Токсичность бериллия и бария

 Следует отметить, что  в активации некоторых ферментов  ионы бария и стронция являются  синергистами кальция. Образование  очень прочного и малорастворимого  фосфата бария в костной ткани, нервных клетках и мозговом веществе обусловливает токсичность ионов бария.

 Барий оказывает  действие на гладкую мышечную  ткань и миокард, по своему  эффекту напоминающее действие  ацетилхолина. Таким образом, барий  является синергистом ещё и ацетилхолина. Он может вызывать гипокалиемию (пониженное содержание калия в крови.); полисульфидные производные бария угнетают клеточное дыхание подобно цианидам. При отравлении ВаС12 повышается проницаемость сосудов, приводя к кровоизлияниям и отекам. Поражение нервной системы проявляется энцефалопатией (органическим поражением головного мозга невоспалительного характера), парезами, параличами. Барий вытесняет из костей кальций и фосфор, что помимо всего прочего может приводить к остеопорозу.

Также, учёными  было установлено, что при длительном поступлении хлорида бария в  дозе 0,5 мг/кг в организм животных он вызывает нарушения условно-рефлекторной деятельности, активности альдолазы, щелочной фосфатазы, лактатдегидрогеназы, аспарагиновои трансамилазы в сыворотке крови, нуклеиновых кислот в гонадах, изменения в составе крови (лейкоцитоз). В печени отмечены единичные мелкие кровоизлияния и гиперплазия элементов ретикуло-эндотелиальной системы, резкое уменьшение количества гликогена. В почках выявлена белковая дистрофия, явления кариолизиса. В селезенке выявлены переполнение ее форменными элементами крови, увеличение числа лейкоцитов. В головном мозге небольшие участки цитолиза в различных слоях коры.

5. Помощь  при отравлении барием и его соединениями

Эпидемиологические  наблюдения показали, что в местностях с высоким содержанием бария  в воде (2-10 мг/л) выше смертность от сердечно-сосудистых заболеваний. Избыток бария в  почве, воде и кормах, особенно в  сочетании с избытком там же стронция, может привести к нарушению кальциевого обмена и тяжелому поражению костной системы, известному под названием уровской болезни. Уровская болезнь, это эндемическое заболевание суставов с нарушением процессов окостенения, роста, преждевременным изнашиванием костно-суставного аппарата. Вызывает развитие деформирующего остеоартроза с ограничением подвижности суставов.

 Таким образом,  при изучении биологических эффектов  бария установлено, пороговая  доза по общетоксическому, эмбриотоксическому, гонадотоксическому и мутагенному действию находится на одном уровне - 0,05 мг/кг, а подпороговая (максимально недействующая) составляет 0,005 мк/кг.

Для оказании первой помощи при отравлении соединениями бария через желудочно-кишечный тракт необходимо промыть желудок 1%-ным раствором сульфата натрия или магния. Клизмы из 10%-ных растворов тех же солей. Приём внутрь раствора тех же солей (20,0 ч. соли на 150,0 ч. воды) по столовой ложке каждые 5 мин. Рвотные средства для удаления из желудка образовавшегося нерастворимого сульфата бария. Внутривенно 10-20 мл 3%-ного раствора сульфата натрия. Подкожно — камфора, кофеин, лобелин — по показаниям. Тепло на ноги. Внутрь слизистые супы и молоко.

6. Бериллий (общая характеристика)

БЕРИЛЛИЙ (от греч. beryllion - уменьшительный) хим. элемент II гр. периодической системы, с атомным номером 4. Высокотоксичный элемент. Простое вещество бериллий относительно твёрдый металл светло-серого цвета. Химические свойства бериллия во многом похожи на свойства магния (Mg) и, особенно, алюминия (Al). Близость свойств бериллия и алюминия объясняется почти одинаковым отношением заряда катиона к его радиусу для ионов Be2+ и Al3+. Бериллий — редкий элемент на нашей планете. Содержание бериллия чрезвычайно низкое в земной коре 6*10-4% по массе и в морской воде— 6·10−7 мг/л.Он имеет много ценных свойств: очень легок (в 4,5 раза легче железа) и при определенных условиях становится богатым источником нейтронов. Он также обладает самой высокой из всех металлов теплоёмкостью. Благодаря сочетанию малой атомной массы и удовлетворительной стойкости в условиях радиации делает бериллий одним из лучших материалов для изготовления замедлителей и отражателей нейтронов в атомных реакторах. По удельной прочности он тоже превосходит все металлы. Благодаря этому бериллий стали применять в авиационной, ракетной и космической технике и гироприборостроении. Мы часто сталкиваемся с этим элементом в обычной жизни,так как бериллий входит в состав сплавов на основе Al, Mg, Cu и других цветных металлов Из бериллия также изготовляют окна рентгеновских трубок, используя его высокую проницаемость для рентгеновских лучей (в 17 раз большую, чем у алюминия). Это вещество применяется в нейтронных источниках на основе радия, полония, актиния, плутония, т.к. обладает свойством интенсивного излучения нейтронов при бомбардировке a-частицами, а некоторые его соединения некоторые его соединения даже рассматриваются как перспективное твёрдое ракетное топливо с наиболее высокими удельными импульсами.Фторид бериллия применяется для производства металлического бериллия в процессе восстановления с магнием. Нитрат бериллия используется в качестве химического реагента и упрочнителя газокалильной сетки.

Сравнительно  давно используют окись бериллия в производстве стекла. Добавки ее увеличивают плотность, твердость, показатель преломления и химическую стойкость стекол. С помощью окиси бериллия создают специальные стекла, обладающие большой прозрачностью для ультрафиолетовых и инфракрасных лучей. Стекловолокно, в состав которого входит окись бериллия, может найти применение в конструкциях ракет и подводных лодок. Долгие годы бериллием вместе с цинком заполняли цветные уличные фонари, свет которых оказался, как выяснилось впоследствии, вредным. Ещё одно свойство бериллия: порошок его, постоянно используемый в топливных смесях для ракет, при сгорании выделяет большое количество энергии.

7. Применение  бериллия, его биологическое значение

В живых организмах бериллий не несёт какой-либо значимой биологической функции. Его содержание в организме среднего человека (масса тела 70 кг) составляет около 0,036 мг.

Биологическое значение бериллия мало выяснено, оно  определяется участием элемента в обмене Mg и Р в костной ткани (способность Be(II) замещать Mg в магниесодержащих ферментах за счет его более сильной  координационной способности). Не относится к биологически важным, но повышенное содержание бериллия опасно для здоровья. При избытке его в рационе , по-видимому, происходит связывание в кишечнике ионов фосфорной кислоты в неусвояемый фосфат бериллия. Активность некоторых ферментов (щелочной фосфатазы, аденозинтрифосфатазы) тормозится малыми концентрациями бериллия. Под влиянием этого вещества при недостатке фосфора развивается не излечиваемый витамином D бериллиевый рахит.

Летучие (и растворимые) соединения бериллия, в том числе и пыль, содержащая соединения бериллия, высокотоксичны. Допустимые пределы содержания бериллия в воздухе очень малы – всего 0,001 мг/м3. Это значительно меньше допустимых норм для большинства металлов, даже таких токсичных, как свинец.

Соединения бериллия очень ядовиты, особенно в виде пыли и дыма, обладают аллергическим и канцерогенным действием, раздражают кожу и слизистые оболочки. При попадании в легкие могут вызвать хроническое заболевание – бериллиоз! Это заболевание, возникающее при вдыхании бериллия и проявляющееся образованием гранулём в легких и других органах. Первая (латентная) стадия заболевания может продолжаться от 1 года до 30 лет, обычно после начала проникновения бериллия в организм проходит 10-15 лет. Бериллиоз протекает по-разному, обострение сменяется ремиссией. Тем не менее, обычно болезнь прогрессирует. Известны несколько случаев, когда регистрировались рентгенографические изменения в грудной клетке при стабильном состоянии больных и отсутствии клинической симптоматики.Наиболее распространённым симптомом бериллиоза является одышка. Кроме того, наблюдается кашель, слабость, потеря веса, боли в грудной клетке и суставах. Результаты физикального осмотра могут быть абсолютно нормальными, или могут обнаруживаться поражение кожи, симптом "барабанных палочек". При тяжелой, продолжительной болезни появляются признаки легочной гипертензии. У некоторых образуются камни в почках, в редких случаях сообщалось об увеличении околоушной железы и влиянии болезни на деятельность центральной нервной системы.

Другое заболевание, вызываемое бериллием – это назофарингит характеризуется опуханием и  гиперемией слизистых, образованием точечных кровоизлияний, кровоточащих трещин и  язв.

Среднесуточное  поступление бериллия составляет 10-20 мкг. При поступлении в растворимой форме в желудочно-кишечный тракт, бериллий взаимодействует с фосфатами и образует плохо растворимое соединение Be3(PO4)2 или связывается белками эпителиальных клеток в прочные протеинаты.

Поэтому всасываемость  бериллия в желудочно-кишечном тракте невелика и колеблется от 4 до 10% от поступившего количества. Этот показатель также зависит от кислотности желудочного сока. Общее количество бериллия в теле взрослого человека лежит в диапазоне от 0,4 до 40 мкг. Бериллий постоянно присутствует в крови, костной и мышечной ткани (0,001-0,003 мкг/г) и других органах. Установлено, что бериллий может депонироваться в легких, печени, лимфатических узлах, костях, миокарде. Выводится бериллий из организма преимущественно с мочой (более 90%).

Растворимые соединения бериллия чаще вызывают острые интоксикации, нерастворимые - хронические.

Острое отравление бериллием протекает в следующих  формах:

а) в форме  резкого поражения конъюнктивы  и верхних дыхательных путей; возможен переход в тяжелую форму с поражением легких (длительность заболевания - несколько дней или недель);

б) в форме  «бериллиевой лихорадки»;

в) наиболее тяжелая  форма - острый бронхобронхиолит, или  так называемый пневмонит. Течение  его может быть двухфазным. В этих случаях заболевание начинается с симптомов металлической лихорадки, за которой следует бессимптомный период (4-6 дней) и уже после этого развивается бронхобронхиолит.

По современным  представлениям бериллий это токсичный, канцерогенный и мутагенный элемент. Патогенное действие бериллия наблюдается при его ингаляции в концентрациях, которые превышают ПДК в 2 и более раз. Соли бериллия в концентрации 1 мкмоль/л специфически ингибируют активность щелочной фосфатазы, угнетающе действуют на другие ферменты. Достаточно хорошо изучены иммунотоксические свойства бериллия. В патологии различают острые и хронические отравления бериллием.

Известно, например, что элиминация соединений бериллия из организма (особенно из органов лимфоидной системы, где они аккумулируются), происходит чрезвычайно медленно, в течение более 10 лет. Повышенный уровень бериллия встречается в семьях рабочих, контактирующих с этим элементом на производстве.

8. Токсичность  бериллия

Основные симптомы при отравлении бериллием и его  соединениями это общая слабость, головная боль, резкие боли в груди, мучительный кашель (сухой либо с трудно отделяемой слизистой мокротой, нередко с примесью крови), удушье, рвота, выраженный цианоз, тахикардия, гипотония, тяжелое общее состояние.

Легкие эмфизематозны. Сухие, единичные влажные хрипы. В других случаях - обилие средне- и мелкопузырчатых влажных хрипов. Дистрофия миокарда, падение артериального давления, тахикардия. Увеличение и болезненность печени. Нефропатия. Нейтрофильный лейкоцитоз с палочкоядерным сдвигом. Увеличение СОЭ. Температура – 38-39 °С. Течение волнообразное с периодами ухудшения, затяжное - до 2-3 мес.

Возможны рецидивы при возвращении на работу, а также  вне контакта с веществом под  влиянием интеркуррентных заболеваний  или без видимых причин.

Первая помощь, при поражении верхних дыхательных путей бериллием или его соединениями, необхадимо проводить щелочные или масляные ингаляции с ментолом. При острых пневмонитах необходимо проводить комплексная терапия: с применением антибиотиков, сульфаниламидов, сердечно-сосудистые средств. Бронхолитические: эфедрин, изадрин и др. Гормональные препараты: кортизон, преднизолон. Лучшие результаты дает лечение, начатое в ранние сроки заболевания. Все мероприятия проводятся на фоне длительной кислородной терапии (лучше всего кислородная палатка) - сеансы 2-3 раза в день по 1-2 ч, можно чаще (по состоянию больного). Строгий постельный режим. Санаторно-курортное лечение на Южном берегу Крыма, в санаториях средней полосы. При бериллиевых язвах кожи, гранулемах, при внедрении в кожу частичек бериллия - хирургическое лечение.

Загрязнение окружающей среды, насыщение воздуха бериллием  непосредственно связано с развитием  промышленности. Его использование  за последнее время увеличилось  примерно на 500% (в то время как  применение бора возросло на 78%, хрома — на 50%, меди — на 30%, марганца — на 45%, никеля — на 70%, цинка — на 44%).

Основной причиной является то, что бериллий служит источником нейтронов в атомных реакторах. Там, где концентрация этого элемента достигает 0,01 мг на 1 м3 воздуха, могут появиться признаки отравления,у которых обычно различают три стадии:

-лихорадка литейщиков, которая проходит через 24—48 часов;

-токсическое  воспаление легких, которое может  проявиться по прошествии даже  нескольких лет после отравления  бериллием;

-хроническое  отравление бериллием — бериллиоз,  или промышленный саркоидоз легких.

Статистика свидетельствует  о том, что на 100 таких отравлений бывает, как правило, 10 смертельных  случаев.

Эксперименты на курах  показали, что бериллий отравляет  их смертельно. Если даже и появлялись цыплята из отравленных яиц, то это были уродцы с разными деформациями. А куры, отравленные бериллием, несли яйца большего размера, чем нормальные, как если бы хотели таким путем избавиться от яда.