Читать книгу Toksykologia. TOM 2. Toksykologia szczegółowa i stosowana - Kamil Jurowski - Страница 10

Jak już wspomniano, termin „metal ciężki” jest bardzo nieprecyzyjny i używany dość elastycznie zarówno w odniesieniu do pierwiastków metalicznych, jak i ich związków; często opiera się na kategoryzacji według gęstości (co jest istotne w metalurgii), która nie jest biologicznie istotną właściwością fizyczną. Oprócz gęstości jako kryterium klasyfikacji metali jako ciężkich przyjmowano różnorodne właściwości fizyczne lub chemiczne bądź cechy danego pierwiastka, takie jak masa atomowa i liczba atomowa. W zależności od dyscypliny opracowywano różne sposoby definiowania metali jako ciężkich. W tabeli 27.2 zestawiono definicje metali ciężkich, które funkcjonowały lub nadal funkcjonują w literaturze naukowej.

Termin „metal ciężki” był definiowany przez wiele lat, ale starania o zastąpienie go innym, rozsądnym z chemicznego punktu widzenia, jak dotąd nie powiodły się. Termin ten, niezależnie od przyjętej definicji, zawsze obejmuje bardzo odmienne grupy pierwiastków i jeszcze bardziej odmienne grupy związków chemicznych zawierających te metale. Zatem opieranie się na podobieństwach właściwości biologicznych lub toksykologicznych nie jest wystarczające, aby dana definicja była całkowicie satysfakcjonująca.

W odczuciu autorów niniejszego podrozdziału termin ten jednak tak mocno wpisał się w język stosowany w toksykologii, że nie sposób uniknąć jego użycia. W związku z tym proponuje się, aby za metal ciężki uznać pierwiastek metaliczny posiadający odpowiedni „ciężar”, tj. „obciążenie biologiczne” w postaci istotnej kumulacji materialnej w ustroju – w takim kontekście za pierwiastki ciężkie należy uznać wyłącznie ołów, rtęć i kadm (oraz często arsen mimo nie w pełni metalicznego charakteru).

W kolejnych podrozdziałach przedstawiono zwięzłą charakterystykę toksykologiczną metali ciężkich, tj. ołowiu, kadmu, rtęci i arsenu. Zagadnienia związane z przebiegiem zatruć i sposobami leczenia zostały omówione w rozdziale 35 „Toksykologia kliniczna”.

Tabela 27.2.

Definicje metali ciężkich

Kryterium klasyfikacji metalu jako ciężki	Definicje metalu ciężkiego funkcjonujące w literaturze
Gęstość	Metale dzielą się na dwie grupy: metale lekkie, o gęstości poniżej 4 g/cm3, i metale ciężkie, o gęstości powyżej 7 g/cm3Metal o gęstości większej niż 4 g/cm3Metal o dużej gęstości, zwłaszcza metal o gęstości 5,0 g/cm3 lub większejMetal o gęstości większej niż 4 g/cm3Metal o gęstości większej niż 5 g/cm3Metal o gęstości 5,0 g/cm3 lub większejMetal o gęstości większej niż 6 g/cm3Metal o gęstości większej niż 5 (w metalurgii), dowolny metal lub stop o wysokiej gęstości, zwłaszcza taki, który ma gęstość większą niż 5 g/cm3Metal o gęstości większej niż 4,5 g/cm3Metal o gęstości powyżej 3,5–5 g/cm3Pierwiastek o gęstości przekraczającej 6 g/cm3
Masa atomowa	Metal o wysokiej masie atomowejMetal o masie atomowej większej niż masa soduMetal o masie atomowej większej niż masa sodu (23), który tworzy mydła w reakcji z kwasami tłuszczowymiPierwiastek metaliczny o wysokiej masie atomowej (np. rtęć, chrom, kadm, arsen i ołów)Metal, który może niszczyć żywe istoty przy niskich zawartościach jonów i ma tendencję do kumulowania się w łańcuchu pokarmowymPierwiastek metaliczny o masie atomowej większej niż 40 (zaczynając od skandu). Z tej definicji są wyłączone metale ziem alkalicznych, metale alkaliczne, lantanowce i aktynowceMetale o dużej masie atomowej, zwłaszcza metale przejścioweMetale, które są toksyczne i nie mogą być przetwarzane przez żywe organizmy (np. ołów, rtęć i kadm)Metale, które mają stosunkowo wysoką masę atomową (np. rtęć, ołów, cyna i kadm)Dowolny metal w dowolnej formie chemicznej o dość wysokiej względnej masie atomowej (definicja nieprecyzyjna)Metale silnie toksyczne (np. ołów, kadm i rtęć). Utrzymują się w środowisku i mogą gromadzić się w tkankach roślinnych oraz zwierzęcych. Odpady górnicze i przemysłowe oraz osady ściekowe są potencjalnymi źródłami zanieczyszczenia tymi metalamiMetal o wysokiej względnej masie atomowej. Termin jest zwykle stosowany w odniesieniu do zwykłych metali przejściowych, takich jak miedź, ołów i cynk
Liczba atomowa	W mikroskopii elektronowej metal o dużej liczbie atomowejW żywieniu roślin metal o średniej lub wysokiej liczbie atomowej (np. Cu, Zn, Ni, Pb), obecny w glebie z powodu działalności górniczejProstokątny obszar pierwiastków w układzie okresowym, otoczony przez tytan, hafn, arsen i bizmut, a także selen i tellurDowolny metal o liczbie atomowej większej niż wapńDowolny pierwiastek o liczbie atomowej większej niż 20Metale o liczbie atomowej od 21 (skand) do 92 (uran)Dowolny metal o liczbie atomowej > 20
Właściwości chemiczne	Kilka bardzo gęstych stopów stosowanych do różnicowania promieniowania lub do jego równoważeniaPierwiastki, których gęstość zaczyna się od 14,5 g/cm3Ołów, cynk i metale ziem alkalicznych, które reagują z kwasami tłuszczowymi, tworząc mydła („mydła z metali ciężkich” były kiedyś stosowane w specjalnych smarach, suszarkach do farb i fungicydach)Dowolny metal, który łatwo reaguje z ditizonem (C6H5N), np. cynk, miedź lub ołów, tworząc związki o stosunkowo wysokiej masie cząsteczkowej
Toksyczność	Pierwiastek metaliczny powszechnie stosowany w przemyśle i ogólnie toksyczny dla zwierząt (As, Cd, Cr, Cu, Pb, Hg, Ni, Se i Zn)Ołów, kadm, rtęć i niektóre inne pierwiastki stosunkowo toksyczne z natury (definicja przestarzała, obecnie częściej stosowany jest termin „pierwiastki toksyczne”)