Наибольшую опасность для здоровья человека представляют тяжелые металлы: ртуть, свинец, кадмий. Развитие промышленности, автотранспорта, агрохимии привело к глобальной проблеме загрязнения этими веществами окружающей среды (воды, почвы, атмосферы).
Например, В нашей республике в 1997 году загрязнение почвы солями тяжелых металлов в зоне промышленных предприятий и транспортных магистралей обнаружено в 9% проб, а в селитебной зоне — в 7%. В некоторых местностях, например в Минске, Брестской области, превышение предельно допустимых концентраций этих загрязнителей на территории жилой застройки достигло 13— 16%. В республике ежегодно в окружающую среду выбрасывается около 50 000 т тяжелых металлов.
По пищевым цепочкам токсические химические элементы оказываются в продовольственном сырье и продуктах питания и преимущественно таким путем попадают в организм человека.
Источников попадания ртути в окружающую среду много — промышленные отходы (производство бумаги, пластмасс и др.), сельскохозяйственное производство (для протравливания семян) и другие. Эффективный фунгицид метилртуть— одно из наиболее токсичных веществ для теплокровных животных и человека. Метилртуть чрезвычайно стабильна, поэтому накапливается в почве и особенно в воде. Это вещество попадает из воды в рыбу и морепродукты, из них — в мясо и яйца водоплавающих птиц; из протравленного зерна — в мясо и яйца птиц; из почвы — в растения, из них — в мясо и молоко животных. Заключительным звеном любого этапа этих пищевых цепей является человек, использующий в питании и рыбу, и птицу, и яйца, и растительные продукты. Примерно половину всего количества ртути, поступающей с пищей, мы получаем с продуктами животного происхождения и одну треть — с растительными продуктами. Наиболее интенсивно накапливается этот металл в организме долгоживущих рыб-хищников — тунца, меч-рыбы, палтуса, поэтому загрязненность метилртутью водоемов (включая пресноводные) вызывает особую озабоченность в связи с повышенной опасностью ртутного отравления людей.
Эта проблема наиболее актуальна для стран, где рыба является одним из основных продуктов питания. Так, в Японии несколько десятилетий тому назад была зарегистрирована вспышка заболевания, проявлявшегося тяжелыми неврологическими расстройствами и поражением внутренних органов, которое получило название болезни Минаматы. Как оказалось, это было ртутное отравление, вызванное употреблением в пищу рыбы с высоким содержанием ртути. В 70-х годах щуки, выловленные в Балтийском море близ Стокгольма, содержали ртуть в концентрации 5,7 мг/кг. При кормлении этой рыбой кошек животные умирали через 2— 3 месяца от ртутного отравления. Ртуть поражает печень, почки, желудочно-кишечный тракт, центральную нервную систему человека, но не накапливается и достаточно быстро выводится из организма при прекращении се поступления. Она откладывается в волосах человека, где доступна токсикологическому исследованию. Поэтому повышенное содержание этого металла в волосах указывает на повышенное его количество в организме.
Если человек потребляет рыбу даже с умеренным содержанием метилртути, но в больших количествах, ТО можно ожидать возникновения у него симптомов ртутного отравления. Так, содержание ртути в волосах в концентрации 50 мг/кг обычно совпадает с появлением клинических признаков отравления, а концентрация около 300 мг/кг указывает на прямую опас кость для жизни. Если ртуть не поступает в организм вновь, то содержание ее в волосах снижается за счет отрастания новых, «чистых» волос, а в «старых» металл так и остается. Количество ртути в волосах, не превышающее 10 мг/кг, служит показателем относи тельно безопасного ее уровня в организме.
С учетом высокой токсичности и достаточно широкого распространения этого металла в водной среде содержание ртути в водоемах и рыбе строго кот ролируется. В Японии считается допустимым наличие ртути в рыбе в количестве 0,1 мг/кг, в Финляндии — 0,2 мг/кг.
Свинец — типичный токсин, накапливающийся в организме. Он блокирует многие ферменты организма, соединяясь с сульфгидрильными группами, влияет па синтез гемоглобина, нуклеиновых кислот, белков, гормонов. Надолго депонируется в костях, которые содержат 90—95% поступившего свинца. Свинцом загрязнена вся окружающая среда: атмосфера, почва, вода, а значит, и многие продукты питания. В Англии ежегодно от свинцового отравления погибает более 3500 водоплавающих птиц, заглатывающих свинцовые грузила и дробь, которых много собирается на дне и берегах водоемов, где бывает много рыболовов и охотников. Птицы заглатывают эти кусочки металла вместо мелких камешков, которые необходимы им для пищеварения.
Источников свинца в современной жизни очень много: энергетические установки, двигатели внутреннего сгорания, работающие на горючем с присадкой тетра-этилсвинца, промышленные предприятия, пестициды. Свинец содержится и в некоторых полимерных упаковочных материалах, контактирующих с продуктами. Особенно много его накапливается вдоль напряженных автомобильных трасс. Плоды деревьев, растущих в полосе до 50 метров от дороги, есть нельзя. Эти деревья — защита от свинца для других растений. Люди, живущие вблизи магистральных дорог, аккумулируют в течение нескольких лет огромные количества свинца, впрочем, как и бензпирена, о котором речь еще впереди.
Как часто в наше время повального увлечения огородничеством (добровольного или вынужденного) можно видеть старательно возделанные участки земли, вплотную примыкающие к автотрассам! А кто не наблюдал, как люди целыми семьями собирают землянику прямо у обочины шоссе, по которому нескончаемой вереницей несутся автомобили?
Накапливаясь в организме, свинец служит причиной медленно развивающейся хронической интоксикации. У человека появляется повышенная утомляемость, запоры, депрессия, а затем — более грубые нарушения нервной системы. Изменяется психика, особенно характерно появление агрессивности. В этой связи существовала даже теория, что лица, склонные к правонарушениям (преступники), это люди, отравленные свинцом. Свинец ухудшает также сумеречное зрение, способствует повышению канцерогенности других токсических веществ, с молоком матери передается ребенку. Так же, как и ртуть, свинец накапливается в волосах, где его можно определить.
Примерно две трети поступившего в организм свинца человек получает с растительной пищей. Особенно много его накапливается в листовых и стеблевых овощах, корнеплодах. Аккумулируется он также в устрицах, мясе китов и тюленей, которое, в свою очередь, часто используется (в виде муки) для корма скота. По такой пищевой цепочке свинец попадает на наш стол и с продуктами животного происхождения. В современных продуктах питания в среднем содержится до 2 мг/кг свинца. Допустимая норма его недельного поступления с пищей и водой — 0,05 мг/кг массы человека. В напитках содержание свинца не должно превышать 0,3 мг/л, в воде — 0,1 мг/л, в твердых продуктах — 2,5 мг/кг, в сухом веществе овощей и фруктов — 8 мг/кг.
Учитывая большую опасность свинца как важнейшего современного токсиканта, во всем мире производители стремятся к снижению использования этого металла не только в пищевой промышленности, но и во многих других областях.