Министерствообразования и науки Российской Федерации

Бичурскийрайон

Муниципальноебюджетное общеобразовательное учреждение «Бичурская средняя общеобразовательнаяшкола №3»

Научно-практическая конференция «Шаг вбудущее»

 

 

 

 

Секция:Химия

 

 

 

 

 

 

Темадоклада: «Мышьяк в теле человека»

 

 

 

Исполнитель:Федотова Валентина Сергеевна, 

учащаяся 8 класса Научный руководитель: Большакова ОльгаАлексеевна,  учитель начальных классов, МБОУ «Бичурская СОШ №3»

 

 

 

 

 

 

 

 

2022 год Введение………………………………………………………………………………………………………….. 3

Основная часть………………………………………………………………………………………………………………. 4

1. Историяоткрытия мышьяка……………………………………………………………………………… 4

2. Мышьяккак химический элемент…………………………………………………………………….. 4

3. Биологическая роль мышьяка…………………………………………………………………………… 5

4.Органические источники мышьяка……………………………………………………………………. 5

5.Содержание мышьяка в организме человека………………………………………………………. 6

6.Отравление мышьяком и его соединениями……………………………………………………….. 6

7. Профилактика и контроль………………………………………………………………………………… 8

Заключение……………………………………………………………………………………………………………………. 9

Список использованных источников…………………………………………………………………………….. 10

 

Оглавление 

Введение

Токсические свойства мышьяка известнолюдям давно. В сознании многих слова «яд» и «мышьяк» идентичны. Так ужесложилось исторически, что главным компонентом почти всех ядов был мышьяк. 

Известны рассказы о ядах Клеопатры. ВРиме славились яды Локусты. В Венеции, при дворе держалиспециалистов-отравителей. В России использовали вещества с содержанием мышьяка.На протяжении веков соединения мышьяка привлекали (да и сейчас продолжаютпривлекать) внимание фармацевтов, токсикологов и судебных экспертов [5]. Соединения мышьякаотносятся к числу веществ, проявляющих сильное токсическое действие на организмлюдей и животных.

Он используется при получении сплавовцветных металлов, для производства ядохимикатов, медицинских препаратов,органических аналитических реагентов, в кожевенной, стекольной,сельскохозяйственной деревообрабатывающей и других отраслях промышленности[7]. 

Большинство соединений мышьяка не имеютзапаха и вкуса, поэтому практически невозможно определить наличие мышьяка ввоздухе, пище или воде. В организм человека мышьяк попадает в основном черезпищу и воду. 

Наиболее высокий уровень мышьяка (вовсех формах) в пищевых продуктах можно найти в морепродуктах, рисе, рисовыххлопьях (и других продуктах из риса), грибах и птице, однако многие другиепродукты также могут содержать мышьяк, но в небольшом количестве[8].

Тема исследования: Мышьяк в телечеловека

Актуальность исследования: Соединение мышьяка потоксичности занимает одно из первых мест. Так как обладает высокой способностьюлегко проникать в организм. Попадая в различные органы и ткани мышьяк вступаетво взаимодействие с ферментами и белками, приводя к тяжелым патологическимизменениям в организме человека. Цель исследования: определение,посредством теоретических исследований, биологической роли мышьяка в жизничеловека.

Задачиисследования:

1. Изучение научной, научно – популярной и художественнойлитературы по исследуемому вопросу;

2.Анализ и систематизация полученных данных с цельюсамостоятельного определения собственного взгляда на исследуемую проблему.

Объект исследования:  Мышьяк

Предмет исследования:Биологическая  роль мышьяка в жизни человека.

Гипотеза: Если мышьяк содержится в организмечеловека, то он способен влиять на физическое здоровье человека.

Методыисследования:

1.  Сбори изучение литературы и других источников информации

2.  Анализ исистематизация научных материалов с целью выработки собственного взгляда наисследуемое явление.

 Теоретическая значимость исследования: Обобщение,систематизация теоретических знаний о мышьяке и его влияние на организмчеловека.

 Практическая значимость: Данные из моейисследовательской работы можно использовать в качестве дополнительногоматериала к урокам биологии, химии.

Основная часть

1. История открытия мышьяка 

Мышьяк – высокотоксичный кумулятивныйяд, поражающий нервную систему. Название мышьяка в русском языке связывают супотреблением его соединений для истребления мышей и крыс; латинское названиеArsenicum происходит от греческого «арсен» – сильный, мощный.

Исторические сведения. Мышьяк относитсяк пяти «алхимическим» элементам, открытым в средние века (удивительно, ночетыре из них – As, Sb, Bi и P находятся в одной группе периодической таблицы –пятой). Мышьяк был известен в далеком прошлом лишь в виде его минералов.

В 4 в. до н.э. Аристотель описал этотминерал под названием «сандарак». В I в. н.э.

римский писатель и ученый Плиний Старший, и римский врач иботаник Диоскорид описали минерал аурипигмент (сульфид мышьяка As2 S3). 

В 18 веке мышьяк уже был хорошо известенкак необычный «полуметалл». В 1775 шведский химик К.В. Шееле получил мышьяковуюкислоту и газообразный мышьяковистый водород, а в 1789 году А.Л. Лавуазье,наконец, признал мышьяк самостоятельным химическим элементом. В 19 веке былиоткрыты органические соединения, содержащие мышьяк.[3]

2. Мышьяккак химический элемент 

Существует несколько аллотропныхмодификаций: 

1.  Желтыймышьяк (неметаллическая модификация). 

2.  Серыймышьяк (металлическая модификация). 

3.  Черныймышьяк.

При сильном нагреве мышьяк сгорает,образуя оксид мышьяка (III),который плохо растворяется в воде, но реагирует с ней, образуя гидроксид мышьяка (III) или мышьяковистую кислоту.Сильные окислители, такие, как хлор, переводят элемент в мышьяковую кислоту, соликоторой очень похожи на соответствующие фосфаты. Прокаливая эту кислоту,можно получить оксид мышьяка (V). Привосстановлении соединений мышьяка образуется газ арсин[11].

Нагретый на воздухе мышьяк горитголубовато-белым пламенем, выделяя плотные белые пары мышьяковистого ангидрида.При нагревании он взаимодействует с кислородом, водородом, другими неметаллами,металлами и с разными органическими соединениями. 

3. Биологическая роль мышьяка 

Многие заблуждаются, считая мышьякненужным элементом для нашего организма. Для начала, он необходим для болееполного усвоения фосфора и азота.

Мышьяк улучшает обмен веществ икроветворение. Он является активатором ферментов и действует как заместительфосфата. Попадая в организм, взаимодействует с кислотами и тимоловыми группамив белках. 

Соединения мышьяка стали первымисинтетическими лекарственными препаратами, соответственно, положили началохимиотерапии. 

Китайская медицина использовала мышьяккак оружие против псориаза и сифилиса на протяжении нескольких тысяч лет. Росткостей в толщину и длину обуславливается применением мышьяка в малых дозировкахдля растущего организма человека или животного.

 Таким образом, мышьяк является жизненноважным элементом, суточная доза которого для человека составляет примерно 12мкг. Мышьяк имеет большую биологическую роль [6].

4.Органические источники мышьяка 

В организм человека соединения мышьякапоступают с питьевой и минеральной водой, виноградными винами и соками,медицинскими препаратами, пестицидами и гербицидами. Морские представителисодержат намного большее количество мышьяка, чем пресноводные. Отдельные видырыб имеют очень высокое содержание мышьяка, это определяется районом обитания иусловиями существования, например, сом может содержать до 25 мг/кг сухой массы[1]. Мышьяк содержится в молочных продуктах, куриных яйцах, баранине, говядине,свинине. В овощных, зерновых и растительных культурах мышьяк так жеприсутствует. Он содержится даже в какао, чае, кофе, вине и во многих другихпродуктах питания и напитках. 

 

 

 5.Содержаниемышьяка в организме человека

В организме человека мышьяк содержитсяпримерно в таком же количестве, что и марганец, олово, йод. Даже превышаетколичество некоторых элементов: кобальта, молибдена, хрома. 

В теле человека присутствует от 14 до 21мг. Нет точных цифр о содержании мышьяка в различных органах человека, ноизвестно, что в головном мозге находится низкое количество этого вещества, аволосах, ногтях, коже и мышцах – высокое.

. Около 80 % мышьяка всасывается вжелудочно-кишечный тракт, 10% поступает через легкие и около 1 % – через кожу.Мышьяк может накапливается в легких, печени, коже и тонком кишечнике. Всего ворганизме человека содержится около 15 мг мышьяка. Избытки мышьяка достаточнолегко выводятся через мочеполовую систему человека. Мышьяк относят к условноэссенциальным, иммунотоксичным элементам. Известно, что мышьяк взаимодействуютс тиоловыми группами белков, цистеином, глутатионом, липоевой кислотой. Мышьякоказывает влияние на окислительные процессы в митохондриях и принимает участиево многих других важных биохимических процессах. 

В организме мышьяк выполняет следующиефункции: улучшает кроветворение, улучшает усвоение азота и фосфора, оказываетослабляющее влияние на окислительные процессы, участвует в ферментативных реакциях,действует как заместитель фосфатов [3]. 

6.Отравление мышьяком и его соединениями 

Мышьяк является естественным элементомземной коры и широко распространен в окружающей среде — в воздухе, воде ипочве. Его неорганическая форма высокотоксичная. Люди подвергаются воздействиюповышенных концентраций неорганического мышьяка через загрязненную питьевуюводу, при использовании загрязненной воды для приготовления пищи и орошенияпродовольственных сельскохозяйственных культур, во время промышленных процессов,а также при употреблении в пищу загрязненных продуктов. Длительное воздействиемышьяка может приводить к хроническому отравлению. 

Наиболее характерными последствиямиявляются поражения кожи и рак кожи. Мышьяк может поступать в организм вповышенных количествах с атмосферным воздухом. В городах, при сжигании угля,концентрация мышьяка в воздухе составляет порядка 1 – 20 нг/м3. Околомедеплавильных предприятий, котельных и теплоэлектростанциях, работающих наугле, это значение может достигать 70 – 500 нг/м3. В экологически чистыхрайонах концентрация мышьяка не превышает 1 нг/м3 . 

Табак так же является одним из основныхисточников натурального неорганического мышьяка. «Король ядов» — сильнейшийканцероген, наносит вред сердцу и сосудам. Натуральный мышьяк, содержащийся втабаке, губительно воздействует на кожу. Он изменяет пигментацию, вызываетразличные повреждения кожи и еѐ гиперкератоз (кожа на ладонях и ступнях сильногрубеет). Мышьяк может стать причиной рака кожи.

Мышьяк используется в промышленности вкачестве легирующей добавки, а также в технологических процессах попроизводству стекла, красителей, тканей, бумаги, клея для металлов,консервантов для древесины, а также в производстве боеприпасов.

 Мышьяк также используется в дубильныхпроцессах и, в ограниченных пределах, в производстве пестицидов, кормовыхдобавок и фармацевтических препаратов.

Признаки и симптомы отравления мышьякомвключают в себя гемолиз. При попадании в дыхательные пути мышьяковистого газа вколичестве 250 миллионных долей наступает мгновенная смерть. Контакт с 25 — 50миллионными долями в течение 30 минут ведет к летальному исходу, а с 10миллионными — может привести к таковому после более продолжительного контакта стем же веществом [8]. 

Внешние признаки и симптомы отравлениясоответствуют проявлениям острого и массированного гемолиза. Вначаленаблюдается безболезненная гемоглобинурия, желудочно-кишечные расстройства —тошнота, иногда — рвота.

Длительное воздействие мышьяка наорганизм нередко приводит к: диабету, заболеваниям лѐгких, различным видамрака, почечной недостаточности, сердечнососудистым заболеваниям,  младенческойсмертности, нарушению умственного развития и ухудшению памяти  [10].

7. Профилактика и контроль

Первоочередным действием для пораженныхрегионов является предотвращение дальнейшего воздействия мышьяка путемобеспечения безопасного водоснабжения для питья, приготовления пищи и орошенияпродовольственных сельскохозяйственных культур. Существует ряд способов дляснижения уровней содержания мышьяка в питьевой воде.

Замена источников с высокойконцентрацией мышьяка, таких как грунтовые воды, на безопасные смикробиологической точки зрения источники с низкой концентрацией мышьяка, такиекак дождевая вода и прошедшая обработку вода из наземных водоемов. Воду снизкой концентрацией мышьяка можно использовать для питья, приготовления пищи идля орошения, в то время как вода с высокой концентрацией мышьяка может бытьиспользована в других целях, например для мытья и стирки белья.

Разграничение источников с высокой инизкой концентрацией мышьяка. Например, можно протестировать воду на уровеньсодержания мышьяка и окрасить разными цветами колодцы или ручные колонки. Всочетании с эффективным санитарным просвещением это может быть действенной инедорогой мерой для быстрого уменьшения воздействия мышьяка.

Смешивание воды с низкой и высокойконцентрацией мышьяка для достижения допустимого уровня содержания мышьяка.

Установка систем для удаления мышьяка —централизованных или индивидуальных — и обеспечение надлежащей утилизацииудаленного мышьяка. Технологии для удаления мышьяка включают: окисление,коагуляцию-осаждение, абсорбцию, ионный обмен и мембранные технологии.Возрастает число эффективных и недорогостоящих вариантов устранения мышьяка изнебольших и бытовых источников водоснабжения, хотя все еще имеется недостаточноданных о степени, в которой такие системы эффективно используются в течениеустойчивых периодов времени.

Для уменьшения воздействия мышьяка нарабочих местах во время производственных процессов необходимы долговременныемероприятия.

Ключевыми факторами для обеспеченияуспешных мероприятий являются санитарное просвещение и привлечение отдельных сообществ[10, 11].  

 

Заключение

Изучив литературу, я сделалавывод:

1.Мышьяк и его соединения присутствуют в организме человекав микроскопических дозах. Он способен влиять на физическое здоровье человека,благотворно влияет на укрепление костей, увеличение массы тела человека, обменвеществ, кроветворение, скорость роста тканей, рост волос и чистоту кожи.Обладает свойствами как яда, так и жизненно важного микроэлемента. Это зависитот периода и дозы потребления мышьяка. Органические формы мышьяка спокойновыводятся из организма. По научным данным, суточная доза мышьяка для организмачеловека должна составлять 10-15 мкг.

2.Химическое взаимодействие мышьяка с другимимикроэлементами в живых организмах мало изучено, но достаточно известнавзаимосвязь с селеном и йодом. Таким образом, токсичность селенитов снижается вприсутствии мышьяка, а потребность в йоде увеличивается. Это обусловлено тем,что мышьяк способствует выведению селена из организма с желчью. 

3.                 Все неорганические соединения мышьяка высокотоксичны и ядовиты.Основными отравляющими веществами, встречающимися на производстве, являютсяарсин, мышьяковистый ангидрид, кислоты мышьяка и сернистый мышьяк. 

4.                 Отравление мышьяком возможно при очень низких его содержаниях,при этом отравление развивается не сразу, а спустя 8 часов. Посколькусоединения мышьяка не обладают запахом, то практически невозможно сразу выявитьинтоксикацию организма. 

5.                 Для работы с мышьяком необходимы особые условия контроля напроизводстве, а также специализированные средства защиты.

В результате работы я полностью доказалапоставленную мною гипотезу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованныхисточников

1.                        «Всемирная            организация   здравоохранения»          https://www.who.int/ru/newsroom/factsheets/detail/arsenic 

2.                        «Российский           химико-технологический    университет   им.     Д.И.     Менделеева» http://onx.distant.ru/elements/33-As_soed.html 

3.                        «Центральный НИИ эпидемиологии» https://www.cmdonline.ru/vracham/spravochnikvracha/myshyak/  

4.                        «Энциклопедия      по        охране            и          безопасности труда»

http://base.safework.ru/iloenc?doc&nd=857200152&nh=0&ssect=2 

5.                        Вредные вещества в промышленности, том 1-3. Под ред. Н. В.Лазарева и Э.Н. Левиной,

Л., Химия, 1977 г. 591 с. 

6.                        Гамаюрова B.C. Мышьяк в экологии и биологии. /B.C. Гамаюрова. М.:Наука, 1993. 208 с.

7.                        Геохимия окружающей среды. / Под ред. Ю.Е. Сает, П.А. Ревич. М.,Недра, 1990. 335 с.

8.                        Немодрук А.А Аналитическая химия мышьяка. — М.:Наука., 1976. 244с.

9.                        Ориентировочно допустимые концентрации тяжелых металлов и мышьякав почвах. Гигиенические нормативы 2.1.7.020-94. М., Госкомсанэпиднадзор России.1995.  10. Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др. — М.:Советская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — 639 с. 11. https://ru.wikipedia.org/wiki/ Мышьяк