Metale grele în carne

I. Introducere

Metalele grele sunt compuşi naturali ai scoarţei terestre. Ele nu pot fi descompuse sau distruse. Ajung în corpul nostru într-o cantitate foarte mică, odată cu mâncarea, apa potabilă şi aerul. Ca şi elemente esenţiale, unele metale grele (ex. cupru, seleniu, zinc) sunt vitale în menţinerea metabolismului corpului uman. Cu toate acestea, în concentraţii mari ele pot fi toxice. Efectul negativ al metalelor grele poate rezulta, de exemplu, prin intermediul apei de băut contaminate (ex. ţevi de plumb), niveluri ridicate în concentraţia aerului din jurul surselor emiţătoare, sau asimilarea prin intermediul lanţului trofic.

Metalele grele sunt periculoase deoarece ele tind să se bioacumuleze. Bioacumularea înseamnă creşterea în timp, în organismele biologice, a concentraţiei substanţei într-o cantitate comparativă cu concentraţia substanţei in mediu. Compuşii se acumulează în organismele vii atunci când sunt asimilate şi stocate cu o viteză mai mare decât sunt distruşi (metabolizaţi) sau eliminaţi.

Cu toate acestea, otrăvirea hranei cu metale grele este foarte rară şi în majoritatea cazurilor are loc numai după poluarea mediului. Cel mai cunoscut exemplu al unei poluări de acest gen a avut loc în Japonia între 1932-1955.

Începând cu 1932, fabrica de chimicale Chisso a descărcat apă menajeră conţinând mercur, în Golful Minimata din Japonia. Mercurul se acumulează în vieţuitoarele din mare, ducând în final la otrăvirea populaţiei cu mercur. În 1952, a apărut, la populaţia Golfului Minimata din Japonia, primul incident de otrăvire cu mercur cauzat de consumarea peştelui poluat cu mercur. În total 500 de decese au fost înregistrate în anii 1950. De atunci, Japonia are cele mai stricte legi de mediu din lumea industrială şi boala este cunoscută ca Sindromul Minamata.

II. Descrierea metalelor grele

II.1. Aluminiul (Al)

Aluminiul este unul dintre oligoelementele cele mai răspândite din scoarţa terestră (8% din totalul mineralelor), ocupând locul al treilea după oxigen şi siliciu.

În natură aluminiul se găseşte doar în stare combinată, cel mai frecvent cu oxige¬nul, siliciul şi fluorul.

În România, zonele cu concentraţii crescute în aluminiu sunt: cur¬bura Carpaţilor (zona Albota), Făget şi Marghita.

Concentraţiile aluminiului în sol sunt diferite.

În apa marină şi oceanică au fost găsite concentraţii între 1-5 μg/l. Aluminiul, în mod natural, se găseşte în apele de suprafaţă, dar şi în cele de adâncime.

Concentraţia aluminiului în apele de suprafaţă este afectată direct sau indi¬rect de activitatea umană prin emisiile industriale şi orăşeneşti, prin eflu¬enţi prove¬niţi de la fabricile de prelucrare primară sau secundară a alumini¬ului, fabricile de ciment, industria de pielărie, uzinele de apă, industria tex¬tilă, drenajele din mine, depunerile din atmosferă.

Concentraţia aluminiului dizolvat în apă variază cu pH-ul şi cu canti¬tatea şi tipul de materie organică dizolvată, cum ar fi acidul fulvic, humic, tanic.

Concentraţiile aluminiului dizolvat în apă la pH în jur de neutru variază de obicei între 0,001-0,05 mg/l şi între 0,5-1 mg/l în apele mai acide sau bogate în ma¬terie organică. În apele afectate de drenajele acide concentraţia alumini¬ului a fost de peste 90 mg/l.

La pH neutru apele de adâncime conţin, în general, nivele mai mici de 0,1 mg/l; precipitaţiile acide, totuşi, pot creşte concentraţia acesteia de până la 10 ori.

Pentru reducerea turbi¬dităţii apelor se fo¬losesc săruri de aluminiu, datorită efectului coagulant exercitat de acestea asu¬pra particulelor coloidale şi în suspensie, precum şi a unor substanţe dizolvate, cum ar fi sărurile de fier.

Tratarea apei cu săruri de aluminiu duce şi la scăderea numărului de agenţi patogeni, precum şi a particulelor ce îi protejează pe aceştia de substanţele dezinfectante.

Ca o consecinţă a tratării cu sulfat de aluminiu, concentraţia aluminiului în apa tratată este adesea mai crescută decât cea din apa brută.

Dacă se adaugă sulfat de aluminiu în exces, pH-ul apei tratate scade foarte mult şi aluminiul este pus în libertate în cantitate mare, deve¬nind biodisponibil.

Bazat pe un studiu al WHO, consumul a 1,5-2 litri de apă pe zi, cu un conţinut mediu de 0,2 mg/l contribuie la o expunere orală cu aluminiu între 0,2-0,4 mg/zi, cantitate mai mică de 5% din aportul total.

Comunitatea Europeană recomandă 50 μg/l.

Aluminiul este un constituent major al particulelor atmosferice provenite din praful de pe sol, descompunerea rocilor, activitatea nucleară şi activităţile umane, cum ar fi agricultura şi mineritul. Aluminiul mai poate ajunge în aer prin emisiile de la fabricile de fier şi oţel, fabricile de prelucrare primară şi secundară a aluminiului, fabricile de ciment (silicat de aluminiu, oxid de aluminiu).

Nivelele aluminiului din atmosferă variază în funcţie de condiţiile meteo (iarnă, vară), de nivelul activităţii industriale din zonă şi de traficul din zonă sau de poziţia geografică a locului respectiv.

Dacă rata de inhalare zilnică este de 20 m3, atunci cantitatea ma¬ximă de aluminiu inhalată este de 3,6 ng/zi, ceea ce este neglijabil compa¬rând cu aportul zilnic prin raţie al adulţilor. Dacă se ia în considerare aerul din oraşe şi zone industriale, care conţin între a0,4-10 ng/m3 cantitatea totală de aluminiu in¬ha¬lat este de 8-200 ng/zi, ceea ce este, de asemenea, negli¬jabil.

Limita concentraţiei de aluminiu respirabil de către muncitorii expuşi, admisă de OSHA este de 5 μg/m3, iar limita concentraţiei de aluminiu inhalabil pentru o perioadă de 8 ore este de 15 μg/m3 .

În pofida abundenţei aluminiului în scoarţa terestră, plantele îl asimi¬lează doar în condiţii de pH acid, când acesta devine biodisponibil. Anumite plante, mai ales cele acido-tolerante, acumulează can¬tităţi mai mari de aluminiu. Cantităţi mai mari se pot găsi în unele plante subtropi¬cale din familiile Teaceae, Euphorbiaceae şi Caryophyllaceae, care sunt conside¬rate acumulatoare de aluminiu. Plantele din familia Lycopodiaceae pot conţine până la 70% oxid de aluminiu în cenuşa lor.

Frunzele bătrâne de ceai pot acumula până la 30.000 ppm alu¬miniu, iar unele specii de ferigă concentraţii de 3.000-4.000 ppm/S.U. Ferigile sunt conside¬rate plante santinelă pentru contaminarea mediului cu aluminiu.

La speciile de plante cultivate mai uzuale (grâu, ovăz, orz, orez, tutun, porumb, bumbac etc.) s-a reuşit selectarea unor varietăţi acidotolerante. În zonele cu risc de poluare industrială, plantele pot deveni surse de aluminiu, ca urmare a contaminării cu pulberi din aer, apă, sol.

Aluminiul se găseşte în ţesuturile tuturor plantelor şi animalelor. Con¬centraţia aluminiului în alimente variază în mod larg, depinzând de pro¬dus, tipul procesării şi originea geografică.

Aportul zilnic de aluminiu prin hrană prezintă variaţii mari, depen¬dente de regimul alimentar. După O.M.S, aportul de aluminiu admis pentru adulţi este de 7 mg/kg masă corporală/săptămână, adică 65 mg/zi şi pentru copii 2 mg/kg.