Оловянные ложки и солдатики – эти ассоциации о химическом элементе под названием олово говорят о том, что данный металл известен очень давно. Однако, несмотря на солидный срок знакомства с ним, олово так и не раскрыло человеку всех своих секретов. Если сплавить его с другими элементами, можно получить благородную бронзу, прочнейший титан или имитацию позолоты. Если же подвергнуть сильному охлаждению, металл превращается в порошок. В организме человека тоже есть олово, и оно очень важно для здоровья.

Общая характеристика олова: история открытия

Колокола из сплавов с оловом обладают особой чистотой звучания (фото: patcegan.files.wordpress.com)
Колокола из сплавов с оловом обладают особой чистотой звучания (фото: patcegan.files.wordpress.com)

Первые сведения об олове ученые относят примерно к IV тысячелетию до нашей эры. Это был довольно редкий металл, из которого изготавливали украшения, посуду, домашнюю утварь для греческой и римской знати. Про олово было найдено упоминание в Библии, известно описание путешествия древнегреческого купца Пифея, который отправился за оловом из Массалии на Корнуэлл. Особое значение приобрело олово в третьем тысячелетии до нашей эры, когда удалость сплавить его с медью и получить бронзу – самый прочный и ковкий материал того времени. Этот сплав дал название целой эпохе – «бронзовому веку», продлившемуся более 2 тысяч лет.

Дальнейшее применение, помимо производства бронзы, олово нашло в изготовлении посуды (в том числе в сплаве со свинцом, сурьмой или висмутом – «пьютере»), в выработке желтого красителя для шерсти, в использовании дисульфида олова как ингредиента краски, имитирующей позолоту. Из сплавов с оловом получались самые лучшие колокола и органные трубы. Их звучание отличалось особой чистотой и силой. В конце 19 века стабильность олова в сплавах обусловила интерес к этому металлу со стороны изобретателей консервов. Англичане придумали и запатентовали банки для консервов, сделанные из жести – листовой тонкой стали с защитным покрытием из олова.

Олово в древние времена добывали из открытых месторождений. Минерал, из которого получали олово, называли оловянным камнем – теперь название этого минерала «касситерит», и он действительно состоит из олова почти на 80%. Еще один минерал, служивший источником олова – оловянный колчедан. Сегодня его называют станнином, он содержит около 27,5% олова и нечасто встречается в природе. Оловянные рудники были в Индии, Индокитае, Испании, Англии, а главными поставщиками олова считались финикийцы. Оловянную руду загружали в шахтные печи и разными способами очищали от примесей (нагревали с углем или с кислотой), а затем использовали выделенное олово.

Современные технологии позволяют извлекать олово из многих минералов с разной концентрацией, поскольку в чистом виде этот металл не встречается. Чаще всего это соединения с железом, золотом, серебром, платиной, с гранатами и турмалинами.

Физические и химические свойства олова

Главное промышленное применение олова – производство упаковки для продуктов (фото: purnomoindra95.files.wordpress.com)
Главное промышленное применение олова – производство упаковки для продуктов (фото: purnomoindra95.files.wordpress.com)

Откуда олово получило свое название, ученые не могут сказать точно. Во многих древних формах языков – славянских, балтийских, европейских – это слово означает «белый свинец», вероятно из-за некоторой схожести этих металлов. Возможна связь названия олова с греческим «алофос» – «белый». Однако в периодическую систему элементов Д.И. Менделеева олово вошло под латинским названием Stannum, которое, по некоторым предположениям, восходит к санскритским корням и несет значение «стойкий»: вероятно, особая стойкость олова по сравнению с другими известными древним людям металлами не осталась незамеченной и отразилась в названии. Олово имеет обозначение Sn, этот металл кипит и плавится только при очень высоких температурах, не портится на воздухе или в воде, не реагирует на кислоты в обычной концентрации и очень медленно вступает в реакции с концентрированной кислотой. Олово – мягкое и пластичное, стабильное вещество. Изделия из него легкие и прочные, быстро покрываются поверхностной оксидной пленкой и дальше остаются устойчивыми к окружающей среде.

Известны странные превращения олова – когда под воздействием низких температур у металла меняется электронная структура, он переходит из белого олова в серое и рассыпается в порошок. Это явление в давние времена получило название «оловянная чума». В холода от нее страдали пуговицы на зимней одежде солдат, утварь для армии, топливные баки на морозе. Превращение белого олова в серое начинается при температурах ниже -13, а при -33° С процесс становится стремительным, и если прикоснуться кусочком серого олова к белому, произойдет «заражение» – второй кусочек тоже изменит свою структуру и рассыплется.

Главное промышленное применение этого металла – изготовление упаковок для пищевых продуктов (белая жесть). С его участием делают припои в электронике, сверхпроводящие провода, подшипниковые сплавы, титановые сверхпрочные конструкции, «доводят» оптические стекла, не пропускающие рентгеновские лучи, и обрабатывают пластмассу, изготавливают аккумуляторы, применяют для получения декоративной глазури, позолоты и рубинового стекла. Олово на сегодня – дефицитный элемент, пользующийся высоким промышленным спросом, поскольку он обладает исключительными качествами стойкого металла, который не вступает в реакции при хранении пищевых продуктов и не вреден для здоровья человека, дает высококачественные сплавы с медью и свинцом.

Олово входит в состав полимерных красок и эффективных инсектицидов. Обработанные такой краской днища кораблей не обрастают моллюсками, а деревянные конструкции, благодаря обработке раствором с оловом, не страдают от вредителей.

Оловом покрывают контейнеры и емкости, где хранят молоко, фруктовые соки, рыбу, мясо, овощи. Оловянные покрытия есть в промышленных контейнерах для сухих продуктов, табака, пива и различных безалкогольных напитков, для питьевой воды.

Взаимодействие олова в организме, польза для организма

О взаимодействиях олова в организме известно, что в присутствии значительного количества этого элемента ускоряется выведение цинка и меди, поскольку эти элементы способны вступать в реакции с оловом и от этого плохо всасываются. Высокое количество кальция понижает усвояемость олова, а вот магния, наоборот, становится меньше, если поступает много олова. В отношении других важных для организма элементов олово ведет себя нейтрально, демонстрируя стабильность.

Польза олова для организма заключается в стимулировании зон роста костной ткани и, возможно, участии в выработке гормонов, контролирующих массу тела. В виде соединения с фтором олово известно как ингредиент средств для профилактики зубного кариеса. В зубной эмали это соединение вступает во взаимодействие с кальцием и делает эмаль более устойчивой к воздействию кислот, вырабатываемых бактериями в полости рта. Кроме того, фторид олова эффективно борется с гингивитом.

Роль в возникновении и течении различных заболеваний

Несмотря на низкую активность, олово может нанести вред человеческому организму, поскольку способно в нем накапливаться. Накопление происходит, к примеру, при постоянном контакте с оловом в рабочих условиях, если человек вынужден вдыхать частички этого металла (например, при производстве пластмасс, пестицидов). В группе риска по избыточному накоплению олова оказываются и те, кто живет вблизи автострад либо вынужден постоянно ходить по улицам, где интенсивно движется транспорт и, соответственно, высокий уровень выхлопных газов. Накопившиеся частички олова на фоне общего снижения иммунитета могут спровоцировать злокачественные заболевания, поскольку уровень магния в присутствии олова падает, а именно магний в значительной мере препятствует развитию и делению раковых клеток.

Основные функции олова в организме человека

Избыток олова, формирующийся при частом вдыхании его из выхлопных газов, опасен развитием тяжелых болезней (фото: largus.fr)
Избыток олова, формирующийся при частом вдыхании его из выхлопных газов, опасен развитием тяжелых болезней (фото: largus.fr)

Об основных функциях олова в организме известно немного, поскольку подробных научных исследований не проводилось. Большинство информации, доступной нам, о роли олова в работе человеческого организма основывается на исследованиях, проведенных с животными.

По мнению ученых, олово влияет на процессы деления клеток, ускоряя рост и набор массы тела, способствует тому, чтобы скелет формировался и развивался правильно, усиливает активность некоторых пищеварительных ферментов (например, гастрина), участвует в выработке желчных кислот. Олово принимает участие в выработке флавиновых ферментов. Эти вещества отвечают за реакции дегидрирования, за окисление жирных кислот и некоторые другие окислительно-восстановительные процессы.

В каких продуктах содержится олово

Богаты содержанием олова различные семечки, орехи и некоторые крупы (фото: karma-store.ru)
Богаты содержанием олова различные семечки, орехи и некоторые крупы (фото: karma-store.ru)

Много олова содержится в подсолнечных семечках, орехах, совсем мало в молочных продуктах и практически нет его в сырах. Содержание олова во фруктах составляет около 1,6 мг на кг веса, а в консервированных продуктах этот показатель может составлять до 280 мг.

Наличие олова в некоторых продуктах питания (в мкг на 100 г веса)

Печень трески 130 Фисташки 35
Говядина 75,7 Мускатный орех 35
Свинина 75,2 Овсяные зерна 32,6
Мясо птицы 75 Кукуруза 28,9
Ячменные зерна 75 Зеленый горошек 15,2
Пшеничная крупа 72,2 Язык говяжий 9
Сухари, сдоба 35 Молоко стерилизованное 1,5
Макароны 35 Творожная масса 20% жирности 1,3

Растения способны абсорбировать олово из воздуха. К примеру, ягоды брусники и черники, собранные неподалеку от автострады, могут содержать до 40 мг олова на 1 кг ягод (при допустимой норме 2 мг). Накапливают олово лишайники, листья бузины, фиалковые корни.

Еще один источник, из которого олово поступает в наш организм – это пищевая упаковка: консервные банки, фольга. Каждый месяц хранения продукта в консервной банке увеличивает содержание в нем олова на 2 мг.

Совет врача. Продукты из открытой жестяной консервной банки необходимо перекладывать в стеклянную тару, прежде чем положить на хранение в холодильник. Эта мера убережет от избыточного попадания олова в организм

Если консервированный продукт вскрыт, то уровень олова возрастает еще стремительнее. Например, в жестяной банке с консервированными ананасами через трое суток хранения в холодильнике содержание олова возрастает с 50-77 мг до 260-300 мг на кг.

Исследование фруктов (персиков), которые уже до консервации имели повышенное содержание олова из-за того, что выросли в неблагоприятной экологической зоне, показало содержание в них олова 417-597 мг, а у людей, которые их съели, наблюдались симптомы отравления.

Особенности сохранения олова в пище

Олово отличается высокой стабильностью при обработке продуктов. На него не влияет нагревание, обжаривание или кипячение, однако в составе посуды или упаковки оно может вступать в реакции с продуктами, и его концентрация повышается. Исследователи предполагают, что в давние времена некоторые заболевания легких, печени, которыми страдали монахи, занимавшиеся изготовлением вина при монастырских хозяйствах, были связаны с традицией хранения вина в оловянных емкостях. Современное исследование консервированной сгущенки показало: за 4 недели хранения (в невскрытой банке) уровень олова в продукте составил 40 мг/кг, далее в течение 5 месяцев этот уровень не изменялся, а затем в течение 2 лет хранения уровень олова возрос до 160 мг.

Усвояемость минерала

Изучением олова в человеческом организме ученые занялись в 20-х годах прошлого века и обнаружили, что этот элемент есть в составе костной ткани, почках, тканях сердца, тонком кишечнике – всего от 0,5 до 4 мкг. Этот элемент поступает в организм с продуктами питания. Каждый день мы получаем его в количестве от 0,2 до 3,5 мг, а также путем вдыхания его частичек, если в воздухе превышены предельно допустимые концентрации этого вещества. Иногда мы получаем ежедневно до 50 мг олова в сутки, хотя пороговым допустимым значением считается 20 мг, однако в кровь всасывается не более 3-10% от поступившего элемента. В организме олово преобразуется в жирорастворимые соли и усваивается в тонком кишечнике, избыток выводится с желчью и мочой.

Сочетание с другими питательными веществами

Олово хорошо сочетается с жирными кислотами в таких продуктах как орехи или семечки, но является антагонистом кальция и не сочетается с ним – поэтому бессмысленно искать олово в молочных продуктах или сыре.

Возможно, причина относительной безопасности употребляемого с едой олова в том, что этот элемент склонен образовывать с органическими веществами безвредные соединения и выводиться из организма.

Суточные нормы

Влияние олова на человеческий организм недостаточно изучено, поэтому нет научно подтвержденных данных ни о том, сколько олова должно ежедневно в него поступать, ни о том, нужно ли вообще, чтобы оно поступало. Обычно при ежедневном поступлении в организм 2-10 мг олова человек чувствует себя хорошо, нет никаких нарушений обменных процессов и общего самочувствия.  Поступление 20 мг олова уже считается нижним порогом токсичности, хотя допустимо получить до 250 мг этого элемента. Два грамма олова в сутки могут вызвать симптомы отравления, хотя отсутствуют данные о смертельном исходе в связи с избытком съеденных продуктов, богатых оловом.

Что происходит при дефиците минерала

Есть предположения, что при недостаточном употреблении олова с продуктами (менее 1 мг в день), да еще и на протяжении долгого времени, в качестве последствия хронического дефицита этого металла может замедлиться рост, ухудшиться слух, ускориться выпадение волос, понизиться плотность костной ткани. Факторы, способствующие развитию такого дефицита, научно не подтверждены, хотя это могут быть проблемы с всасыванием на уровне тонкого кишечника либо нарушения минерального обмена в организме, когда, к примеру, избыточно высвобождающийся кальций вытесняет олово и ускоряет его выведение.

Учитывая достаточно широкое распространение олова в пищевых продуктах, которые регулярно попадают к нам на стол, восполнить дефицит этого элемента в организме не составит труда.

Избыток олова в организме и его причины

Баланс олова в организме нарушается при избыточном потреблении консервированных продуктов (фото: img.anews.com)
Баланс олова в организме нарушается при избыточном потреблении консервированных продуктов (фото: img.anews.com)

Гораздо серьезнее обстоит дело с избытком олова. Про это состояние накоплено некоторое количество неприятных подтвержденных фактов.

Олово способно постепенно накапливаться в человеческом организме, откладываясь в костной и мышечной тканях, печени и почках. Есть исследовательские данные о том, что накопление олова в организме на протяжении длительного времени является фактором риска развития структурных изменений на уровне хромосом с серьезными генетическими последствиями. При постоянном контакте с оловом и вдыхании его частиц развивается специфичное легочное заболевание – станноз, которое проявляется одышкой и тяжелым кашлем с отхождением мокроты. Работники предприятий по производству пластмасс и удобрений, содержащих в своем составе расплавленные при очень высоких температурах соли олова, часто страдают профессиональным легочным заболеванием под названием пневмокониоз.

Еще один опасный фактор накопления олова – это проживание вблизи автострад. Регулярное хождение по загазованным машинами улицам, другие причины постоянного вдыхания выхлопных газов с отработанными частицами олова, а также употребление продуктов, выращенных на почвах с высоким содержанием олова, в том числе недалеко от автострад. В таких условиях значительно ослабляется общий иммунитет и гораздо чаще развиваются злокачественные опухоли.

Совет врача. Для тех, кто вынужден проводить много времени вблизи загазованных улиц или жить недалеко от автотрасс, а потому сильно рискует получить переизбыток олова, рекомендуется включать в меню больше продуктов, богатых магнием, так как этот элемент ускоряет выведение олова

Наконец, избыточному накоплению олова в организме способствует злоупотребление в быту консервированными продуктами и постоянное пользование фторированными зубными пастами.

Проявления избыточного накопления минерала в организме

Один из признаков перенакопления олова в организме – потеря аппетита и нарушение пищеварения (фото: i.huffpost.com)
Один из признаков перенакопления олова в организме – потеря аппетита и нарушение пищеварения (фото: i.huffpost.com)

Первыми признаками избытка олова в организме являются повышенная раздражительность и ощущение металлического привкуса во рту. Кожа становится бледной, а слизистые оболочки десен обретают синеватый оттенок. У детей при интоксикации оловом отмечается повышенная возбудимость и агрессивность, неусидчивость, отсутствие интереса к учебе и играм. Женщины реагируют на избыток олова тяжелее, чем мужчины. У них структурные нарушения нервных клеток, вызванные этим элементом, часто провоцируют развитие депрессии. У пожилых людей олово может откладываться в легких быстрее и в большем количестве, что обусловлено возрастным замедлением метаболизма и утратой организмом возможности активно выводить избыток металла. Накопление олова становится для них причиной частых болезней и может значительно сократить жизнь.

Проявлениями избыточного накопления олова в организме на фоне кашля и одышки могут стать следующие симптомы:

  • снижение аппетита;
  • плохой сон;
  • общая слабость, головокружения, головные боли;
  • постоянная тошнота, боли в животе;
  • расстройство пищеварения;
  • зудящая сыпь на коже, которая может переходить в мелкие язвы;
  • нарушение зрения.

При осмотре врач может определить увеличение печени, дать направление на сдачу анализа крови (чтобы узнать, повышенный ли уровень сахара и трансаминаз в крови, снижение содержания цинка и меди – антагонистов олова в биохимических процессах на клеточном уровне). Дополнительный лабораторный анализ мочи или спектральный анализ волос, назначенный врачом, покажет избыток или недостаток олова в организме.

Терапия хронической интоксикации оловом проводится в соответствии с проявляющимися симптомами: назначают гепатопротекторы, препараты меди и цинка, корректируют диету, в тяжелых случаях отравления солями олова вводят препараты, способные связывать токсины и выводить их из организма.

Медицинские препараты с содержанием олова

Олово входит в состав некоторых гомеопатических средств (фото: heilpraxis-hamburg-mueller.de)
Олово входит в состав некоторых гомеопатических средств (фото: heilpraxis-hamburg-mueller.de)

На сегодняшний день официальная медицина не включает в протоколы лечения препараты с содержанием олова – в основном потому, что действие этого металла на организм недостаточно изучено. Во врачебных рекомендациях прошлого века еще можно встретить назначение средств с преципитатом олова (это осадок элемента, образованный при реакции с кислотой). Его использовали в лечении помутнений роговицы глаза, а также препаратов с хлористым оловом – наружно в виде мази и примочек при экземе, внутрь при эпилепсии, при некоторых видах неврозов, иногда при глистных инвазиях. Сейчас для этих болезней предпочитают выбирать более эффективные препараты с ингредиентами, воздействие которых хорошо изучено.

В гомеопатии олово нашло применение при лечении бронхита, панкреатита и головных болей, при недостатке веса и замедленном росте, в качестве глистогонного средства. Гомеопатическому лечению оловом поддается тот вид мигрени, для которого характерны постепенное нарастание и спад болевых ощущений на фоне сильной и продолжительной тошноты. В этом случае применяют гомеопрепарат Stannum metallicum из тритурации чистого олова в разведении от 3-го до 13-го. Несмотря на крайне малые дозы олова, входящие в состав гомеопатических препаратов, было замечено, что пациенты во время их приема становятся более раздражительными и часто плачут, поэтому гомеопатические средства с оловом назначаются редко.

Подробнее о добыче и этапах переработки олова на современных рудниках и предприятиях смотрите в видео ниже.