Загрязнение ртутью

В общем, экологическое значение тяжелых металлов или других устойчивых токсинов в цепи питания можно продемонстрировать на примере ртути – первого металла, для которого было обнаружено биоконцентрирование.

В 1953 году в Японии у 121 жителя побережья в бухте Минамата было обнаружено заболевание, сопровождающееся ломотой в суставах, нарушением слуха и зрения. Это заболевание, вошедшее в литературу под названием «болезнь Минамата», закончилось смертью почти для трети больных. Расследование установило, что на ацетиленовом производстве ртутные отходы сбрасывались в реку, впадающую в бухту. Ртуть микробиологическим путем превращалась в метилртуть

Hg → CH₃Hg⁺ → (CH₃)₂Hg.

Метилртуть по пищевой цепи через планктон, моллюсков и рыб, в конце концов, попадала на стол в пищу. В этом цикле ртуть постепенно концентрировалась, и в конце цепи, дойдя до человека, достигала токсичной концентрации.

Ртуть – один из самых опасных и высокотоксичных элементов. Благодаря своим физико-химическим свойствам – растворимости, летучести – ртуть и ее соединения широко распространены в природе. В земной коре ее содержание составляет 500 мкг/кг, морской воде около 0,03 мкг/кг. В организме взрослого человека – около 13 мг, однако необходимость ее для процессов жизнедеятельности не доказана.

Распределение и миграция ртути в окружающей среде осуществляется в виде круговорота двух типов:

- перенос паров элементной ртути от наземных источников в мировой океан;

- циркуляция соединений ртути, образуемых в процессе жизнедеятельности бактерий.

Загрязнение пищевых продуктов ртутью может происходить в результате:

- естественного процесса испарения из земной коры в количестве 25–125 тыс. т ежегодно;

- использования ртути в народном хозяйстве – производство хлора и щелочей, амальгамная металлургия, электротехническая промышленность, медицина и стоматология, сельское хозяйство, например применение каломели (HgCl₂) в качестве антисептика, раствора сулемы (HgCl₂) для дезинфекции, ртутной серной мази при кожных заболеваниях, фунгицидов (алкилированные соединения ртути) – для протравливания семян.

Второй тип круговорота, связанный с метилированием неорганической ртути, является наиболее опасным, поскольку приводит к образованию метилртути, диметилртути и др. Метилирование ртути осуществляют аэробные и анаэробные микробы, а также микромицеты, обитающие в почве, в верхнем слое донных отложений водоемов. Токсичность ртути зависит от вида ее соединений, которые по-разному всасываются, метаболизируются и выводятся из организма. Наиболее токсичны алкилртутные соединения с короткой цепью – метилртуть и этилртуть. Резорбция неорганических соединений в пищеварительном канале составляет 2–15%, органических 50–95%. Неорганические соединения выделяются преимущественно с мочой, органические – с желчью и калом. Период полувыведения из организма неорганических соединений 40 суток, органических – 76.

Фоновое содержание ртути в съедобных частях сельскохозяйственных растений обычно составляет от 2 до 20 мкг/кг. Среднее содержание, мкг/кг: в овощах 3–59, фруктах 10–24, бобовых 8–16, зерновых 10–103. Наибольшая концентрация ртути обнаружена в шляпочных грибах – 6–447 мкг/кг, в перезрелых грибах до 2000 мкг/кг. В отличие от растений, в грибах может синтезироваться метилртуть. Фоновое содержание в продуктах животноводства составляет, мкг/кг: мясо 6–20, печень 20–35, почки 20–70, молоко 2–12, коровье масло 2–5, яйца 2–15.

Мясо рыбы отличается наибольшей концентрацией ртути и ее соединений, которые активно аккумулируются в организме из воды и корма, содержащих другие гидробионты, богатые ртутью. Организм рыб способен синтезировать метилртуть, которая накапливается в печени при достаточном содержании в корме цианокобаламина (витамина В₁₂). У некоторых видов рыб в мышцах содержится белок металлотионеин, с которым ртуть и другие металлы образуют комплексные соединения и накапливаются в организме. У таких рыб содержание ртути достигает 500–20000 мкг/кг (рыба-сабля) или 5000–14000 мкг/кг (тихоокеанский марлин).

При варке рыбы и мяса концентрация ртути в них снижается, при аналогичной обработке грибов – остается без изменений. Это объясняется тем, что в грибах ртуть связана с аминогруппами азотсодержащих соединений, в рыбе и мясе – с серосодержащими аминокислотами.

Ртуть при попадании в организм способна изменять свойства некоторых белков или инактивировать ряд жизненно важных ферментов. Неорганические соединения ртути нарушают обмен аскорбиновой кислоты, пиридоксина, кальция, меди, цинка, селена; органические – обмен белков, цистеина, аскорбиновой кислоты, токоферолов, железа, меди, марганца, селена. Клиническая картина хронического отравления организма небольшими дозами ртути получила название микромеркуриализма.

Защитным эффектом при воздействии ртути на организм человека обладают цинк и особенно селен. Предполагают, что защитное действие селена обусловлено образованием нетоксичного селенортутного комплекса за счет деметилирования ртути. Токсичность неорганических соединений ртути снижают аскорбиновая кислота и медь при их повышенном поступлении в организм, органических – протеины, цистеин, токоферолы. Избыточное потребление с пищей пиридоксина усиливает токсичность ртути.

Безопасным уровнем содержания ртути в крови считают 50–100 мкг/л, волосах 30–40 мкг/г, моче 5–10 мкг/сут. ДСП ртути, по данным ВОЗ, – 0,05 мг. В России ПДК ртути в водопроводной воде, идущей для приготовления пищи, принят 0,005 мг/л, международный стандарт – 0,01 мг/л (ВОЗ, 1974).

В малых количествах ртуть оказывает положительное влияние: регулирует активность лейкоцитов, повышает иммунологическую устойчивость организмов.