их числу относятся усыхание окружающих крупные промышленные города лесов, "цветение" озер и водохранилищ, воды которых приобретают специфический запах и часто становятся совершенно непригодными для питья, ухудшение качества речных вод, утративших былую прозрачность и ставших более похожими на сточные канавы, наконец, уменьшение числа птиц, оглашавших ранее леса и луга.

Еще одной зримой приметой негативных перемен стало резкое возрастание аллергических заболеваний у детей. Медики и токсикологи добавят к этому "помолодение" многих опасных болезней, изменения в физиологическом состоянии и поведении мужчин - их феминизацию и демаскулинизацию. Многие заболевания сейчас носят эндемический характер, что в большинстве случаев связано с наличием местных источников химического загрязнения.

За всем этим кроются изменения химических процессов в окружающей человека и природной среде. Большинство из них связано с неизбежным в условиях непрерывного роста численности населения все увеличивающимся вмешательством человека в естественные биосферные процессы путем загрязнения воздуха, воды и почвы различного рода химикатами - отходами производства или целевыми продуктами синтеза. Не мень-58 шую роль играют и другие способы вмешательства, такие как изменение ландшафтов при распашке земель, строительстве крупных водохранилищ, автострад и других технических сооружений, извлечение на поверхность из земных недр огромных количеств пресной воды, а также горных пород с высоким содержанием многих токсичных элементов, которые становятся таким образом доступными химическому или микробиологическому выщелачиванию.

Кроме озона, других фотооксидантов и сильных кислот к числу наиболее опасных загрязняющих природную среду компонентов относятся тяжелые металлы и хлорорганические соединения. Эти компоненты оказывают сильное влияние на биотическую составляющую биосферы: их интенсивное поступление чревато исчезновением отдельных видов, что обычно является первым этапом глубокой перестройки или даже полной деградации экосистем. Таким образом, нарушается естественная функция биоты - регулирование характеристик (в том числе глобальных) природной среды, обеспечивающих благоприятные для современных форм жизни условия существования. Поэтому химическое поведение в природных объектах этих загрязняющих компонентов является предметом изучения экологической химии и экотоксикологии.

4.2. ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ

Словосочетание "тяжелые металлы" большинством людей сейчас воспринимается как синоним понятия "токсичные металлы". Однако надо иметь в виду, что многие из причисляемых к этой группе элементов жизненно необходимы (эссенци-альны) для различных живых организмов.

Совершенствование техники химического анализа в сочетании с детальным изучением биохимических процессов позволило установить важную биологическую роль многих элементов, еще совсем недавно причислявшихся к числу ксенобиотиков. Всего в живых организмах к настоящему времени обнаружено 80 элементов. Их биологическая роль определяется положением в Периодической системе, т. е. строением атомов и физико-химическими свойствами. Как известно, в растениях и животных в наибольших количествах содержатся s- и р-элементы первого, второго и третьего периодов. В их числе мы находим почти все элементы-органогены, в сумме составляющие примерно 97 % массы организмов: водород, углерод, азот, фосфор и серу, а также жизненно необходимые натрий, магний и хлор. К эссенциальным относятся также некоторые s-элементы чет-

59

вертого периода (калий и кальций) и р-элемент иод. К ним же ПО праву причисляют такие тяжелые металлы, как Mn, Ni, Си, От, Со, V и Zn. Все они наряду с железом, кобальтом и молибденом входят в состав биокатализаторов (ферментов) или их активаторов.

Марганец, например, обнаружен в простетических группах ферментов, ответственных за синтез специфических полисахаридов, входящих в состав хрящей. К важнейшим мпрганецсо-держащим ферментам относится пируваткарбоксилаза; марганец входит в состав супероксиддисмутазы, фосфвттрансферазы, ДНК-полимеразы.

Еще более обширен перечень энзимов (около 200), В которые входит цинк. Среди них один из наиболее распространенных в органическом мире - карбоангидраза, катализирующая обратимую гидратацию С02 и участвующая В тканевом обмене всех органов. К числу цинксодержащих ферментов относятся кар-роксипептидаза, а также типичные катализаторы гликолиза (алкоголь-, лактат- и глицеральфосфатдегидрогеназы) и др.

Медь в живых организмах входит в состав белков: у млекопитающих это в основном белок сыворотки крови церулоплазмин, синтезируемый в печени. В числе тканевых ферментов можно назвать также цитохромкиназу. У беспозвоночных медь содержится В дыхательном пигменте гемоцианине.

Относительно недавно начала проясняться биологическая роль хрома и никеля- Первый из них участвует В липидном, а также в углеводном обмене: при сахарном диабете содержание хрома в тканях человека понижено. Никель обнаружен в уреа-зах, широко распространенных в растениях и найденных у ряда Ми