Олово

СТАЙЛАБ предлагает стандарты олова, его соединений и химических форм для анализа их содержания в продуктах питания методами ИСП и ИСП-МС.

Олово – серебристо-белый легкоплавкий металл, известный человеку по крайней мере с IV тысячелетия до нашей эры. Его относят к легким металлам, наряду с алюминием, таллием, висмутом и некоторыми другими. Металлическое олово существует в трех формах, устойчивость каждой из которых зависит от температуры окружающей среды. Если она выше +13,2°C и ниже 161°C, устойчивым является белое олово (β-олово). При более низких температурах оно постепенно превращается в серое олово (α-олово). В ходе этого процесса, который быстрее всего проходит при -33°C, металлические изделия рассыпаются, поскольку плотность серого олова ниже, чем белого. Это явление называют оловянной чумой. Если серое олово соприкоснется с белым, белое олово начнет преобразовываться в серое. Переплавка серого олова позволяет получить белое олово. При температурах от 161°C до 232°C устойчиво γ-олово.

Из бронзы – сплава олова с медью – долгое время изготавливали боевое и церемониальное оружие. Позднее бронзу в этой области заменило железо. Бронзовую посуду, скульптуры и украшения изготавливают до настоящего времени. В древности из олова изготавливали бусины, позднее – пуговицы, миниатюры (оловянные солдатики), консервные банки. Эти изделия рассыпались на холоде. Поэтому в настоящее время олово преимущественно используют в виде сплавов с висмутом. Такие сплавы более устойчивы к охлаждению. Пьютер – сплав олова с медью, сурьмой, висмутом или свинцом – также известен с древних времен. Из него изготавливали посуду, в том числе, декоративную. В настоящее время сплав олова со свинцом не применяют в этих целях, поскольку этот металл токсичен.

Олово используют для производства белой жести, из которой производят консервные банки. Его широко применяют в химических источниках тока, для легирования титановых сплавов. Сплавы олова используют в качестве припоев, для изготовления подшипников, бытовых товаров, трубопроводов. Дисульфид олова входит в состав красок для «позолачивания», а смесь растворов азотнокислого и солянокислого олова ранее применяли для протравливания шерсти. Однако наиболее широко используются оловоорганические соединения. Их используют в качестве стабилизаторов пластиков, защитных пропиток для древесины, пестицидов, а также в органической химии.

В настоящее время принято считать, что олово не обладает физиологическим воздействием на организм и не является необходимым микроэлементом. Металлическое олово малотоксично при поступлении в организм с пищей и широко используется в пищевой промышленности. Оно слабо усваивается в пищеварительной системе и выводится в основном с фекалиями. Пищевые отравления оловом у человека фиксировали при его концентрациях в продуктах от 200 мг/кг. Оно проявляется тошнотой, рвотой, диареей, болями в животе и головными болями, повышением температуры. Особенно активно олово выделяется в консервы из кислых фруктов и томатов.

Вдыхание пыли и паров олова приводит к поражению легких – станнозу. Особенно подвержены этому заболеванию работники предприятий по выплавке олова и сплавов и электрической промышленности. Контакт пыли и паров олова с кожей или глазами вызывает их раздражение.

Исследования на животных показали, что хроническое отравление оловом возможно при длительном употреблении его солей в низких концентрациях. Оно приводит к нарушениям метаболизма микроэлементов: железа, меди, цинка и кальция. При хроническом отравлении оловом наблюдали анемию, изменение активности некоторых ферментов и изменения структуры печени и почек. Олово не влияет на развитие и жизнеспособность эмбрионов и не проявляет генотоксичности.

Некоторые неорганические соединения олова значительно опаснее, нежели оно само. К примеру, станнан, или оловянистый водород, по токсичности сравним с арсином – мышьяковистым водородом и со стибином – сурьмянистым водородом. Кроме того, при контакте с воздухом станнан способен к самовоспламенению. В промышленности этот газ практически не используется.

Среди оловоорганических соединений следует отметить короткоцепочечные производные тетралкилолова и тетраарилолова, а также триалкилолова и триарилолова. Все эти вещества токсичны как при поступлении с пищей, так и при контакте с кожей и слизистыми оболочками, а также при вдыхании. В организмах животных тетраалкилолово быстро преобразуется в токсичное триалкилолово, которое не разрушается до более простых соединений. К примеру, тетраэтилолово превращается в триэтилолово. Некоторые оловоорганические соединения цитотоксичны. В настоящее время исследуют возможность их применения для лечения онкологических заболеваний.

Для отравления триэтилоловом характерны головные боли, головокружения и нарушения зрения из-за специфического отека белого вещества мозга. Это обратимое воздействие приводит к нарушению подвижности конечностей, что было показано на крысах. В 1950 годах в Европе для лечения стафилококковых кожных инфекций, сибирской язвы, акне и остеомиелитов применяли сталинон – препарат, действующим веществом которого был йодид диэтилолова. В нем присутствовали примеси моноэтилолова и триэтилолова. Последние и привели ко множеству отравлений, многие из которых были смертельными. Помимо отека белого вещества мозга отравление триэтилоловом проявляется тошнотой, рвотой, недержанием мочи, болями в животе. В некоторых случаях наступал необратимый паралич.

Трибутилолово ранее использовали для защиты днищ кораблей от обрастания. В настоящее время такая практика запрещена. Контакт этого вещества с кожей приводит к сильным химическим ожогам. Кроме того, трибутилолово способно всасываться через кожу. При умеренной опасности для млекопитающих это вещество чрезвычайно токсично для морских моллюсков, которые метаболизируют его значительно медленнее. У моллюсков трибутилолово влияет на рост раковины и на процессы роста, способствует развитию у женских особей мужских половых органов и значительно повышает их смертность. Это вещество также токсично для личинок шизостом и для пчел, которые подвергаются воздействию трибутилолова, если им обработали древесину ульев. Как трибутилолово, так и его производные признаны в Евросоюзе эндокринными дизрупторами. Опасность хлорида трибутилолова сопоставима с токсичностью цианидов. При хроническом и субхроническом отравлении это вещество вызывает повреждения печени, почек и легких, при остром – поражение нервной системы. Оно также способно к биоаккумуляции и токсично для морских рыб.

Трифенилолово и его производные, например, ацетат, входят в состав некоторых гербицидов и фунгицидов, а также средств для уничтожения моллюсков. Острое отравление им приводит к нарушениям сознания, головным болям, судорогам и нейропатии, болям в животе и нарушениям работы печени. Ацетат трифенилолова также проявляет нейротоксичность. В отличие от собственно трифенилолова, он способен проникать в организм через неповрежденную кожу. При этом в местах контакта возникает крапивница. Для отравления этим веществом характерны признаки нарушения работы печени и снижение толерантности к глюкозе.

Органические соединения олова являются эндокринными дизрупторами, проявляют экотоксичность и способны к биоаккумуляции. Они откладываются в береговой зоне морей, в том числе, в Балтийском море, куда попадают преимущественно из краски для кораблей. Эти вещества стойки к воздействиям окружающей среды и в последние 70 лет представляют собой значительную экологическую проблему. В организм человека эти вещества могут попадать с рыбой и морепродуктами, а также с водой, загрязненной оловоорганикой.

В Российской Федерации и странах Таможенного Союза максимально допустимые концентрации олова в пищевых продуктах и воде указаны в ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции», «Единых санитарно-эпидемиологических и гигиенических требованиях к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю)» и в других регламентах. Согласно им, содержание олова в мясных, рыбных, молочных, овощных, фруктовых, ягодных консервах в жестяной таре не должно превышать 200 мг/кг. В странах Евросоюза содержание олова в пищевых продуктах и других изделиях также регулируют законодательно. С актуальными нормами можно ознакомиться на сайте compact24.com.

Стандарты SPEX CertiPrep для анализа олова методами ИСП и ИСП-МС изготавливаются в соответствии с ISO 17034:2016 (аккредитация A2LA). Система контроля качества соответствует ISO 9001:2015 (аккредитация DQS). Их стабильность и точность концентрации гарантируется производителем.

Литература

1. Blunden, Steve; Wallace, Tony (). "Tin in canned food: a review and understanding of occurrence and effect". Food and Chemical Toxicology, 2003. 41 (12): 1651–1662.
2. R D Kimbrough. Toxicity and health effects of selected organotin compounds: a review. Environ Health Perspect. 1976 Apr; 14: 51–56.
3. Armando Varela-Ramirez, Margaret Costanzo, Yazmin P. Carrasco, Keith H. Pannell, and Renato J. Aguilera. Cytotoxic effects of two organotin compounds and their mode of inflicting cell death on four mammalian cancer cells. Cell Biol Toxicol. 2011 Jun; 27(3): 159–168.
4. Jill E. Cremer. The biochemistry of organotin compounds. The conversion of tetraethyltin into triethyltin in mammals. Biochem J. 1958 Apr; 68(4): 685–692.
5. Tributiltin. Toxipedia
6. Dimitriou P, Castritsi-Catharios J, Miliou H. Acute toxicity effects of tributyltin chloride and triphenyltin chloride on gilthead seabream, Sparus aurata L., embryos. Ecotoxicol Environ Saf. 2003 Jan;54(1):30-5.
7. Mitra S, Gera R, Singh V, Khandelwal S. Comparative toxicity of low dose tributyltin chloride on serum, liver, lung and kidney following subchronic exposure. Food Chem Toxicol. 2014 Feb;64:335-43.
8. H. B. Stoner. Toxicity of Triphenyltin. Br J Ind Med. 1966 Jul; 23(3): 222–229.
9. C Colosio, M Tomasini, S Cairoli, V Foà, C Minoia, M Marinovich, and C L Galli. Occupational triphenyltin acetate poisoning: a case report. Br J Ind Med. 1991 Feb; 48(2): 136–139.
10. Anna Filipkowska, Grażyna Kowalewska, and Bruno Pavoni. Organotin compounds in surface sediments of the Southern Baltic coastal zone: a study on the main factors for their accumulation and degradation. Environ Sci Pollut Res Int. 2014; 21(3): 2077–2087.