EKOTOKSYKOLOGIA

METALE

W ŚRODOWISKU CZŁOWIEKA

Znaczenie pierwiastków dla zdrowia człowieka jest

przedmiotem wielu badao naukowych mających na celu
pozyskanie informacji o ich funkcjach w podstawowych
procesach fizjologicznych. Wiele z nich wchodzi w skład
enzymów katalizujących szereg reakcji biochemicznych,
jednakże nie są poznane wszystkie mechanizmy ich działania
jak i wzajemne relacje pomiędzy poszczególnymi
pierwiastkami.

Do pierwiastków niezbędnych do życia należą m.in.

Ca, Mg, Zn,

Cu, Fe, Mn,

metale ciężkie

Cr, Zn, Cd, Cu, Ni, Hg, Pb

są uznawane za

toksyczne.

METALE CIĘŻKIE – GDZIE MOŻNA JE SPOTKAD

Metale ciężkie spotkad można w bateriach, farbach,

rozpuszczalnikach, tworzywach sztucznych, paliwach, olejach
smarach samochodowych, pestycydach, papierosach,
termometrach, kicie okiennym oraz wielu innych przedmiotach.
Problem metali ciężkich pojawia się praktycznie przy eksploatacji
każdej oczyszczalni a zwłaszcza tych obsługujących większą ilośd
mieszkaoców lub zakłady przemysłowe, których ścieki mogą
zawierad te pierwiastki.

Najczęściej zanieczyszczają środowisko następujące metale ciężkie:
ołów - wzdłuż dróg, ze spalin samochodowych; kadm - w rejonach

oddziaływania pyłów z hut i zakładów energetycznych, z emisji
przemysłu chemicznego;

chrom - z przemysłu metalurgicznego, materiałów ogniotrwałych,

garbarskiego i farbiarskiego;

rtęd - z odpadów przemysłu elektrotechnicznego, z zużytych lamp

jarzeniowych i kineskopów;

poza tym arsen, beryl, mangan, miedź i inne.

Emisja metali ciężkich według rodzajów działalności w 1998

r. (w Mg)

Arsen
As

Chrom
Cr

Cynk
Zn

Kadm
Cd

Miedź
Cu

Nikiel
Ni

Ołów
Pb

Rtęć
Hg

Elektrociepłownie,
elektrownie, ciepłownie

5,9

7,7

100,6

3,1

22,7

28,2

31,3

14,7

Elektrownie i kotłownie
lokalne, źródła indywid.

23,2

28,9

842,1

37,5

126,5

136,3

210,6

3,9

Procesy spalania w
zakładach przemysłowych

24,0

7,7

916,2

11,3

216,2

74,9

259,5

8,3

Procesy produkcyjne bez
udziału spalania

1,2

43,0

327,7

2,5

19,3

6,4

117,7

1,9

Transport drogowy

0,0

2,5

0,0

0,2

2,4

4,0

105,2

Inne rodzaje transportu

0,0

0,1

0,9

1,5

3,6

Przerób odpadów

0,0

4,8

0,7

0,0

8,1

0,7

ŹRÓDŁA METALI CIĘŻKICH.

Naturalne:

Antropogeniczne:

METALE CIĘŻKIE W GLEBIE

Metale ciężkie występują w glebach powszechnie, na skutek

uwalniania ze skał macierzystych w procesach glebotwórczych. Ich
naturalny poziom nie stanowi jednak zagrożenia dla ekosystemów. W
wyniku gospodarczej i przemysłowej działalności człowieka w
niektórych rejonach nastąpiła zbyt duża akumulacja tych
pierwiastków w glebach użytkowanych rolniczo. Zasięg oddziaływania
zakładów przemysłowych na środowisko jest zwykle duży i
uzależniony od wielkości emisji oraz czynników meteorologicznych.

Według raportu Głównego Inspektoratu Ochrony

Środowiska, 97% powierzchni użytków rolnych w Polsce
charakteryzuje się naturalną lub nieco podwyższoną
zawartością metali ciężkich. Gleby o naturalnej ich zawartości
nadają się pod wszystkie uprawy ogrodnicze i rolnicze.
Rozporządzenie ministra środowiska z 9 września 2002 r. w
sprawie standardów jakości gleby oraz jakości ziemi (Dz. U.
02.165.1359 z 4 października 2002 r.) określa normy dla gleb
użytkowanych rolniczo.

Normy i średnia zawartośd wybranych metali ciężkich w glebach Polski w

mg/kg suchej masy gleby

ZAWARTOŚĆ W GLEBIE

mg/kg suchej masy

KADM

OŁÓW

CYNK

NIKIEL

MIEDŹ

NORMA

100

300

100

150

ŚREDNIO

0,1

6,5

Największe dopuszczalne zawartości metali ciężkich w glebach

niezanieczyszczonych (wg Paostwowej Inspekcji Ochrony Środowiska)

Gleba

Zawartość (mg/kg) metali ciężkich przy pH

Zawartość
części
spławialnych

Metal

<4,5

4,6-5,5

5,6-6,5

>6,5

Bardzo lekkie
(<10%)

Cd
Cu

0,3

10
50
20

0,3

10
50
20

0,3

10
50
20

0,3

10
50
20

Lekkie (10-20%)

Cd
Cu

0,3

10
50
20

0,3

10
50
20

0,3

10
50
20

0,5

20
70
40

Średnie (20-
35%)
i ciężkie (35-
55%)

Cd
Cu

0,5

20
70
40

0,5

20
70
40

1,0

100

1,0

100

Najmniej zanieczyszczone metalami ciężkimi są gleby w:

białostockim, lubelskim, olsztyoskim, rzeszowskim i
skierniewickim.

Najbardziej zanieczyszczone są grunty rolne w:

katowickim, bielskim i wałbrzyskim, a także w niektórych
rejonach opolskiego i krakowskiego. Tutaj w pobliżu zakładów
przemysłowych dopuszczalne granice zawartości metali
ciężkich w glebie są przekroczone i roślin jadalnych nie należy
uprawiad.

ZAWARTOŚD METALI CIĘŻKICH (mg/kg s.m.) W RÓŻNYCH MATERIAŁACH

STOSOWANYCH DO GLEBY

Materiał

Kadm

Ołów

Miedź

Cynk

Nawozy:

azotowe

fosforanowe

wapniowe

obornik

osady
ściekowe

0,05-9

0,5-45

0,1-15

0,3-0,8

2-10

2-120

4-1000

5-600

0,4-16

2-500

1-15

1-300

1-800

2-60

50-800

1-40

50-1500

16-4000

15-340

700-2000

POBIERANIE PRZEZ ROŚLINY METALI CIĘŻKICH

W pobieraniu przez rośliny tych pierwiastków decyduje

często nie ogólna ich zawartośd, ale niektóre właściwości gleby
(zawartośd próchnicy, minerałów ilastych, tlenków żelaza i glinu).
Przy tym samym stopniu skażenia w glebach lekkich więcej metali
pozostaje w formie rozpuszczalnej — łatwo pobieranej przez
rośliny. Gleby ciężkie silniej wiążą metale, co ogranicza
dostępnośd tych składników dla roślin. Istotnym czynnikiem jest
również odczyn gleby. Rośliny łatwiej pobierają pierwiastki z gleb
kwaśnych. Przy pH powyżej 6,5 zdecydowanie zmniejsza się ilośd
łatwo rozpuszczalnych form metali ciężkich w glebie.

OGRANICZENIE POBIERANIA METALI CIĘŻKICH PRZEZ

ROŚLINY

Istnieje kilka efektywnych, prostych i tanich zabiegów

agrotechnicznych ograniczających pobieranie tych

pierwiastków. Nie zostają one jednak usunięte z gleby, ale

tylko przeprowadzone w formy niedostępne dla roślin.

Najważniejsze jest utrzymanie stabilnego odczynu (pH 6,5–7),

poprzez regularne wapnowanie. Doprowadzenie gleby do

optymalnego odczynu jest procesem długotrwałym.

Jednorazowe podanie dużych dawek nawozów wapniowych

na glebach kwaśnych może przynieśd skutek przeciwny do

spodziewanego.

Ważna jest nie tylko dawka, ale i forma nawozów

wapniowych. Lepsze efekty daje nawożenie wapniem w

formie węglanowej.

Równie ważne jest regularne nawożenie organiczne (obornik,

kompost, nawozy zielone). Próchnica silnie wiąże metale
ciężkie w formach niedostępnych dla roślin i jednocześnie
poprawia warunki powietrzno-wodne w strefie korzeniowej.

Warzywa optymalnie zaopatrzone w składniki pokarmowe

gromadzą mniej szkodliwych pierwiastków. Dawki nawozów
mineralnych należy więc ustalad według wymagao
poszczególnych gatunków, na podstawie wyników analizy
gleby.

"Głodne" rośliny mogą modyfikowad właściwości gleby w strefie

korzeniowej (na przykład obniżad odczyn) i zamiast
mikroelementów pobierad metale ciężkie o podobnych
właściwościach chemicznych (na przykład zamiast

cynku —

kadm).

SPOSOBY OCZYSZCZANIA SKAŻONYCH GLEB

Rekultywacja gleb skażonych metalami ciężkimi jest bardzo droga

i stosowana na niewielką skalę. W ostatnich latach obiecujące
wyniki dały badania nad tak zwaną fitoremediacją, czyli
wykorzystaniem roślin mających naturalne zdolności
akumulacji tych pierwiastków, do ich usuwania z gleby.

Badania doprowadziły do odkrycia bakterii wiążących metale

ciężkie. Przewiduje się zastosowanie tych bakterii do
regeneracji gruntów i środowisk wodnych zanieczyszczonych
przez metale ciężkie, opracowanie metody regeneracji
zanieczyszczonej gleby i opracowanie metody oczyszczania
ścieków.

RÓŻNICE GATUNKOWE A ZDOLNOŚCI DO AKUMULACJI METALI

CIĘŻKICH

Warzywa różnią się między sobą pod względem skłonności do akumulowania tych

pierwiastków w tkankach. Różnice te wynikają nie tylko z odmienności

gatunkowej, ale przede wszystkim z różnorodności części jadalnych.

Warzywa o jadalnych owocach i nasionach (np.dyniowate) można uprawiad na

zanieczyszczonych stanowiskach, ponieważ metale ciężkie w niewielkim stopniu

przenikają do organów generatywnych.

Jeżeli źródłem tych pierwiastków jest gleba — można się spodziewad dużego

zanieczyszczenia organów podziemnych i najbardziej narażone na skażenie będą

warzywa korzeniowe.

Na terenach zasięgu emisji przemysłowych pyły będą się osadzały na blaszkach

liściowych warzyw o rozbudowanym aparacie asymilacyjnym (warzywa

liściowe). Części jadalne osłonięte liśdmi stanowiącymi naturalną ochronę przed

pyłami cechuje mniejsza zawartośd metali ciężkich (głowa kapusty, róża

kalafiora).

Ważną rolę odgrywa także termin uprawy i długośd okresu wegetacji.

Wbrew logice — bardziej skażone są gatunki i odmiany o krótkim

okresie wegetacji, zwłaszcza uprawiane wczesną wiosną. Trudno

jest wskazad jednoznaczną przyczynę dużego narażenia nowalijek

na skażenie. Prawdopodobnie warunki glebowo-klimatyczne

wiosną (wysoka wilgotnośd gleby, wzrost temperatury) zwiększają

mobilnośd metali ciężkich w glebie.

KIEDY NARAŻENI JESTEŚMY NA METALE CIĘŻKIE?

W normalnych warunkach organizm człowieka stale narażony jest

na kontakt z niewielkimi dawkami metali ciężkich, które znajdują
się w powietrzu, wodzie i pokarmach. Jednak te małe ilości nie
stanowią dużego zagrożenia dla życia i funkcjonowania
człowieka, gdyż z nimi nasz organizm radzi sobie bez kłopotu
wydalając je na zewnątrz. W przypadku większych ilości tych
pierwiastków mechanizm usuwania ich z organizmu zawodzi i
następuje kumulacja. Istotną rolę w odkładaniu niektórych
pierwiastków ma METALOTIONEINA. Jest to niskocząsteczkowe
białko, którego głównym składnikiem jest cysteina. Białko to
wiąże metale, powodując ich kumulację w organizmie.

KUMULACJA I JEJ EFEKTY

Cały problem związany z metalami ciężkimi w środowisku polega

na ich wyjątkowej toksyczności jak i na zdolności do kumulacji

czyli gromadzenia się w organizmie, przy czym do organizmów

żywych dostają się wyjątkowo łatwo. Pierwiastki te wykazują

bardzo szkodliwe działanie w stosunku do tkanki nerwowej

(mózg, rdzeo kręgowy) co może byd przyczyną niepowodzeo w

szkole. Mogą prowadzid do zaburzeo w gospodarce wapniem

w organizmie, co zwiększa łamliwośd kości - zjawisko

szczególnie niebezpieczne dla osób starszych. W niektórych

przypadkach sprzyjają powstawaniu nowotworów, mogą

uszkadzad wątrobę, nerki oraz stanowią zagrożenie dla płodu

dzięki dużej łatwości z jaką przenikają przez łożysko.

CHOROBY ZAWODOWE

Choroby wywołane działaniem występujących w środowisku pracy

czynników szkodliwych dla zdrowia traktowane są jako choroby
zawodowe. Przyczyną chorób zawodowych mogą byd metale
ciężkie.

W celu ochrony zdrowia pracownika ustalono Dopuszczalne Stężenia

Biologiczne (

DSB

) zalecane przez Centralny Instytut Ochrony Pracy.

Substancja
wchłaniana

Substancja
oznaczana

Materiał
biologiczny

Wartości
prawidłowe

DSB

Arsen i
nieorganiczne
związki
arsenu

Arsen +
MMA +
DMA

Mocz

<10

µg/dm

przeliczeniu
na średnią
gęstość
moczu

Chrom (VI)

Chrom

Mocz

ok. 1

µg/g

kreatyniny

µg/g

kreatyniny

MMA

– kwas monometyloarsenowy (V)

DMA

– kwas dimetyloarsenowy (V)

Kadm

Mocz

Krew

0,5-1

µg/g

kreatyniny

0,5

µg/dm

µg/g

kreatyniny

µg/dm

Ołów i jego
związki
nieorganiczne

Ołów

Krew

<0,1 mg/dm

500

µg/dm

Rtęć (pary)

Rtęć

Mocz

µg/g

kreatyniny

µg/g

kreatyniny

• Pierwiastki szkodliwe, takie jak: rtęd, kadm, ołów, arsen,

charakteryzują się tym, że są pobierane z pożywieniem i wodą
pitną w mniejszym stopniu z wdychanego powietrza, w dawkach
wyższych niż określono w zaleceniach FAO/WHO (wprowadzone
przez Połączony Komitet Ekspertów) i kumulują się w wybranych
narządach. Ich obecności w pożywieniu nie można unikną. Ich
szkodliwośd zależy od dawki i rodzaju pierwiastka ale i od postaci
chemicznej, a także indywidualnych własności organizmu.

• Wzrost ich pobierania może mied miejsce w warunkach narażenia

zawodowego, różnych awarii powodujących wzrost zanieczyszczeo
lokalnych lub globalnych, czy też niefrasobliwej działalności
gospodarczej człowieka.

METALE CIĘŻKIE W WODZIE

Metale ciężkie - dostają się do wód wraz ze ściekami przemysłowymi, z

odpadami, ze spływami z pól, z hałd hutniczych. Mają zdolnośd
kumulowania się w osadach dennych, są toksyczne dla organizmów
żywych, mogą powodowad trwałe i nieodwracalne uszkodzenia.

Metale ciężkie w wodach są szczególnie niebezpieczne ze względu na

ich bioakumulację i działanie mutagenne. W postaci czystych
pierwiastków nie wywierają toksycznego działania, gdyż są
praktycznie nierozpuszczalne. Właściwości toksyczne przejawiają
łatwo rozpuszczalne związki metali ulegające dysocjacji, gdyż łatwiej
przenikają przez błony komórkowe.

Szereg toksyczności metali ciężkich:

Ag+>Hg+2>Cu+2>Cr+3>Pb+2>Ni+2>Cd+2>Cr+6>Zn+2

EMISJA DO WÓD POWIERZCHNIOWYCH

METODY OCZYSZCZANIA WÓD

Jedna z metod oczyszczania wód z zanieczyszczeo

metalami ciężkimi opiera się na procesie adsorpcji. Jest ona

prowadzona z użyciem naturalnych sorbentów. Należą do

nich: sorbenty węglowe (np. węgiel aktywny, torf, sadza) oraz

sorbenty mineralne, takie, jak glinokrzemiany np. klinoptylolit.

ZANIECZYSZCZENIE RZEK

Lokalizacja

(

µg/l)

(

µg/l)

(

µg/l)

(

µg/l)

(

µg/l)

Wisła-
Kraków

190

220

Bug-
Wyszków

300

Odra-
Wrocław

138

140

Warta-
Poznań

101

170

WARTOŚCI NORMATYWNE ZANIECZYSZCZEO ŚRÓDLĄDOWYCH WÓD

POWIERZCHNIOWYCH

Zanieczyszczenie I klasa

czystości

II klasa
czystości

III klasa
czystości

Woda do
picia

Arsen w (mg/l)

≤0,05

≤0,2

0,05

Cynk w (mg/l)

≤1,0

Chrom w (mg/l)

≤0,05

0,02

Kadm w (mg/l)

≤0,005

≤0,03

≤0,1

0,005

Mangan w (mg/l)

≤0,1

≤0,3

≤0,8

0,1

Miedź w (mg/l)

≤0,05

0,05

Nikiel w (mg/l)

≤1,0

0,03

Ołów w (mg/l)

≤0,05

0,05

Rtęć w (mg/l)

≤0,001

≤0,005

≤0,01

0,001

Selen w (mg/l)

≤0,01

0,01

ZANIECZYSZCZENIE MORZA BAŁTYCKIEGO METALAMI

CIĘŻKIMI

Z terenu
Polski

Z terenu
Szwecji

Zn w (t/rok)

2494

3100

Cu w (t/rok)

356

1900

Pb w (t/rok)

371

180

Hg w (t/rok)

81,3

Cd w (t/rok)

41,9

Zanieczyszczenie

Droga zrzutu

METALE CIĘŻKIE W POWIETRZU

Najwięcej substancji toksycznych, nie tylko metali ciężkich,

wytwarza przemysł (pyły i dymy) i ruch samochodowy (spaliny;
reszki sprzęgieł, opon, łożysk i innych ruchomych części
utwardzanych kadmem, itp.).

Człowiek wdycha około 9 kg powietrza na dobę; jest to

kilkakrotnie więcej niż masa wypijanej w tym czasie wody i
spożywanej żywności. Dlatego wszelkie, nawet niewielkie,
zanieczyszczenia powietrza mogą powodowad poważne
zatrucia.

EMISJA DO POWIETRZA

Dopuszczalne wartości stężeo metali ciężkich w powietrzu oraz czas ich obowiązywania

(ROZP.MIN. OCHRONY ŚRODOWISKA, ZASOBÓW NATURALNYCH I LEŚNICTWA z dnia 28 kwietnia 1998 r. w sprawie

dopuszczalnych wartości stężeo substancji zanieczyszczających w powietrzu.)

Nazwa
substancji

Dopuszczalne
wartości stężeń w
(µg/m3) na 30min

Dopuszczalne
wartości stężeń w
(µg/m3) na 24 h

Dopuszczalne
wartości stężeń w
(µg/m3) na rok

Arsen

0,2

0,05

0,01;

0,005 od 2010 r.

Cyna i cynk

3,8

Kadm

0,52

0,22

0,01;

0,005 od 2010 r.

Selen

0,3

0,06

Ołów

0,5

Rtęć

0,7

0,3

0,04

Chrom

4,6

0,4

METALE CIĘŻKIE W POKARMIE

Zanieczyszczenie żywności pierwiastkami ciężkimi jest trudne

do uniknięcia. Zanieczyszczenie to jest odzwierciedleniem
skażenia powietrza, wody, gleby przez pyły, gazy przemysłowe,
ścieki, odpady a także procesy spalania węgla.

Przy skażeniach żywności bardzo ważną rolę odgrywa gleba.

Szczególnie niebezpieczne są zmiany w zawartości metali ciężkich
w glebie, których nadmierna koncentracja może doprowadzid do
zwiększonego pobierania przez rośliny, a tym samym
wprowadzenia do łaocucha pokarmowego ludzi i zwierząt.

Szacuje się że 80 - 90 % dawki metali dostarczane jest do

organizmu poprzez żywnośd.

SKAŻENIE SUROWCÓW ROŚLINNYCH

Warzywa ze względu na stały kontakt z glebą (zwłaszcza części podziemne warzyw)

dostarczają człowiekowi metali ciężkich. Szczególne niebezpieczeostwo tkwi w

ziemniakach (są źródłem 30% Pb i Cd wprowadzanego do organizmu z żywności).

Zaobserwowano również dośd duże ilości metali ciężkich w sałacie, natce

pietruszki oraz w marchwi, ale nie przekraczające norm. Po przebadaniu

mrożonek i przetworów warzywnych stwierdzono na ogół niższe poziomy

badanych metali niż w warzywach świeżych. Spośród mrożonek najwyższe

stężenia zanotowano dla: szpinaku, pietruszki, marchewki oraz selera. Dowodzi

to słuszności stwierdzenia że 20-50% metali usuwamy wraz ze skórką, 20%

mocząc warzywa i owoce w wodzie lub gotując je. W ten sposób pierwiastki

zostają wypłukiwane z surowca a ilośd przechodzących do wody metali zależy od

jego właściwości chemicznych.

SKAŻENIE MIĘSA

Stężenia pierwiastków ciężkich w tkankach zwierzęcych układały się na niskim

poziomie nie budzącym zastrzeżeo. W analizowanych próbkach nie stwierdzono
przekroczeo obowiązujących limitów dla poszczególnych pierwiastków. Mięso
wieprzowe i wołowe stanowi zaledwie 1% dla Pb, Cd, Hg, As. Poważny problem
stanowi wtórne skażenie ołowiem mięsa zwierząt łownych. Wysokie stężenia Pb w
próbkach mięśni, przy niskiej zawartości tego pierwiastka w nerkach i wątrobie,
świadczą o zanieczyszczeniu mięśni ołowiem z ran postrzałowych. W mięśniach
dziczyzny liczba próbek przekraczających normę – 0,3 mg/kg osiągnęła poziom 25%

SKAŻENIE INNYCH SUROWCÓW POCHODZENIA

ZWIERZĘCEGO

• MLEKO

Dla pierwiastków toksycznych gruczoł mleczny stanowi istotną

barierę migracji metali ciężkich do mleka. W przetworach mlecznych:

większe stężenia metali były w serach twardych niż w twarogu

• JAJA

Zawartośd metali ciężkich w jajach kurzych zależy od warunków

środowiskowych w jakich żyje kura oraz od tego co je. Na kontrolowanych

fermach obserwuje się mniejszą ilośd tych pierwiastków w jajach

SKAŻENIE RYB

W rybach słodkowodnych, obecnośd ołowiu stwierdzono w 18% próbek mięśni i 33%

próbek wątrób. Kadm w mięśniach stwierdzono w 29% prób, natomiast rtęd i arsen

występował we wszystkich analizowanych próbach mięśni i wątrób. Średnie

stężenia badanych pierwiastków były o wiele niższe od dopuszczalnych.

Ryby morskie – nie stwierdzono nadmiernego, budzącego niepokój skażenia ryb, w 3

próbach stwierdzono przekroczenie norm Unii Europejskiej, zwłaszcza w wątrobach

dorsza. Spośród przetworów rybnych najwięcej ołowiu wykryto w konserwach w

sosie pomidorowym i w galarecie, natomiast ilośd kadmu w 98% był wyższy od

przewidywanego w normach poziomu.

Ryby morskie kumulują mniej metali ciężkich niż ryby słodkowodne, jednakże ryby

drapieżne (np. szczupaki, tuoczyki) kilkakrotnie więcej.

SKAŻENIE PRZYPRAW

Wykonano badania zawartości metali ciężkich w przyprawach i

preparatach przyprawowych i stwierdzono istnienie zagrożenia
zanieczyszczeniami. W wielu badanych przyprawach poziomy kadmu znacznie
przekraczały ustalone zalecenia. Najwięcej kadmu stwierdzono w owocach
kolendry i bazylii. Natomiast ołów występował w dużych ilościach w cynamonie
i chilli a także w bazylii, estragonie, papryce słodkiej oraz w pieprzu cayenne.

SKAŻENIE WYROBÓW CUKIERNICZYCH

W bardzo często spożywanych przez dzieci i przez dorosłych wyrobach

cukierniczych także występują metale ciężkie. Najwięcej ołowiu wykryto w
chałwie i czekoladzie, natomiast kadmu w wyrobach zawierających
orzechy laskowe, arachidowe, wiórki kokosowe, ziarno sezamowe.
Ogólnie, w wyrobach cukierniczych nie stwierdzono ilości przekraczających
dopuszczalne dawki, ale ze względu na częstośd i ilośd spożywania –
zwłaszcza u dzieci, powinno się zwrócid na nie uwagę.

DAWKI

• MTDI- max. tolerowane dzienne pobranie
• NOEL – najwyższa nie działająca szkodliwie dawka
• ADI (DDP) – dopuszczalne dzienne spożycie dla człowieka danej

substancji toksycznej, wyrażone w mg/kg masy ciała, obejmuje

ogólną ilośd pierwiastka lub związku która może wnikad do

ustroju z pożywieniem i ze wszystkich innych źródeł, bez szkody

dla zdrowia. ADI wynosi PTWI/7.

• PTWI – tymczasowe dopuszczalne tygodniowe pobranie danego

pierwiastka lub związku toksycznego ze wszystkich źródeł, bez

szkody dla zdrowia.

►Pb 0,025 mg/kg m.c.

► Cd 0,007 mg/kg m.c.

►Hg 0,005 mg/kg m.c.

► As 0,025 mg/kg m.c.

Jeśli DDP=1mg/kg masy ciała zwierząt doświadczalnych, margines

bezpieczeostwa=100, to dla człowieka DDP= 0,01 mg/kg.

CRP-CAŁODZIENNE RACJE POKARMOWE

Badanie całodziennych racji pokarmowych pozwala uzyskad

cenne informacje na temat zagrożeo metalami ciężkimi, pozwala

obliczyd ich rzeczywistą ilośd pobrania.

Mając dane o skażeniach poszczególnych surowców roślinnych

lub zwierzęcych nie możemy dokładnie obliczyd dziennego pobrania

przez człowieka danego pierwiastka szkodliwego. Oczywiście

dokładne wyniki można uzyskad jedynie poprzez ciągłe badania na

szeroką skalę. Podczas analiz należy zwrócid uwagę na konkretne

składniki posiłków. Jest to ważne, ponieważ przy komponowaniu

kolejnych dao możemy ograniczyd dany składnik, charakteryzujący

się dośd wysoką ilością metali ciężkich.

WPŁYW METALI CIĘŻKICH NA ORGANIZM

CZŁOWIEKA

METAL

FUNKCJA

SKUTKI NADMIARU

OŁÓW

Zaburzenia
enzymatyczne,
uszkodzenia białek
komórkowych

Ukł.krwionośnego – anemia;
ukł.nerwowego - uszkodzenie mózgu,
nerwów obwodowych; nerek –
śródmiąższowe zwłóknienia, zmiany
zanikowe cewek nerkowych; wątroby

RTĘĆ

Zburzenia struktury i
funkcji białek,
uszkodzenia błon
komórkowych

ukł.nerwowego – zaburzenia pola
widzenia, zaburzenia mowy, słuchu,
czucia, chodu, umysłowe, bóle głowy;
nerek - zmiany cewek nerkowych;
zmiany w jamie ustnej

– zapalenie

dziąseł, rozchwianie i wypadanie
zębów

KADM

Zaburzenia
metabolizmu

Niedobór żelaza, miedzi i cynku;
anemia; nadciśnienie; zwyrodnienie
stawów; osteoporoza; uszkodzenie
kłębuszków nerkowych

CYNA

Zaburzenia biosyntezy
hemu; zakłócenia
transportu jonów w
bł.mitochondrium;
hamowanie procesów
oddychania

Układu nerwowego; grasicy

CYNK

Składnik insuliny,
enzymów metabolizmu
białek i cukrów

Obniżenie poziomu HDL; anemia;
uszkodzenie trzustki, wątroby i ne-rek;
zaburzenia żołądkowo-jelitowe

CHROM

Składnik enzymów
metabolizmu białek,
tłuszczy i cukrów

Alergie; owrzodzenia; nowotwory płuc;

KOBALT

Składnik wit.B

insuliny, enzymów
metabolizmu tłuszczy i
cukrów

Powiększenie tarczycy,
kardiomiopatie

MANGAN

Metabolizm cukrów,
tłuszczy, wapnia i fos-
foru, kofaktor enzymów

Ukł.nerwowego – obniżenie poziomu
neurotransmiterów; uszkodzenie
wątroby

MIEDŹ

Wchłanianie żelaza i
wit.C; składnik enzy-
mów i koenzymów; sy-
nteza białek podporo-
wych i mieliny

Ukł.nerwowego; nadciśnienie; zawał
mięśnia sercowego

MOLIBDE

Metabolizm żelaza;
składnik enzymu de-
toksykacji alkoholowej

Zaburzenia układu nerwowego

NIKIEL

Aktywator enzymów;
wchłanianie żelaza,
wapnia i cynku

Alergia; zaburzenia

ukł.trawienia; rak

nosa, zatok przynosowych, płuc

SELEN

Metabolizm lipidów;
reakcje przeciwko
infekcjom wirusowym
(typu B i C; odra);
przeciwutleniacz;
ułatwia wchłanianie i
działanie wit.E;
ograniczanie
pobierania jodu

Niedokrwistość; zesztywnienie
kończyn; wypadanie włosów;
próchnica zębów; zaburzenia
czynności ukł. pokarmowego, nerek

WANAD

Blokowanie syntezy
białek; metabolizm
lipidów

Niedokrwistość, uszkodzenie ukł.
nerwowego (bóle i zawroty głowy)

ARSEN

Zaburzenia procesów
oddechowych

Działanie karcynogenne; uszko-
dzenia

nerwów obwodowych; zmiany

skórne (rogowacenie naskórka dłoni i
podeszw; zmiany zapalne z
owrzodzeniami)

SZKODLIWOŚD

Szkodliwośd metali ciężkich wynika głównie z ich biochemicznych i

biologicznych właściwości:

1. Podatnośd na bioakumulację:

- ze środowiska wodnego, np.

Hg, Cd, Pb, Cu, Zn, Sr,

- z gleby, np.

Cd, Zn, Sn, Rb.

- z powietrza, np.

Pb, Cd

2. Koncentracja w biolitach w wyniku procesów geologicznych, np.

Se, Sr,

3. Łatwa absorpcja z przewodu pokarmowego, np.

Hg, Cd, Zn.

4. Przenikanie przez łożysko do zarodka, np.

Cd, Hg, Pb, Zn.

5. Przenikanie przez barierę biologiczną krew-mózg, np.

Hg, Pb.

6. Tworzenie połączeo z sulfhydrylowymi grupami białek, np.

Hg, Pb, Se, Cd.

7. Uszkadzanie budowy łaocucha kwasów nukleinowych, np.

Cu, Zn, Cd, Hg, Ni.

PRZYKŁADOWE OBJAWY ZATRUD METALAMI CIĘŻKIMI

W zatruciach rtęcią, arsenem, chromem, ołowiem i miedzią występuje

białkomocz i krwiomocz. Wraz z rozwojem niewydolności nerek wzrasta
poziom kreatyniny i mocznika w osoczu krwi. Wyrazem uszkodzenia
miąższu wątroby jest wzrost poziomu aminotransferazy i bilirubiny w
surowicy krwi. Zatruciom tym towarzyszy szybko narastająca
niedokrwistośd pokrwotoczna.

WYKRYWANIE METALI CIĘŻKICH W ORGANIŹMIE

Badania laboratoryjne odzwierciedlają stopieo uszkodzenia

narządów oraz pozwalają w wielu wypadkach stwierdzid poziom substancji
toksycznej we krwi lub moczu.

Badania toksykologiczne pozwalają oznaczyd w surowicy krwi poziom

metalu: arsenu, chromu, ołowiu lub rtęci, a w przypadku zatrud ołowiem –
poziom wydalanego ołowiu w moczu.

LECZENIE

Oprócz leczenia objawowego w przypadku zatrud

metalami ciężkimi stosowane są swoiste odtrutki. Leczenie
jednak zawsze prowadzone jest w warunkach szpitalnych.