Mezi nejvýznamnější toxické prvky v potravinách se řadí olovo, kadmium, rtuť a arsen. Tyto prvky se do potravin dostávají jak z antropogenních, tak z přirozených zdrojů. Mezi významné antropogenní zdroje patří například doprava, spalování fosilních paliv, průmyslová výroba kovů, odpady s obsahem těchto kovů či používání některých druhů hnojiv.
Z přírodních zdrojů hraje pak významnou roli zvětrávání hornin, požáry lesů a vulkanická činnost. Pro všechny výše zmíněné prvky a také mnohé další toxické prvky existují legislativní limity. Obsah těchto prvků je v potravinách kontrolován – v ČR dochází jen zřídka k překročení legislativně stanovených limitů.
Olovo
Olovo je kov, který se používá na výrobu akumulátorů, nátěrových hmot, pigmentů, plechů, potrubí a olovnatého skla. V ovzduší se obvykle vyskytují jednotky ng/m3 olova (pro méně kontaminované oblasti), ve velkých městech jsou to až jednotky µg/m3 olova (více kontaminované oblasti). Ve vodách je obsah olova obvykle nižší než 10 μg/l, v sedimentech je pak obsah olova vyšší. V méně kontaminovaných půdách se obsah olova pohybuje zhruba v rozmezí od 10 do 40 mg/kg sušiny. Ve znečištěných půdách pak obsah olova může být značně vyšší. Do rostlin se olovo může dostávat jak z okolního vzduchu, tak z půdy. V prvně zmíněném případě se olovo dostává do rostliny depozicí na povrchu listů, ve druhém případě pak prostřednictvím kořenového systému. Míra akumulace závisí vždy na pH půdy – v kyselejším prostředí je akumulace vyšší. Dále pak míra akumulace také závisí na druhu rostliny. Mezi rostliny, které akumulují olovo více, patří například hlávkový salát, špenát, mrkev a některé houby. Obsah olova není v jednotlivých částech rostlin jednotný. V případě, že je příjem z atmosféry vyšší než příjem z půdy, je nejvyšší obsah olova v listech, následně ve stoncích, poté v plodech a nejméně olova je nalezeno v tomto případě v semenech. V případě, že je příjem vyšší prostřednictvím kořenového systému, je největší množství v kořenech, poté v listech, následně ve stoncích, poté v plodech a hlízách, nejméně pak v semenech. K expozici živočichů nejvíce přispívá konzumace kontaminovaných krmiv. U zvířat se největší koncentrace olova nachází především v játrech a ledvinách. Množství olova v těchto orgánech také souvisí s věkem zvířete – starší zvířata jsou zatížena více. Nálezy ve vejcích, mase, mléce a mléčných výrobcích jsou však obvykle nízké.
Nebezpečné účinky olova:
Olovo, které se vstřebá, je transportováno krví do jater a ledvin, ve kterých se kumuluje. Olovo může způsobit poškození těchto orgánů, dále pak poškození krvetvorby. Ohroženější skupinou jsou děti – olovo se u nich z potravy vstřebává ve větší míře než u dospělých jedinců a také mají citlivější organismus. U dětí může olovo způsobit pomalejší vývoj (mentální i fyzický), nižší inteligenci a zhoršení schopnosti učit se. Intoxikace olovem z potravin je však velmi nepravděpodobná, protože jeho obsah v potravinách je nízký (obvykle setiny až jednotky mg/kg). K otravám proto dochází většinou pouze v případě profesně exponovaných osob (například u dělníků v metalurgických závodech).
Jaké jsou potraviny a nápoje s vyšším obsahem olova?
- vnitřnosti jatečných zvířat
- mrkev
- špenát, hlávkový salát
- některé houby
- čaj
- víno
Kadmium
Kadmium je kovový prvek, který se využívá například k pokovování dalších kovů proti korozi či k výrobě baterií. Do rostlin se kadmium dostává více z půdy prostřednictvím kořenového systému než z atmosféry, proto jsou největší koncentrace kadmia v kořenech. Kadmium se také akumuluje v tabáku.
Jaké jsou toxické účinky kadmia?
Kadmium se nejvíce akumuluje v ledvinách, a proto akutní otrava kadmiem může způsobit selhání ledvin. Kadmium se také akumuluje v játrech a může způsobit poškození plic při inhalaci, což se týká především kuřáků. Při otravách kadmiem může také docházet k odvápnění a řídnutí kostí. K hromadné otravě kadmiem došlo v Japonsku v 50.letech po požití silně kontaminované rýže. U exponovaných osob se objevily často zlomeniny a prokázalo se řídnutí kostí. Kromě výše zmíněných negativních účinků na lidské zdraví vykazuje kadmium také karcinogenní účinky. Mezinárodní agentura pro výzkum rakoviny zařadila kadmium mezi karcinogeny I. třídy.
Jaké jsou potraviny s vyšším obsahem kadmia?
- ledviny, zejména lovné zvěře a hovězí
- játra
- korýši a měkkýši
- mrkev
- špenát, hlávkový salát
- mák, olejnatá semena (ořechy)
- rýže
- některé houby
- čaj, kakao
Rtuť
Rtuť nalezla své uplatnění v elektrotechnice, kde se používá pro výrobu baterií, spínačů či elektrod. Dále se rtuť využívá jako katoda při výrobě chloru a hydroxidu sodného. Rtuť se také využívá při výrobě nátěrových hmot či katalyzátorů nebo v zubním lékařství. V současné době se však od používání rtuti upouští, a to z důvodu její toxicity.
Jaké jsou toxické účinky rtuti?
Toxické účinky rtuti značně závisí na chemické formě, ve které se rtuť nachází. Zatímco anorganické sloučeniny rtuťné jsou poměrně málo toxické, anorganické sloučeniny rtuťnaté jsou vysoce toxické a můžou způsobit poškození ledvin či nervové soustavy. K otravám anorganickými sloučeninami rtuti dochází však vesměs pouze u profesně exponovaných osob. Největší nebezpečí však představuje methylrtuť (organická sloučenina). Ta vykazuje negativní účinky na nervový systém a smyslové orgány a může tedy vést k poruchám řeči, zraku, sluchu či polykání. Kromě toho vykazuje methylrtuť také teratogenní účinky – může tedy poškodit plod.
V jakých potravinách se rtuť vyskytuje?
Koncentrace rtuti se ve většině potravin pohybují na velmi nízkých úrovních. Vodní živočichové silně rtuť akumulují, a proto se vysoké koncentrace nacházejí v rybách, korýších a měkkýších. Kromě toho také ve vodním prostředí dochází díky přítomnosti bakterií a mikroskopických hub k reakcím, při kterých vzniká methylrtuť, a proto se ve vodních živočiších vyskytuje rtuť převážně v podobě methlyrtuti. Vysoké koncentrace rtuti mohou být pak nalezeny ještě v houbách.
Arsen
Arsen se nejvíce používá v elektronice jako polovodič. Nejvyšší koncentrace arsenu se vyskytuje především v rybách, korýších a měkkýších. V těchto vodních živočiších se většina arsenu vyskytuje v převážně netoxické formě. Dále je arsen obsažen ve vyšších koncentracích v houbách.
Jaké jsou toxické účinky arsenu?
Akutní otrava arsenem se projevuje bolestí břicha, zvracením a průjmem. Tyto akutní otravy však nejsou příliš časté. Při chronických otravách (dlouhotrvajících) může docházet ke snižování tělesné hmotnosti, zhoršení zraku, vzniku ekzémů, ospalosti, ztrátě paměti, poškození jater. Arsen má také karcinogenní, mutagenní (může vyvolat mutace) a teratogenní (může způsobit poškození plodu) účinky.
Autoři: Barbora Lampová, Ivo Doskočil
Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů, ČZU
Použitá literatura:
Velíšek, J.; Hajšlová, J.; Toxické prvky. Chemie potravin I, 2009.
Duan, P.; Khan, S.; Ali, N.; Shereen, M. A.; Siddique, R.; Ali, B.; Iqbal, H. M. N.; Nabi, G.; Sijjad, W.; Bilal, M.; Biotransformation fate and sustainable mitigation of a potentially toxic element of mercury from environmental matrices. Arabian Journal of Chemistry, 2020. 13 (9), 6949-6965.
Qin, S.; Liu, H.; Nie, Z.; Regel, Z.; Gao, W.; Li, C.; Zhao, P.; Toxicity of cadmium and its competition with mineral nutrients for uptake by plants: A review. Pedosphere, 2020. 30 (2), 168-180.