Лабораторен анализ на метали във водата и почвата – защо се прави

Какво си представяте като чуете “тежки метали”? Вероятно се сещате за живака в термометрите или за алуминия в дезодорантите, или за никела в някои бижута, който може да предизвика алергичен контактен дерматит при досег с кожата. Различните тежки (или токсични) метали могат да бъдат сериозна заплаха за здравето отвъд описаното до тук и тяхното въздействие върху човешкото здраве е добре документирано. Усилените индустриални дейности от миналия век до сега доведоха до огромно увеличение на експозицията на хората на тежки метали. Живак, олово, хром, кадмий и арсен са най-често срещаните тежки метали, които предизвикват отравяне при хората и допринасят за развитието на различни заболявания. 

В статията ще разгледаме как тези токсични вещества достигат до нас ежедневно, какви са техните вреди и как може да се направи лабораторен анализ на метали във водата и почвата.

Какво представляват тежките метали

Тежките метали са естествено срещащи се елементи, които имат високо атомно тегло и плътност поне 5 пъти по-голяма от тази на водата. Многобройните им промишлени, битови, селскостопански, медицински и технологични приложения доведоха до широкото им разпространение в околната среда. Това поражда опасения относно потенциалното им въздействие върху човешкото здраве и околната среда. 

Съществуват елементи които са от съществено значение за хората, например желязо, кобалт и цинк когато се намират в оптимални количества, но могат да бъдат и вредни ако нивата им са твърде високи. Други метали обаче, като олово, кадмий и живак, са отровни дори в минимални количества. Токсичността на тези метали зависи от няколко фактора, включително:

• Дозата поета от организма
• Пътят на експозиция и химическите видове
• Възрастта, пола, генетиката на индивида
• Хранителният статус на индивида 

Замърсяването на храните с тежки метали е един от най-сериозните проблеми с обществено значение и има редица различни източници. Най-значимите от тях са: 

• Тежка промишленост
• Отпадни води
• Химически торове и пестициди, използвани в селското стопанство
• Замърсена почва, от която се произвеждат храните

Може да си представите колко е широк спектърът от храни, замърсени с тежки метали, включително: 

• Продукти от растителен произход (зърнени храни, ориз, пшеница, ядливи корени, гъби и други)
• Храни от животински произход (риба, месо, ракообразни, мекотели).

По-специално рибата е една от храните с най-сериозно замърсяване с тежки метали, тъй като тези метали са биоакумулативни в хранителната верига. Когато тежките метали се натрупват във водите, рибите ги поглъщат чрез храненето си и ги натрупват в телата си през целия си живот. След това тежките метали достигат до нас като крайни потребители, или по-точно би било да кажем “консуматори”. 

Особено сериозна е опасността от тежките метали, тъй като те не са химически или биологично разградими. Веднъж попаднали в околната среда, главно поради промишлени или минни дейности, те могат да останат стотици години, замърсявайки водата и почвата, натрупвайки се в растенията, оттам в пасищтните животни и накрая – до хората.

Най-често срещаните токсични метали

Алуминий

Алуминият често се среща в ежедневно употребявани продукти въпреки негативното си влияние върху здравето. Експозицията на алуминий може да бъде чрез храни, козметични продукти, вода и замърсено оборудване/прибори. Както in vivo, така и in vitro проучванията показват, че натрупването на алуминий в тъканите има отрицателни ефекти върху централната нервна система. Това може да причини нарушения на когнитивната функция, а в различни проучвания се разглеждат и нивата на алуминий при хора с болестта на Алцхаймер, болест на Паркинсон и множествена склероза (МС). 

Арсен

Арсенът е естествен елемент, който може да се съдържа в скалите и почвата, водата, въздуха, както и в растенията и животните. Други източници, при които има излагане на арсен по-високо от средното, включват места в близост до или опасни места за събиране на отпадъци. Арсенът може да причини рак на белите дробове и кожата, както и други видове рак. Връзката между хроничната експозиция на арсен и рака е най-силна при рак на кожата, белия дроб и пикочния мехур.

Има някои групи хора, които са изложени на повишен риск от токсичност, ако не се приложени подходящи мерки за безопасност. Става въпрос за работещите в следните индустрии:

• Производство на стъкло
• Тежка индустрия: топене, стоманодобив, други
• Дървообработване
• Производството и употребата на някои пестициди

Живак

Живакът се счита за силно токсичен тежък метал. Може да присъства естествено в метална форма (като живак) или под формата на живачни соли. Живакът също така е силно летлив; когато присъства във въздуха, можем да го вдишаме през белите си дробове или да го абсорбираме през кожата си. Най-опасната форма на експозиция е вдишаният живак, тъй като той влиза в тялото, задържа се и остава за дълго време. Някои източници на живак са рибите, дейности като изгаряне на твърди отпадъци, селскостопански торове и други.

Кадмий

Кадмият присъства главно в земната кора и се абсорбира силно от органичния материал, който образува почвата. Този факт сам по себе си представлява най-голяма опасност, тъй като такива отлагания на кадмий, абсорбирани от органичния материал на почвата, преминават в растенията и често са част от храната на хората или животните.

Храните, които са потенциално най-податливи на замърсяване с кадмий, са гъби, миди, сладководни риби, сушени водорасли и питейна вода, но може да попадне в човешкия организъм и чрез цигарения дим.

Никел

Никелът е необходим микроелемент за млекопитаещите животни и растенията. В организма на възрастен човек се съдържат 5 – 13,5 mg никел, който участва в определени ензими.

Но когато го вдишваме, поглъщаме или усвояваме в излишък, никелът може да стане изключително токсичен (в зависимост от количеството), засягайки белите ни дробове, ларинкса и носа, а също така може да компрометира здравето на простатата и сърцето.

Никелът постъпва в човешкия организъм през храната, водата, както и при допир с кожата. Никелът в малки количества не е опасен, той се извежда от организма чрез урината, и през стомашно чревният тракт. Но при по-големи количества или при хронично приемане може да причини отравяне, дори е канцерогенен. Кожните алергии към никел са сравнително често срещани, като вероятна причина е широкото използване на никел в бижутерията.

Олово

Експозицията на олово обикновено е повишена в индустрии като строителство, тежка индустрия и металургия, сервизи за ремонт на радиатори, автомобили и други. Според информация на Световната здравна организация, оловото е кумулативен токсин, който засяга множество телесни системи и е особено вреден токсичен агент за малките деца.

Оловото в тялото се разпределя в мозъка, черния дроб, бъбреците и костите. Съхранява се в зъбите и костите, където се натрупва с течение на времето. 

Знаете ли, че… Повече от три четвърти от световното потребление на олово е за производството на оловно-киселинни акумулатори за моторни превозни средства.

Хроничната експозиция на такива тежки метали и  потенциалните вреди върху здравето изискват по-сериозно внимание от медицинските специалисти и всички експерти в областта на земеделието, екологията и опазването на околната среда. Докато при острото натравяне симптомите са ясни и могат директно да се обяснят с експозицията на конкретен токсичен метал, при хронично натоварване увреждането може да се развива в течение на времето и симптомите да се приписват на друго заболяване или просто да се игнорират. Научната общност постоянно оповестява нови изследвания за свързаността между редица популярни токсични метали (живак, олово, алуминий, кадмий, уран и други) и обществено значими заболявания като:

• Неврологични заболявания: ЛАС (латерална амиотрофична склероза), MS (мултиплена склероза), Алцхаймер, Паркинсон, епилепсия
• Депресия, подтиснатост
• Дефицит на вниманието и хиперактивност
• Аутизъм и други неврологични заболявания при децата
• Хронична умора
• Стерилитет
• Астма
• Хормонални нарушения
• Сърдечно-съдови заболявания и други

Важно е да кажем също, че в организма на всеки човек работят редица системи, предпазващи навлизането на металите в тъканите, както и тяхното неутрализиране. Но тези процеси зависят пряко от начина на хранене, естеството на токсичните метали, състоянието на чревния микробиом и цялата имунна система, статуса на антиоксидантната система и фазите на детоксикация, както и от нивата на стрес. 

Лабораторно изследване на токсични метали и минерали 

Смятате ли, че вашият начин на живот може да включва източници на тежки метали, които застрашават здравето? Специалистите на DeTox Center извършват лабораторно изследване на множество токсични метали и минерали, включително чрез тестване на урина, слюнка, кръвна проба, фецес, коса или нокти, както и анализ в други проби, който включва анализ на метали във водата и почвата. Изследването се извършва в ексклузивно партньорство с Micro Trace Minerals – Германия, където работят експерти в областта от 1975-та година. 

Ето какво точно се включва в тези два вида лабораторен анализ:

Анализ на метали във водата

Анализ на вода – основен профил (Р8)

Изследвани елементи: Алуминий, Антимон, Арсен, Барий, Берилий, Бор, Калций, Хром, Кадмий, Мед, Желязо, Олово, Магнезий, Манган, Живак, Никел, Селен, Сребро, Стронций, Талий, Уран, Цинк.

Материал: 10-15 мл вода

Цена:  380 лв. 

Анализ на метали в почвата

Анализ на почва – основен профил

Изследвани елементи: Алуминий, Антимон, Арсен, Барий, Берилий, Бор, Калций, Хром, Кадмий, Мед, Желязо, Олово, Магнезий, Манган, Живак, Никел, Паладий, Платина, Селен, Сребро, Стронций, Талий, Уран, Цинк.

Материал: 10 гр почва

Цена:  440 лв. 

Вижте примерни резултати: Тъканен анализ на метали в коса 

Изследване на метали в урина

Използвани източници

1. Klotz K, Weistenhöfer W, Neff F, Hartwig A, van Thriel C, Drexler H. The Health Effects of Aluminum Exposure. Dtsch Arztebl Int. 2017 Sep 29;114(39):653-659. doi: 10.3238/arztebl.2017.0653. PMID: 29034866; PMCID: PMC5651828. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29034866/ 
2. Kawahara, M., & Kato-Negishi, M. (2011). Link between Aluminum and the Pathogenesis of Alzheimer’s Disease: The Integration of the Aluminum and Amyloid Cascade Hypotheses. International journal of Alzheimer’s disease, 2011, 276393. https://doi.org/10.4061/2011/276393 
3. Exley, C., Mamutse, G., Korchazhkina, O., Pye, E., Strekopytov, S., Polwart, A., & Hawkins, C. (2006). Elevated urinary excretion of aluminium and iron in multiple sclerosis. Multiple sclerosis (Houndmills, Basingstoke, England), 12(5), 533–540. https://doi.org/10.1177/1352458506071323
4. Exley, C., Mamutse, G., Korchazhkina, O., Pye, E., Strekopytov, S., Polwart, A., & Hawkins, C. (2006). Elevated urinary excretion of aluminium and iron in multiple sclerosis. Multiple sclerosis (Houndmills, Basingstoke, England), 12(5), 533–540. https://doi.org/10.1177/1352458506071323
5. Zhang, T., He, F., Lin, S., Wang, X., Li, F., Zhai, Y., Gu, X., Wu, M., & Lin, J. (2021). Does aluminum exposure affect cognitive function? a comparative cross-sectional study. PloS one, 16(2), e0246560. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0246560 
6. Tchounwou, P. B., Yedjou, C. G., Patlolla, A. K., & Sutton, D. J. (2012). Heavy metal toxicity and the environment. Experientia supplementum (2012), 101, 133–164. https://doi.org/10.1007/978-3-7643-8340-4_6 
7. Heavy Metal Sources and Their Effects on Human Health. In M. K.  Nazal, & H. Zhao (Eds.), Heavy Metals – Their Environmental Impacts and Mitigation. IntechOpen. (2020) https://doi.org/10.5772/intechopen.95370 https://www.intechopen.com/chapters/74650 
8. Genchi G, Sinicropi MS, Lauria G, Carocci A, Catalano A. The Effects of Cadmium Toxicity. Int J Environ Res Public Health. 2020;17(11):3782. Published 2020 May 26. doi:10.3390/ijerph17113782 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7312803/ 
9. Bernhoft RA. Cadmium toxicity and treatment. ScientificWorldJournal. 2013;2013:394652. Published 2013 Jun 3. doi:10.1155/2013/394652 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3686085/