ŽIVA I NJENO DJELOVANJE NA ORGANIZAM
O živi i živinim spojevima, svojstva; djelovanje unutar
bioloških sustava; trovanje i posljedice trovanja
UVOD U TEŠKE METALE
Pojam
teških metala uključuje metale čiji 1 kubni mililitar teži više od 5
grama. Najčešće spominjani teški metali su živa, olovo,
kadmj, krom i arsen, redosljedom polazeći
od najtežeg, a ujedno i po težini posljedica po organizam. Karakterizira
ih široka upotreba i velika toksičnost; nisu razgradivi čime su uspješno
imobilizirani u tlu i vodenim sedimentima; šire se vodenim putem, zrakom
(plinovi ili čestice adsorbirane i apsorbirane na suspendiranu tvar
npr. prašinu).
Teški metali u čvrstom stanju nisu previše opasni, ali u ionskom obliku
(kationi) izuzetno su opasni jer se vežu na sulfhidrilne skupine (-SH)
proteina (uključujući enzime, građevne proteine, imunoproteine i dr.),
narušavajući tako njihovu kemijsku ulogu u metabolizmu na kojemu se
zasniva funkcioniranje biološkog sustava jednog organizma:
Teški
metali zbog svog naboja ne mogu prelaziti iz stanice u stanicu, iz krvi
u tkiva. Međutim opasnost je utoliko što teški metali kelatiraju, premošćuju,
takoreći integriraju se i hvataju u organske molekule kojima je biokemijski
omogućen prolaz kroz biološke membrane (stanica-stanica, krv-mišić,
krv-mozak, krv-bubreg). Tako dolaze do ciljanih organa i akumuliraju
se daljnjom apsorpcijom. Unutar ciljanih organa modificiraju kemijsko
djelovanje organskih molekula, proteina, mahom enzima, DNA i RNA te
tako oštećuju funkcioniranje cjelovitog biološkog sustava. Liječnički
tretman se zasniva na unosu kelata, malih molekula koje 'rado' bivaju
uhvaćene za teške metale, pretvarajući se u (organizmu beskorisne) bezopasne
agregate molekula koji potom bivaju izbačeni mokraćom.
Slika 1. Mimikrijske molekule - mogu prolaziti kroz
moždane membrane i ulaziti u mozak.
Među njima je cistein-živa, jedini molekulski oblik u kojem živa ulazi
u moždano tkivo
OPĆENITO O ŽIVI
Jedan od najtežih teških metala, a gotovo najopasniji od
tih otrova zbog cijanja na mozak i teškog uklanjanja iz organizma. Karakteristike
žive možemo podjeliti na fizikalna svojstva (izgled i fizikalne veličine
poput specifične težine, tališta, vrelišta i žitkosti) i kemjska svojstva
(reaktivnost, stabilnost). Također, živa se javlja u čistom obliku te
kao spoj, i time se njena pojava razlikuje u svojstvima, kako fizikalnim
tako kemijskim, a posebice u toksikološkom aspektu.
FIZIKALNA SVOJSTVA ŽIVE
Ziva je jedini tekući metal kemijskog simbola Hg (lat. hydrargyrum).
Na običnoj temperaturi tvori žitku tekućinu velike gustoće (13,6 puta
teža od vode), boje i sjaja poput srebra, velike napetosti površine (ne
kvasi čvrste površine). Talište žive je -38,84°C, vrelište 356,6°C.
KEMIJSKA SVOJSTVA ŽIVE
Na suhom se zraku živa ne mijenja, na vlažnom se postepeno prevlači tankom
kožicom oksida. Ne otapa se u kloridnoj i razrijeđenoj sulfatnoj kiselini,
otapa se u oksidirajućim kiselinama (nitratnoj, zlatotopci) i u prisutnosti
oksidansa. S mnogim drugim metalima tvori legure (amalgame). U živi se
razmjerno lako otapaju olovo, kositar, cink, kadmij, aluminij, zlato,
bakar i srebro. Željezo se u njoj ne otapa, pa se stoga čuva i transportira
u željeznim bocama.
IZVORI I UPOTREBA ŽIVE
Ziva se ubraja medu najrjeđe elemente na Zemlji. Njezin prosječni udio
u Zemljinoj kori manji je nego npr. udio platine ili urana, ali se na
razmjerno malobrojnim mjestima nakupila u većoj koncentraciji, te je bila
poznata već u starom vijeku. Najvažnija nalazišta njene glavne rude, cinabarita,
HgS, jesu Almaden u juž. Španjolskoj i Idrija u Sloveniji. Iz cinabarita
se dobiva metal grijanjem u struji zraka (HgS + O2 -> Hg + SO2) ili
u prisutnosti željezne pilovine (HgS + Fe -> FeS + Hg) ili vapna (4HgS
+4CaO -> 4Hg + 3CaS + CaSO4). Ziva se izdvaja iz reakcijske smjese
u obliku pare koja se kondenzira hlađenjem u keramičkim cijevima. Čisti
se filtracijom, pranjem u kiselinama ili destilacijom u vakuumu. Služi
za punjenje barometara, termometara, manometara i sl. instrumenata, za
dobivanje zlata i srebra (amalgamacija), za živine vakuum-pumpe, živine
lampe, živine ispravljače, u aparatima za hvatanje, mjerenje i analiziranje
plinova za pozlaćivanje i posrebrivanje u vatri, kao katalizator, za proizvodnju
inicijalnih eksploziva i drugih živinih spojeva. U SAD upotrijebljena
je živa kao radni fluid za termička postrojenja: njenim se parama tjera
turbogenerator, a u kondenzatoru se proizvodi vodena para visokog pritiska.
OBLIKA ŽIVE
Tri su glavna oblika u kojima se kemijski javlja živa i u kojima se može
unijeti u organizam. Simptomi i posljedice trovanja nisu usko povezani
s oblikom, već ovise najvećim dijelom o dozi i trajanju izlaganja.
ELEMENTARNA, METALNA ŽIVA
Nalazimo je u termometrima, amalgamima (srebrne zubne plombe) i industrijskim
pogonima (klor-alkalne elektrolize rabe velike količine čiste tekuće žive,
primjer je bila tvornica Jugovinil). Čista živa uzrokuje znatna neurološka
oštećenja. Kontakt s kožom ne predstavlja opasnost po zdravlje jer se
čista živa ne apsorbira kroz kožu, te su jedini načini kontaminacije unutarnja
apsorpcija - ingestija (probavnim putem) i respiracija (dišnim putem).
Udisanje para žive štetno je samo kod dužeg i/ili opetovanog izlaganja
(duže od 4-5 sati). Važno je naglasiti da metalna živa teško stvara kemijske
veze.
ŽIVINE SOLI
Dolaze mahom iz industrija. Uneseni u organizam, gravitiraju uglavnom
prema bubrezima, ne toliko prema živčanom sustavu. Opasnost je manja kod
slabotopivih anorganskih spojeva.
U spojevima živa je jednovalentna ili dvovalentna (merkuro- i merkuri-spojevi).
Živa(II)-oksid, HgO, "crveni precipitat", tvori žuti ili crveni
prah teško topljiv u vodi, lako u kiselinama; služi kao pigment za otrovne
premaze podvodnih dijelova brodova.
Poznata su dva klorida žive: neotrovan živa(I)-klorid, Hg2Cl2 (kalomel),
koji služi u medicini i za izradbu kalomelskih elektroda pH-metara, i
veoma otrovan živa(II)-klorid, HgCl2, "sublimat"; kristali koji
se u vodi i alkoholu lako tope, a malo iznad tališta se isparavaju; sublimat
se upotrebljava za dezinfekciju, za konzerviranje drveta pustenih šešira
(štavljenje), kao reagens u analitičkoj kemiji, kao pojačalo u fotografiji
i dr.
U slične svrhe služi i još otrovniji živa(II)-cijanid, Hg(CN)2.
Živa(II)-sulfid, HgS, kao mineral cinabarit dolazi u crvenoj i u crnoj
modifikaciji; crvena modifikacija (cinober) služi kao jarko crvena slikarska
boja, crna (živino crnilo) nastaje pri grijanju žive sa sumporom i taloženjem
iz otopina živinih soli sulfidima. Živa(II)-sulfid je u vodi teško topljiv,
a i kiseline sporo na nj djeluju. Od dva sulfata, živa(I)-sulfat, Hg2SO4
tvori bezbojne monokline prizme slabo topljive u vodi i razrijeđenoj sulfatnoj
kiselini, a služi kao katalizator pri oksidaciji naftalina u naftalnu
kiselinu; živa(II)-sulfat, HgSO4, tvori bijele listiće, a kristaliziran
s 1 molekulom vode bezbojne stupiće; topljiv je u koncentriranoj otopini
kuhinjske soli i vrućoj razrijeđenoj sulfatnoj kiselini; služi kao katalizator
pri sintezi acetaldehida iz acetilena i vode.
ORGANSKA ŽIVA
Ovaj oblik se proteže i akumulira u hranidbenim lancima. Otpušta se u
vodu iz kemijskih postrojenja, ulazi u niže a potom usmrćuje više organizme
kroz hranidbene lance. Potrošači najviših stupnjeva u sebi sadrže najveće
bioakumulirane doze. Organoživom su bogati školjkaši i ribe zagađenih
'teških' mora, a sami su na nju imuni. Drugi izvori unosa su kontaminiranim
mesom i kontaminiranim životinjskim produktima te žitaricama i voćem.
Velike štete radi višim organizmima, ciljano na živčani sustav. Prenosi
se trudnoćom, a moguć je i pobačaj u slučaju trovanja.
Metil-živa, dimetil-živa, etil-živa i dietil-živa su organoživini spojevi
nastali metilacijom žive, što vrše bakterije i mikroorganizmi u tlu i
dnu. Oni spadaju u najopasnije spojeve žive za životinje, i najopasnije
otrove uopće. Metil i etil živa posjeduju izvrsnu mobilnost kroz materiju,
lako isparavaju, potpuno probijaju lateks-rukavice zbog izrazite lipofilnosti
i brzo i potpuno se apsorbiraju kroz kožu, letalna doza im je sitna a
izlaganje izaziva žestoka progresivna oštećenja mozga, paralize, ludilo,
bunilo i smrt. Lako i brzo prelaze barijeru krv-mozak, nepropusnu za većinu
molekula, a najvjerovatnije zbog spajanja sa aminokiselinom cisteinom.
Liječenje nije uspješno od spojeva poput nisko-alkilirane žive čineći
ih ekstremno nezahvalnim materijalom za znanstveno istraživanje, a još
manje primjenu. Prolivena kap metil-žive predstavlja letalnu koncentraciju
pare ovog spoja (koja iznosi 0,001 mL).
Slika 3. Dimetil-živa
TOKSIKOLOŠKI UČINCI ŽIVE
Trovanje živom poznato je pod nazivom merkurjalizam. Glavni način unosa
žive i trovanja je udisanjem živinih para, a od ostalih putova tu su ingestija,
perkutano i transplacentarno trovanje.
TROVANJE ANORGANSKOM ŽIVOM
OROFARINGEALNE MANIFESTACIJE
- hipersalivacija (pretjerano slinjenje)
- gingivitis (duboka oštećenja zubnog korijena)
- ispadanje zubi
NEUROPSIHIČKE MANIFESTACIJE
- asteničko-vegetativni mikromerkurijalizam (nespecifični simptomi)
- živin tremor
- živin eretizam
PULMONALNE MANIFESTACIJE
- akutna intersticijska pneumonija
- bronhiolitis
- bronhitis
NEFROTOKSIČNE MANIFESTACIJE
- proteinurija,
- nefrotski sindrom
TROVANJE
ORGANSKOM ŽIVOM
KOŽNE MANIFESTACIJE
- dermatitis
- nekrotične lezije
- akrodinija
PULMONALNE MANIFESTACIJE
- iritacija dišnih puteva
- toksični edem pluća
NEFROTOKSIČNE MANIFESTACIJE
- proteinurija,
- nefrotski sindrom
JETRENE MANIFESTACIJE
- akutna žuta distrofija jetre REPRODUKTIVNE
MANIFESTACIJE
- povećane šanse za pobačaj i reproduktivne anomalije u profesionalno
i dugotrajno izloženih žena
- trajne degeneracije spermija u profesionalno i dugotrajno izloženih
muškaraca (smanjenje motiliteta)
MINAMATA BOLEST
Ekološko onečišćenje živom u zaljevu Minamata, Japan, 1953.g. Trudnice
su konzumirale ribu otrovanu metil-živom, koja je ispuštenu iz tamošnjeg
pogona acetaldehida. Uslijedila je epidemička pojava kod njihove novorođenčadi
u vidu:
- mentalne retardacije
- cerebralne paralize
- zastoja u rastu
i razvoju
LITERATURA I IZVORI INFORMACIJA
-http://www.hpa.org.uk/webc/HPAwebFile/HPAweb C/1194947331729
-http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=jeremy-piven-mercury-poisoning
-Opća enciklopedija (1977) 3. izdanje (osam svezaka). Jugoslavenski
leksikografski zavod, Zagreb.
PROČITAJ
/ PREUZMI I DRUGE SEMINARSKE RADOVE IZ OBLASTI:
|
|
preuzmi
seminarski rad u wordu » » »
Besplatni
Seminarski Radovi
|