Западно-Казахстанский государственный медицинский университет имени Марата Оспанова мз рк мамырбаев А. А. Токсикология хрома и его соединений актобе-2012
|
|
Скачать 3.42 Mb.
|
| Национальный центр гигиены труда и профессиональных заболеваний МЗ РК (Западный филиал) Западно-Казахстанский государственный медицинский университет имени Марата Оспанова МЗ РК Мамырбаев А.А. ТОКСИКОЛОГИЯ ХРОМА И ЕГО СОЕДИНЕНИЙ Актобе-2012 УДК 613.1 ББК 52.84 М 22 Рецензенты: 1. Козловский В.А. – д.м.н., профессор 2. Каримов Т.К. – д.м.н., профессор М 22 Мамырбаев А.А. Токсикология хрома и его соединений, монография, - Актобе, 2012 , – 284 с. ISBN 9965-02-362-Х В монографии систематизированы научные сведения о механизмах токсического действия хрома и его соединений. Представлена информация о физико-химических свойствах, путях поступления, транспорта и распределении этих химических веществ в живом организме. Изложены литературные сведения, касающиеся механизмов общетоксического, сенсибилизирующего, иммунотоксического действия хрома; показаны специфика и особенности отдаленных эффектов действия хрома и его соединений. Представлен материал о состоянии здоровья рабочих и населения в условиях техногенного загрязнения окружающей среды этим металлом, а также профилактические мероприятия. Монография рассчитана на гигиенистов, токсикологов, профпатологов, клиницистов, экологов, специалистов по профилактической медицине и охране окружающей среды. УДК 613.1 ББК 52.84 ISBN 9965-02-362-Х © Мамырбаев А.А., 2012 ПРЕДИСЛОВИЕ В настоящее время резко обострились проблемы, непосредственно связанные с химическим загрязнением биосферы, нередко приводящим не только к острым токсиколого-экологическим ситуациям, но и к хроническим интоксикациям и ухудшению основных медико-демографических показателей состояния здоровья населения. К наиболее опасным экотоксикантам, как известно, относятся прежде всего тяжелые металлы, особенности циркуляции которых в окружающей среде определяются их устойчивостью, биологической доступностью и вероятностью вызывать негативные эффекты в очень малых концентрациях. В указанном аспекте хрому и его соединениям, длительно циркулирующим в окружающей среде, принадлежит особая роль. Являясь эссенциальным нутриентом, с одной стороны, и выраженным токсическим ядом при его поступлении в избыточных дозах, с другой стороны, хром вызывает интерес у исследователей и как микроэлемент, и как экотоксикант. Настоящая работа – фактически первый опыт монографического изложения основ общей токсикологии хрома и его соединений. Систематизируя огромный разрозненный экспериментальный материал автор, по сути дела, провел токсикологическую паспортизацию хрома и его соединений. При этом, руководствуясь методами и приемами классической токсикометрии, проведены детальный анализ и обобщение первоисточников с целью описания дозовых и временных зависимостей развития интоксикации, сводки фактического материала по установлению пороговых и подпороговых доз и уровней воздействия. Диапазон оценок включает количественную характеристику кумулятивных свойств, особенности кожно-раздражающего, кожно-резорбтивного, сенсибилизирующего и иммунотропного действия. Важное значение приобретают сведения по токсико-кинетическим и метаболическим критериям изучения таких отдаленных эффектов, как бластомогенез и мутагенез, оценка эмбриотропного и гонадотропного действия этого химического вещества. Несмотря на то, что имеющийся фактический материал не в полной мере отражает специфику токсиколого-гигиенических исследований и, следовательно, не охватывает ряда показателей и тестов, которые теперь являются общепринятыми в практике токсикологического эксперимента, данный труд дает возможность понять и осмыслить мировой опыт ученых в этой области и наметить те проблемы, решение которых восполнит этот пробел в будущем. Чрезвычайно интересны разделы монографии, где суммированы и проанализированы сведения, касающиеся не только развития адаптационно-приспособительных процессов в условиях острой, подострой и хронической интоксикации, но также механизмов взаимодействия живого организма с соединениями хрома на молекулярном, субклеточном, клеточном и органном уровнях. Важно еще и то, что описание механизмов общетоксического и специфического действия хрома на этих иерархических уровнях проведено с учетом способа поступления ксенобиотика в организм. Содержание настоящей монографии, несомненно, шире того названия, под которым она выходит, поскольку, кроме вышеназванных проблем, в ней рассматриваются весьма актуальные и во многом еще дискуссионные вопросы, лежащие в основе современных подходов и принципов оценки экотоксикологии хрома и его соединений. Тем не менее, эти сведения представляют значительный интерес, так как детализируются особенности общетоксического и специфического влияния металла как на человека, так и на других теплокровных и холоднокровных особей. Анализируя исследовательский материал с позиции экотоксикологии, автор приходит к заключению, что способность хрома к биоаккумуляции и биомагнификации лежит не только в основе ксенобиотического профиля биогеоценозов, но и определяет картину хронических (отсроченных) токсических эффектов. Автором рассмотрены и систематизированы сведения о физико-химических свойствах хрома и его соединений, путях поступления и превращения в окружающей среде; приводятся действующие и временные гигиенические нормативы хрома и его соединений в объектах окружающей среды, а также нормативы других стран мира по технике безопасности, охране труда и окружающей среды, подготовленные независимыми экспертами. Обращает внимание детальная характеристика биологической роли хрома, путей поступления, превращения, транспортирования, накопления и выведения этого химического вещества из организма. Не ограничиваясь констатацией этих сведений, в монографии приводится расшифровка механизмов проникновения хрома через биологические мембраны и диссоциации этого металла в тканевых жидкостях, зависимость процесса биотрансформации хрома от химического состава и условий внутренней среды организма. Индивидуальные особенности обмена и метаболизма способствуют избирательному накоплению хрома в определенных органах и тканях, которое может быть первичным или вторичным. Уместно подчеркнуть, что в предлагаемой монографии отражен коллективный опыт гигиенистов, токсикологов, профпатологов, представителей многих других теоретических и клинических дисциплин, касающийся патогенеза развития острой и хронической хромовой интоксикации как в эксперименте, так и у рабочих хромового производства. Приводятся сведения о влиянии техногенной хромовой биогеохимической провинции на состояние здоровья взрослого и детского населения. Сравнительный временной анализ показывает, что экообусловленная патология остается весьма актуальной в данном регионе и требует к себе внимания экологов, медиков и специалистов других направлений науки. Завершает книгу раздел, посвященный профилактике хромовой интоксикации. Не умаляя значения технологических и санитарно-технических мероприятий по предупреждению возникновения хромовой интоксикации, автор совершенно справедливо акцентирует внимание читателей на значении алиментарного фактора. При этом более чем убедительно аргументируется тот факт, что химический состав пищи и фармакологическая активность ее компонентов играют чрезвычайно важную роль в реализации токсических эффектов хрома и его соединений. Тем более, что механизмы токсического действия хрома сопряжены с нарушением метаболизма отдельных макро- и микронутриентов. Рекомендуя эту полезную книгу, целесообразно подчеркнуть, что накопление всеобъемлющих знаний в вопросах токсикологии хрома представляет как теоретический, так и прикладной интерес. Вместе с тем развитие научного познания происходит путем процесса интеграции, обобщения и систематизации накапливаемых знаний. Успешное решение многосторонних аспектов изучения неблагоприятного влияния химических веществ на живой организм и природные экосистемы лежит в основе охраны здоровья человека и условий его жизни. ^ а  кадемик НАН РК, РАМН,лауреат высшей премии ВОЗ им.Л.Бернара Т.Шарманов Глава 1. Физико-химические свойства хрома и его соединений Впервые хром был открыт в минерале крокоите в 1797 году французским исследователем Л.Н.Вокленом, а в 1798 году, независимо от него, хром был открыт в крокоите немецким ученым М.Г.Клапротом. Однако наиболее чистый металлический хром был получен в 1799 году французским ученым Ф.Тассертом. Хром (лат. Chromium), Cr, химический элемент VI группы периодической системы Менделеева, атомный номер 24, атомная масса 51,996; металл голубовато-стального цвета. Природные стабильные изотопы: 50Cr (4,31%), 52Cr (87,76%), 53Cr (9,55%) и 54Cr (2,38%). Из искусственных радиоактивных изотопов наиболее важен 51Cr (период полураспада Т% = 27,8 суток), который применяется как изотопный индикатор. Среднее содержание хрома в земной коре (кларк) 8,310-3%. Этот элемент, вероятно, более характерен для мантии Земли, так как ультраосновные породы, которые, как полагают, ближе всего по составу к мантии Земли, обогащены хромом (210-4%). Хром образует массивные и вкрапленные руды в ультраосновных горных породах, с ними связано образование крупнейших месторождений хрома. В основных породах содержание хрома достигает лишь 210-2%, в кислых – 2,510-3%, в осадочных породах (песчаниках) 3,510-3%, глинистых сланцах – 910-3%. Хром – сравнительно слабый водный мигрант; содержание хрома в морской воде 0,00005 мг/л. В целом хром – металл глубинных зон Земли, каменные метеориты (аналоги мантии) тоже обогащены хромом (2,710-1%). Известно свыше 20 минералов хрома. Промышленное значение имеет только хромит FeCr2O4, относящийся к шпинелям. Шпинели могут образовывать друг с другом твердые растворы, поэтому в природе отдельно или в качестве примесей к хромиту встречаются также магнохромит (Mg,Fe)Cr2O4, алюмохромит Fe(Cr,Al)2O4, хромпикотит (Mg,Fe)(Cr,Al)2O4 – все они относятся к классу хромшпинелидов. Помимо шпинелидов, хром встречается во многих значительно менее распространенных минералах, например, меланохромите 3PbO2Cr2O3, вокелените 2(Pb,Cu)CrO4(Pb,Cu)3(PO4)2, тарапакаите K2CrO4, дитцеите CaIO3CaCrO4 и других. Мировые подтвержденные запасы хромовых руд составляют 1,8 млрд. тонн. Более 60% из них сосредоточена в ЮАР, 9% в Казахстане, 6% в Зимбабве. Значительными ресурсами хромита обладают США, Индия, Филиппины, Турция, Мадагаскар, Бразилия, Россия. Запасы хромовых руд в России сосредоточены главным образом в группе Сарановских месторождений (Верблюжьегорское, Алапаевское, Халлиловское) на Урале и составляют 6,4 млн. тонн (0,36% от мировых запасов). Главные производители товарной хромовой руды в мире – ЮАР, Казахстан, на долю которых приходится более 60% добычи сырья ежегодно. ^ Хром – твердый блестящий металл. Температура плавления 1890; температура кипения 2480; плотность 6,92; давление паров 0,246 мм рт.ст. (1114), 12,610-4 мм рт.ст. (1254). В соединениях обычно проявляет степени окисления +2, +3, +6, среди них наиболее устойчивы Cr3+; известны отдельные соединения, в которых Хром имеет степени окисления +1, +4, +5. С увеличением степени окисленности Хрома, его кислотные и окислительные свойства возрастают. Так, производные Cr+2 – очень сильные восстановители, соединения Cr+3 проявляют окислительные и восстановительные свойства, а соединения Cr+6 – сильные окислители. Хром химически малоактивен. При обычных условиях устойчив к кислороду и влаге, но соединяется с фтором, образуя CrF3. Выше 600 С взаимодействует с парами воды, давая Cr2O3; азотом – Cr2N, CrN; углеродом – Cr23C6, Cr7C3, Cr3C2; серой – Cr2S3. При сплавлении с бором образует борид – CrB, с кремнием – силициды Cr3Si, Cr2Si3, CrSi2. Со многими металлами Хром дает сплавы. ^ (зеленый крон, хромовая зелень) Cr2O3 представляет собой темно-зеленые кристаллы. Молекулярная масса 151,99; температура плавления 2275; плотность 5,21; в воде нерастворима; проявляет амфотерные свойства. ^ (хромовый ангидрид) CrO3 представляет собой темно-красные гигроскопические кристаллы. Молекулярная масса 99,99; температура плавления 197; плотность 2,8; растворяется в воде, образуя растворы хромовых кислот. ^ Na2CrO4 и калия К2CrO4 представляют собой желтые кристаллы. Хромат натрия: молекулярная масса 161,98; температура плавления 790; плотность 2,72; растворимость в воде 80,18 г/100 г (19,5). Кристаллизуется в виде гидратов с десятью, шестью и четырьмя молекулами воды. Выше 62,8 обезвоживается. Хромат калия: молекулярная масса 194,20; температура плавления 984; плотность 2,74; растворимость в воде 63,0 г/100 г (20), 79,2 г/100 г (100). Хроматы натрия и калия устойчивы только к щелочной среде; при подкислении переходят в бихроматы. ^ Na2Cr2O7·2H2O (хромпик натриевый) и калия K2Cr2O7 (хромпик калиевый) представляют собой оранжево-красные расплывающиеся кристаллы. Бихромат натрия: молекулярная масса 298,00; температура плавления 356 (безводный); плотность 2,525; растворимость в воде 180,8 г/100 г (20), 435,0 г/100 г (100). Бихромат калия: молекулярная масса 294,19; температура плавления 398; плотность 2,684; растворимость в воде 4,6 г/100 г (0), 12,3 г/100 г (20), 103 г/100 г (100). Сильные окислители. ^ (NH4)2CrO4 представляет собой желтые кристаллы. Молекулярная масса 152,07; растворимость в воде 40,5 г/100 г (30), 70,1 г/100 г (75). Сильный окислитель. Бихромат аммония (NH4)2CrO7 также выглядит в виде оранжевых кристаллов. Молекулярная масса 252,06; температура разл. 185; плотность 2,15; растворимость в воде 30,8 г/100 г (15), 155,6 г/100 г (100). Сильный окислитель. ^ KCr(SO4)·12H2O представляет собой фиолетовые кристаллы. Молекулярная масса 499,39; температура плавления 89; плотность 1,83; растворимость в воде 18,3% (20). При длительном стоянии на воздухе теряет половину воды, при 350 обезвоживается полностью (жженные квасцы). Хромаммониевые квасцы NH4Cr(SO4)2·12 H2O – фиолетовые кристаллы. Молекулярная масса 478,35; температура плавления 94; плотность 1,72; растворимость в воде 2,1 г/100 г (0), 15,7 г/100 г (40). Достаточно устойчивые соединения. ^ CrCl3 – розово-фиолетовые кристаллы. Молекулярная масса 158,35; температура плавления 1152С (безводный); температура кипения 1300С; плотность 3,03. В воде растворяется лишь в присутствии следов восстановителей. Образует многочисленные продукты присоединения с NH3, аминами и др. Из водного раствора кристаллизуется в виде гидрата CrCl3·6H2O. Образует несколько изомерных гексогидратов, свойства которых зависят от числа молекул воды, находящихся во внутренней координационной сфере металла. Хлорид гексааквахрома (фиолетовый хлорид Рекура) [Cr(H2O)6]Cl3 – кристаллы серовато-синего цвета, хлорид хлорпентааквахрома (хлорид Бьеррума) [Cr(H2O)5]Cl2H2O – гигроскопичное светло-зеленое вещество; хлорид дихлортетрааквахрома (зеленый хлорид Рекура) [Cr(H2O)4Cl2]Cl2H2O – темно-зеленые кристаллы. В водных растворах устанавливается термодинамическое равновесие между тремя формами, зависящее от многих факторов. ^ (хлорангидрид хромовой кислоты, хлорокись хрома) CrO2Cl2 – красная дымящая на воздухе жидкость. Молекулярная масса 154,90; температура плавления 96,5; температура кипения 116,7; плотность 1,91 (25). Водой разлагается на H2CrO4 и HCl. Растворяется в спирте, эфире. Сильный окислитель. Является очень агрессивным реагентом. При гидролизе образуется хлористый водород и соединения шестивалентного хрома. ^ В зависимости от целей использования и требуемой степени чистоты металла существуют несколько промышленных способов получения хрома. Металлический хром получают восстановлением окиси хрома алюминием или кремнием. При алюминотермическом способе предварительно подогретую шихту из окиси хрома, порошка и стружек алюминия с добавлением окислителя загружают в камеру, где реакцию возбуждают поджиганием смеси Na2O2 и Al. Хром, получающийся алюмотермическим способом, содержится в количестве 99,1-99,4%. При силикотермическом способе хром выплавляют в дуговых печах. Для получения чистого хрома используется электролитическое осаждение из ванн, содержащих ионы Cr+3 и Cr+2 из раствора хромово-аммониевых квасцов или из растворов хромовой кислоты. Современные технологии позволяют получать в промышленном масштабе металл чистотой 99,90-99,995% с помощью высокотемпературной очистки в потоке водорода и вакуумной дегазации. Методики рафинирования электролитического хрома позволяют избавляться от кислорода, серы, азота и водорода, содержащихся в исходном сырье. Существуют еще несколько менее значимых способов получения металлического хрома – силикотермическое восстановление, восстановление кремнием, восстановление оксида хрома углем, восстановление оксида хрома водородом при 1500С и др. В промышленности в больших масштабах производятся сплавы хрома – феррохром и силикохром. Феррохром, содержащий 60-85% хрома получают прямым восстановлением хромовой руды, содержащим не менее 48% окиси хрома. Высокоуглеродистый феррохром (67-71% Cr и 4-6% C) получают в открытых электродуговых печах, где шихта загружается сверху, а низкоуглеродистый феррохром – силикотермическим восстановлением в электропечах. Особой формой получения металлического хрома является хромирование, в основе которого лежат два способа обработки поверхности металлических изделий – диффузионный и электролитический. Диффузионный способ заключается в нагревании до 1050-1100С хромируемого изделия в атмосфере водорода, засыпанного смесью феррохрома и огнеупора, предварительно обработанных хлорводородом при высокой температуре. Находящийся в порах огнеупора CrCl2 улетучивается и хромирует изделие. В процессе электролитического хромирования металл осаждается на поверхности обрабатываемого изделия, выступающего в качестве катода. Электролит часто представляет собой соединение шестивалентного хрома (обычно CrO3), растворенное в водной H2SO4. Хромовые покрытия бывают защитные и декоративные (толщина защитного покрытия 0,1 мм, декоративного покрытия 0,0002-0,0005 мм). ^ получают восстановлением хроматов или бихроматов серы углем, сернистым ангидридом, а также термическим разложением хромового ангидрида. Трехокись хрома получают действием серной кислоты на бихромат натрия. Хромат натрия получают путем обжига природного хромита с доломитом и содой при 1150-1200. При этом образовавшийся хромат выщелачивают из спека и, после отделения от примесей, упаривают и подвергают кристаллизации до получения хромата. Хромат калия получают действием щелочи на бихромат калия. Бихроматы натрия и калия получают окислительным обжигом хромовой руды (хромита) с содой (или поташом) и известью с обработкой полученных при этом хроматов с серной кислотой или двуокисью углерода. Хромат аммония и бихромат аммония получаются обменным разложением бихромата натрия с хлористым калием, сернокислым калием и сульфатом аммония. Хромкалиевые и хромаммониевые квасцы получаются при смешении горячих водных растворов сульфатов хрома, калия и аммония или же восстановлением соответствующих бихроматов сернистым ангидридом, древесными опилками и каменноугольной смолой. Хлорид хрома получают высокотемпературным хлорированием хрома, феррохрома, а также хромовой руды в присутствии угля с раздельной конденсацией образующихся хлоридов хрома и железа. Безводный хлорид хрома может быть получен хлорированием из металлического хрома прямо или косвенно, путем хлорирования оксида хрома в присутствии углерода при температуре 800С. Диоксид-дихлорид хрома получается при воздействии хлороводорода на оксид хрома или реакции хромата калия с концентрированной соляной кислотой, а затем с добавлением серной кислоты в качестве обезвоживающего агента. Диоксид-дихлорид хрома отделяется в виде густой жидкости; затем он может быть отделен с помощью простой дистилляции. Это соединение хрома может быть получено также добавлением концентрированной серной кислоты в смесь хлорида натрия и бихромата калия с последующей отгонкой продукта. Применение Широкое использование металлического хрома в разных отраслях промышленности основано на таких его свойствах как жаропрочность, твердость и устойчивость его к коррозии. В качестве легирующей добавки хром используется при выплавке разнообразных сортов стали, увеличивая их твердость, способность к высокотемпературному окислению и механическому истиранию. Очень широкое использование в машиностроительной, авиационной, космической отрасли получили сплавы хрома, которые включают в себя железо, кобальт, молибден – феррохром, нихром, стеллит, комохром и др. Окись хрома и трехокись хрома являются сырьем для получения карбида хрома, шлифовальных паст и красок для стекла и керамики, входят в состав хромовых катализаторов. Хромат натрия, хромат калия и хромат аммония применяются в производстве пигментов, как протрава при крашении в производстве текстиля, как окислитель в органическом синтезе, в фотографии. Бихромат натрия, бихромат калия и бихромат аммония широко применяются в металлообрабатывающей, кожевенной, текстильной, химической, лакокрасочной, керамической, спичечной, пиротехнической промышленности; их используют в качестве реактивов, а также для приготовления пигментов, дубителей, для протравливания семян. Хромкалиевые квасцы и хромаммониевые квасцы применяются в текстильной и кожевенной промышленности, производстве кино- и фотопленки. Хлорид хрома и диоксид-дихлорид хрома применяют для получения хрома. Борид хрома применяется при изготовлении деталей двигателей самолетов, лопаток газовых турбин и др. ^ в окружающей среде Поступление и превращение хрома в окружающей среде В настоящее время объем выбросов загрязняющих веществ техногенного происхождения стал соизмерим с масштабами природных процессов миграции, биотрансформации и аккумуляции различных химических веществ. Обострились проблемы, непосредственно связанные с химическим загрязнением биосферы, нередко приводящим не только к острым токсиколого-экологическим ситуациям, но и хроническим интоксикациям, увеличению общей заболеваемости. Последнее вызвало необходимость расширения и интенсификации различных исследований, касающихся масштабов и темпов загрязнения окружающей среды, поиска эффективных методов охраны атмосферного воздуха, природных открытых и подземных водоисточников, почвенного и растительного покрова. Исключительно важное значение проводимых исследований связано не только с необходимостью изучения потоков загрязняющих химических веществ в окружающей среде, обусловленное выбросами промышленных предприятий, транспорта, бытовыми отходами, а также ограничение или полное устранение токсического действия различных веществ и соединений техногенного происхождения на животный и растительный мир, предотвращение их негативного влияния на здоровье человека. К наиболее опасным экотоксикантам относятся, прежде всего, тяжелые металлы, особенность циркуляции которых в окружающей среде определяется их устойчивостью, биологической доступностью и вероятностью вызывать негативные эффекты в очень малых концентрациях. Хром и его соединения, длительно персистирующие в окружающей среде, заслуживают особого внимания. Необходимость выпуска данной монографии была обусловлена тем, что в результате многолетней деятельности градообразующих предприятий АО ТНК «Казхром» (Донской ГОК, ОАО «Феррохром») и АО «АЗХС» в Актюбинском регионе сформировалась устойчивая антропо-техногенная хромовая биогеохимическая провинция [1, 2, 3, 4], которая оказывает непосредственное влияние на условия проживания, труда, быта и здоровье населения данного региона. Главным путем поступления хрома в окружающую природную среду является загрязнение атмосферы аэрозолями конденсации и дезинтеграции, образующимися в процессе получения хрома и его соединений из хромовой руды и ее дальнейшей переработки. Проведенная нами (в рамках аттестации рабочих мест) детальная гигиеническая оценка технологического процесса на ОАО «Феррохром» показала, что выпуск в плавильных цехах высоко-, средне- и низкоуглеродистого феррохрома, ферросиликохрома, карбида кальция, металлического хрома и металлоконцентрата сопряжен с загрязнением воздуха рабочей зоны пылью и газами. Так, запыленность воздуха на пульте управления рудотермической печи и колошниковой площадке превысила ПДК в 4-7 раз, содержание окислов марганца превысило гигиенический норматив в 13-19 раз, а содержание хрома (Cr+6) – в 2,9 раза. Кроме того, на рабочей площадке у печей, дозировочном узле и дробилке отмечено наличие диоксида кремния в пыли [5]. Следует отметить, что причина высокой запыленности воздушной среды феррохромом на колошниковой площадке и на пультах управления являлось наличие негерметичности свода печи, а также восходящие потоки воздуха при выпуске сплава. Основным источником пыли на пультах управления у машинистов крана является расплавленный металл при разливе, а на узле сброса – процесс сброса и приема короба, а также загрузка ферросплавов в вагоны. На пультах управления запыленность воздуха менялась при разливе сплава от 19,6 до 58,3 мг/м3, вне розлива от 9,6 до 45,4 мг/м3. Концентрация окислов марганца в воздухе рабочей зоны у машинистов крана превышала санитарные нормы в 14-17 раз. Необходимо также отметить, что комплексная гигиеническая оценка условий труда выявила на данном предприятии неблагоприятные микроклиматические условия, недостаточный уровень освещенности, тяжелый напряженный труд отдельных категорий металлургов. Наличие специфических вредных факторов производственной среды при получении феррохрома показано и другими авторами [6, 7]. При производстве хромовых ферросплавов в воздушную среду рабочей зоны хром поступает в виде трехвалентных соединений в составе аэрозоля дезинтеграции на этапе подготовки и дозирования шихты и в виде аэрозоля конденсации трех- и шестивалентного хрома, выделяющегося из печей и с открытой поверхности расплавленного сплава и шлака. Проведенные замеры содержания хрома в воздушной среде основных цехов, как на начальных, так и конечных этапах производства, показали его высокое содержание, исчисляющееся десятками мг/м3. Наибольшее количество окиси хрома выделяется при плавке рафинированного феррохрома. В пыли хром находится в виде сложных соединений с железом, марганцем и другими тяжелыми металлами [6]. Гигиенические исследования условий и характера труда горнорабочих, занятых подземной добычей хромовой руды, проведенных в шахтах «Молодежная» и «10 лет Независимости Казахстана» Донского горно-обогатительного комбината показали, что при бурении шпуров и взрывных работах, дроблении и опрокидывании руды, транспортировке руды на конвейерах, а также при работе горной техники в очистных забоях, работе скреперных лебедок, креплении забоев и погрузочных работах, воздух рабочей зоны интенсивно загрязняется полиметаллической пылью, превышающей ПДК в 4,2 раза [8, 9]. Открытый способ добычи хромовой руды на карьере «Поисковый» и труд рабочих дробильно-обогатительных фабрик Донского горно-обогатительного комбината также протекает в условиях воздействия высоких концентраций пыли, превышающих ПДК в 4,6 раза. Расчет стажевой пылевой нагрузки позволил установить, что рабочие, проработавшие в течение 1 года и выше испытывали воздействие дозных нагрузок пыли, содержащих хром от 16,8 до 23,9 г [10, 11]. Трудовая деятельность работниц, занятых дроблением и обогащением хромовой руды, протекает не только при неблагоприятных микроклиматических условиях, но и воздействием высокой запыленности, превышающей ПДК в 2,8 раза [12]. Следующим по значимости стационарным источником загрязнения воздушного бассейна города, депонирующих природных сред, является завод хромовых соединений (АО «Актюбинский завод хромовых соединений»), расположенный на северо-восточной окраине города Актобе, на расстоянии 500 м от промплощадки завода ферросплавов (ОАО «Феррохром»). Имеющий полувековую историю завод хромовых соединений выпускает следующую продукцию: монохромат натрия, бихромат натрия, окись хрома, хромовый ангидрид, сернистый натрий. Проведенная нами гигиеническая оценка условий труда на данном предприятии показала, что воздух производственной среды основных цехов загрязнен комплексом химических веществ и аэрозолями дезинтеграции и конденсации, содержащими соединения хрома. Детальное знакомство с технологическим процессом показала, что из 385 источников выделения вредных веществ в атмосферу, 375 оснащены газо-пылеулавливающими установками. Тем не менее, выбросы в атмосферу остаются достаточно значительными. Несмотря на снижение выбросов твердых отходов за изученный период (2000-2006 г.) в 2,6 раза, жидких и газообразных – в 10,7 раза, окисью углерода – в 27 раз, окислов азота – в 2,9 раза, шестивалентного хрома – в 0,7 раза, сернистого ангидрида – в 0,9 раза произошел рост выбросов фтористого водорода – в 342 раза, диоксида марганца – в 9 раз, хлора – в 1,4 раза [13]. Существенным источником техногенного загрязнения атмосферы и других объектов окружающей среды селитебных зон города является ТЭЦ (ЗАО «Актобе ТЭЦ»), также расположенная в промзоне (северо-восточной части города), территория которой вплотную примыкает к промплощадке завода ферросплавов. ТЭЦ работает на газе, используя в качестве резервного топлива мазут и уголь. Из всех источников выбросов в атмосферу только около половины оснащены газо-пылеуловителями. В этой связи, естественно, степень очистки выбрасываемых газов в атмосферу через дымовые трубы высотой 50 м, 80 м, 120 м и 150 м не отвечает санитарным нормам. Оценка динамики выбросов твердых и газообразных веществ за исследуемый период (2000-2007 г.) показала, что в целом производственные выбросы ТЭЦ уменьшились в 0,9 раза, в том числе твердые – в 2 раза, жидкие и газообразные – в 0,9 раза, окислов азота – в 0,9 раза. Однако произошел рост выбросов сернистого ангидрида в 1,9 раза, марганца и его соединений в 4,3 раза, фтористых соединений – в 1,9 раза. Учитывая, что в выбросах промышленных предприятий содержится значительное число соединений металлов, нами была прослежена динамика валовых выбросов в атмосферу твердых и газообразных веществ всех трех градообразующих предприятий (Таблица 1). Таблица 1. Выбросы в атмосферу соединений металлов (тонн/год)  Как следует из представленных данных, за исследуемый промежуток времени, наблюдается тенденция к снижению выбросов Cr+6 и Cr+3; валовые выбросы Mn и V, напротив, увеличились; а Fe и Mg практически остались на одних и тех же уровнях. При этом следует отметить, что максимальное загрязнение воздушного бассейна города происходило в 2000 и 2003 г., минимальное – в 2002 г. Суммарный показатель загрязнения атмосферы «Р» для микротерритории №1 города (удаленной от заводской зоны на расстоянии до 5 км) составил 5,25; для микротерритории №2 (удаленной от заводской зоны на расстоянии до 10 км) составил 4,5; для микротерритории №3 (удаленной от заводской зоны на расстоянии до 15 км) составил 4,2 [14]. Данные результаты свидетельствуют о влиянии на здоровье населения города комплекса химических веществ, а степень загрязнения атмосферного воздуха в целом по городу можно рассматривать как умеренное. Загрязнение атмосферного воздуха выбросами предприятий хромовой промышленности показало, что Cr+6 присутствовал в 54,0% всех проб воздуха отобранных в городской черте и 100% проб воздуха отобранных на промплощадках АО «АЗХС» и ОАО «Феррохром» [15]. При этом в зимне-осенний периоды года среднесменные и максимально разовые концентрации хрома в атмосферном воздухе были значительно выше – от 1,1 до 12 ПДК, чем в весенне-летние периоды, когда концентрация хрома составляла 1-1,7 ПДК. Рассчитаны были также объемы пылевыделения с поверхности феррохромошлакоотвалов, зависимые, прежде всего, от скорости ветра [16]. Объем выброса пыли при скорости ветра 2 м/с, действующего в течение 55 дней, достигает 5,3 тонн в год; при скорости ветра 7 м/с (количество дней действия ветра 297) – 40,0 тонн в год; при скорости ветра 15 м/с (количество дней действия ветра 13) – 3,6 тонн в год, составляя в суммарном варианте – 48,9 тонн в год. Не менее важным источником загрязнения почвы, подземных вод, атмосферного воздуха являются промотходы этих градообразующих предприятий. За последние 3 года твердые промотходы АО «АЗХС», ОАО «Феррохром», ЗАО «Актобе ТЭЦ» составили более 1,5 млн. тонн. По количеству накопленных в отвалах промотходов первое место занимает ОАО «Феррохром» (порядка около 1 млн. тонн). Однако, в настоящее время, данное предприятие практически полностью утилизирует промотходы; на 75-81% утилизирует промотходы АО «АЗХС». В то же время ЗАО «Актобе ТЭЦ» практически не утилизирует промотходы [4]. Источниками загрязнения окружающей среды хромом, помимо предприятий по добыче и переработке хромовых руд, являются также горнодобывающие, машиностроительные, металлообрабатывающие, текстильные заводы и фабрики. Сжигание бурых каменных углей сопровождается значительным поступлением хрома в атмосферу [17, 18]. Вокруг этих крупных промышленных предприятий могут формироваться техногенные хромовые биогеохимические провинции с повышенным содержанием этого металла в воздухе, почве, воде, продуктах питания растительного и животного происхождения. Загрязнение атмосферного воздуха на высоте 10-15 метров достигает 700 килограмм по количеству шестивалентного хрома [17, 19]. В зоне рассеивания хрома на расстоянии до 7 километров от предприятий, почва загрязнена не только на поверхности, но даже на глубину 1 метр, где концентрация хрома иногда превышает стандартный уровень [20]. Соединения хрома, седиментирующие из воздуха, загрязняют в первую очередь почву и водоемы. Поступления хрома в составе промышленных сточных вод, смывов почв, содержащих хром является важным источником загрязнения водоемов. Открытые водоемы и подземные воды загрязняются и атмосферными осадками, с которыми выпадают растворимые соли хрома. Хром обладает высокой мигрирующей способностью из почвы в растения, подземные и поверхностные воды. Он может поступать в почву в следствие разрушения хромсодержащих руд, отмирания и распада растений и микроорганизмов. В результате естественных природных процессов, таких как эрозия и выщелачивание минералов, хром активируется и физически присутствует в почве, воде и воздухе. Трехвалентный хром, обладающий низкой растворимостью, а также антропогенный металлический хром, хромсодержащие сплавы и нерастворимые продукты, содержащие трехвалентный хром (полуторная окись хрома) являются в значительной степени инертными и биологически недоступными. При нормальных условиях окружающей среды в водной и земной среде трехвалентный хром может образовывать относительно стабильные комплексные соединения со многими встречающимися в природе органическими частицами, ограничивая, таким образом, его биологическую доступность. В некоторых случаях, комплексообразование может увеличить биологическую доступность, в зависимости от растворимости лиганд [21]. Воздействие шестивалентного хрома на окружающую среду связано с его характеристикой как относительно подвижного иона и сильного окислителя. Анион хрома будет оставаться подвижным только в том случае, если его концентрация будет превышать как абсорбционные, так и восстановительные свойства почвы [22, 23]. Как только анион хрома вступает в контакт с организмами, сильный окислитель быстро восстанавливается, образуя промежуточные и химически активные кислородные соединения, которые могут вызвать негативные эффекты [24, 25]. В результате окислительно-восстановительных реакций Cr(VI) может быть химически превращен в Cr(III) и наоборот [26-28]. Взаимопревращения хрома одновременно контролируется некоторыми факторами, включая присутствие и концентрации видов хрома и окислителей или восстанавливающих агентов, температуру окружающей среды, свет, сорбенты, кислотно-основные реакции, pH, комплексообразующие агенты и реакции осаждения [21, 28]. В присутствии соединений железа, сульфидов и органических веществ Cr(VI) легко превращается в Cr(III) [27, 29]. В биологических системах Cr(VI) легко восстанавливается до Cr(III), а обратной реакции редокс-потенциал не благоприятствует. Соединения Cr(VI), растворимые в воде, обычно присутствуют в виде комплексных анионов – хромата и бихромата. Напротив, Cr(III) обычно находится в катионной форме и стремиться образовать комплексные соединения с координационным числом 6, а такие комплексы сравнительно плохо растворимы в воде. В водопроводной воде (в окислительных условиях) и особенно при обработке воды окисляющими агентами типа хлора и озона сравнительно малотоксичный трехвалентный хром окисляется в более токсичный шестивалентный хром, на чем и основаны разрешаемые концентрации обоих валентных состояний этого элемента в питьевой воде [30]. Рядом авторов показано, что в водной среде при нейтральном pH соединения шестивалентного хрома весьма стабильны. При слабощелочной реакции воды, а также при pH < 4,0 стабильность хрома резко снижается, причем в кислой среде хроматы переходят в более токсичные соединения – бихроматы. В сточных водах, а также водоемах, где могут содержаться органические вещества, концентрация шестивалентного хрома понижается за счет расхода его на окисление органических веществ [17]. ^ Содержание хрома в наружной оболочке земного шара (литосфере) составляет порядка 0,0055%, причем основной природной формой является окись хрома [17]. Содержание хрома в почвах, незагрязненных техногенным путем, подвержены колебаниям в зависимости от вида почвы. Так, в сухих почвах Русской равнины содержание хрома варьирует от 0,076 до 0,0005% (в среднем 0,019%). Содержание хрома в основных горных породах составляет 0,02%, в кислых – 0,0025%, в глинистых сланцах – 0,009% [17]. Содержание хрома в красноземах не превышает 100 мг/кг. Еще меньше его в дерноподзолистых почвах. Распределение хрома в профилях различных подтипов черноземов зависит от количества органического вещества в них, глубины залегания карбонатного горизонта и обогащение породы этим элементом. В указанных почвах большая часть хрома приходится на илистую фракцию; хром, как правило, аккумулируется в верхних гумусовых горизонтах. Содержание водорастворимого хрома не превышает 0,001 мг/кг [31]. Ранее выполненными исследованиями [1] было высказано предположение о наличии хромовой биогеохимической провинции в Актюбинской области, когда содержание хрома в почвах и подпочвенных суглинках было на уровне 0,2-1%, превышая кларковое содержание хрома в 30-50 раз. В почвах других районов Актюбинской области содержание хрома превышало его кларк в 2 раза. В последующие годы многими работами более чем убедительно было доказано, что в данном регионе уже к началу 70-х годов прошлого столетия сформировалась устойчивая антропотехногенная биогеохимическая провинция по хрому. Нами совместно с Б.В.Засориным были проведены исследования и дан развернутый анализ химического загрязнения почвенного покрова на территории Актобе. Максимальные концентрации хрома в почве, выявленные на территории промплощадок, превышали 10 г/кг. На промплощадке сопредельной территории площадью 2,25 км2 такие концентрации выявили в 31,5% проб, в 70% проб содержание хрома превышало 5 г/кг. На 50% площади обследуемого участка содержание хрома превышало 8 г/кг. Среднее содержание хрома по всем пробам на данном участке составило 6974 мг/кг. На территории промплощадки АО «АЗХС» участок с концентрацией хрома более 8 г/кг соответствует зоне размещения основных цехов предприятия. Участки с концентрацией хрома 5-8 г/кг занимают около 20% площади. Среднее содержание хрома на обследованной территории составило 2446 мг/кг. К югу от промплощадок ОАО «Феррохром» и АО «АЗХС» зона загрязнения почвы хромом (более 3 г/кг) наблюдается в основном только на северном берегу р.Дженишке. Далее к югу она прослеживается на участке, удаленном на 3-5 км от промзоны, а на расстоянии более 5 км не выявляется. Зона с концентрацией хрома 1-3 г/кг протягивается через дачные участки (2-3 км от промзоны) на южном берегу р.Дженишке и далее на юг на территорию городской застройки; на западе она прослеживается на расстоянии до 6-7 км от начала селитебной зоны, а на востоке – на удалении 5-6 км. Высокие уровни содержания хрома в почве, а также наличие прямой зависимости между концентрациями хрома и удаленностью от заводов (АО «АЗХС») показаны в других работах [32]. В пробах почвы детских садов города Актобе уровни данного элемента оказались выше гигиенических норм. Так, в ДДУ №8 содержание хрома в почве составило 241,2 мг/кг; ДДУ №30 – 83,5 мг/кг. В близко географически и климатически расположенных городах Российской Федерации – Оренбурге и Орске содержание хрома в почве также имеет тенденцию к повышению. Так, в Оренбурге, кларк превышен в 1,7 раза, а в Орске – в 5,4 раза. Оценка состояния окружающей среды в районе объектов комплексной подготовки газа [33] показала увеличение содержания комплекса химических веществ в почве превышающих кларк, в том числе по хрому (1,5 раза). Авторы приходят к выводу о том, что высокие концентрации ряда элементов в различных объектах окружающей среды способствуют процессам формирования техногенных провинций по барию, бериллию, марганцу и хрому. Комплексный гигиенический анализ позволил им выявить высокий суммарный уровень техногенной нагрузки на селитебные территории сельских населенных пунктов, расположенных в зоне влияния промышленных предприятий. Содержание хрома в почвах Хабаровского края составляет в среднем 3,54 мг% и в 2 раза превышает его концентрацию в почвах Иркутской области. Среднее содержание хрома в основных типах почв в Азербайджане находится в пределах 41-160 мг/кг. При этом почвы горных районов содержат меньше хрома, чем почвы низменных районов. Самыми богатыми хромом является лугово-лесные выщелаченные глееватые почвы горных районов (36-71 мг/кг) и низменной части (153-184 мг/кг). Общеизвестно, что химическое загрязнение почв тяжелыми металлами – наиболее опасный вид деградации почвенного покрова, поскольку самоочищающая способность почв от тяжелых металлов минимальна, почвы прочно аккумулируют их. Тем самым почва становиться одним из важнейших геохимических барьеров для большинства токсикантов на пути их миграции из атмосферы в грунтовые и поверхностные воды. В указанном аспекте хром является ярчайшим представителем этой группы химических элементов, особенности миграции которого, способность к биоаккумуляции и биомагнификации лежат не только в основе характеристики ксенобиотического профиля биогеоценозов, но и определяют картину хронических (отсроченных) и острых токсических эффектов. Так как на большей части урбанизированной территории города Актобе и области техногенное воздействие преобладает над естественными факторами почвообразования, то на данной территории мы имеем специфические виды почв, характерной особенностью которых является высокий уровень загрязненности хромом. Последнее обстоятельство приводит к тому, что нарушаются окислительно-восстановительные и кислотно-основные свойства почв, содержание в них органического вещества, гранулометрический состав, а также водно-тепловой режим и геохимический фон. Во многих местах (промплощадки и близко расположенные территории к промзоне) почва полностью утратила способность к продуктивности и биологическому самоочищению. Немаловажное значение в санитарно-гигиеническом и медико-экологическом мониторинге имеет значение определения хрома в других депонирующих средах – снеге, воде, донных отложениях, продуктах растениеводства и животноводства. Анализ снежного покрова позволяет определить преобладание направления разноса и состава загрязняющих химических веществ. В составе снега, как аккумулятивном индикаторе, отражается специфическая техногенная нагрузка от отдельных источников или промышленных зон. Выполненные в начале 2000 годов наши собственные исследования показали, что ореол рассеивания хрома с уровнем загрязнения более 20 кг/км2 вытянут в юго-восточном и северном направлениях. Максимальное загрязнение свыше 30 кг/км2 и 20-30 кг/км2 отмечено на расстоянии до 5-7 км к югу и до 7-13 – к северу. Проведенные расчеты показали, что в зонах радиусом 2-5-10 км от основных источников загрязнения за зимний период (112 дней) накапливалось соответственно – 26,5, 18,8, 5,9 тонн общего хрома; 1,4, 1,0, 0,2 тонн шестивалентного хрома. Зона загрязнения шестивалентным хромом с содержанием его свыше 5 кг/км2 сосредоточено в основном в районе промплощадок в радиусе до 4-5 км. Химический анализ снеговой воды, взятой на территории промлощадок, также показал наличие в ней шестивалентного хрома; содержание последнего составило от 0,05 до 18,1 мг/дм3. При этом следует отметить, что pH снеговой воды составило 10. Рассчитанные коэффициенты концентраций (Kc) и суммарное содержание (Zc) хрома в снеговом покрове показали тенденцию к накоплению этого элемента в данной депонирующей среде. Очень высокие уровни загрязненности хромом поверхностных и подземных вод города и области обусловлены, прежде всего, инфильтрацией шестивалентного хрома из хромсодержащих шламов прудов-накопителей. Самые высокие концентрации шестивалентного хрома в речной воде р.Илек наблюдались ниже устья р.Дженишке, где максимальные концентрации достигали 5 мг/л, при среднегодовых – 2,1-2,4 мг/л. Попавший в реку шестивалентный хром обнаруживался ниже по течению на расстоянии 380 км у сел Чилик и Георгиевка, концентрации которого превысили гигиенические нормативы соответственно в 9-53 и 175-503 ПДК [34]. Результаты анализа проб почвы из поймы р.Илек, тестированной на содержание подвижного хрома и хрома шестивалентного, показали, что валовое содержание подвижной формы хрома в среднем составляло 511,08 ± 249 мг/кг, при превышении ПДК в отдельных точках – в 16-142 раза, хрома шестивалентного – 4,5 ± 3,2 мг/кг, при превышении ПДК в 5-197 раз [32]. В нормальных естественных условиях содержание хрома в водных объектах широко колеблется в связи с изменениями температуры, влажности и активной реакции почвы. Воды поверхностных и подземных вод и источников питьевого водоснабжения содержат хром в концентрациях 0,01-0,001 мг/л, максимальная его концентрация достигает 0,112 мг/л. В водопроводной воде средняя концентрация хрома составляет 0,0023, максимальная – 0,079 мг/л. Хром природного происхождения находится в воде в виде элементарного или трехвалентного хрома. Более высокие концентрации хрома в природных водах встречаются в зонах хромитовых карьеров и сбросов промышленных сточных вод. В сточных водах предприятий, занятых производством хрома, содержатся его шестивалентные соединения, которые могут сохраняться без изменений неопределенно долгое время. Среднее содержание хрома в морской воде составляет 0,05 мкг/л [17, 35]; в водах океанов – 0,28 мкг/л, в том числе 88% от общего количества – в виде растворенных в воде соединений; во взвешенном состоянии [36, 37]. Совершенно очевидно, что наиболее полно состояние загрязнения водной среды можно получить только при условии химического анализа на содержание загрязняющих веществ во всех компонентах среды, включая воду, взвеси, донные осадки и биоту. При этом, для оценки миграционной способности тяжелых металлов и определения основных токсикометрических параметров используются организмы-мониторы: моллюски, макроводоросли, рыбы и другие гидробионты. Проведенные нами лабораторные исследования донных отложений рек Илек и Каргала в летние и осенние периоды года выявили наличие существенных концентраций хрома. Наибольшие концентрации хрома в донных отложениях установлены в средней части обследованного участка реки. Так, напротив силикатного завода, содержание растворенных форм хрома превысило 6 мкг/100 г донных отложений, а наиболее высокие концентрации хромы в иловом растворе отмечены в районе Новороссийского моста – 90 мкг/дм3. В донных отложениях реки Урал и его притоках (Орь, Кумак, Губерме) и озере Теплое Оренбургской области максимальное содержание хрома было на уровне 4000 мг/кг, а минимальное – 300 мг/кг, среднее значение составило 620 мг/кг [38]. В позднее проведенных исследованиях было показано, что концентрация хрома была значительно ниже среднего показателя и составила 20,3 мг/кг. Данный факт авторы объясняют тем, что не учитывался тип донных отложений, а известно, что илистые и глинистые донные отложения удерживают тяжелые металлы более прочно, чем песчаные, что обусловливает различную степень накопления металлов [39]. В Казахстане и России гигиенические нормативы содержания тяжелых металлов в донных отложениях не установлены. В совместных российско-голландских проектах применялась система стандартов, принятая в Нидерландах, где существуют экологические нормативы, регламентирующие качество донных отложений, почв и грунтовых вод. Они приняты и опубликованы Правительством в 1993-1994 годах [40]. В Нидерландах существует два вида нормативов: «намеченный» (экологический) («Streewaarde» S) и «нормативы санации» («Interventiewaarde» I). Так, для хрома экологический норматив (S) составил 100, а для норматива санации (I) – 380 мг/кг (валовое содержание тяжелых металлов в донных отложениях мг/кг приведено к единому стандартному образцу, содержащему 10% органического вещества и 25% частиц размером, меньше 2 мкм). Исследования видового состава беспозвоночных в водоемах в окрестностях городов Токмок и Бишкек показали, что водные организмы являются важным индикатором биомониторинга тяжелых металлов. В точках отбора проб речной воды содержание хрома превышало гигиенические нормативы в 6-12 раз [41]. Высокой способностью к активной биоабсорбции тяжелых металлов обладают базидиальные макромицеты, благодаря чему они могут активно вовлекать названные токсиканты в биогеохимические циклы [42-44]. Установлено, что способность к накоплению хрома сильнее выражена у ксилотрофных базидомицетов. Среднее содержание хрома в плодовых телах гумусовых сапротрофов составило 0,74 ± 0,16 мг/кг; микоризообразователях – 0,73 ± 0,05 мг/кг; ксилотрофов – 0,97 ± 0,11 мг/кг и подстилочных сапротрофов – 0,82 ± 0,20 мг/кг. Сильная вариабельность содержания хрома и других тяжелых металлов в плодовых телах базидиальных макромицетов объясняется эколого-трофическими особенностями и таксономической принадлежностью отдельных видов [45]. Высокая степень сорбции и накопления хрома отмечается тканями самых разнообразных морских организмов. Отмечено значительное биоконцентрирование тяжелых металлов, в том числе хрома, в гидробионтах отдельных районов мирового океана, причем коэффициент накопления хрома в планктоне составляет 10000-20000 [46]. Высокая концентрация хрома (до 16,3 мг/кг) обнаружена в раковинах устриц [47]. Значительные количества хрома содержат мидии (от 0,03 до 5 мг/кг сырой ткани). Концентрация хрома в рыбах пресноводных бассейнов составляет в среднем 0,6 мг/кг сырой ткани, морских бассейнах – 0,9 и океанических – 0,3 мг/кг [47]. Автор отмечает, что трескообразные представители рыбных пород содержат меньше хрома, чем окунеобразные (соответственно: 0,3 и 0,7 мг/кг мышечной ткани). Содержание общего хрома в подлещике и окуне, выловленных в реке Илек, расположенной в техногенной хромовой провинции, оказалось равным 0,169 мг/кг и 0,031 мг/кг, а содержание хрома шестивалентного – 0,082 и 0,021 мг/кг, соответственно [32]. Пресноводные и морские водные организмы, являясь конечным звеном биологической миграции микроэлементов и, в частности хрома, способствуют биоконцентрации последнего. Последующее биоседиментационное отложение хрома в донных осадках, физико-химическая или микробная деструкция отмершего биоматериала, регенерация минеральных форм способствуют вовлечению этого элемента в новые, повторяющиеся круговороты хрома в океанической воде. Немаловажный интерес представляют особенности накопления хрома в растительной продукции. Как правило, формирование химического состава растительного организма определяется не только биохимическими свойствами различных видов организмов, их возрастом и физико-химическими закономерностями связи между элементами в организме, но и химической структурой почвы и ее микробиологическим пейзажем. При этом содержание одних и тех же химических элементов в различных частях растений может изменяться в широких пределах. Усвоение тяжелых металлов растениями показало, что в ряде случаев высокие концентрации металлов в почве стимулировали рост и развитие растений. Повышение концентрации хрома в питательном растворе приводило к увеличению содержания хлорофилла и зольных элементов в зеленой массе при одновременном снижении высоты пера, количества перьев и веса зеленой массы лука [48]. В районах залегания хромсодержащих минералов и почвах-серпентинитах [49, 50] в растениях определяется повышенное содержание хрома. Растительный покров Актюбинской области, характеризующийся ковыльно-типчаковой, полынно-ковыльной, полынной, злаково-полынной и черно-полынной растительными ассоциациями, отличается повышенным содержанием хрома в указанных растениях, концентрации которого колебались в пределах от 1,6∙10-5% до 269∙105% [51]. Максимальное содержание хрома обнаружено в растительных продуктах, произрастающих на расстоянии одного километра от Актюбинского завода хромовых соединений. Так, в помидорах хром содержится в количестве 1,25-0,24 мг/кг, в картофеле – 0,43-0,11 мг/кг, в клубнике – 7,28-0,54 мг/кг [52]. В дикорастущих растениях (ежевика и шиповник), произрастающих вдоль берега реки Илек Актюбинской области среднее содержание общего хрома составило 53,4 ± 39,4 мг/кг, хрома шестивалентного – 0,31±0,45 мг/кг. Повышенное содержание хрома отмечено также в полыни серой, полыни эстрагон, цмине песчаном, а также овощах и фруктах [32]; в семенах подсолнечника содержание хрома составило 16,8 мг/кг. Существует точка зрения о том, что хром, восстанавливаясь в корневой системе растений, накапливается большей частью в корнях, чем в надземной лиственной части. Самая низкая концентрация хрома в надземных частях растений наблюдается в плодах, с увеличением в стеблях и листьях [23, 53]. Концентрация хрома в растениях значительно отличается среди различных видов, структуры тканей и стадии роста [54]. В целом, к растениям поступает только небольшая часть от общего содержания хрома в почве. Показанное соотношение содержания хрома в растениях по сравнению с почвой варьирует от 0,1 до 0,3 [53]. Концентрация хрома в растениях, главным образом, контролируется содержанием растворимого хрома в почве [54]. Помимо поступления хрома в растение через корни из загрязненных почв существует еще один путь – поглощение этого элемента через листовую поверхность из газопылевых выбросов и аэрозолей конденсации и дезинтерграции. В продуктах питания как растительного, так и животного происхождения, хром содержится в виде неорганических солей, а также в виде комплексного соединения с органическими лигандами, представляющего биологически активную форму хрома с выраженным воздействием на углеводный обмен (фактор толерантности к глюкозе). Более высокие концентрации хрома содержатся в рыбе, молоке, молочных изделиях, мясе домашних животных и птице; фрукты и овощи имеют более низкие концентрации хрома [55]. Наибольшее количество этого элемента содержат яйца, растительные и животные жиры, пивные дрожжи, черный перец, сыр, черный хлеб. В справочнике по диетологии указано, что содержание хрома (мкг/100 г съедобной части продукта) в говяжьей печени составляет 32,0, говядине – 8,2, свинине – 13,5, птице – 9,15, зернобобовых – 9-16, перловой крупе – 12,5, ржаной обойной муке – 4,3 [56]. В справочнике по химическому составу пищевых продуктов [57] дается детальное описание содержания хрома, как микроэлемента, в пищевых продуктах и субпродуктах растительного и животного происхождения, уровни и динамика содержания которого отражают данные, приведенные другими авторами. |
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Похожие:
База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям