Токсичность бериллия и бария

ГБОУ  ВПО «Ставропольский государственный  медицинский университет

Министерства  здравоохранения  Российской Федерации»

Кафедра общей и биологической химии

 

Зав. кафедрой: Эльбекъян К.С.

 

Реферат

 

на  тему: "Токсичность бериллия и бария"

 

 

Выполнил: студент 136 группы 

Исрапилов М.

Проверила: ассистент, к.п.н.

Пожитнева Е.В                                                                                                                                                             

 

 

 

 

Ставрополь, 2013 год

Содержание

 

1. Введение 

2. Барий (общая  характеристика)

3. Биологическая  роль бария, применение

4. Токсичность  бария

5. Помощь при  отравлении барием и его соединениями

6. Бериллий (общая  характеристика)

7. Применение  бериллия, его биологическое значение

8. Токсичность бериллия

9. Список литературы

 

 

1. Введение

 

Все элементы периодической  системы Д.И. Менделеева условно  можно разделить на токсичные  и нетоксичные. Токсичные элементы – это химические элементы, оказывающие  отрицательное влияние на живые  организмы, которое проявляется только при достижении некоторой концентрации, определяемой природой организма. Барий и бериллий, о которых пойдёт речь в этом реферате являются токсичными элементами. Вопрос о возможном воздействии на живые организмы, поведении того или иного токсичного элемента при определённой концентрации очень интересен и актуален. Особое значение ему выделяется при диагностике врожденных патологий, профессиональных заболеваний, связанных со спецификой промышленного производства, экологически обусловленных заболеваний и т.д.

 

 

2. Барий (общая  характеристика)

 

БАРИЙ (от греч. barys-тяжелый) химический элемент II группы периодической системы с атомным  номером 56, относится к щелочноземельным элементам, имеет постоянную степень  окисления +2. Простое вещество барий — мягкий, ковкий щёлочноземельный металл серебристо-белого цвета. При резком ударе раскалывается. Обладает высокой химической активностью. Барий интенсивно окисляется на воздухе, образуя пленку, содержащую бария оксид ВаО и нитрид Ba3N2. При незначительном нагревании на воздухе воспламеняется. Энергично реагирует с водой, давая гидроксид бария. С разбавленными кислотами образует соли. Большинство солей бария с анионами слабых кислот и кислот средней силы малорастворимы. Он также способен восстанавливать оксиды, галогениды и сульфиды металлов до соответствующего металла.

В земной коре содержание это вещества достигает 5 - 10 % по массе. В свободном виде не встречается. Важнейшие минералы - барит (тяжелый  или персидский шпат) BaSO4.

 

3. Биологическая роль бария, применение

 

Биологическая роль бария изучена недостаточно. Известно, что в число жизненно важных микроэлементов он не входит. Сульфат  бария, нерастворимый и нетоксичный, применяется в качестве рентгеноконтрастного вещества при медицинском обследовании желудочно-кишечного тракта. Оксид бария применяется для сердечников электромагнитов; в производстве пероксида и гидроксида бария. Гидроксид бария находит применение для очистки сахара в лабораторной практике. Хлорид бария используют для борьбы с сельскохозяйственными вредителями; в керамической и текстильной промышленности; в производстве минеральных красок; для очистки котельной воды и рассолов от сульфатов. Карбонат бария применяется в керамической промышленности; для производства оптического стекла и эмалей. Сульфид бария используется в кожевенной промышленности; особо чистый сульфид бария — в производстве люминофоров. Сульфат бария применяется как утяжелитель глинистых растворов при глубоком бурении; для производства минеральных красок; в бумажной, резиновой, текстильной и керамической промышленности; в медицине. Фторид бария известен как антисептик для древесины и инсектицид ; компонент эмалей и оптических стекол. Метатитанат бария применяется в производстве высокоемкостных конденсаторов малых размеров, гидроакустических устройств, электронных схем, ультразвуковой аппаратуры, звукоснимателей. Из феррита бария изготовляют материалы, необходимые для электронной радиоаппаратуры и вычислительной техники. Пероксид бария совместно с оксидами меди и редкоземельных металлов применяется для синтеза сверхпроводящей керамики, работающей при температуре жидкого азота и выше.

Широкое применение соединений бария металлургической, полиграфической, резиновой, текстильной, нефтяной промышленности, а также  в сельском хозяйстве вызывает необходимость глубокого изучения его токсичности. Данные исследований последних лет свидетельствуют о том, что барий оказывает неблагоприятное влияние на многие функции организма теплокровных животных и человека. Поскольку ионы бария обладают токсическим действием, их соединения практически не применяют в медицине. Исключение составляет бария сульфат, который не подвергается гидролизу и не растворяется в соляной кислоте желудочного сока, вследствие чего отсутствует токсическое воздействие при приеме внутрь. Эта соль находит применение для рентгенодиагностики заболеваний пищеварительного тракта в качестве контрастного вещества, так как сульфат бария сильно поглощает рентгеновские лучи.

Однако некоторые  люди обладают повышенной чувствительностью к этому соединению.

 

4. Токсичность  бария

 

Анализ 204 случаев  заболеваний лейкозом показал, что  они в 8 раз чаще встречаются в  сельской местности, где для борьбы с вредителями применяют ВаС12. Хлориду бария присущ специфический  гонадотоксический эффект.

При действии вещества в дозе 0,5 мг/кг отмечены физиологические  и морфологические изменения  со стороны гонад: уменьшение количества и подвижности сперматозоидов, уменьшение нормальных сперматогоний. Хлорид бария  в дозах 0,5 и 0,05 мг/кг вызывает рост процента хромосомных аббераций, что позволяет отнести это соединение к слабым мутагенам. Заболевания возможны даже у строителей, контактирующих со штукатуркой, для изготовления которой зачастую используется барий.

Особенную опасность  представляют так называемые подвижные формы бария (водорастворимые соли - хлорид, нитрат, карбонат, сульфид); неподвижные формы бария в виде фосфатов и сульфатов опасности не представляют. Итак, как было уже сказано все растворимые в воде соединения бария высокотоксичны.

Механизм действия водорастворимых солей бария  солей заключается в том, что  ионы Ва2 , имея одинаковый радиус с  ионами К+, конкурирует с ним в  биохимических процессах. В результате такой взаимозамещаемости возникает  гипокалиемия; ионы бария могут проникать и в костные ткани, вызывая эпидемические заболевания (например, болезнь па-пинг).

Вследствие  хорошей растворимости в воде из солей бария опасен, как было сказано, хлорид, а также нитрат, нитрит, хлорат и перхлорат, так как  водорастворимые соли бария достаточно хорошо абсорбируются организмом, что и определяет их токсичность.

В организм барий  поступает ингаляционно (в производственных условиях). В условиях производства соединения бария поступают в  организм в основном в виде аэрозолей  дезинтеграции через органы дыхания и в меньшей степени через желудочно-кишечный тракт или поврежденную кожу. (всасывание в желудочно-кишечном тракте из пищи составляет 0,06%).Отравления соединениями бария по степени тяжести могут носить как острый, так и хронический характер.

Острое отравление возможно при поступлении через  рот или в значительных концентрациях  через органы дыхания хорошо растворимых  бариевых соединений. При этом поражаются в первую очередь желудочно-кишечный тракт (боли в желудке, рвота, понос), сердечно-сосудистая и нервная система (повышенное кровяное давление, брадикардия, головокружение, расстройство походки и зрения, судороги и параличи). При отравлении барием через рот наблюдается слюнотечение, жжение во рту и пищеводе, боли в желудке, колики, тошнота, рвота, понос, повышенное кровяное давление, твердый неправильный пульс, судороги, обильный холодный пот. расстройство походки, зрения и речи, одышка, головокружение, шум в ушах. Сознание обычно сохраняется. Возможны параличи нижних конечностей, затем туловища и верхних конечностей, а в некоторых случаях сердца. В тяжелых случаях смерть наступала в первые часы или сутки. Различают три стадии отравления барием:

— начальные  явления мозговых расстройств, острые желудочно-кишечные явления, сердечно-сосудистая слабость, изменения в крови (лейкоцитоз, лимфопения, сдвиг формулы влево, повышенная СОЭ);

 — выраженные  расстройства мозговой деятельности, нарушение функций мозжечково-вестибулярного  аппарата, кратковременная потеря  речи, ослабление зрения и слуха,  повышенная вегетативная и эмоциональная лабильность, общая слабость, реактивная депрессия, истерические проявления;

— стойкие нервно-психические  изменения, истерические реакции на фоне дистонии.

 Острое отравление  барием после рентгеноскопии  желудка проявляется болью в подложечной области, слабостью, сухостью во рту. Наблюдается холодный пот, тошнота. Развитие - бледность кожных покровов, акроцианоз, одышка, тахикардия, землистый оттенок цвета кожи, цианоз губ, анурия, вялость, заторможенность, язык сухой с коричневым налетом, вздутие живота. Смерть наступает от остановки сердца. При исследовании трупа - очаговые кровоизлияния, дефекты на слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта, отек мозга, геморрагический отек легких, геморрагические эрозии желудка, отек стромы миокарда, почек, множественные центральные некрозы печени, очаговый некронефроз, полнокровие сосудов. Также известны случаи отравлений со смертельным исходом при рентгенографических исследованиях с помощью BaS04, содержащего примесь ВаСОз.

После случайного приема внутрь сульфида бария наблюдались экстрасистолия и остановка сердечной деятельности через 5 ч. На вскрытии погибших — кровоизлияния и очаги некроза в слизистой оболочке пищеварительного тракта, кровоизлияния в мозговые оболочки, геморрагическая пневмония и отек легких. В органах резко увеличено содержание бария.

При остром отравлении органическими соединениями бария  выявлены незначительные изменения  паринхиматозных органов, выразившиеся в белковой и жировой дистрофии  клеток печени и почек, сопровождавшиеся полнокровием сосудов и умеренным отеком стромы. Оба соединения при пероральном поступлении обладают умеренной токсичностью. Каприлат и стеарат бария относят к веществам с выраженными кумулятивными свойствами. Местного раздражающего, кожно-резорбтивного и кожно-аллергического действия они не оказывают. Каприлат бария обладает выраженным раздражающим действием на слизистые оболочки. Различие в биологической активности этих соединений, видимо, связано с большей растворимостью каприлата бария и большим процентным содержанием в нем бария.

Помимо всего  этого могут нарушаться функции  печени и желудочно-кишечного тракта, разрушается витамин C. Токсическая  доза хлористого бария при приеме внутрь находится в пределах 0,2 - 0,5 г, смертельная - 0,8 - 0,9 г.

Суточное поступление  бария зависит от пищевого рациона  и в среднем составляет 0,75-1 мг в сутки. С водой поступает 82 мкг/сутки, с воздухом -10-30 мкг/сутки. Во всем организме  человека содержание бария считают  равным 22 мг (из них в скелете 20 мг). Предельно допустимая концентрация содержания аэрозолей бариевых соединений в воздухе рабочей зоны установлена - для абсолютно не растворимых (сернокислый барий) на уровне 6 мг/куб. м, для растворимых в биологических средах организма (углекислый барий) на уровне 0,5 мг/куб.

Результаты поликлинического обследования рабочих бариевого  производства и данные экспериментальных  исследований при хронической ингаляционной  затравке животных пылью углекислого  бария показали, что хроническая  бариевая интоксикация характеризуется нарушением сосудистого тонуса по гипер- и гипотоническому типу, поражением миокарда с изменением функции сердечной проводимости и нарушением фосфорно-кальциевого обмена в организме. При этом страдает система кроветворения (снижение гемоглобина, лейкоцитоз, тромбопения) и нарушается белковообразовательная и дезинтоксикационная функция печени, а также угнетается активность ферментов.

Попадание пыли углекислого  бария на производстве керамических радиодеталей вызывает доброкачественный  пневмокониоз, при ее длительном воздействии развиваются явления умеренного склероза с очаговым утолщением межальвеолярных перегородок. У работниц бариевого производства увеличено число случаев внематочной беременности, выкидышей и токсикозов 2 половины беременности; у мужчин — снижение половой активности. В производстве сульфата бария при концентрациях пыли 17-313 мг/мч у рабочих диагностируются ларингиты, бронхиты, эмфизема, нарушение функции внешнего дыхания, в мокроте кристаллы барита. Многолетние наблюдения за здоровьем рабочих, занятых на добыче и переработке барита, позволяют говорить о существовании баритоза, как вида пневмокониоза; клиническая картина скудна: жалобы на боли в груди, одышку, кашель.

В эксперименте на животных установлено, что барий обладает выраженной способностью к кумуляции и долго задерживается в организме. Кроме того, ион бария легко проникает через плацентарный барьер и в период лактации может выделяться с молоком матери.

Барий по физико-химическим характеристикам подобен кальцию. Попадая в больших количествах в организм, он может замещать ионы кальция в костной ткани. Такое замещение имеет место, так как растворимость фосфатов щелочноземельных металлов уменьшается в ряду - Ca-Sr-Ba. Именно в результате замещения кальция в костной ткани на стронций развивается «стронциевый» рахит – заболевание, характеризующееся повышенной ломкостью костей.