Czym są metale ciężkie?

Metale ciężkie to grupa pierwiastków chemicznych, które charakteryzują się wysoką gęstością i masą atomową. Choć niektóre z nich, takie jak cynk, miedź czy mangan, są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania organizmu, to ich nadmiar może skutkować poważnymi problemami zdrowotnymi. Najgroźniejszymi metalami ciężkimi występującymi w żywności są ołów, rtęć oraz kadm, które posiadają największą zdolność do gromadzenia się w organizmie i wywierają na niego szczególnie szkodliwy wpływ.

Zakażenie metalami ciężkimi może objawiać się na dwa sposoby. Ekspozycja na ich dużą ilość, nawet krótka, objawia się bardzo szybko w postaci ostrych zatruć pokarmowych, powodując bóle brzucha czy wymioty. Metale ciężkie są jednak dość “podstępne”, ponieważ nawet jeśli jesteśmy narażeni na ich niewielką ilość, to latami kumulują się one w organizmie, nie dając na początku żadnych tego objawów, a dopiero po wielu latach narażenia na nie powodować mogą między innymi:

• uszkodzenia neurologiczne

• choroby układu krążenia

• problemy z układem oddechowym

• zaburzenia rozrodcze

• uszkodzenia wątroby

• nowotwory

• choroby autoimmunologiczne

• a nawet śmierć

Kadm

Kadm znajduje się w zanieczyszczonym powietrzu, wodzie oraz żywności i powodować może uszkodzenia nerek, osteoporozę czy problemy z oddychaniem. Ekspozycja na bardzo wysokie poziomy kadmu w szybkim czasie powodować może ostre objawy w postaci biegunek, bólów brzucha czy nudności. Ponadto jest to czynnik rakotwórczy i długotrwałe narażenie wiąże się z rakiem płuc, nerek czy prostaty.

Rtęć

Zakażenie rtęcią odbywa się najczęściej poprzez wdychanie zanieczyszczonego powietrza na obszarach przemysłowych lub spożycia zanieczyszczonych owoców morza. Konsekwencje zdrowotne zależą od rodzaju narażenia oraz formy chemicznej rtęci, ale mogą to być uszkodzenia nerek, problemy sercowo-naczyniowe czy uszkodzenia neurologiczne jak drżenie, utrata pamięci i deficyty poznawcze.

Ołów

Źródłem narażenia na ołów są najczęściej zanieczyszczone powietrze na terenach przemysłowych, żywność, woda, gleba, spaliny samochodowe, lakiery i farby. Szerokie zastosowanie w przemyśle zawdzięcza swoim unikalnym właściwościom takim jak odporność na korozje. Ołów w większości jest w organizmie magazynowany w kościach, może więc prowadzić do osteoporozy, a oprócz tego powoduje zaburzenia neurologiczne, sercowo-naczyniowe, rozrodcze, nerkowe i sprzyja powstawaniu nowotworów.

Narażenie na metale ciężkie, a zwłaszcza ołów, jest szczególnie niebezpieczne w przypadku kobiet w ciąży oraz dzieci ze względu na ich rozwijający się jeszcze układ nerwowy. Nawet niewielkie ilości spożytych metali ciężkich prowadzić mogą do nieodwracalnych i poważnych konsekwencji w postaci drgawek, śpiączki, opóźnień rozwojowych, deficytów behawioralnych czy nawet śmierci. W grupie kobiet ciężarnych i dzieci, niezmiernie ważna jest więc szczególna ostrożność na potencjalne źródła zakażeń metalami ciężkimi.

Skąd metale ciężkie biorą się w żywności?

Źródłem pierwiastków śladowych są procesy naturalne jak wybuchy wulkanów, pożary lasów lub parowanie z mórz i oceanów, a także działania antropogeniczne.

Zanieczyszczenia antropogeniczne są to choć często niezamierzone, to systematyczne działania człowieka, w wyniku których następuje emisja metali do środowiska. Chociaż metale ciężkie występują naturalnie w przyrodzie, to głównie są uwalniane do środowiska w wyniku stale rosnącej działalności przemysłowej człowieka, a działania te obejmują:

• przemysłowe emisje gazów i pyłów

• spalanie paliw kopalnych

• niewłaściwa gospodarka odpadami

• stosowanie nawozów i pestycydów

• górnictwo

• transport samochodowy, lotniczy i morski

Po uwolnieniu do środowiska metale ciężkie mogą osadzać się w glebie i wodzie, z której są pobierane przez rośliny przy pomocy ich korzeni. Gdy taka roślina zostaje spożyta przez roślinożercę, metale ciężkie przenikają do jego organizmu. Następnie, gdy roślinożerca staje się ofiarą drapieżnika, metale te kumulują się w jego tkankach, co prowadzi do dalszego wzrostu ich stężenia w łańcuchu pokarmowym. Zjawisko to nazywa się biomagnifikacją, gdzie stężenie metali ciężkich w organizmie jest tym większe, im wyżej w łańcuchu pokarmowym się on znajduje.

Człowiek, będący na końcu łańcucha pokarmowego, również narażony jest na spożycie metali ciężkich poprzez spożywanie zanieczyszczonych roślin i produktów zwierzęcych, a długotrwałe narażenie na te substancje może prowadzić do poważnych zagrożeń zdrowotnych.

Jak ograniczyć spożycie metali ciężkich?

Ryby i skorupiaki są jednym z najbardziej narażonych organizmów na akumulację metali ciężkich w środowisku wodnym. Metale takie jak rtęć, kadm czy ołów trafiają do rzek, jezior i oceanów w wyniku działalności przemysłowej, zanieczyszczeń atmosferycznych oraz spływów z pól rolniczych i łatwo gromadzą się w organizmach stworzeń je zamieszkujących.

Wybieranie dzikich ryb z certyfikowanych i kontrolowanych, czystych akwenów może pomóc zminimalizować ryzyko narażenia na zanieczyszczenia - z dbałości o prozdrowotność naszych posiłków właśnie jedynie takie ryby wybieramy w Dietific.

Dodatkowo warto ograniczać spożycie ryb długożyjących oraz dużych, drapieżnych gatunków ryb, takich jak rekin, miecznik, makrela i tuńczyk, które mają tendencję do kumulowania większych ilości metali ciężkich w porównaniu do ryb mniejszych jak sardynki, śledzie czy pstrąg.

Metale ciężkie mogą znajdować się także w mięsie - najgroźniejsze pod tym względem są wątroby zwierzęce, co związane jest z funkcją jaką wątroba pełni w organizmie (“oczyszczanie” organizmu ze szkodliwych związków). Jak chodzi natomiast o rodzaj mięsa, to największe ilości metali znajdziemy w mięsie wołowym, nieco mniej w mięsie wieprzowym, a najlepszym wyborem będzie drób. Najmniej metali ciężkich znajduje się w jajach i mleku.

Tutaj także w celach zdrowotnych najlepszą decyzją będzie wybór mięsa z hodowli ekologicznej, które zostało przebadane i pochodzi od sprawdzonego dostawcy. Mięso zwierząt hodowanych w złych warunkach (karmionych zanieczyszczoną paszą czy przebywające na zanieczyszczonych obszarach), może niestety zawierać metale ciężkie.

Rośliny pobierają metale ciężkie za pomocą korzeni z gleby bądź wody, a za pomocą liści absorbują pyły zawarte w powietrzu. Z tego względu wśród spożywanych przez nas roślin największą zawartością metali ciężkich pochwalić mogą się warzywa liściaste, a zaraz po nich są warzywa kapustne i korzeniowe. Najmniejszą zawartość tych związków przypisuje się natomiast owocom, które w bardzo małym stopniu je gromadzą.

Aby unikać spożycia metali ciężkich z roślin warto zadbać o wybieranie ekologicznych, wysokiej jakości i najlepiej sezonowych warzyw z pewnych źródeł. Takim sposobem zmniejszymy szansę na to, że zakupione przez nas warzywa hodowane były na zanieczyszczonej glebie lub nawożone szkodliwymi związkami - takie podejście przy wyborze surowców stosujemy także w Dietific. Dotyczy to każdej z roślin, ale szczególną uwagę należy zwrócić na warzywa wyżej wymienione, czyli takie jak sałata, szpinak, kapusta, buraki, rzodkiewka czy marchew.

W Polsce woda zdatna do picia podlega ścisłej kontroli sanitarnej i według przeprowadzonych badań nie obserwuje się aktualnie zawartości metali ciężkich w ilości większej niż jest to dozwolone. Problem z zanieczyszczeniem związkami metali był poważny lata temu, kiedy stosowano ołowiane rury, z których ołów przedostawał się do wody. Warto jednak pić wodę z pewnego źródła i stosować filtry, zwłaszcza podczas pobytu za granicą, gdzie metale ciężkie mogą być w wodzie nadal obecne.

Choć odpowiednie wybory żywieniowe zmniejszą ryzyko spożycia metali ciężkich, to całkowite wyeliminowanie źródeł metali ciężkich jest w dzisiejszych czasach praktycznie niemożliwe, a zanieczyszczenie nimi środowiska z biegiem czasu staje się coraz poważniejszym problemem. Z tego względu konieczne jest dążenie do ograniczenia emisji szkodliwych pierwiastków, na przykład poprzez świadome wybory, takie jak ograniczenie zużycia plastiku, promowanie odnawialnych źródeł energii, czy wspieranie ekologicznych praktyk rolniczych. Zachowania takie wspierać będą nie tylko ochronę środowiska, ale także zdrowie i jakość życia społeczeństwa.

Bibliografia:

1. Prodipto Bishnu Angon, Md. Shafiul Islam, Shreejana KC, Arpan Das, Nafisa Anjum, Amrit Poudel, Shaharia Akter Suchi, Sources, effects and present perspectives of heavy metals contamination: Soil, plants and human food chain, Heliyon, Volume 10, Issue 7, 2024, e28357

2. Chmielewski, Jarosław. (2020). Metale ciężkie w środowisku i ich wpływ na zdrowie człowieka. PRZEMYSŁ CHEMICZNY. 1. 52-59.

3. Suryapratap Ray, Rahul Vashishth, From water to plate: Reviewing the bioaccumulation of heavy metals in fish and unraveling human health risks in the food chain, Emerging Contaminants, Volume 10, Issue 4, 2024, 100358

4. Gruca-Królikowska Sylwia, Wacławek Witold Metale w Środowisku Cz. II. Wpływ metali ciężkich na rośliny; Chemistry-Didactics-Ecology-Metrology 2006 R.11, NR 1-2, 41-54

5. Klaudia Oleksiuk, Katarzyna Szary, Magdalena Piwowarczyk, Jarosław Paciej 2.2. Narażenie mieszkańców Śląska na metale ciężkie w wodzie do spożycia

6. Giulia Vagnoni, Emma Bortolotti, Saverio Checchi, Calogero Saieva, Giovanna Berti, Chiara Doccioli, Saverio Caini, Lead (Pb) in biological samples in association with cancer risk and mortality: A systematic literature review, Cancer Epidemiology, Volume 92, 2024, 102630

7. Province, S. C. Analiza zawartości ołowiu w wybranych produktach pochodzenia zwierzęcego, Postępy Nauki i Technologii Przemysłu Rolno-Spożywczego 2011 t. 66 nr 1