Токсическое действие соединений серы и селена на живой организм

Очень ядовит сероводород (H₂S), так как является ингибитором фермента цитохромоксидазы – переносчика электронов в дыхательной цепи. Он блокирует перенос электронов с цитохромоксидазы на кисло­род О₂ за счет связывания атомов меди этого фермента. При вдыхании больших количеств сероводорода наступает обморочное состояние и даже смерть от паралича дыхания. Симптомами отравления сероводорода являются насморк, кашель, резь в глазах, головная боль, тошнота, рвота, возбуждение, а в тяжелых случаях – кома, судороги, отек лег­ких. Смертельная концентрация сероводорода в воздухе – 1,2 мг/л.

Как раздражитель слизистой оболочки дыхательных путей действу­ет оксид серы(IV) (SО₂). Ежегодно в атмосферу выбрасывается 2,3 миллиарда тонн вредных примесей, из которых 14,9% приходится на долю SO₂. При концентрации SO₂ в воздухе 0,5 мг/м³ заболеваемость бронхитом у населения составит 6%, при концентрации 1,0 мг/м³ – 13,2%, при 5 мг/м³ – 71,2%, а при концентрации 6,8 мг/м³ все население заболеет бронхитом. Накопление SО₂ в атмосфере сопровождается образованием сернистой и серной кислот за счет взаимодействия оксидов серы с парами воды и кислородом воздуха:

SO₂ + H₂O Û H₂SO₃

SO₂ + O₂ ® SO₃ + H₂O ® H₂SO₄

H₂SO₃ и H₂SO₄ являются причиной кислотных дождей, наносящих огромный вред окружающей среде.

К источникам избыточного поступления серы в организм человека относятся серосодержащие соединения (сульфиты), которые добавляются во многие пищевые продукты и напитки в качестве консервантов. Токсичность соединений серы при попадании в желудочно-кишечный тракт связана с их превращением микрофлорой кишечника в сероводород.

Для качественного обнаружения сероводорода в растворе исполь­зуют реакции образования малорастворимых сульфидов РbS (черного цвета), CdS (желтого цвета).

Для обнаружения SO₂ в растворе используют реакции обес­цвечивания растворов йода или перманганата калия:

SO₂ + I₂ + 2H₂O ® 2HI + H₂SO₄

5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O ® 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 2H₂SO₄

Токсическая доза селена для человека составляет 5 мг. Соединения селена со степенью окисления +4 (селениты) более токсичны, чем цианиды. Распад соединений селена в организме приводит к выделению высокотоксичного диметилселена CH₃-Se-CH₃, имеющего чесночный запах.

Установлен механизм этой реакции. При взаимодействии селенистой кислоты H₂SеO₃ с тиолсодержащими белками (R−SH) происходит их превращение в белки, содержащие группы –S–Se–S–:

H₂SеO₃ + 4R–SH ® R−S−Se−S−R + R–S–S–R + 3Н₂О

Наличие такой группы может привести к изменению третичной структуры белков и нарушению их биологической функции. Под действием ферментов соединения, содержащие группу –S–Se–S–, восстанавливаются до селеноводорода, который затем присоединяет метильные группы, образуя высокотоксичный диметилселен Н₃С–Se–СН₃.

Избыточное поступление селена и его соединений в организм отмечается у рабочих, занятых в электронной, литейной, медеплавильной, стекольной, лакокрасочной, нефтеперерабатывающей, химической (производство пестицидов) и фармацевтической (производство сульфида селена, селенита натрия) промышленностях.

Тема VI. р-Элементы VII группы: фтор, хлор, бром, йод