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ORIGINE DEI PRODOTTI CHIMICI NELLAMBIENTE:
Industriale
Agricola
Domestica ed urbana aria
Naturale
TRASPORTO, MOBILITA ED ELIMINAZIONE:
Solubilita
Coefficiente di ripartizione
Tensione di vapore
pKa per le specie ioniche
stabilita chimica
legame con le siero proteine o con i sedimenti
circolazione (sistema idrico/sangue)
degradazione (fegato/microrganismi)
eliminazione
FARMACODINAMICA
CHEMODINAMICA
trasporto
sieroproteine
sedimenti
circolazione
sangue
ciclo idrico
degradazione
fegato
microorganismi
PESTICIDI PERSISTENTI:
insetticidi clororganici: diclorodifeniltricloroetano (DDT), metossicloro, aldina, esaclorocicloesani (BHC) ex.lindano,erbicidi cationici ex. paraquat
Alta liposolubilita (eccetto gli erbicidi cationici che sono solubili in acqua/scambio cationico nei sedimenti), stabilita chimica, amplificazione biologica
PESTICIDI MODERATAMENTE PERSISTENTI:
diserbanti triazinici,fenilureici, dinitroaniline sostituite
Piu o meno solubili in acqua, in dipendenza del pH
PESTICIDI NON PERSISTENTI:
diserbanti acidi fenossidici,fungicidi etilen (bis) ditiocarbammati (maneb, zineb), piretroidi sintetici, insetticidi organofosforici e carbammati (ex. parathion, malathion)
Tossicita gravi, croniche ed acute, cancerogenicita (ex. etilentiourea), tossicita sul SNC e SNP (ex. parathion)
TRIALOMETANI
Clorurazione delle sostanze umiche presenti nellacqua non depurata
Cancro al retto, tumori al seno, tumori del colon e della vescica
TRICLOROETILENE
Fuoriuscite accidentali, perdite dai depositi
Adenocarcinoma polmonare e carcinoma epatocellulare
DIOSSINA
Incenerimento dei rifiuti municipali ed industriali, improprio smaltimento dei rifiuti chimici
Degenerazione di fegato e timo, cloracne, porfiria, cancerogeno, perdita di peso
PLASTIFICANTI
Residui, ubiquitari come complessi dellacido fulvico (humus)
Bassa tossicita acuta, tumori epatici
TIPI E FONTI DI INQUINANTI
Monossido di carbonio (52%), ossidi di zolfo (18%), idrocarburi (12%), materiale articolato (10%), ossidi di azoto (6%)
INQUINAMENTO RIDUCENTE
Caratterizzato dalla presenza di biossido di zolfo e fumo conseguenti ad una combustione incompleta del carbone e favorito dalla presenza di nebbia e dalle basse temperature.
CAUSA: impiego di combustibile fossile e la fusione dei metalli
Lemissione contemporanea di particelle submicrometriche con biossido di zolfo (aerosol), favorisce la trasformazione dello stesso ad acido solforico
PIOGGE ACIDE
Agente irritante, provoca alterazioni funzionali, biochimiche, ematologiche ; alterazioni dellattivita fagocitarla dei macrofagi alveolari
INQUINAMENTO OSSIDANTE
Caratterizzato dalla presenza di idrocarburi, ossido di azoto e ossidanti fotochimica che derivano dai prodotti dei gas di scarico delle automobili.
Si manifesta in zone dove lintensa luce solare provoca reazioni fitochimiche allinterno di masse di aria inquinate intrappolate da uno strato di INVERSIONE TERMICA
INQUINAMENTO FOTOCHIMICO
Principali componenti: ozono, ossidi di azoto, aldeidi, nitrati periossiacetilici, idrocarburi
I raggi UV causano la sua produzione da ossigeno atmosferico.
Causa gravi anomalie del collagene polmonare, riduzione del numero di macrofagi,iperplasia delle cellule alveolari
Assorbe i raggi UV che raggiungono la superficie terrestre provocando le seguenti reazioni:
NO2( NO+O
O+O2( O3
O3+NO(NO2+O2
Irrita i polmoni causando edema polmonare
Forniscono i reagenti necessari per il completamento della reazione.
Gli atomi di ossigeno attaccano gli idrocarburi dando origine a composti ossidati e radicali liberi che reagiscono con NO NO2
Sostanza asfissiante, la cui azione tossica deriva dalla formazione di
CARBOSSIEMOGLOBINA
Per livelli di COHb ( 2%effetti sul SNC, alterazioni delle facolta psicomotorie,effetti sul sistema cardiovascolare
Eliminazione corporea
Carbon monoxide elimination from the body. Blood oxygen tension is a determinant of the rate of carboxyhemoglobin elimination.
Principle
Mechanism
Enhance COHb elimination from the body
Mass action: oxygen competes with CO for hemoglobin binding site
Enhance CO elimination from myoglobin and cytochrome oxidase
Mass action: oxygen competes with CO for iron / copper binding sites in tissue
Maintain oxygen delivery to tissue
Oxygen: 2.1% by volume per ATA is physically dissolved in plasma
Reduce cerebral edema and intracranial pressure
Vasoconstrictive effect of HBO
Decrease leukostasis
HBO inhibits B2 integrin function
CO binds to hemoglobin forming carboxyhemoglobin (COHb) which interferes with oxygen binding to this respiratory pigment. This decreases the blood's ability to transport oxygen to various
organs and tissues, among them the most aerobic ones, heart and brain
INCLUDEPICTURE "http://www.coheadquarters.com/CDC/DeathsbyYr.gif" \* MERGEFORMATINET
EFFETTI TOSSICI DEI METALLI
Non vengono ne creati ne distrutti dalluomo
RIDISTRIBUZIONE NATURALE:
ciclo geologico/ ciclo biologico
FATTORI CHE INFLUENZANO LA TOSSICITA:
Metabolismo
Complessi metallo-proteine
Eta
Dieta
Esposizioni multiple
Stile di vita: fumo, alcolici
Forma chimica del metallo
Ipersensibilita
FONTI DI ESPOSIZIONE:
Alimenti, aria, prodotti di largo consumo, scarichi industriali, ambiente lavorativo
ANTIDOTI:
Gli agenti chelanti sono molecole flessibili con 2 o piu gruppi elettronegativi che formano legami stabili coordinato-covalenti con latomo cationico del metallo. I complessi cosi formati vengono poi eliminati dallorganismo
I ligandi capaci di chelazione comprendono gruppi OH,
-SH, -NH che possono donare elettroni al metallo. Tale legame previene efficacemente linterazione del metallo con gruppi funzionali analoghi di enzimi, coenzimi, nucleofili cellulari e membrane
I chelanti sono ASPECIFICI e possono anche chelare metalli essenziali come Ca2+, di interesse vitale per le funzioni organiche. Tali interazioni sono dipendenti dalla affinita relativa del metallo tossico e del metallo essenziale per il chelante
(2-3 dimercaptopropanolo): specifico per gas tossici arsenicali vescicanti.(azione competitiva)
Chelante stabile per: Hg, Sb, Bi, Cd, Cr, Co, Au, Ni
Liquido oleoso dallodore sgradevole di uova marce, incolore.
Prodotto di degradazione della penicillina, di colore bianco, aspetto cristallino, idrosolubile
Viene usata nellavvelenamento da Rame o nel Morbo di Wilson
Acido etilendiammino tetracetico:efficace chelante di metalli bivalenti e trivalenti
Usato per intossicazioni da piombo
Luso di acque contaminate
accumulo di alluminio
Limite per il contenuto di alluminio in acqua potabile: 100 mcg/L
I sintomi di tossicita da alluminio sono neurologici e a carico delle ossa ( osteomalacia).
DEFICIENZA-ALZHEIMER-DEMENZA UMANA
Lalluminio si accumula nel tessuto cerebrale provocando degenerazione neurofibrillare, sclerosi. Interagisce con la cromatina neuronale e con la calmodulina, alterando le attivita neurotubulari di trasporto
Metallo bianco-grigio molto flessibile, di ampio uso: materiale per costruzioni, automobili, aerei, arredamento, produzione industria elettrica, pentolai, involucri per alimenti, odontoiatria, vernici, purificazione dellacqua, raffinazione dello zucchero, produzione di vetri e ceramiche, farmaci ( antiacidi, Al(OH)3 per ( il P, antiperspiranti)
8% della crosta terrestre
Le piogge acide hanno aumentato la sua disponibilita nei sistemi biologici causando effetti distruttivi a carico di pesci e piante
Non e un elemento essenziale per i mammiferi
Viene assorbito ed eliminato facilmente. Si distribuisce principalmente in ossa, fegato, reni e cervello
Assunto in quantita di 90 mcg al giorno col cibo
La dose di Ag richiesta per ottenere risposta antiinfettiva e di 1mg of silver
La dose accumulata che provoca argiria e da 1-6 g di
La dose letale di AgNO3 e di 10 g.
Viene assorbito attraverso i polmoni, e a livello gastrointestinale e si deposita nei diversi tessuti.Eliminato mediante feci
TOSSICITA ACUTA: danni corrosivi al sistema gastrointestinale e alle mucose,diarrea, vomito, convulsioni
AgS
complessi insolubili
PROVOCAARGIRIA: pigmentazione a chiazze sulla pelle di colore grigio blu (TOSSICITA CRONICA)
AgNO3
irritazione gastrointestinale
lesioni renali e polmonari
Esiste allo stato di ossidazione +3 o +5, ed e un inquinante diffuso
Viene utilizzato nei processi metallurgici, industrie di vernici, ceramiche, e come antiparassitario
Viene assorbito lentamente, si distribuisce nellorganismo e si lega covalentemente a gruppi sulfidrilici e fosfato. Viene escreto con urine e feci.
Sb3+ si accumula prevalentemente negli eritrociti e nel fegato
Sb5+ rimane nel plasma
Linalazione di polveri di antimonio causa edema polmonare, faringiti, tracheiti a causa did eposizione alveolare.
Se ingerito causa vomito, diarrea, dispnea e morte
Esposizione prolungata da origine a danni cardiaci molto gravi.
Sono stati dimostrati anche danni cromosomici
La tossicita dellarsenico inorganico (As) dipende dal suo stato di valenza (-3,+3,+5) ma anche dalle proprieta chimico-fisiche del composto.
I composti di As3+ sono generalmente piu tossici e hanno effetti sistemici maggiori rispetto ad altri composti meno solubili che causano invece effetti cronici a carico del polmone.
Uno dei composti piu tossici e larsina (AsH3)
Larsenico trivalente interagisce con gruppi sulfidrilici di proteine ed enzimi
Larsenico pentavalente inibisce le fosforilazioni ossidative competendo con il fosfato e inibendo la riduzione del NAD.
Viene metabolizzato e ridotto nella forma trivalente e viene mutilato nel fegato ad acito metilarsenico, meno tossico
I composti idrosolubili sono ben assorbiti nel tratto gastrointestinale e nei polmoni. Si distribuiscono nel fegato, nei reni, nella milza e nella pelle, e vengono escreti con lurina
As inorganico: rilasciato da fonderie di Cu,Zn,Pb, industria del vetro , industrie chimiche,insetticidi ed erbicidi.
Il trasporto dellarsenico nellambiente e controllato dai processi di assorbimento/desorbimento nel suolo e nei sedimenti.
La frazione argillosa e gli ossidi di ferro ed alluminio che ricoprono largilla adsorbono gli arsenicatitrasformazioni
La trasformazione dellarsenico in alchilarsine volatili causa il passaggio dal suolo allaria
Negli ambienti marini il bioaccumulo dellarsenico si verifica facilmente. Si ritrovano arseno analoghi di fosfolipidi in alghe marine e crostacei.
TOSSICITA CRONICA: dermatiti, crampi m
uscolari, anormalita cardiache, anemia, lesioni vascolari, soppressione del midollo osseo, convulsioni, debolezza, perdita di capelli
Assorbimento completo nel tratto gastrointestinale: nausea, vomito , diarrea, dolori addominali, crampi
Particolare affinita per la pelle e le unghie e i capelli (esposizione pregressa)
Lassunzione acuta e FATALE. Dose letale acuta: 0.6mg/kg/giorno
Causa carcinoma delle cellule squamose e carcinoma polmonare
INDICATORI BIOLOGICI:
sanguepochi giorni
urinecontatto recente o in corso
capelli e unghie
esposizioni precedenti
TRATTAMENTO: BAL
Usato come farmaco antisifilide sotto forma di sali solubili e non o come antisettico,astringente in creme topiche. Come tioglicolato e utilizzato come farmaco antimalaria
Nel 70 in Francia e in Inghilterra:
SUBGALLATO
ENCEFALOPATIE
SUBNITRATO DI Bi3+
DISARTRIA
DICITRATO
MORTE
Nel sangue e legato alle proteine plasmatiche, si distribuisce nei tessuti, specialmente nei reni dove causa degenerazione delle cellule dei tubuli e conseguente insufficienza renale
TOSSICITA: inappetenza, debolezza, dolori reumatici, gengiviti, dermatiti, insufficienza renale
TERAPIA:BAL
E presente nellatmosfera come derivato dalla combustione del carbone a concentrazioni do 0.01-0.1 ng/m3 soprattutto come ossido.
Il berillio e presente anche nella polvere di casa, nellacqua, e nel terreno
Lassunzione giornaliera e pari a 1.6ng con laria, 120 ng col cibo, e 285 ng con lacqua. Inoltre, un fumatore inala circa 700 ng di berillio per ogni pacchetto di sigarette
Lossido di berillio e utilizzato nelle leghe, per le reazioni nucleari, per le strumentazioni ai raggi X, nei combustibili spaziali, nellindustria elettronica per la fabbricazione di transistor e chips
Assorbito dallo stomaco, si distribuisce in tutti i tessuti, specialmente nello scheletro, nel fegato, nei reni e nei polmoni
Viene assorbito anche attraverso la pelle, ma soprattutto attraverso i polmoni
TOSSICITA: dermatite da contatto, lesioni croniche granulomatose anche a carico degli organi interni, cancerogenicita
La maggior fonte di bario nellatmosfera sono le emissioni industriali
In condizioni acide, la solubilita dei composti di bario viene facilitata, con conseguente passaggio dal terreno alle falde acquifere
Si deposita nei muscoli, nei polmoni e nelle ossa
Attiva la secrezione di catecolamine dalla corticale del surrene
Spiazza il calcio dalle membrane cellulari, aumentandone la permeabilita e causa stimolazione muscolare
Riduce la quantita di potassio esercitando ulteriori effetti tossici
Paralisi del SNC, fibrillazione ventricolare, extrasistole, gastroenteriti, vomito, diarrea, tremori, dispnea
DOSE LETALE: 0.8-5 G
Il cadmio e un elemento metallico naturale, utilizzato nella galvanoplastica, come pigmento per pitture e plastiche, come materiale catodico e come reagente chimico.
I composti di cadmio sono piu o meno tossici a seconda della loro solubilita
La concentrazione naturale nel suolo e minore di 1 ppm. Si distribuisce in tutto lecosistema, specialmente nelle acque enelle piante, viene captato dagli organismo e si bioaccumula
Inquinamento delle risaie giapponesi da scarichi dei forni di fusione
Caratterizzato da dolori alle ossa, osteomalacia, osteoporosi per effetti sul metabolismo della vitamina D e dellormone paratiroideo
E presente in alimenti quali carne, pesce, crostacei, frutta e cereali. Anche nelle sigarette
E veicolato nel sangue dallalbumina e dalla metallotioneine
Si accumula nel fegato, nei reni e nei tessuti molli
Linalazione
polmonite acuta, edema polmonare, enfisema
TOSSICITA: insufficienza renale, per precipitazione del complesso Cd-tioneina
Diete arricchite di Cu,Se,Cd
riduzione dei livelli cardiaci di glutationeperossidasi, superossido dismutasi, catalasi
CANCEROGENICITA: tumori polmonari e prostatici
INDICATORI BIOLOGICI:
Cd urinario/legato alla metallotioneine
TRATTAMENTO:
Zn,Co,Se nella dieta per proteggere
Uso dei chelanti:con BAL e PENICILLAMINA
con EDTA
INCLUDEPICTURE "http://www.um.es/~molecula/gravita/vit-ele.gif" \* MERGEFORMATINET
CHE COSA FA:
presiede alla sintesi dell'emoglobina;
favorisce una buona funzionalit del sistema nervoso;
interviene nella sintesi del DNA e quindi nello sviluppo delle cellule;
favorisce un corretto utilizzo delle fonti energetiche;
migliora l'appetito.
DOVE SI TROVA:
una vitamina tipicamente presente negli organismi animali:
fegato;
carne;
latte e derivati;
uova;
pesce.
COSA SUCCEDE SE MANCA:
anemia con a volte associati disturbi neurologici;
infiammazione della lingua (glossite);
insufficienza cardiaca; disturbi psichiatrici (depressione, paranoia);
anoressia e dimagramento.
sudorazione maleodorante
DOSE CONSIGLIATA:
La dose giornaliera raccomandata varia da 0,5 mg a 2,5 mg fino a 3 mg per gli adulti, 4 mg durante la gravidanza e l'allattamento. I neonati necessitano di 3 mg giornalieri e i bambini da 1 a 2 mg
ben assorbito come sale nel tratto GI
quantita elevate non danno significativo accumulo
80% eliminato con le feci
Si accumula nel tessuto adiposo, nel tessuto muscolare , nel fegato, nei capelli e nel cuore
Ingerito in grosse quantita : policitemia, vomito, diarrea, sordita,gozzo, cardiopatie
Il cromo elementare non esiste in natura, ma e presente in diversi stati di ossidazione- I piu comuni e stabili nellambiente sono Cr(III) e Cr(VI)
Inquinamento industriale: rilascio nel terreno, nelle acque
Contaminazione degli alimenti
Il cromo e essenziale per luomo in quanto gioca un ruolo importante nel metabolismo del glucosio ( e un cofattore dellinsulina) e del colesterolo
Cr (VI)
effetti dannosi per lorganismo umano
Cr (III)
forma complessi con macromolecole
intracellulari
TOSSICITA:
ingestione del metallo
necrosi tumulare acuta
esposizione al metallo
cancro del tratto respiratorio
IL METABOLISMO DEL FERRO
Il ferro fondamentale per la vita (serve per il trasporto dell'ossigeno nel sangue, per tenerlo depositato nei muscoli, per l'attivit respiratoria cellulare, per la replicazione cellulare e per costruire la struttura di tessuti ed organi).
Dall'altra parte il ferro, se in eccesso, tossico e pu essere mortale. Qualsiasi essere vivente, dal batterio all'uomo ha cos sviluppato sistemi pi o meno raffinati per catturare il ferro dal mondo esterno e utilizzarlo, e dall'altra parte per trasportarlo e tenerlo depositato in una forma non tossica.
Un uomo adulto contiene circa 4-5 grammi di ferro, distribuito in diversi compartimenti. Circa il 70% del ferro contenuto nei globuli rossi legato all'emoglobina, il 10% nella mioglobina (che fissa l'ossigeno all'interno dei muscoli), nei citocromi (gli enzimi che permettono la respirazione cellulare) e in altri enzimi contenenti ferro, il 10-20% nella ferritina, e solo lo 0,1-0,2% trasportato in circolo legato alla transferrina.
FONTI:
fumi o polveri di ossido di ferro
emocromatosi ideopatica
eccesso di ferro nella dieta
ripetute trasfusioni di sangue
intossicazione per ingestione di F
TOSSICITA:
ACUTA: per ingestione accidentale di 0.5g di Fe o 2.5g di FeSO4.
Si manifesta dopo 1-6 ore: shock e acidosi metabolica, nausea ,vomito
Danno alle cellule della mucosa, aumento della per ossidazione lipidica con danni alle membrane cellulari
CRONICA: cancro polmonare, tubercolosi, emocromatosi
Non e presente in natura libero, ma come minerale
La media di assunzione giornaliera con acqua e cibo e di 2mg
Il litio carbonato e usato come farmaco per la schizofrenia
Gli usi industriali: per raffreddare reattori nucleari, batterie, ceramica,
TOSSICITA: nausea,anoressia,diarrea, alopecia, anemia aplastica, oliguria,albuminuria tremori,
Il sistema nervoso e il primo organo bersaglio: tremori, disordini dei movimenti, debolezza, paralisi, convulsioni e coma, danni cerebrali permanenti
TERAPIA: DIURETICI
E un metallo liquido a temperatura ambiente, che rientra tra i metalli pesanti.
Come lacqua puo evaporare e passa nellatmosfera finche non ricade in laghi e oceani
I batteri e le reazioni chimiche che avvengono nei laghi e nei sedimenti trasformano il mercurio in una forma ancora piu tossica, il metilmercurio che contamina i pesci attraverso il plancton e passa nella catena alimentare
Il Mercurio e un elemento che e presente nelle miniere ed entra nellambiente da:
Fonti naturali come vulcani e dal dilavamento delle rocce
Uso umano
Fonti del mercurio nel lago Northeastern in Minnesota
Il mercurio ha tre possibili stati di valenza
Il mercurio elementare,Hg, la forma comunemente usata nei termometri e quella che evapora facilmente e passa nellatmosfera.
Nei solidi e nelle superfici acquose il mercurio esiste principalmente allo stato mercurico Hg++e mercuroso Hg+
I sali di mercurio hanno diversa solubilita.
Il mercurio puo formare complessi stabili con composti organici
(v. metilmercurio)
MERCURY
CHEMICAL SYMBOL: Hg
(based on its ancient name: Hydragyrum
Elemental Mercury
Hg 0
Inorganic Mercury
Hg +1 or Hg +2
Organic Mercury
compounds such as:
Methyl mercury - HgCH3+Dimethyl mercury - Hg(CH3)2
PHYSICAL STATES OF MERCURY(atomic number: 80, atomic weight: 200.6)
Elemental mercury is a silver-white, heavy, mobile, liquid metal at ambient temperatures.
Other forms of mercury such as mercuric acetate and mercuric chloride are white, heavy powders or crystal solids.
(US Dept. HHS, 1989)
METILAZIONE DEL MERCURIO
Puo avvenire in acqua o nei sedimenti.
In dipendenza da:
1. quota di ossigeno disciolto presente;
2. quantita di zolfo presente;
3. pH dellacqua o del sedimento
4. presenza di materiale organico
Negli strati profondi dove la quantita di ossigeno e limitata si forma maggiore quantita di metil mercurio
La presenza di S e importante per i batteri
Il pH basso facilita la metilazione
CICLO DEL MERCURIO E SUE TRASFORMAZIONI
ORGANIC MERCURY POISONING- CASES OF CONTAMINATION OF FOOD WITH HIGH LEVELS OF METHYL MERCURY
Descriptions and analyses of symptoms are found in reports of several poisoning episodes where foods became inadvertently contaminated with high levels of methyl mercury.
In Iraq, seed grain treated with a methyl mercury pesticide was mistakenly used to make bread that was a major source of food. Methyl mercury concentrations in the bread were estimated to average approximately 9 milligrams per kilogram (mg/kg) or 9 ppm.
In Japan, fish containing high levels of methyl mercury were a major food source. In Minamata Bay, Japan, estimated concentrations of methyl mercury in marine products ranged from 5.6 ppm to 35.7 ppm.
In the United States, in Alamogordo, New Mexico, a farm family was poisoned by eating meat from a pig that had been fed grain treated with methyl mercury fungicide. Exposure in this case was likely to have been very high.
Adverse effects have been found to be persistent in survivors of all major epidemics of methyl mercury poisoning. Effects often developed long after the exposure had ceased.
In the Iraq epidemic and in the United States family exposed by eating pork, follow-up studies showed that serious effects (quadriplegia, mental defect, loss of vision, etc.) persisted for the duration of follow-up or until death. Mercury remained in the brain over this period of time as well.
In both situations, methyl mercury had been ingested for as little as 3 months (at high levels). Medical attention, including chelation therapy, had been provided to the family in the United States.
Table 1. Extent of absorption of mercury after contact by different routes
Form of Mercury
Extent of Absorption by Route of Contact
Ingestion
Dermal Contact
Inhalation
Metallic (e.g. the form in thermometers)
Very low for liquid form
Moderate for vaporized form
High for vaporized form
Inorganic (e.g. sometimes usedin health and beauty products)
Low to moderate (higher in infants and children)
Low to moderate
Low to moderate
Organic (e.g. methyl Hg; the predominant form found in fish)
High
Low to moderate
High
Table 2. Fate of mercury in the body
Form of Mercury
Mercury Retained in:
Transformed to other forms:
Whole body half-life (months)
Excreted primarily in:
Metallic
Kidney(most) Brain Fetus Liver
Inorganic(generallyfavored)
1 to 2
Feces (most)BreathUrine
Inorganic
Kidney (most)Liver(Brain if high intake results in large amounts being transformed)
Metallic and Organic (generally less favored)
1.5 to 2
Urine (most)FecesHairMilk
Organic (methyl compounds)
Kidney (most)Brain Fetus LiverMuscle
Inorganic (generally favored)
2 or 4
Feces (most)Urine HairMilk
Table 3. Organs and functions affected after exposure to various forms of mercury
Toxic effects
Vaporized Metallic Mercury
Inorganic Mercury
Organic Mercury (Methylated)
Prenatal exposure effects in nervous system
Yes (limited data from animals)
Yes (animals)
Yes
Postnatal exposure effects:
Nervous system
Yes
Yes
Yes
Kidney
Yes
Yes
Yes
Cardiovascular system
Yes
Yes (animals)
Yes (animals))
Gastrointestinal system
Yes
Yes
Yes
Lungs
Yes
Muscle
Yes
Yes
Liver
Yes
Blood cell count
Yes
Skin and eyes
Yes
Yes
Yes
Fertility
Yes
Yes
Yes
Immune system
Yes
Yes (animals)
Yes (animals)
Genetic
Yes
Yes
Yes
Pancreas
Yes (extensive data from Japan populations)
Thyroid
Yes (limited data)
Cancer
Yes (limited data from animals)
Yes (limited data from animals)
Table 5-1Limits for Mercury Concentrations in Various Environmental Media
RECOMMENDED LIMIT
METALLIC MERCURY
INORGANIC MERCURY
ORGANIC MERCURY
Massachusetts Ambient Air Levels:
Allowable Ambient Limit (annual avg.)
0.07 micrograms(ug)/Cubic Meter (cu.m)
0.01 ug/cu.m
0.0014 ug/cu.m
Threshold Effects Exposure Limit (24-hour avg.)
0.14 ug/cu.m
0.14 ug/cu.m
0.003 ug/cu.m
USEPA Reference Concentration for Ambient Air
0.3 ug/cu.m
US NIOSH Air Threshold Limit Value (Occupational limit for long-term exposure)
50 ug/cu.m
100 ug/cu.m
10 ug/cu.m
ATSDR (draft) air concentration limit
for chronic duration exposure
0.014 ug/cu.m
for acute duration exposure
0.02 ug/cu.m
Massachusetts Residential Soil Standard (assuming ingestion by a pre-school child playing at home)
10 milligrams (mg) per kilogram (kg) total Hg
Massachusetts Type I Sludge Standard
10 mg/kg total Hg
USEPA Sludge Standard
17 mg/kg total Hg
Massachusetts Drinking Water Standard (MCL)
0.002 mg/liter (l) total Hg
USEPA Drinking Water Standard (MCL)
0.002 mg/l total Hg
USEPA Ambient Water Quality Standard for human health, assuming ingestion of contaminated fish/shellfish
0.146 ug/l(0.000146 mg/l)
Massachusetts limit for fish used as food by pregnant women
0.5 mg/kg (total mercury: almost all of which will be in methylated form)
US FDA limit for fish used as food
1 mg/kg
Affinita per ligandi con gruppi sulfidrilici
(sistemi enzimatici)
NEL FEGATO: Met-Hg si lega a cisteina o glutatione dando complessi solubili secreti nella bile e riassorbiti nel tratto gastrointestinale
NEL RENE: si localizza nei lisosomi
induce la sintesi di metallotioneina
VAPORI DI MERCURIO (Hg):
per inalazione
bronchiti acute e corrosive
tremori , eccitabilita, gengiviti
delirio, allucinazioni
MERCURIO MERCURICO(Hg2+):
per ingestione
ulcera corrosiva, shok e collasso
circolatorio, necrosi anche a carico
del rene
MERCURIO MERCUROSO(Hg+):
meno corrosivo e meno tossico perche meno solubile
CALOMELANO
ipersensibilita della pelle,
ipercheratosi, vasodilatazione,
febbre, splenomegalia
METIL MERCURIO
tossico sul SNC:
Parestesia, intorpidimento, formicolii
Atassia, andatura goffa, difficolta a parlare
Neuroastenia, debolezza generale,fatica
Perdita della vista e delludito
Spasmi, tremori, coma,morte
Effetto tossico sui microtubuli dei neuroni
TRATTAMENTO
Hg e inorganico: ag. chelanti( cisteina, penicillamina, Bal)
emodialisi ( per danni renali acuti)
Hg organico:drenaggio della cistifellea (via chirurgica)
resine tioliche non assorbibili
Metallo presente in natura, che si accumula principalmente nel terreno, ma che puo essere mobilizzato in dipendenza delle caratteristiche chimico fisiche del terreno
E usato principalmente nei processi metallurgici
DISPONIBILITA
Assorbito solo scarsamente nel tratto G.I
Trasportato nel plasma da albumina sierica
Escreto soprattutto con le feci
Si distribuisce: reni, ipofisi, polmoni, surreni, ovaie
TOSSICITA ACUTA
Ni+ 4 CO Ni(CO)4Ni+ 4 CO
estremamente tossico
(cefalea, nausea, vomito, cianosi, edema cerebrale,morte)
CANCEROGENESI ( Ni3S2, NiSO4): polmoni, laringe, stomaco
DERMATITI allergiche da contatto ( monete, gioielli)
Il 75% delloro estratto dalle miniere
gioielli
PRESENZA NEL CORPO UMANO:
amalgame in odontoiatria
uso farmacologico
198Au ( emivita 2.7 giorni) trattamento cancro
ARTRITE REUMATOIDE : malattia sistemica, cronica, infiammatoria che colpisce le membrane sinoviali delle articolazioni
(oro tiomalato)
TOSSICITA:
Dermatite, stomatite
Proteinuria, sindrome nefrotica (precipitazione di complessi Au-anticorpi nellepitelio glomerulare)
Effetti antitumorali e carginogenici
Cis-Platino, Carbo-Platino e altri composti del Pt provocano regressione di sarcoma, leucemia e altre neoplasie
Aumentano pero la frequenza di adenoma polmonare, papilloma e altri carcinomi
Il cis platino inibisce la replicazione cellulare per interazione con la doppia elica del DNA
TOSSICITA: dermatite allergica, difficolta respiratorie, nefrotossicita
cofattore enzimatico di:
catalasi, perossidasi, citocromo ossidasi
La sua carenza provoca difetti nella sintesi della emoglobina
ANEMIA
Trasportato dalla ceruloplasmina
Tossicita da accumulo: necrosi epatica lobulare
CADMIO (Cd) e Cancro alla prostata
Altamente tossico per le cellule
Impedisce il metabolismo della Vit. D
Causa danno renale
I fumatori sono considerati ad alto rischio per il cancro alla prostata
Lavoratori esposti al Cd hanno un rischio 2.4volte maggiore di sviluppare cancro alla prostata
Emivita biologica: 20-30 anni
Emivita nel sangue: 2.5 mesi
Fortemente legato ai tessuti
Si accumula nelle ossa , nel fegato , nei reni , nella prostata
Lentamente escreto con le urine
E un elemento naturale che persiste nellacqua e nel suolo.
Table 1. Lead Concentrations in Various Media
Medium
Rural
Urban
Near Point Source
Ambient Air (ug/m3)
0.1
0.1-0.3
0.3-3.0
Indoor Air (ug/m3)
0.03-0.08
0.03-0.2
0.2-2.4
Soil (ppm)
5-30
30-4,500
150-15,000
Street Dust (ppm)
80-130
100-5,000
25,000
House Dust (ppm)
50-500
50-3,000
100-20,000
Diet (ppm)
0.002-0.08
0.002-0.08
0.002-0.08
Drinking Water (ug/L)
5-75
5-75
5-75
Paint (mg/cm2)
5
5
5
Source: EPA, 1989b.
Lesposizione al piombo avviene mediante laria, l acqua, i cibi, mediante le polveri, in seguito alla presenza di piombo tetraetile nelle benzine
Sources of Lead Exposure ( fonti di esposizione al piombo)
Occupational lead exposures may occur in the following workers (examples):
Lead mining, refining, smelting, and manufacturing industry employees
Plumbers, pipe fitters
Auto repairers
Glass manufacturers
Shipbuilders
Printers
Plastic manufacturers
Police officers
Steel welders or cutters
Construction workers
Rubber product manufacturers
Gas station attendants
Battery manufacturers
Bridge reconstruction workers
Firing range instructors
Battery recyclers
Environmental lead exposures to children and adults may also occur (examples):
Lead-containing paint
Leaded gasoline
Soil/dust near lead industries, roadways, lead-painted homes
Plumbing leachate (from pipes or solder)
Ceramic ware
Hobbies and related activities are additional sources of lead exposure (examples):
Glazed-pottery making
Target shooting at firing ranges
Lead soldering (e.g., electronics)
Painting
Preparing lead shot or fishing sinkers
Stained-glass making
Car or boat repair
Home remodeling
Other potential sources of lead exposure may occur (examples):
Folk remedies
Cosmetics
Moonshine whiskey
Gasoline "huffing"
Tobacco smoking
Lassorbimento dipende dalle caratteristiche fisiologiche delle persone esposte: stato nutrizionale, stato di salute, eta.
Per es. Donne gravide e bambini possono assorbire il 70% del piombo ingerito, mentre gli adulti assorbono intorno al 20%
Viene escreto tramite le urine e la bile
Quello che non viene escreto rimane in circolo e si accumula sia nei tessuti molli ( fegato, rene, polmoni, encefalo, milza,cuore, muscoli) che nei denti e nelle ossa
Continuum of Signs and Symptoms Associated With Toxicity of Ongoing Lead Exposure
Impaired Abilities (Patient May Appear Asymptomatic)
Decreased learning and memory
Decreased verbal ability
Early signs of hyperactivity or ADHD
Lowered IQ
Impaired speech and hearing functions
Mild Toxicity
Myalgia or paresthesia
Irritability
Occasional abdominal discomfort
Mild fatigue
Lethargy
Moderate Toxicity
Arthralgia
Difficulty concentrating/muscular exhaustibility
Headache
Vomiting
Constipation
General fatigue
Tremor
Diffuse abdominal pain
Weight loss
Severe Toxicity
Paresis or paralysis
Lead line (blue-black) on gingival tissue
Encephalopathymay abruptly lead to seizures, changes in consciousness, coma, and death
Colic (intermittent, severe abdominal cramps)
Il piombo Pb2+ sostituisce il Ca2+ extracellulare causando:
Blocco della trasmissione neuronale per inibizione della funzione colinergica
Blocco della proteinchinasi C (fosfolipide dipendente) nei microcapillari cerebrali
ENCEFALOPATIE
Il piombo Pb2+ CAUSA ANEMIA:
1) ACCORCIAMENTO DELLA VITA DEGLI ERITROCITI
Fragilita meccanica delle membrane cellulari conseguente alla inibizione della PIRIMIDINA-5-NUCLEOTIDASI
2) SINTESI DELLEME
Inibizione della ferrochelatasi che incorpora il ferro nella protoporfirina IX
7 Ferrochelatasi aggiunge ferro (II) alla protoporfirina IX formando l' eme:
Protoporfirina + Fe2+ -------------> Eme + 2 H+
Lo stagno e un metallo color argento (con numero atomico 50) presente nella crosta terrestre come SnO2
La tossicita dello stagno inorganico dopo inalazione ed ingestione e bassa, viene immagazzinato nelle ossa ed escreto con le urine
E considerato anche come oligoelemento necessario per la formazione delle ossa
Gli organostagno sono composti molto tossici: i triorgano stagno vengono usati come pesticidi in agricoltura e nelle vernici antifouling
presenza nei fiumi, nei laghi e negli oceani (5 ng/L, anche se sono stati riportati livelli molto piu alti ex. Lago Michigan)
I derivato di organostagno (IV) vengono utilizzati come componenti attivi delle vernici antivegetaive, per prevenire lannidamento di alghe e organismi bentonici nvertebrati su superfici immerse in acqua dolce e di mare
Vengono inoltre utilizzati come stabilizzanti nella produzione di PVC o per la catalisi nella produzione di poliuretano
Lavoratori che maneggiano dibutil e tributilstagno hanno lesioni alla pelle, irritazione degli occhi e delle mucose dopo esposizione alle vernici contenenti stagno .
E riportata anche tossicita a carico del sistema nervoso (trimetilstagno) e del fegato ( trifenilstagno acetato)
La tossicita specifica per i diversi organostagno composti
Per es. il trietilstagno e mielinotossico mentre il trimetilstagno e tossico per i neuroni e il sistema limbico
La tossicita generalmente tende a decrescere al diminuire dei gruppi organici legati allo stagno:
il dibutilstagno maggiormente citotossico per il cervello del dimetilstagno
Sources
Reprocessing
Fallout
Catastrophes
Soils
Sewage
Remediation
Decontaminationand Decommissioning
Ocean Composites
Radionuclides
90Sr
129I
137Cs
Rn
Pu
etc.
Molecular Species(designated by line color)
Exchangeables
Carbonates
Oxides
Organics
Silicates
Gli elementi radioattivi emettono spontaneamente tre tipi di radiazioni:(, (, (
I raggi (, (, ( si possono separare facendoli passare attraverso lamine cariche elettricamente.
Applicazioni Radioisotopi
-studio delle vie metaboliche
-studi farmacologici (assorbimento, distribuzione, metabolismo, escrezione)
-studi di enzimi e recettori
-dosaggi radioimmunologici (RIA)
-tecniche di biologia molecolare
-diagnosi cliniche: molto usato in medicina nucleare il 99Tc, radioisotopo figlio del 99Mb
Il 99Tc ha t1/2 di 6h, quindi un tempo sufficientemente lungo per esaminare processi metabolici ed abbastanza breve per minimizzare la dose di radiazione. E' un ( emittente utilizzato per visualizzare scheletro, cuore, cervello, polmoni. Altri isotopi impiegati nella pratica clinica sono 131I e 123I
Graph of Radioactive Decay
The radioactive half-life gives a pattern of reduction to half in any successive half-life period.
Alpha Decay:
232Th 4He2+ + 228Ra
Beta Decay:
212Bi e + 212Po
Increased Cancer Risk:Bomb Victims
Atlanta Journal, Mar 20,1993 pg F1. ; The increased risk of various types of cancer has been studied extensively among the victims of the Hiroshima and Nagasaki nuclear bombs. The study of 120,000 Japanese has led to the relative risk factors shown. The risk appears to be linear with dose. The dose at 1000 meters at Hiroshima is estimated at 4 grays. Radiation units
Figure 3. Comparison of lungcancer risk associated with radon exposure to risks associated with cigarette smoking and chest X rays.
terreno
organismi
acqua
CICLO IDRICO
PERSISTENTI (2-5 anni)
MODERATAMENTE RESIDUI (1-18 mesi)
NON PERSISTENTI (1-12 settimane)
Tempo di persistenza: t necessario affinch il 70-100% dei residui di pesticida scompaia dal sito di applicazione
COMPOSTI ORGANICI NON PESTICIDI:
(Environmental Protection Agency)
Sono spesso sostanze alogenate, prodotte in seguito alla clorazione dellacqua durante i processi di purificazione, come i trialometani, tricloroetilene, clorofenoli, TCDD tetracloro dibenzo p-diossina, plastificanti ftalici e gli acidi carbossilici alogenati
Miscuglio di fumo e nebbia costituito dai prodotti di combustione emessi dalle automobili,dalle industrie, dalle combustioni.
NECESSITA:stabilire gli standard di qualita dellaria
ESPOSIZIONE CRONICA: ispessimento della mucosa a livello della trachea, ipertrofia delle cellule caliciformi (bronchite cronica)
Presenza nel plasma di un complesso S-solfonato alterazioni biochimiche
Irritante primario, molto solubile in acqua, irritante delle mucose, tossicita a carico del polmone
Aldeide insatura molto piu irritante, fa ridurre la frequenza respiratoria, broncocostrizione mediata da riflesso colinergico
NO2
UV
NO
H2O
O
ATOMICO
IDROCARBURI
O2
MOLECULAR
HNO3
ALDEIDI
O3
OZONO
Suolo particelleSuolo soluzioneSuolo aria
Puo esistere in diversi stati di ossidazione, i piu rappresentati: Ag, Ag+
E insolubile in acqua
Ag.caustici, germicidi, antisettici, astringenti.Industria: materiale fotografico, conduttori elettrici, odontoiatria, gioielli, vernici,monete, purificazione dellacqua
H3AsO4
Ac.Metanarsonico
Ac. Cacodilico
Ossido di trimetilarsina
Arsina
Metilarsina
Dimetilarsina
Trimetilarsina
Ha numero di ossidazione +2
E presente nella crosta terrestre in concentrazioni di 2-10 ppm
Malattia polmonare cronica di tipo granulomatoso, riniti, faringiti
E un metallo alcalino terroso che si trova in natura in combinazione con altri elementi
Ex. Perossidi, carbonato, cloruro, solfato, nitrato
Viene utilizzato (BaSO4) come coadiuvante nelle diagnosi ai raggi X come mezzo di contrasto.
OLIGOELEMENTO:
Presente in due metallo enzimi che presiedono alla biosintesi del DNA e al metabolismo degli aminoacidi
Essenziale poiche componente della Cianocobalamina, Vit B12
Il cobalto e utilizzato in radioterapia per la cura dei tumori
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