Медь, цинк, олово и железо

Медь. Медь была одним из первых металлов, который человечество стало использовать в чистом виде. Это объясняется не только простотой ее извлечения из руд, но и тем, что медь находится в природе в чистом виде. С открытием бронзы (сплава меди с оловом) начался Бронзовый век.

Производство меди в мире достигает 20,24 млн т. Около половины меди используется в электротехнической и теплотехнической промышленности, для изготовления водопроводных и отопительных систем, варочного оборудования, в сельском хозяйстве и фармакологии.

Медь присутствует почти во всех пищевых продуктах. Суточная потребность взрослого человека в меди — 2,0—2,5 мг, т. е. 35—40 мкг/кг массы тела, детей — 80 мкг/кг. Однако, при нормальном содержании в пище молибдена и цинка — физиологических антагонистов меди — по оценке экспертов ФАО, суточное потребление меди может составлять не более 0,5 мг/кг массы тела (до 30 мг в рационе).

Потребление в пищу большого количества солей меди вызывает токсические эффекты у людей и животных. Они, как правило, обратимы. При случайном попадании больших количеств меди в организм людей, опрыскивающих виноградники бордоской смесью, проявляются симптомы поражения легких, которые гистологически напоминают силикоз. В некоторых случаях отмечена взаимосвязь между развитием рака легких и накоплением меди.

Летальной для человеческого организма является концентрация меди — 0,175—0,250 г/сутки.

Цинк. Цинковые руды широко распространены. В ряде западноевропейских стран, а также в России, США, Южной Африке и Австралии действуют цинковые рудники. Наибольшее значение имеют сульфидные цинковые руды.

Мировое производство цинка достигло 12,6 млн т.

Антропогенные источники вносят вклад в загрязнение атмосферного воздуха цинком вдвое больший, чем природные. Из техногенных источников основным загрязнителем окружающей среды цинком является цветная (около 50% общего выброса) и черная металлургия. Цинк выделяется из печей в виде пыли, дыма, пара.

Антропогенными факторами загрязнения цинком могут быть сточные воды с разных промышленных объектов (фабрики по производству минеральных красок, пергаментной бумаги, вискозного волокна и гальванические цехи).

Цинк присутствует во многих пищевых продуктах и напитках, особенно в продуктах растительного происхождения. Его содержание нормируется требованиями СанПиН.

Следует, однако, заметить, что цинк — один из важнейших микроэлементов, в котором нуждаются все растения и животные.

Цинк является микроэлементом, необходимым для нормального функционирования человеческого организма в малых дозах. Он входит в состав 40 металлоферментов, играющих важную роль в метаболизме нуклеиновых кислот и синтезе белков. Металлический цинк малотоксичен.

Однако есть и негативные стороны цинка, хлорид и сульфат этого элемента токсичны. Фосфид и оксид цинка ядовиты.

Цинк относится к веществам 2 класса опасности.

Цинк присутствует во многих пищевых продуктах и напитках, особенно в продуктах растительного происхождения.

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.

Ш Несколько случаев, описанных в литературе, происходили главным образом из-за использования железных сосудов с гальваническим цинковым покрытием. Так, на одном приеме 300 человек из 400 присутствующих отравились пищей, которая в течение ночи хранилась в сосудах с гальваническим покрытием.

Поэтому при изготовлении пищи с повышенной кислотностью нежелательно использовать емкости с цинковым покрытием, так как при этом металл может растворяться.

Поступление цинка в человеческий организм в концентрации 6 г/сутки может привести к летальному исходу.

Олово. Олово известно еще с древности. Задолго до проникновения римлян из Галлии в Британию корабли финикийских купцов заходили в порты Корнуэлла за редким и ценным металлом. Олово сплавляли с медью и получали бронзу.

Олово в микроколичествах содержится в большинстве почв, в промышленных масштабах его добывают в немногих районах земного шара. Основной рудой является касситерит. В настоящее время основным производителем является Малайзия.

Свыше половины добываемого олова идет на производство покрытий. Оловянные покрытия получают путем горячего лужения или погружения, а также путем гальванизации. Гальванические покрытия используются при изготовлении деталей для машиностроительной и электротехнической промышленности для обеспечения коррозионной устойчивости. Для этой же цели при производстве консервных банок используются мягкие стали с гальваническим покрытием. Однако при длительном хранении консервов олово может переходить в продукты и при накоплении в больших количествах отрицательно действует на организм. Поэтому жестяные банки после лужения дополнительно покрывают лаками, а количество олова в консервах контролируют. Срок хранения консервов, вырабатываемых в жестяной банке, устанавливают с учетом предупреждения накопления больших количеств олова (на 1 кг продукта — не более 200 мг для взрослых и 100 — для детей).

Высокая концентрация олова в пище может привести к острому отравлению.

Токсичная доза олова для человека составляет 5—7 мг/кг массы тела.

После употребления пищи с содержанием олова 250 мг/кг возникают тошнота, рвота и другие симптомы отравления.

Железо. Железо является вторым наиболее распространенным металлом после алюминия и пятым по распространенности химическим элементом в земной коре.

В практической деятельности людей железо занимает важное место. Без железа не было бы цивилизации. Оно используется 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.

Несмотря на то, что поглощение железа тщательно регулируется содержанием металла в организме, иногда может поглощаться избыточное количество железа. В результате этого металл накапливается в организме, развивается болезнь — сидероз. У детей после случайного приема 0,5 г железа или 2,5 г сульфата железа наблюдалось состояние шока.

Доза железа 7—35 г/сутки является летальной для человека, токсичной — 200 мг/сутки.