IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Актуальность. Проблема загрязнения биосферы является глобальной по своему значению. Научно-технический прогресс в области тяжелой промышленности и транспорта представляет самый масштабный по влиянию фактор загрязнения окружающей среды. К особо опасным неорганическим поллютантам антропогенного происхождения принято относить тяжелые металлы.

Тяжелые металлы являются классом химических элементов, которые обладают многими свойствами металлов и внушительным атомным весом, который превышает пятьдесят а. е. м. К ним относятся следующие элементы: ванадий, хром, марганец, железо, кобальт, никель, медь, цинк, молибден, кадмий, олово, ртуть, свинец, висмут). В зависимости от степени токсического поражения и уровню аккумуляции в организме около десяти тяжелых металлов преобладают по данным показателям. Среди них такие металлы, как ртуть, кадмий, свинец, цинк, медь, никель, олово. кобальт, молибден.

Данная группа химических элементов по природе являются эссенциальными для организма, но в условиях превышения оптимального уровня содержания депонироваться в тканях организма, в частности костной. В этих условиях велик риск развития так называемой эндогенной интоксикации, сопровождающейся со стороны клинических признаков недомоганием, низким уровнем иммунитета, заболеваниями кроветворной системы, аллергическими реакциями ( поскольку в больших концентрациях тяжелые металлы распознаются защитными системами организма как чужеродные).

Оренбургская область находится в довольно неблагоприятном состоянии по уровню загрязнения тяжелыми металлами, поскольку в ней расположены промышленные центры топливно-энергетической и металлургической отраслей. В связи с этим загрязнение данного региона побочными продуктами производства является одним из самых масштабных в пределах страны. Отдельно стоит сказать о двух крупных промышленных областных центрах, таких как Оренбург и Новотроицк.

В столице области ежегодно выбрасываются в окружающую среду продукты переработки нефти и газа, среди которых существенными являются хром и марганец. Эти же элементы выступают в роли побочных продуктов хромового производства на АО «НЗХС» - заводе хромовых изделий - в Новотроицке.

Алиментарное поступление тяжелых металлов в организм в пределах неблагоприятных по экологическому критерию загрязнения территориях приводит к увеличению во времени числа людей с различными формами интоксикаций.

В данной статье речь пойдет о хроме и марганце.

Превалируют по содержанию хрома такие органы и системы, как желудочно-кишечный тракт, почки, скелет, легкие и щитовидная железа. Предельно допустимая концентрация хрома, не вызывающая токсических эффектов, составляет около пяти миллиграммов в сутки. Хром является эссенциальным элементом, который принимает участие в обмене жиров и углеводов, опосредованно индуцируя процессы липогенеза и переходу углеводов в липиды, модулирует толерантность к глюкозе и способствует естественной активности инсулина. Также участвует в поддержании структурного единства молекул нуклеиновых кислот. Хром регулирует деятельность миокарда и сердечно-сосудистой системы в целом, контролируя уровень холестерина и артериальное давление. Являясь химическим антагонистов многих других тяжелых металлов, способствует их удалению из организма.

Марганец в организме в наибольших количествах наличествует в сердце, печени и надпочечниках, при повышении общего содержания он начинает депонироваться в костях, почках и поджелудочной железе. Порог токсичности для марганца составляет около сорока миллиграммов в сутки. Данный химический элемент служит компонентом антиоксидант ной защиты, участвует в катаболизме аминокислот и энергетической метаболизме в целом, способствуя липолизу и распаду холестерина, усиливая активность гликолиза. Он является кофактором пищеварительных ферментов, Контролирует нормальное развитие скелетной системы, участвует в синтезе гормонов половых желез путем положительного стимулирования системы "гипофиз-надпочечники". В оптимальных концентрациях позитивно сказывается на работе ЦНС и высших психических функциях.

В количествах, избыточных по сравнению с оптимальными, вышеуказанные тяжелые металлы действуют как токсины, способствуя развитию хронического Проявляется оно в различных расстройствах нервной, пищеварительной, половой, нервной системы, причём развивается болезнь ,как правило, довольно медленно. Одним из закономерных мест депонирования тяжелых металлов служат кости, поскольку они по природе способны адсорбировать различные соединения из крови.

В связи с изложенным выше была поставлена цель, которая заключается в количественном определении хрома и марганца в реберных костях трупов людей из Оренбурга и Новотроицка и провести сравнительный анализ по данным показателям.

Материалы и методы. Материалом для исследования послужили участки десяти образцов ткани третьего ребра трупов жителей Новотроицка, и аналогичные образцы от из Оренбурга. Посторонние мягкие ткани были растворены и удалены холодной проточной водой. Мацерация проводилась в течение периода от трех до пяти суток.

Для анализа содержания тяжелых металлов путем рентгеноспектрального флуоресцентного анализа (РСФА) были исследованы участки рёберных костей. Конечная аналитическая процедура осуществлялась при помощи рентгеновского спектрометра «СПЕКТРОСКАН-МАКС G». Для обработки результатов детекции прибора применялсяпрограммный комплекс «СПЕКТР» в режиме качественного анализа [4].

Результаты и обсуждения. Рентгеноспектральный флуоресцентный метод анализа масштабно применяется в разнообразных отраслях деятельности человека, в том числе и в химии и медицине с целью обнаружения элементов различного рода. Метод характеризуется высокой степенью точности, стабильной производительностью и должным уровнем экспрессности.

Было установлено, что содержание ионов цинка и свинца (таблица 1) у жителей восточного и центрального Оренбуржья в большинстве исследуемых образцов имеет значения с низким расхождением.

Данные таблицы 1 показывают, что анализируемые показатели по уровню выше в образцах из Оренбурга.

Таблица 1 - Аналитические сигналы, соответствующие уровню тяжелого металла

	Хром
	Оренбург	Новотроицк
Образец 1	0,626	0,530
Образец 2	0,672	0,525
Образец 3	0,631	0,546
Образец 4	0,622	0,534
Образец 5	0,653	0,583
Образец 6	0,645	0,537
Образец 7	0,653	0,561
Образец 8	0,621	0,542
Образец 9	0,643	0,514
Образец 10	0,681	0,536
x+ Sx	0,6447+0,02060	0.5408+0,0194

Выводы: Проведенный анализ показал, в обоих случаях содержание анализируемых элементов в образцах. полученных из Оренбурга, превалирует над соответствующими показателями, выявленными при анализе образцов из Новотроицка.

Литература

1. Казакова Н. А. Загрязнение почвы тяжелыми металлами / Н. А. Казакова // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии . – 2009. – № 1 (8) – С. 29-31.

2. Сальникова Е. В. Экологическая оценка содержания цинка в экосистеме (почва, вода, продукты питания) на территории Оренбургской области / Е. В. Сальникова, Т. И. Бурцева, Е. А. Кудрявцева, А. И. Кустова // Вестник Оренбургского государственного университета. – 2012. – № 6 (142) – С. 184-187.

3. Скальный А. В., Рудаков И. А. Биоэлементы в медицине. – М.: Издательский дом «ОНИКС 21 век»: Мир, 2004. – 272 с., илл.

Код для цитирования: Скопировать