RNDr. Klára Kobetičová, Ph.D.

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "RNDr. Klára Kobetičová, Ph.D."

Vlastimil Mach
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 ENVIRONMENTÁLNÍ TOXIKOLOGIE KOVY A JEJICH TOXICITA RNDr. Klára Kobetičová, Ph.D. Laboratoř ekotoxikologie a LCA, Ústav chemie ochrany prostředí, Fakulta technologie ochrany prostředí, VŠCHT Praha

2 OSNOVA Základní pojmy Toxicita nejdůležitějších kovů Příklady havárií Kvíz 2

3 KOVY V prostředí jsou stálé, neodbouratelné, mohou pouze přecházet z jedné formy do jiné Forma kovu určuje jeho biodostupnost a toxicitu Biodostupnost dána i vlastnostmi okolí Anorganické (elementární kov, ionty, sloučeniny) nebo organické sloučeniny (huminové látky), organokovy (barviva). 3

4 ANTROPOGENNÍ ZDROJE KOVŮ V ŽIVOTNÍM PROSTŘEDÍ Textilní, kožedělný průmysl Těžba Odpadní vody Výroba barviv a plastů Spalování fosilních paliv Zemědělství (pesticidy) Lékařství 4

5 KOLOBĚH KOVŮ V PROSTŘEDÍ atmosféra půda vodní prostředí biota 5

6 KOLOBĚH KOVŮ V PROSTŘEDÍ atmosféra půda vodní prostředí biota 6

7 VÝSKYT V ORGANISMECH o Rostliny, živočichové včetně člověka o Některé kovy jsou pro organismy esenciální o Obecně škodí jejich nedostatek i přebytek o V organismu se vyskytují jako součást různých enzymů, hemoglobinu, kostí, zubů, svalů, atd. o Při jejich nadbytku v organismu dochází k jejich kumulaci v orgánech jako jsou např. játra, ledviny nebo placenta. 7

8 TOXICKÉ ÚČINKY KOVŮ OBECNĚ Mechanismus účinku: - pro toxický účinek je důležitá tendence iontů vytvářet komplexy s bílkovinami reakcí kovu s SH skupinou, dochází tak k inhibici bílkovinných enzymů a k jejich nesprávné funkci. Toxicita: Interakce s dalšími kovy Tvorba komplexů kov-bílkovina Věk Životní styl a místo bydliště Imunita 8

9 TOXICITA KOVŮ OBECNĚ Velmi důležitou roli dále v intenzitě toxického účinku kovu na organismus hrají nejen celkové množství přijatého kovu, ale také forma přijatého kovu a způsob vstupu do organismu. Expoziční cesty: - Ingesce (potrava, pitná voda, půda, léky) - Inhalace (výpary, azbest) - Pokožka (barviva, pesticidy) Expozice: Jednorázová, opakovaná. 9

10 MOŽNOSTI ELIMINACE Vyloučení močí, stolicí Kumulace v organismu Methalothioneiny nízkomolekulární bílkovinné struktury produkované játry a ledvinami obsahující - SH. Fce antioxidantů, vychytávají kovy (Cd, Pb, Zn, Hg), tím chrání organismus hlavně před akutními účinky. 10

11 PŘÍPUSTNÉ EXPOZIČNÍ LIMITY (PEL) PRO VYBRANÉ KOVY kov NPK-P nejvyšší přípustná PEL (mg/m koncentrace 3 ) NPK-P *(mg/m 3 ) Pelclová, D. et al., Nemoci z povolání a intoxikace. Fluor Učební texty UK v Praze. 1,5 3 Kadmium a sloučeniny 0,05 0,1 Chróm (IV) 0,05 0,1 Chróm ostatní 0,5 1,5 Měď (prach) 1 2 Nikl 0,5 1 NPK-P nejvyšší přípustná koncentrace Pelclová, D. et al., Nemoci z povolání a intoxikace. Učební texty UK v Praze. 11

12 KARCINOGENNÍ RIZIKO ODVOZENÉ Z HUMÁNNÍCH STUDIÍ Klasifikace podle IARC: Skupina 1 Karcinogenní pro člověka (As, Cr (VI), Ni) 2A Pravděpodobně karcinogenní pro člověka (Cd) 2B Potenciálně karcinogenní pro člověka (Pb) 3 Neklasifikovaný jako karcinogen pro člověka 4 Pravděpodobně nekarcinogenní pro člověka Klasifikace podle DFG: Skupina A Jednoznačně prokázaný karcinogen v pracovním prostředí A1 Podle zkušeností způsobuje zhoubné nádory (As, Ni) A2 Dosud při experimentech se zvířaty za podmínek srovnatelných s pracovní expozicí jednoznačně prokázané karcinogenní účinky (Cd, Cr (VI)) B Podezřelý karcinogenní potenciál. 12

13 NEJVÍCE TOXICKÉ KOVY PRO ČLOVĚKA Rtuť, kadmium, olovo, arsen, chrom Organokovy (biomethylace) Radionuklidy (přírodní, umělé) např. tritium 3 H, uhlík 14 C, medicína, značení protilátek. 13

14 PŘÍKLADY HAVÁRIÍ TOXICKÝMI KOVY Japonsko Minamata o Nemoc z Minamaty: způsobena požíváním ryb a korýšů obsahujících vysoké koncentrace rtuti (methylrtuť) akumulace kovů. o V roce 1932 petrochemická společnost Nippon Chisso Hiryu začala provozovat výrobnu acetaldehydu a PVC v Minamatě s použitím rtuti jako katalyzátoru. o Po 36 let byly do zálivu Minamata vypouštěny průmyslové odpady bez adekvátního čištění. o V roce 1958 se odpadní toxické látky začaly šířit i mimo řeku Minamata a došlo ke kontaminaci velkého území moře. 14

15 PŘÍKLADY HAVÁRIÍ o Koncentrace methylrtuti dosahovaly 50 ppm v rybách a 85 ppm v korýších. o 120 osob bylo intoxikováno, 46 fatálně, invalidita o Vrozené vady u potomků o Psi, kočky, prasata, krysy i ptáci v oblasti vykazovali klinické příznaky otravy a mnoho jich zemřelo. 15

16 PŘÍKLADY HAVÁRIÍ Havárie v Maďarsku (říjen 2010) Protrhla se hráz kaliště hliníkárny Ajkai Timföldgyár a silně zásaditý žíravý červený kal obsahující těžké kovy zaplavil několik sídel a zamořil vodní toky. Zemřelo 10 lidí a přes 130 lidí bylo chemicky popáleno nebo jinak zraněno, z toho 11 vážně. Vzniklo mnoho materiálních a ekologických škod. 16

17 PŘÍKLADY HAVÁRIÍ Japonsko Zemětřesení a vlna Tsunami - Jaderné elektrárny - V prvním reaktoru jaderné elektrárny Fukušima I, která byla vážně zasažena vlnou tsunami, selhalo nouzové chlazení a vybuchl nahromaděný vodík. K výbuchu došlo v prostoru, který neobsahuje radioaktivní materiál. Veškeré obyvatelstvo v okruhu 20 km bylo evakuováno. O den později pak v elektrárně Fukušima I došlo k přehřívání prvního i druhého reaktoru. Z oblasti okolo elektrárny bylo evakuováno lidí. - Únik radioaktivní vody a plutonia do oceánu. 17

18 ANALÝZA KOVŮ Panovníci ochutnávači jídla a pití (až po několika hodinách) Pitva/odběry přímo u přeživšího pacienta: orgány ledviny, játra, vlasy, krev, moč, stolice Problém možná infekčnost Forenzní toxikologie detekce jedů 18

19 RTUŤ Hg (lat. Hydrargyrum, řec. hydrargyros tekuté stříbro), těžký toxický kovový prvek, kapalný stříbřitě bílé barvy, vede elektrický proud Využití: použití jako součást slitin amalgámů, náplň různých přístrojů teploměrů, tlakoměrů, polarograf Zubní plomby - rtuť, která se uvolňuje do atmosféry při zpopelňování těchto osob v krematoriích. Dimethylrtuť, (CH 3 )-Hg-(CH 3 ) - jako smrtelná dávka pro dospělého člověka uváděno již 0,1 ml této kapalné substance. Velice toxická pro vodní prostředí. 19

20 RTUŤ - ÚČINKY Kumulativní jed, koncentruje se v ledvinách a v menší míře i v játrech a ve slezině. Projevy - chronické otravy bývají často nespecifické - od studených končetin, vypadávání vlasů, šedý lem kolem zubních krčků až vypadávání zubů, přes zažívací poruchy, různé neurologické a psychické potíže až po závažné stavy jako např. chudokrevnost, revmatické choroby či onemocnění ledvin při jednorázové vysoké dávce rtuti se dostavují bolesti břicha, krvavé průjmy a zvracení. 20

21 KADMIUM Cd (lat. Cadmium, řec. kadmeia - země) - bílý, měkký, lehce tavitelný, toxický kov. Využití Ni-Cd akumulátory, stabilizátory plastů, součást různých slitin a k povrchové ochraně jiných kovů před korozí. Toxicita plíce, ledviny a kosti, vliv na reprodukci Rakovinotvorné Vytěsnění Ca v kostech nemoc itai-itai Poločas vyloučení kadmia z organismu je 30 let. 21

22 OLOVO Pb (lat. Plumbum), těžký toxický kov, dobře kujný a odolný vůči korozi. Využití a vlastnosti velmi dobře pohlcuje rentgenové záření (odstínění zdrojů tohoto záření v chemických a fyzikálních aparaturách a především v lékařství) slitiny s Sn, Sb nebo Ag jako pájky jsou doposud široce používány. - Vodovodní potrubí - Olovnatý benzín Toxicita: Anémie, poškození ledvin, neurotoxicita 22

23 ARSEN As (lat. Arsenicum) - řec. arsen silně působící, toxický polokovový prvek, známý již od starověku. Využití As 2 O 3 - oxid arsenitý, známý jako arsenik, otrušík, utrejch- silně toxická sloučenina, dobře rozpustná ve vodě, byl používán jako rodenticid, k léčbě syfilis (lék Salvarsan) smrtelná dávka 120 mg Arsan (arsenovodík) AsH 3 páchne po česneku, jeho deriváty jsou bojové otravné látky, vysoce toxický, způsobuje hemolýzu krve, plicní edém, selhání srdce. 23

24 ARSEN Přenos z matky do dítěte (mléko), i na plod placentou Trojmocný chrom je nejtoxičtější Poruchy metabolismu vlivem kompetice iontů fosforu v buňkách. 24

25 DĚKUJI ZA POZORNOST Tento projekt (57/2013/B4: Inovace předmětu Environmentální toxikologie) je podporován ze zdrojů Fondu Rozvoje Vysokých Škol. Zdroj informací: V. Kočí. Environmentální toxikologie. Výukové texty, VŠCHT Praha. 25

Podobné dokumenty

materiál č. šablony/č. sady/č. materiálu: Autor:

materiál č. šablony/č. sady/č. materiálu: Autor: Masarykova základní škola Klatovy, tř. Národních mučedníků 185, 339 01 Klatovy; 376312154, fax 376326089 E-mail: skola@maszskt.investtel.cz; internet: www.maszskt.investtel.cz Kód přílohy vzdělávací VY_32_INOVACE_CH8SA_01_03_19