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. 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) 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. 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) 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 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) 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; 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 2) для смазки литьевых форм 3)для рабочей жидкости в вакуум – насосах и компрессорах; 3)для рабочей жидкости в вакуум – насосах и компрессорах; В Машино- и приборостроении: В Машино- и приборостроении: 1) в качестве смазок трущихся поверхностей 1) в качестве смазок трущихся поверхностей 2) как компонент смазывающих, охлаждающих жидкостей в металлообработке 2) как компонент смазывающих, охлаждающих жидкостей в металлообработке

Их применяют также в пищевой, строительной, стекольной, керамической и текстильной промышленности. 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 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) 4. Смолы (3 вида) Применяется в изготовлении лакокрасочного материала, кремнийорганических эмалей, эмульсий, красок общего назначения. 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 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. 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: 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 1) Приволжский субрегион 2)Прикубниноцивильский субрегион 2)Прикубниноцивильский субрегион 3)Присурский 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. 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 песчано- подзолистые 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. 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 песчано- подзолистые 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: 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. 1.оказывает неблагоприятное действие на почки животных, способствует образованию мочевых камней. 2.повышает активность щитовидной железы и околощитовидных желез. 2.повышает активность щитовидной железы и околощитовидных желез. 3.понижает общий белок в крови, нарушает фосфорно-кальциевый обмен. 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. 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. 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. В-третьих, доказана ведущая роль высоких концентраций кремния в развитии многих заболеваний.

Список использованной литературы: Список использованной литературы: 1.Г.П.Хомченко «Пособие по химии» 1996г. 1.Г.П.Хомченко «Пособие по химии» 1996г. 2.В.А.Филов «Неорганические соединения 1-4 групп 1988г. 2.В.А.Филов «Неорганические соединения 1-4 групп 1988г. 3.Справочник АО «Химпром» г. Новочебоксарска 3.Справочник АО «Химпром» г. Новочебоксарска 4.В.Л.Сусликов «Гигиеническая оценка роли кремния в питьевой воде» 1978 г. 4.В.Л.Сусликов «Гигиеническая оценка роли кремния в питьевой воде» 1978 г. 5.В.Л.Сусликов «Биологическое районирование Чувашской республики 5.В.Л.Сусликов «Биологическое районирование Чувашской республики

Конец