую куртку с заплатами (спасибо маме) и посещал концерты таких известных исполнителей, как Metallica и The Wildhearts, и местных бристольских групп, например, Frozen Food.

Спустя годы я обнаружил множество научных работ о тяжелой музыке и не раз обращался к ним в своих исследованиях влияния музыки на работоспособность. Кроме этого, я использовал треш-метал — более быстрое и агрессивное направление метала — для изучения того, чем отличается воздействие любимой музыки от влияния любой другой. Треш-метал использовался как раз из-за того, что он не нравился участникам эксперимента. Я обнаружил, что вне зависимости от предпочтений музыка деструктивно влияет на краткосрочную память, а если она ещё и не по душе, то нарушает трехмерное мышление (способность мысленно вращать объекты).

Другие ученые более конкретно изучали любовь к металу и его влияние на поведение. Действительно, тяжелая музыка негативно сказывается на самочувствии тех, кому она не нравится. В одном из исследований участники, которым не нравилась тяжелая музыка, слушали классику, метал, выбранные самостоятельно композиции или просто сидели в тишине после воздействия внешнего раздражителя. После хеви-метала участники показывали самый высокий уровень тревожности, а воздействие другой музыки или нахождение в тишине уменьшало чувство тревоги. Интересно, что частота биения сердца и дыхания сократились при всех условиях одинаково.

Углубляясь в различия между поклонниками и противниками тяжелой музыки, другие исследователи обнаружили, что люди, предпочитающие напряженную, мощную и неординарную музыку, проще принимают новый опыт и хуже признают чужой авторитет. Тем не менее, у некоторых наблюдается заниженная самооценка и ощущается потребность в осознании своей уникальности.

Кто-то может сделать вывод, что такое негативное поведение — результат влияния метала, но то же самое исследование показывает, что он может действовать расслабляюще. Да, в юношеском возрасте у фанатов тяжелой музыки может наблюдаться повышенный уровень депрессии и тревожности, но остаётся открытым вопрос: музыка притягивает людей в таком состоянии или провоцирует его.

Несмотря на жестокие тексты некоторых песен, недавнее исследование показывает, что чувствительность к сценам насилия не зависит от жанровых предпочтений, что опровергает мнение о негативных эффектах длительного увлечения тяжелой музыкой. Более того, в сравнении с любителями поп-музыки поклонники хеви-метала в юности чувствовали себя счастливее и проще адаптировались во взрослой жизни. Тяжелая музыка снижает уровень агрессии и усиливает положительные эмоции у своих поклонников — таким образом она является здоровым и функциональным способом обработки негативных эмоций.

Некоторые учёные проводят очень необычные исследования тяжелой музыки. Например, вы перестанете доверять друзьям-металлистам, когда узнаете, что после хеви-метала они добавляют другим людям в стакан с водой больше острого соуса, чем после обычной музыки.

Наконец, тяжелая музыка развивает научное мышление, но для этого мало её слушать. Преподаватели могут использовать в качестве учебных материалов утверждения, что определённый жанр провоцирует аморальное и жестокое поведение. Такие обвинения выдвигали против Cradle of Filth, Оззи Осборна, Мэрлин Мэнсона и многих других, и они отлично иллюстрируют когнитивные искажения, логические и исследовательские ошибки, помогая студентам развить аналитические способности.

Итак, камрады, неважно, мчитесь ли вы по шоссе в ад или поднимаетесь по лестнице в рай, держитесь за свой путь. Музыка даст вам почувствовать, что всё остальное не имеет значения. И для этого просто нужно врубить на полную и орать во всю глотку. Dig.

Тяжелые металлы – перечень, свойства и риски элементов

Официально такой группы химических элементов не существует. Однако металлурги, аграрии, особенно экологи, оперируют понятием «тяжелые металлы». Этот сегмент привлекает повышенное внимание.

Что представляют собой

Термин «тяжелые металлы» еще двести лет назад пытался ввести в научный оборот немецкий химик Лео Гмелин.

Однако в номенклатуре Международного союза, курирующего вопросы теории и практики химии (IUPAC), такое подразделение отсутствует.

Промышленность

В академических и промышленных кругах циркулирует четыре десятка критериев, по которым металл признается тяжелым.

Самые популярные основания:

• Атомный номер выше 50.
• Плотность 5+ г/см3.

На практике чаще востребован второй критерий.

То есть к тяжелым металлам относятся элементы с плотностью, превышающей 5 г/см3.

В соответствии с ним таковыми считаются:

• Традиционные: железо, медь, хром, марганец, кобальт, олово, свинец, никель, цинк.
• Менее известные: кадмий, молибден, вольфрам, сурьма. Плюс экзотика – галлий, теллур.
• И самые коварные – ртуть, таллий, висмут.

На бытовом уровне они считаются токсичными элементами. Подобное отождествление некорректно.

Не каждый тяжелый металл токсичен, но таким способно стать при благоприятных условиях безобидное вещество.

Экология, медицина

У экологов и врачей свои подходы. Для них тяжелыми металлами являются особо значимые (полезные либо опасные) для биологических организмов элементы.

Суровее критерии Организации Объединенных наций (ООН). В соответствии с ее экологической доктриной, тяжелыми считаются стабильные металлы либо металлоиды, их соединения (особенно соли тяжелых металлов) с плотностью более 4,5 г/см3.

Критерий действует с 1998 года.

Классификация

Кроме плотности, маркером принадлежности к группе служат температура плавления, степень использования, другие свойства.

На основании этого выделяют следующие виды тяжелых металлов:

– цинк, медь, олово, свинец, никель. – железо.
• Редкие – галлий, висмут, таллий, кадмий. – молибден, вольфрам, хром. – кадмий, кобальт, свинец, ртуть, олово, галлий, таллий, висмут.

Самый тяжелый металл планеты – иридий. Кубик с ребром в 1 см весит 22,6 грамма. Но вещество попадает на Землю только с метеоритами.

Иридий

В сегменте обычных земных «тяжеловесов» лидирует вольфрам – он на три грамма легче. Это восьмая позиция среди металлов.

Откуда берутся

Естественных поставщиков тяжелых металлов четыре:

1. Горное сырье. Чаще это магматические либо осадочные породы.
2. Породообразующие минералы. У меди, например, это малахит и другие минералы.
3. Вулканы. Частицы вещества извергаются попутно с вулканическими продуктами (газами, гейзерами).

Еще один источник – Вселенная. Вещество заносится в стратосферу метеоритами либо облаками космической пыли.

Получение продукта

На большинстве металлургических комбинатах сырье плавят в доменных и мартеновских печах. Это оборудование из позапрошлого века делает процесс тяжелым, опасным для экологии и человека.

Внедрение « зеленых » технологий продвигается медленно, поскольку требует инвестиций.

Результат недостаточной очистки отходов производства – высокое содержание вредных компонентов. Следствие – загрязнение почвы, воды, воздуха.

Влияние на экологию

Особо опасные загрязнители биосферы – именно тяжелые металлы. Самая вредная форма соединений – соли.

Пути поступления

Загрязнение биосферы происходит следующими способами:

1. Металлургия. Выбросы в процессе плавки, обжига. Вымывание тяжелых веществ из отвалов месторождений либо меткомбинатов водой, выветривание.
2. Агросектор. Полив плантаций, удобрение полей илом бытовых стоков либо пестицидами.
3. Быт. Использование как топлива торфа, угля, другого сырья.
4. Автобаны. Свинцом, цинком, кадмием насыщены обочины автострад.

Свинец пропитывает почву минимум на 100 м по обе стороны дороги.

Свинец

Способы очищения

Почва очищается от такого груза десятилетиями, иногда столетиями.

Концентрация цинка уменьшается наполовину спустя столетие, кадмию требуется вдвое меньше.

Медь исчезает через три столетия, свинец – через десять:

• Токсичные соединения растворяются в воде.
• В почве процесс активируют влажность и растительность.

Флора вытягивает «свои» металлы. Так, лишайники «кушают» цинк, никель, медь.

Самородная медь

Токсичность тяжелых металлов возрастает с увеличением атомного номера.

Воздействие на человека

Влияние большинства таких веществ двояко:

• Микродозы цинка, железа, меди задействованы в биологических процессах. Например, поддержании уровня гемоглобина в крови.
• Превышение микродоз опасно: тормозится работа нервной системы, сердца, почек, других органов. Разрушается скелет, идет разбалансировка жизненных процессов.
• Токсичны бесполезные свинец, ртуть.

Отравление организма внешне проявляется как тошнота, рвота, головная боль, нарушение координации движений. Плюс более тяжелые последствия, до летального исхода.

В зоне риска следующие категории:

• Работники меткомбинатов.
• Жители мегаполисов, окрестностей автострад.
• Потребители продуктов со стихийных рынков (не прошедших санитарный контроль).

Уровень загрязненности территории экологи определяют благодаря местным животным.

Чуткие «индикаторы» загрязненности на европейской части – лоси, мышь-полевка, кроты, бурый мишка.

Источник https://scienceforum.ru/2021/article/2018028162

Источник https://habr.com/ru/post/463489/

Источник https://jgems.ru/metally/tyazhelye