Кремний и кремнийорганические соединения в нашей жизни, гигиеническая оценка роли кремния в развитии заболеваний человека. Круглова Т.С. ЧР Новочебоксарск МОУ «Лицей №18». Кремний, после кислорода – самый распространенный элемент на Земле. Он составляет 27,6% массы земной коры. Кремний – кристаллическое вещество темно – серого цвета, со стальным блеском. Является полупроводником, химически инертен и проявляет все основные свойства неметаллов. Важнейшие неорганические соединения кремния образуются при его взаимодействии с фтором, гидрооксидами щелочных металлов, с металлами, с кислородом, с основными оксидами. Кремний применяют для изготовления кристаллических детекторов, полупроводниковых усилителей и фотосопротивлений; селитовых высокотемпературных стержней; для раскаления металлов и получения ряда сплавов, для получения кремнийорганических соединений. В частности акционерное общество «Химпром» выпускает целый ряд кремнийорганических соединений. Рассмотри их. 1.Готовые следующие (всего пять видов) Их применяют при изготовлении керамических форм для точного литья; в производстве мебельных лаков для придания им матовости; в нефте - газодобыче в качестве основного компонента высокоселективных тампонажных составов; как связующее в производстве графитовых деталей. 2.Этилсиликаты (2 вида) Их применяют в производстве моторных масел (топлив) и каучуков в качестве присадки; в медицине в качестве связующего при изготовлении зубных протезов; в строительстве для пропитки бетона с целью уменьшения его пористости и увеличения кислотно морозостойкости; в нефте – газодобыче в качестве компонента тампонажных жидкостей; в лакокрасочной промышленности для модификации олиф и улучшения качества канифольных лаков 3.Жидкости (9 видов) Применяется как смазочное масло в холодильных фреоновых машинах; в качестве материала для закалки стекла; в качестве смазки для трущихся поверхностей. Представители Полиэтилметилксилоксановые жидкости марки A марки В. Они применяются в химической промышленности: 1) в качестве разделительной смазки в производстве каучука и пластических масс; 2) для смазки литьевых форм 3)для рабочей жидкости в вакуум – насосах и компрессорах; В Машино- и приборостроении: 1) в качестве смазок трущихся поверхностей 2) как компонент смазывающих, охлаждающих жидкостей в металлообработке Их применяют также в пищевой, строительной, стекольной, керамической и текстильной промышленности. Следующий представитель кремнийорганических жидкостей – пеногаситель. Он применяется для гашения пены в целлюлозно-бумажной текстильной промышленности, в производстве искусственных волокон, а также в качестве противопенной добавки к минеральным маслам. К жидкостям также относится гидролизат диметидихлорсилана , который используется в производстве линейных и циклических кремнийорганических жидкостей, каучука и различных каучуко-резиновых композиций 4. Смолы (3 вида) Применяется в изготовлении лакокрасочного материала, кремнийорганических эмалей, эмульсий, красок общего назначения. Представитель смол - смола полиметилоксановая. Её применяют в лакокрасочной промышленности как пленкообразующее в производстве кремнийорганических эмалей, как модификатор для алкидных лаков и смол, а также в лесоперерабатывающей промышленности, в строительной промышленности 5. Мономеры (10 видов) Основные представители: тетраэтоксисилан технический и улучшенный и технический (применяется для получения двуокиси кремния, а также как реагент для органического синтеза и в качестве компонента пленкообразующих лакокрасочных материалов), фенилтрихлорсилан улучшенный и технический (используется для производства составных частей красок, термо - и электроизоляционных лаков, смол, смазочных масел). Остальные мономеры используются в основном для производства линейных и структурированных органополисилоксанов в производстве различных кремнийорганических жидкостей, каучука и для синтеза пластиков, смол, лаков и других композиционных составов. • • • • • 6. Лаки (7 видов) Лаки используется в основном для изготовления эмалей и красок, для пропитки стеклянной оплетки проводов и кабелей, для изоляции электрических машин и аппаратов от влаги и плесени, для производства теплостойких пластмасс антифрикционных графитопластовых материалов и для отверждения эпоксидных смол. Из всего сказанного, мы видим, что кремний и его органические соединения используются во многих отраслях промышленности. Кремний также широко распространен в природе, ее играет большую роль в жизни животных и человека, наряду с другими микроэлементами. Известно, что сбалансированное, нормальное содержание микроэлементов в окружающей среде обеспечивает нормальные процессы обмена веществ в 80%-85% случаев. А резкий недостаток или резкий избыток и дисбаланс микроэлементов в окружающей среде приводит к нарушению обмена веществ, развитию различных эндемических заболеваний. На протяжении длительного времени исследовалось содержание некоторых микроэлементов в почвах, водах, растениях на территории Чувашии. Основные разработки проводили сотрудники сельхозинститута, кафедры химии, биохимии, внутренних болезней, патаномии, гигиены Чувашского Государственного Университета. В результате исследований установлено, что большинство районов, объединившись в группы по уровню заболеваемости, находятся в территориальной близости, где имеются определенные гидрогеологические, геологические, геохимические, климатические особенности. Таким образом, на территории Чувашии выявлены 3 субрегиона биосферы: 1) Приволжский субрегион 2)Прикубниноцивильский субрегион 3)Присурский субрегион Приволжский субрегион биосферы занимает 0,3 территории от западной до восточной её границы вдоль правого берега реки Волги. Сюда входят Ядринский, Моргаушский, Чебоксарский, Марпосадский, Козловский и частично Цивильский, Красноармейский административные районы. Здесь распространены дерново-подзолистые почвы. Во всех звеньях биогеохимической пищевой цепи этого субрегиона наблюдается недостаток йода, кобальта, цинка, молибдена, умеренный избыток кремния и нарушенное соотношение микроэлементов к йоду и кремнию. Пониженное содержание фтора в питьевой воде из водоисточников. Эти особенности субрегиона биосферы способствуют распространению среди населения эндемического гипотиреоидного зоба (с пониженной активностью щитовидной железы), кариеса зубов, мочекаменной болезни Прикубниноцивильский субрегион биосферы занимает 0,3 территории в центральной и восточной её части. Сюда входят Урмарский, Янтиковский, Канашский, Аликовский, Красноармейский административные районы. Здесь распространены серые лесные почвы, в юго-восточной части на небольшой площади имеются черноземные почвы. Во всех звеньях биогеохимической пищевой цепи отличается умеренный недостаток йода, кобальта, цинка, меди, молибдена, бора, марганца. Но благоприятное соотношение микроэлементов к йоду и кремнию. Эти особенности субрегиона способствуют нормальной регуляции обмена веществ, нормальной работе эндокринных органов в организмах людей и животных. Этот субрегион считают контрольным при поиске причин эндемических заболеваний. Но умеренный недостаток микроэлементов может способствовать снижению реактивности организма к возбудителям инфекционных заболеваний. Присурский субрегион биосферы занимает 0,3 территории Чувашии в юго-западной и южной части. В этот субрегион входят Алатырский, Порецкий, Ибресинский, Шумерлинский, Шемуршинский, административные районы. Здесь распространены песчаноподзолистые почвы с участком торфяно-болотистых. Здесь обнаружены месторождения терпенов, содержащих 75,5% двуокиси кремния, более 50% растворимой кремнекислоты. В этом субрегионе в питьевых колодцах содержится кремния от 10 до 15мг/л, в то время как в восточных районах от 2,5 до 5 мг/л содержание кремния в реке Сура, которая протекает вдоль западной границы республики колеблется от 15 до 18 мг/л, а в реке Цивиль, протекающее ближе к восточной границе, в пределах 2-2,5 мг/л. Такое высокое содержание кремния в реке Суре объяснимо его высоким содержанием в песчано-подзолистых почвах, также залежью кремнистых пород (Алатырское месторождение терпенов). Биогенная миграция микроэлементов носит в Присурском районе специфический характер-кремниевый. Имеется во всех изученных звеньях биогеохимической цепи резкий избыток кремния, умеренный недостаток йода, кобальта, неблагоприятное соотношение микроэлементов к йоду и кремнию. Этот субрегион экстремальный, так как резко нарушено соотношение микроэлементов в растениях, кормах, почвах, водах. В этой зоне более высокая заболеваемость населения мочекаменной болезнью, рассеянным склерозом, раком желудка, сахарным диабетом, хроническим холестицитом, эндемические тиреотоксическим зобом, хроническим гастритом, наблюдается значительное нарушение функции почек. Исследования установили, что в этих субрегионах биосферы наблюдается неодинаковая ответная реакция людей и животных. Проводились экспериментальные исследования на 3 группах крыс, употреблявших в течение 9 месяцев питьевые воды и корм, регулярно доставляемые из сравнимых почвенных зон, подтвердили роль биохимических условий песчано-подзолистых почв в нарушении фосфорно-кальциевого обмена и мочекаменной болезни в организме белых крыс. Опыты на крысах, собаках выявили, что развитию мочекаменной болезни способствует повышенное содержание растворенной кремнекислоты в питьевой воде. Выявлены основные закономерности действия кремния питьевых вод на организм животных при повышенном содержании его больше 5 мг/л: 1.оказывает неблагоприятное действие на почки животных , способствует образованию мочевых камней. 2.повышает активность щитовидной железы и околощитовидных желез. 3.понижает общий белок в крови, нарушает фосфорно-кальциевый обмен. 4.вредное действие кремния питьевых вод усиливается при увеличении концентрации в них фтора, нитратов, сульфатов, хлоридов и повышении жесткости воды. Аналогичное действие оказывает кремний на организм человека. Проводился анализ заболеваемости за 10 лет с 1981 по 1990 года по 21 району республики. Изучалось сельское население, так как городское население менее стабильное и подвержено многочисленным факторам урбанизации. В Порецком, Алатырском и Шумерлинском районах на протяжении десятков лет регистрируется более высокая частота случаев основных заболеваний человека. Таким образом, проведенные исследования выявили: во-первых, роль геохимических факторов в развитии заболеваний у людей. Во-вторых, установлено, что неблагоприятное влияние оказывает не только избыток или недостаток микроэлементов, но и их неблагоприятное соотношение. В-третьих, доказана ведущая роль высоких концентраций кремния в развитии многих заболеваний. Список использованной литературы: 1.Г.П.Хомченко «Пособие по химии» 1996г. 2.В.А.Филов «Неорганические соединения 1-4 групп 1988г. 3.Справочник АО «Химпром» г. Новочебоксарска 4.В.Л.Сусликов «Гигиеническая оценка роли кремния в питьевой воде» 1978 г. 5.В.Л.Сусликов «Биологическое районирование Чувашской республики Конец