Токсикологія сполук свинцю

                           КАБІНЕТ МІНІСТРІВ УКРАЇНИ

Національний університет біоресурсів і природокористування України

Навчально – науковий інститут ветеринарної медицини, якості та безпеки продукції  АПК

                                                 Факультет ветеринарної  медицини

                                          Кафедра фармакології та токсикології

 

 

 

 

 

Курсова робота з токсикології на тему:

«Токсикологія сполук свинцю»

      Виконала: Карасевич А.Р.

Перевірив: професор Духницький В.Б.

Київ - 2011

 

 

ПЛАН

ВСТУП

1.Значення, перелік і застосування препаратів свинцю у сільськогосподарському виробництві, різних галузях промисловості та побуті

2.Фізичні та хімічні властивості свинцю і його найважливіших сполук

3.Умови, що  сприяють отруєнню

4. Шляхи надходження отрут в організм

5. Токсикологія

6.Патогенез 

7. Клінічні симптоми отруєння тварин різних видів

8. Патолого-анатомічна картина

9. Діагноз

9. 1. Прогноз і перебіг захворювання

9. 2. Диференціальна діагностика

10. Лікування

11.Профілактика отруєнь

12. Ветеринарна санітарна оцінка продуктів тваринництва

     Висновок

    Список використаної літератури

 

 

 

 

 

 

 

 

ВСТУП

          Свинець дуже цікавий та потрібний метал у нашому житті, відомий людству з давніх-давен. Завдяки його властивостям, він та його сполуки застосовуються у різних галузях промисловості, науки, використовуються в побуті. Широка сфера його застосування обумовлена поширеністю в природі, доступністю добування та специфікою фізико-хімічних властивостей.

              У практиці дуже часто зустрічаються випадки отруєнь сільськогосподарських тварин  сполуками свинцю.

Багато сполук свинцю  відносяться до сильнодіючих отруйних речовин, що, знаходячись у м'ясі  в мінімальних кількостях, здатні зробити токсичний вплив на організм людини. При отруєннях сполуками свинцю знижується резистентність організму тварин. Внаслідок цього токсичні речовини, створюючи умови розповсюдження кишкової мікрофлори по організму тварин і виникнення вторинних інфекцій. У м'ясі тварин, що отруїлися, часто не відбувається тих глибоких біохімічних процесів і змін фізико-колоїдної структури білка, що властиві нормальному процесові дозрівання або його ферментації. Ця обставина знижує не тільки смакові, але і  якість самого м'яса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Загальна характеристика

         Свинець (від латинського Plumbum), Pb, хімічний елемент IV групи періодичної системи Менделєєва; атомний номер 82, атомна маса 207,2. Свинець - важкий метал голубувато-сірого кольору, дуже пластичний, м'який (ріжеться ножем, навіть дряпається нігтем). Природний свинець складається з п’яти стабільних ізотопів з масовими числами 202, 204 (1,5%), 206 (23,6%), 207 (22,6%), 208 (52,3%). Останні три ізотопи - кінцеві продукти радіоактивних перетворень 238U, 235U і 232Th. При ядерних реакціях утворюються численні радіоактивні ізотопи свинцю.

          В біосфері свинець в основному розсіюється, його мало в живій речовині (5·10-5%), морській воді (3·10-9%). З природних вод свинець частково взаємодіє з глинами і осідає сірководнем, тому він нагромаджується в морському мулові і в чорних глинах, що утворилися з них, і сланцях.

Електронна будова атома Pb:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10 6s2 6p2

Назва: Плюмбум

Хімічний символ: Pb

Атомний номер: 82

Атомна маса: 207,2

Температура плавлення: 327.5°C

Температура кипіння: 1740°C

Число протонів/електронів: 82

Число нейтронів: 125

Густина: (293), 11.34 г/см3

 

Перелік і застосування препаратів свинцю у сільськогосподарському виробництві, різних галузях промисловості та побуті.

У сучасній промисловості і побуті найчастіше використовуються наступні з'єднання свинцю: оксид свинцю (свинцевий глет), свинцевий сурик, хромат свинцю (крокоїт або жовтий крон), металевий свинець, свинцеві сплави і припої, а також органічні сполуки свинцю у вигляді тетраетил і тетраметил свинцю. Неорганічні з'єднання металу використовуються для виробництва антикорозійних покриттів і фарбувальних пігментів, лакофарбної продукції і ін. Металевий свинець і його оксиди використовують для виробництва акумуляторних батарей і електричних кабелів. Оксиди свинцю - у виробництві скла, глазурі і поліграфії. Органічні сполуки металу використовують як компоненти антидетонаційних присадок до палива для двигунів внутрішнього згорання.

Свинцю  окисел (глет), РВО - зазвичай жовті кристали (іноді червоні), майже нерозчинні у воді. Використовується як основа жовтої фарби.

Свинцевий сурик (РвО4) - червоний, важкий кристалічний порошок, нерозчинний у воді. Використовується для захисту металу від корозії.

Свинцю  карбонат основної (свинець вуглекислий). Білий порошок, дуже погано розчинний у воді. Використовується для приготування свинцевих білил.

Тетраетилсвинець (ГЕС). Металорганічне з'єднання. На вигляд - це безбарвна летка рідина з фруктовим запахом. Нестійкий до дії повітря, світла, кислот. Горить з утворенням густого диму окису свинцю. Використовується як добавка до різних видів моторного палива, як антидетонатор.

 

 

2.Фізичні властивості елементу

Свинець кристалізується  в гранецентричній кубічній решітці (а = 4,9389Е), алотропних модифікацій не має. Атомний радіус 1,75Е, іонні радіуси: Рb2+ 1,26Е, Рb4+ 0,76Е; густина 11,34 г/см3(20 °С); температура плавлення 327,4 °С; температура кипіння 1725 °С; питома теплоємність при 20 °С 0,128 кДж/(кг·К) [0,0306 кал/г·°С] теплопровідність 33,5 вт/(м·К) [0,08 кал/см·сек·°С]; температурний коефіцієнт лінійного розширення 29,1·10-6 при кімнатній температурі; твердість по Брінеллю 25-40 мН/м2 (2,5-4 кгс/мм2); межа міцності при розтягуванні 12-13 мН/м2, при стисненні близько 50 мН/м2; відносне подовження при розриві 50-70%. Напаювання не підвищує механічних властивостей Свинцю, оскільки температура його рекристалізації лежить нижче кімнатній (близько -35 °С при ступені деформації 40% і вище). Свинець діамагнітний, його магнітна сприйнятливість -0,12·10-6, а при 7,18 К стає надпровідником.

Хімічні властивості  елементу

        Конфігурація зовнішніх електронних оболонок атома Pb 6s26р2, відповідно він проявляє ступені окислення +2 і +4. Свинець порівняно малоактивний. Металевий блиск свіжого розрізу свинцю поступово зникає на повітрі унаслідок утворення якнайтоншої плівки РbО, що оберігає його від подальшого окислення. В цю плівку входять PbO, Рb(OH)2. З киснем утворює ряд оксидів Рb2О, РbО, РbО2, Рb3О4 і Рb2О3. За відсутності О2 , вода при кімнатній температурі на свинець не діє, але він розкладає гарячий водяний пар з утворенням оксиду свинцю і водню. Відповідні оксидам РbО і РbО2 гідрооксиди Рb(ОН)2 і Рb(ОН)4 мають амфотерний характер. З'єднання свинцю з воднем РbН4 виходить в невеликих кількостях при дії розбавленої соляної кислоти на Mg2Pb. PbH4 - безбарвний газ, який дуже легко розкладається на Pb і Н2. При нагріванні свинець з'єднується з галогенами, утворюючи галогеніди РbХ2 (X - галоген). Всі вони малорозчинні у воді. Отримані також галогеніди РbХ4: тетрафторид PbF4 - безбарвні кристали і тетрахлорид РbСl4- жовта масляниста рідина. Обидва з'єднання легко розкладаються, виділяючи F2 або Cl2; гідролізуються водою. З азотом свинець не реагує. Азід свинцю Pb(N3)2 одержують взаємодією розчинів азиду натрію NaN3 і солей Рb(II); безбарвні голчаті кристали, важкорозчинні у воді; при ударі або нагріванні розкладається на Pb і N2 з вибухом. Сірка діє на свинець при нагріванні з утворенням сульфіду PbS - чорного аморфного порошку. Сульфід може бути отриманий також при пропусканні сірководню в розчини солей Pb(II); в природі зустрічається у вигляді свинцевого блиску - галеніту. У ряді напруг Pb знаходиться вище водню. Проте свинець не витісняє водень з розбавленої соляної і сірчаної кислот, унаслідок перенапруження Н2 на Pb, а також утворення на поверхні металу захисних плівок важкорозчинних хлориду РbCl2 і сульфату PbSO4. Концентровані H2SO4 і НCl при нагріванні діють на Pb, причому виходять розчинні комплексні з'єднання складу Pb(HSO4)2 і Н2[РbCl4]. Азотна, оцтова, а також деякі органічних кислоти (наприклад лимонна) розчиняють свинець з утворенням солей Рb(II). За розчинністю у воді солі діляться на розчинні (ацетат, нітрат і хлорат свинцю), малорозчинні (хлорид і фторид) і нерозчинні (сульфат, карбонат, хромат, фосфат, молібдат і сульфід). Солі Pb(IV) можуть бути отримані електролізом сильно підкислених H2SO4 розчинів солей Рb(II); найважливіші з солей Pb(IV) - сульфат Pb(SO4)2 і ацетат Рb(С2Н3О2)4. Солі Pb(IV) схильні приєднувати надмірні негативні іони з утворенням комплексних аніонів, наприклад, плюмбатів (РbО3)2- і (РbО4)4-, хлороплюмбатів (РbCl6)2-, гідроксоплюмбатів [Рb(ОН)6]2 - та інших. Концентровані розчини їдких лугів при нагріванні реагують з Pb з виділенням водню і гідроксоплюмбитів типу Х2[Рb(ОН)4].

 

3.Умови, що сприяють отруєнню. Забруднення виробничого середовища свинцем в сучасних умовах відбувається в результаті виготовлення і переробки природньої сировини, при виплавці металевого свинцю і виробництві його сплавів, неорганічних і органічних сполук, пігментів, фарб і ін. Серед виробничих і технологічних процесів, які призводять до викидів свинцю в зовнішнє середовище, особливе місце займають процеси дроблення і подрібнення сировини; плавлення і литво; обрубування, шліфовка і поліровка металовиробів; протруювання; сушка, фарбування виробів і багато іншого. Відомо, що в результаті виробничих процесів, де використовується свинець, характерною його дією на людину є використання аерозолів, що утворюються унаслідок конденсації і окислення пари на повітрі.

У об'єктах  зовнішнього середовища свинець  зазвичай міститься в питній воді в концентраціях від 0,01 до 0,03 мг/л, в атмосферному повітрі - 0,03-0,1 мкг/м3; у грунті - 10 мкг/г. При цьому середній вміст свинцю в грунті зазвичай корелює  з його вмістом в органах і тканинах диких і домашніх тварин (печінка, нирки, легені, скелет, волосся, від 2,3 до 35 мкг/г), що може розглядатися як можливе надходження цього металу в організм переважно з їжею. Вміст свинцю в харчових продуктах в нормі коливається від 0,02 до 3,0 мг/кг сирої маси.

 

4.Шляхи надходження отрут в організм. Основними шляхами надходження свинцю в організм людини з об'єктів зовнішнього середовища є інгаляційний шлях, разом з вдихуваним повітрям і аліментарно з питною водою і продуктами харчування. При цьому технологічні викиди металу зазвичай призводять до його багатократного підвищення в об'єктах навколишнього середовища, що часто обумовлює підвищення його вмісту в продуктах харчування.

За даними Л.Р. Ноздрюхиной, в організм людини з їжею надходить 0,22 міліграм, з водою 0,1 міліграм і пилом 0,08 міліграм свинцю. Курці здатні додатково споживати по 1 мкг свинцю на 1 викурену сигарету, внаслідок чого концентрація цього металу в крові у них дещо вище, ніж у некурящих людей.

Сполуки важких металів, до яких відноситься і свинець, є найбільш частішими причинами прихованої екологічно обумовленої та професійної патології хімічного генезу . Це обумовлено тим, що у сучасних умовах технологічне забруднення довкілля свинцем у зв'зку з широким розвитком автомобільної індустрії і використанням автотранспорту та його промисловим застосуванням досить значне і чинить несприятливу дію на здоров'я людей. Завдяки наявності у повітрі одночасно зі свинцем сполук інших металів і хімічних забруднювачів промислових міст, створюється ефект біологічної сумації їхнього впливу і таким чином поглинається несприятлива дія цього комплексу на організм. Враховуючи значну поширеність сполук свинцю у навколишньому середовищі, дослідження в цій області мають високу соціальну та економічну значимість.

З точки зору науки, одними з найбільш важливих моментів у розробці наукових принципів і  підходів до вторинної медико-біологічної профілактики патології, яка пов'язана з впливом сполук свинцю на людину, є чітке з'ясування можливих шляхів їхнього надходження та особливостей токсикокінетики і токсикодинаміки у організмі.

Найбільш  вивченими шляхами надходження  сполук свинцю до організму людини з навколишнього середовища є проникнення у біологічні середовища через бронхолегеневу систему та шлунково-кишковий тракт (ШКТ). Причому, відносний внесок кожного з наведених шляхів у сумарне надходження свинцю до організму суттєво відрізняється у залежності від віку, виду, умов навантаження, місця знаходження (екологічна експозиція), сезону року. Він також пов'язаний з переважними реально існуючими джерелами сполук свинцю у навколишньому середовищі, які можуть бути представлені повітрям або грунтом за умови довготривалого забруднення певної території викидами відповідних промислових підприємств та автомобільного транспорту. Дефіцит у харчовому раціоні фосфору, кальцію, заліза, білку збільшує всмоктування свинцю з ШКТ. Методом лінійної регресії показана висока кореляція між дефіцитом заліза у дієті та підсиленням токсичних ефектів свинцю. Прояви синергізму між токсичними ефектами свинцю і дефіцитом заліза розрізнялися по відношенню до різних ферментних систем організму. За даними, вірогідного всмоктування неорганічних сполук свинцю через шкіру до крові та підвищеного його виведення з сечею не встановлено після нашкірної аплікації навіть на протязі 24 годин. При дослідженні спостерігали підвищення рівня свинцю у поту через 30 хв після початку аплікації на шкіру з подальшим збільшенням його вмісту у слині. Максимум накопичення свинцю у поту відмічався на 3-6 добу (до 100-400 мкг/л) з поступовим зниженням до фонового рівня (15 мкг/л).

Вважається, що свинець, який надійшов до організму, через кров розподіляється між внутрішніми  органами і тканинами у залежності від інтенсивності кровообігу в них . Природний вміст свинцю у крові людини дорівнює від 0.8 до 40.0 мкг/ 100 мл, а заданими ВООЗ та деяких інших дослідників знаходиться на рівні 10.0-25.0 мкг/ 100 мл. Фізіологічні норми вмісту свинцю (мкМ/кг) в легенях — 0.19, м'язах — 0.29, мозкові — 0.49, нирках — 0.52, печінці — 0.84, крові — 1.3, шкірі — 1.5, кістках — 53.0, еритроцитах — 2.6, плазмі крові — 0.23.

У організмі свинець  перебуває у двох токсикологічно нерівноцінних фракціях — обмінній та стабільній .Обмінна фракція свинцю знаходиться у крові — близько 95.0% свинцю зв'язано з еритроцитами, клітинами печінки, нирок і інших внутрішніх органів, а інша частина — у зв'язку з перенощиками органічної природи (альбумін, продукти білкового катаболізму, хелатори типу глютатіону). Стабільна фракція локалізована переважно у скелеті. Остеокласти швидше та у значно більших кількостях адсорбують свинець, ніж остеобласти. Тому вони і визначають взаємодію свинцю з кістковою тканиною та внаслідок цього можуть у значній мірі впливати на метаболізм кальцію в організмі. В культурі клітин кісткової тканини мишей показано, що свинець у концентрації 10 мкМ і кадмій у концентрації 0.5 мкМ стимулювали процес її резорбції . Вважають, що механізм індукції кадмієм ос-теокластоподібних клітин подібний до механізму індукції процесу резорбції кісткової тканини, але відмінний від аналогічного механізму впливу свинцю, а також, що остеопорозоподібний пошкоджуючий вплив кадмію на кісткову тканину може бути зумовлений його прямою дією на процес резорбції. Кількісний вміст свинцю у крові, з точки зору багатьох авторів, свідчить про наявність поточного впливу, в той час, як його вміст у кістках — про попереднє, як правило, тривале надходження до організму.