Toxické a rizikové látky sa do prostredia dostávajú predovšetkým antropogénnou činnosťou (napr. priemyselná výroba, odpady, poľnohospodárstvo, automobilová doprava). Okrem toho tieto látky vznikajú a uvoľňujú sa aj počas prírodných procesov (napr. sopečná činnosť, erózia, lesné požiare, rozkladné a hnilobné procesy). Toxické a rizikové látky na svojej ceste od zdroja znečistenia k cieľovému príjemcovi podliehajú celému radu zložitých procesov (napr. vstupujú do rôznych materiálov, kumulujú a rozkladajú sa), ktoré rozhodujú o tom, ktorá časť látky sa nakoniec dostane k príjemcovi (napr. človek) a vyvolá jeho expozíciu. Tieto látky majú niekoľko kombinovaných vlastností. Ide najmä o perzistenciu (schopnosť dlhodobo pretrvávať v prostredí), bioakumuláciu (schopnosť hromadiť sa v živých organizmoch) a toxicitu (akútnu alebo chronickú).
Medzi najdôležitejšie toxické (neesenciálne) prvky patria arzén, cín, hliník, kadmium, nikel, olovo, ortuť a tálium. Vzhľadom na vysoký stupeň toxicity sú arzén, kadmium, olovo a ortuť zaradené medzi prioritné prvky, ktoré už pri nízkych koncentráciách môžu v organizme pôsobiť škodlivo a vyvolávať poškodenie viacerých orgánov. Sú tiež klasifikované ako ľudské karcinogény.
Naopak niektoré kovové prvky, ktoré sa nachádzajú vo všetkých živých organizmoch, zohrávajú v stopovom množstve esenciálnu úlohu pri rôznych fyziologických, biologických a regulačných procesoch (napr. komponenty kontrolných mechanizmov, aktivátory a zložky redoxných systémov). Nedostatok, ale taktiež ich prebytok vedie k zhoršeniu biologických funkcií organizmu. Z tohto dôvodu sa esenciálne stopové prvky označujú aj ako prvky rizikové, medzi ktoré zaraďujeme chróm, mangán, meď, molybdén, selén, zinok a železo.
Toxicita prvkov závisí od viacerých faktorov vrátane dávky, spôsobu expozície, chemickej formy, veku, pohlavia, genetickej dispozície a nutričného stavu exponovaných jedincov. Toxické a rizikové prvky interferujú s fyziologickou aktivitou špecifických proteínov buď tvorbou komplexu s funkčnými skupinami bočných reťazcov, alebo vytláčaním esenciálnych kovových iónov v metaloproteínoch. Na bunkovej úrovni vytvárajú reaktívne formy kyslíka, vyvolávajú oxidačný stres, spôsobujú poškodenie DNA a mechanizmov opravy DNA, interferujú s funkciami membrány a narúšajú funkciu a aktivitu proteínov.

Arzén

Arzén (As) je vysoko mobilizovaný prvok, vyskytujúci sa v pôde, horninách, sedimentoch a kovových rudách vo forme oxidov, sulfidov alebo zlúčenín železa, sodíka, vápnika a medi. Pri väčšine anorganických a organických zlúčenín As ide o biely alebo bezfarebný prášok, bez vône a chuti. Elementárny (kovový) As je oceľovo šedý pevný materiál. Do životného prostredia sa As dostáva počas ťažby a tavenia týchto rúd. Medzi ďalšie antropogénne zdroje patrí spaľovanie uhlia a odpadov. Menšie množstvá As sa môžu uvoľňovať do atmosféry aj z tepelných elektrární. Atmosférické úrovne As mimo priemyselných oblastí sa pohybujú v rozmedzí od 1 do 3 ng/m3, zatiaľ čo koncentrácie v mestských oblastiach môžu dosahovať od 20 do 100 ng/m3. As môže kontaminovať pôdu a vodu vypúšťaním priemyselných odpadov a aplikáciou pesticídov. Úrovne As v pôde sa zvyčajne pohybujú v rozmedzí od 1 do 40 mg/kg, s priemerom 5 mg/kg.
As sa používa priemyselne ako legujúce činidlo, pri spracovaní skla, pigmentov, textílií, papiera, kovových lepidiel, konzervačných prostriedkov na drevo a munície. As sa tiež používa v kožiarskom priemysle, v pesticídoch, kŕmnych prísadách a liečivách.

Využi pri ďalšom štúdiu tejto témy e-learningový kurz.

Toxické látky

Konzumný spôsob života, neustále rastúca požiadavka na široký rozsah a špecifickosť vlastností nových surovín, materiálov, chemických prostriedkov a rôznorodosť technologických postupov výroby spôsobili, že sú toxické látky v súčasnosti rozšírené prakticky na celej planéte a to aj na miestach vzdialených tisíce kilometrov od miesta pôvodného použitia. Väčšina toxických látok sú kvapaliny alebo tuhé látky s nízkym bodom topenia a vysokou tenziou pár a so širokým rozmedzím výbušnosti, niektoré sú nebezpečné vo forme plynov. Často sa vyznačujú vysokou rozpustnosťou v tukoch (lipofilný charakter), mnohé z nich ľahko prenikajú do tela nielen dýchacími cestami, ale aj priamym kontaktom so sliznicami a pokožkou v koncentráciách, ktoré často vyvolávajú príznaky otravy. Niektoré látky majú toxické, karcinogénne či mutagénne účinky na živý organizmus, spôsobujú poleptanie povrchu tela, môžu zapríčiniť vznik požiarov a výbuchov. Vzhľadom na veľké množstvo rôznych toxických látok, sme sa zamerali na látky, ktoré sa najčastejšie vyskytujú v životnom alebo pracovnom prostredí.

Polychlórované bifenyly

Polychlórované bifenyly (PCB) sú látky patriace do skupiny perzistentných organických polutantov, vznikajúce chloráciou bifenylov. PCB sa začali priemyselne vyrábať v roku 1929 v USA, neskôr v Japonsku, Nemecku a v iných krajinách. Vďaka ekonomicky nenáročnej výrobe, nízkej akútnej toxicite a vhodným fyzikálno-chemickým vlastnostiam (napr. nehorľavosť, stálosť, dobré chladiace vlastnosti) boli používané ako dielektrické kvapaliny v elektrických zariadeniach (transformátoroch, kondenzátoroch), hydraulické kvapaliny, prísady do atramentov, lepidiel, voskov, pesticídov, inhibítory horenia, plastifikátory (zmäkčovadlá) plastov, cementu, betónu, omietok alebo ako impregnačné materiály. Masívne používanie PCB v priemysle a poľnohospodárstve viedlo už začiatkom 60. rokov 20. storočia k výraznej kontaminácii životného prostredia. Toxický charakter PCB i vo veľmi nízkych koncentráciách bol definitívne dokázaný až v 70. rokoch minulého storočia.

Využi pri ďalšom štúdiu tejto témy e-learningový kurz.