Влияние тяжелых металлов на растения и организм человека

Проектная работа

Влияние тяжёлых металлов на растения и организм человека.

Выполнила: ученица 11 класса

Целинной средней школы

Кауненко Наталья

Руководитель ГневашеваТ.В.

учитель химии и биологии

• Цель: Используя различные источники информации и эксперимент доказать ,влияния солей тяжёлых металлов на морфологические и физиологические показатели растений и организм человека, их биологической роли, токсичности и воздействии даже в малой концентрации
• Гипотеза Природная среда постоянно загрязняется различными веществами. Но в последнее время в неё активно проникают как биогенные, так и чужеродные металлы. Наибольшую опасность среди них представляют тяжёлые металлы: ртуть, свинец, медь, цинк, хром и другие металлы. Возрастающее поступление тяжёлых металлов в окружающую среду приводит к загрязнению почв и повреждению растительных организмов, на продукты природного происхождения, следовательно, и на здоровье человека.

• Задачи исследования:
• 1. Провести анализ, сравнение и обобщение информации из литературных источников
• 2. Представить теоретическое описание источников поступления солей тяжелых металлов в окружающую среду;
• 3. Провести опыты, позволяющие выяснить влияние солей тяжелых металлов на всхожесть и развитие растений,
• 4. Провести наблюдение за прорастанием семян и ростом растений;
• 5. Выяснить влияние солей тяжелых металлов на растения и человека
• 6. Сравнить полученные результаты и сделать выводы;
• 7. Разработать рекомендации

Актуальность темы

• В связи с развитием промышленности, транспорта, использования минеральных удобрений, количество тяжелых металлов в окружающей среде становится опасным для человека. Молодое поколение более подвержено токсическому воздействию тяжёлых металлов – ослабляется рост и развитие, нарушается деятельность нервной системы, возможно развитие аутоиммунитета, при котором иммунная система разрушает свои собственные клетки. В настоящее время все острее стоит проблема, связанная с отравлением людей тяжёлыми металлами.
• Меня заинтересовали вопросы, связанные с влияние тяжёлых металлов на живые организмы, которым я не придавала большого значения, но теперь эта тема для меня является очень интересной и познавательной, так как, я узнала, что происходит рост населения, развитии науки и техники, которые приводят к тому, что деятельность человека становится фактором разрушения окружающей среды, вмешательство человека в природные процессы обостряет проблемы экологии, связанные со здоровьем человека.

Тяжёлые металлы - это

• элементы периодической системы химических элементов, Д.И. Менделеева, их более 40.
• Тяжелые металлы являются сильнейшими по отрицательному действию на живые организмы и наиболее распространенными химическими загрязнителями. 

Растительная пища является основным источником поступления ТМ в организм человека и животных. С ней поступает от 40 до 80 % ТМ, и только 20-40 % - с воздухом и водой. Поэтому от уровня накопления металлов в растениях, используемых в пищу, в значительной степени зависит здоровье населения.

Природные источники

• Главным природным источником тяжелых металлов являются породы (магматические и осадочные) и породообразующие минералы. Многие минералы в виде высокодисперсных частиц включаются в качестве акцессорных (микропримесей) в массу горных пород. Примером таких минералов являются минералы титана (брусит, ильменит, анатаз), хрома (FeCr2O4). Многие элементы поступают в атмосферу с космической и метеоритной пылью, с вулканическими газами, горячими источниками, газовыми струями.

Источники загрязнения

• Основной поставщик тяжелых металлов – предприятия цветной металлургии (выброс при высокотемпературных процессах ) . Сильное загрязнение свинцом и другими тяжелыми металлами наблюдается вокруг автострад. Часть техногенных выбросов тяжелых металлов поступает в атмосферу в виде тонких аэрозолей и переносится на значительные расстояния, приводя к глобальному загрязнению.
• Тяжелые металлы входят в состав удобрений и пестицидов и могут попадать в водоемы вместе со стоком с сельскохозяйственных угодий.

Cu

• Роль меди в организме человека:
• В желудочно-кишечном тракте абсорбируется до 95% поступившей в организм меди•
• Медь принимает участие в синтезе эритроцитов и лейкоцитов
• • Усиливая активность работы гормонов, воздействует на работу эндокринной системы
• • Укрепляет стенки кровеносных сосудов
• • Способствует повышению иммунитета и нейтрализации радикалов
• • Медь играет важную роль в процессе выработки половых гормонов у женщин
• • Влияет на правильную работу пищеварения, то есть на железы внутренней секреции
• • Действуя вместе с витамином С, мешает проникновению в организм воспалительным и микробным веществам
• • Влияет на изменение цвета волос, кожи и ногтей.

Отрицательное влияние Cu

Токсическая доза для человека: более 250 мг.

• функциональные расстройства нервной системы (ухудшение памяти, депрессия, бессонница);
• при вдыхании паров может проявляться "медная лихорадка" (озноб, высокая температура, проливной пот, судороги в икроножных мышцах);
• нарушения функций печени и почек;
• поражение печени с развитием цирроза и вторичным поражением головного мозга, связанным с наследственным нарушением обмена меди и белков (болезнь Вильсона-Коновалова).

Растения, пораженные при недостатке меди.

септориоз колоса

фузариоз колоса

• Содержание Cu в некоторых овощах и фруктов от 30 до 230 мг.

Железо

Влияет на усвоение азота растениями

Дефицит железа

в листьях свеклы

Дефицит железа

в листьях томата

Положительное влияние Fe

• Потребность человека в железе на 1 кг веса следующая: дети — 0,6 мг, взрослые — 0,2 мг, беременные женщины — 0,3 мг железа в сутки.

Положительное влияние Fe

• Хранение и транспортировка кислорода
• железо необходимо для выработки гормонов щитовидной железы, регулирующих обменные процессы.
• обмен холестерина;
• разрушение ядовитых веществ печенью;
• процесс кроветворения;
• производство ДНК;
• ответ иммунной системы на бактериальную или вирусную инфекцию;
• окислительно-восстановительные реакции.
• энергетический метаболизм.

При недостатке Fe в организме

• • Чрезмерная утомляемость, мышечная слабость, бледность.
• • Снижение способности к обучению: ухудшение памяти, концентрации внимания.
• • Задержка физического и умственного развития у детей, возникновение неадекватного поведения.
• • Подавление гуморального и клеточного иммунитета, повышение заболеваемости.
• • Деформация ногтевых пластин: утончение и ломкость, койлонихия (ложкообразный ноготь).
• • Понижение температуры тела, возросшая зябкость.
• • Нарушение работы щитовидной железы.
• • Повышение вероятности развития опухолевых патологий.
• • Гипохромная (железодефицитная) анемия - выраженная стадия дефицита.

Цинк

Образует дыхательные ферменты

Регулирует окислительно-восстановительноый потенциал клеток

Цинковые удобрения:

Повышают урожайность,

Исчезают болезни,

восстанавливается

цвет листьев

Цинк в растениях

• Недостаток цинка ведет к значительному уменьшению в растениях ростового гормона — ауксина .
• Главнейшие из этих болезней недостаточности следующие:

• мелколистность, или розеточная болезнь, листопадных деревьев
• - пятнистость листьев цитрусовых «крапчатость»
• бронзовость листьев тунговых
• розеточная болезнь сосны

Дефицит цинка

Дефицит цинка

в листьях фасоли

в листьях томата

Роль цинка в организме

• способствует нормальному протеканию процессов развития костной ткани,
• стимулирует рост и деление клеток,
• регенерацию тканей,
• репродуктивную функцию
• способствует удалению из организма углекислого газа

регенерация тканей

рост и деление клеток

Нехватка цинка в организме

• замедление роста
• искажение восприятия вкуса.
• нарушению всех обменных процессов
• Ослабляется иммунитет
• заболевания цирроз печени, атеросклероз, расстройства сердечно- сосудистой системы
• замедление полового созревания.
• выпадении волос, потеря аппетита, дерматиты

В каких продуктах содержится цинк  

• Примерно 0,25 мг цинка в расчёте на 1 килограмм массы содержится в яблоках, апельсинах, лимонах, инжире, грейпфрутах, зеленых овощах, мёд, черной смородины, малины, фиников , морских рыб, постная говядина, молоко, очищенный рис, свекла ,сельдерей, спаржа, томаты, редька, картофель, хлеб.

Как происходит очищение организма от тяжелых металлов?

• Вывести их можно лишь употребляя белки, содержащиеся в молоке и белых грибах, а также пектин, который можно найти в мармеладе и фруктово-ягодном желе.
• Очень важным является то, что бы все продукты были получены в экологически чистых районах и не содержали вредных веществ.

Опыт №1 «Исследование влияния ионов тяжелых металлов на биологические системы»

Вывод: В пробирках № 1,2,3 – белок свернулся, ионы Na к тяжелым металлам не относится. Ионы тяжелых металлов разрушают структуру белка, происходит процесс денатурациии.

Опыт №2: «Исследование спайки консервной банки на примесь свинца»

Цель: Доказать наличие свинца в спайке консервной банке и накопление в ней ядовитых соединений.

Наблюдения :

вата быстро желтеет из-за образовавшегося йодида свинца(II), что указывает на наличие примеси свинца на спайке банки выше нормы, т.е. более 1 % (допустимая норма 0,04 %).

Вывод: Спайка (шов) консервной банки представляет собой сплав олова и свинца, при ее разрушении, например при открывании банки, свинец может попасть в консервы. Поэтому консервы не подлежат долгому хранению после их вскрытия.

Опыт №3 Исследование раствора замачивания гречки, риса, перловки и гороха.» Цель: Доказать наличие пестицидов в семенах круп

Опыт №3 Исследование раствора замачивания гречки, риса, перловки и гороха.»

Вывод: Исследуемые растворы гречки, риса, перловки, гороха содержат органические вещества –это могут быть пестициды, так как раствор марганцовки обесцветился.

Опыт № 4 «Посадка семян на растворы тяжелых металлов и наблюдение за их прорастанием» Цель: Рассмотреть влияние тяжелых металлов меди, железа и цинка на прорастание семян.

Количество проросших семян .

Проба

Проба №1 – раствор соли меди

Пшеница

Ячмень

50

Проба № 2 – раствор соли цинка

50

Число всхожих семян

Проба №3 – раствор соли железа

50

30

50

Проба №4 – контроль (чистая вода )

Всхожесть в %

50

50

28

50

60%

26

56%

50

52%

46

92%

Вывод: соли тяжелых металлов меди, цинка, железа отрицательно влияют на всхожесть семян. Если увеличивать концентрацию соли, всхожесть семян будет значительно ниже.

Прорастание семян

Заключение

1 . Мы исследовали влияние ионов тяжелых металлов меди, железа, цинка на зерновые культуры.

2. Соли тяжелых металлов вызывают не обратимое осаждение белков; под их воздействием происходит значительное изменение свойств (денатурация) белков и они после осаждения теряют способность растворяться в воде и в разбавленных солевых растворах, а также теряется физиологическая активность.

3.Неконтролируемое загрязнение окружающей среды ТМ угрожает здоровью людей. Прием токсических веществ приводит к необратимым изменениям внутренних органов. В результате развиваются неизлечимые болезни: нарушения желудочно-кишечного тракта, печени, почечные и печеночные колики, параличи. Нередки смертельные случаи.

4.В связи с этим необходимо максимально снизить уровень поступления тяжелых металлов в организм человека и растений.

Перечень «полезных советов»:

• Противоядием от многих тяжелых металлов и их солей является яичный белок.
• Если металлическая ртуть оказалась разлита в помещении, ее следует засыпать порошком серы или залить раствором хлорида железа(III).
• Жестяная тара спаивается припоем, содержащим определенное количество свинца, поэтому консервы следует перекладывать в стеклянную посуду.
• Нельзя хранить и готовить пищу в декоративной посуде, т.к. она предназначена для украшения, а не для пищи - глазурь, которой покрыта посуда, содержит соли свинца и кадмия .

Будьте внимательны к тому, что вас окружает, учитесь бережному и безопасному обращению с незнакомыми веществами. Растение аспарагус обладает хорошей способностью поглощать тяжёлые металлы

Хлорофитум очищает воздух от формальдегида и угарного газа.