Лекция №12 Экологические проблемы питания. Основные источники и последствия загрязнения питьевой воды.

План лекции:
1). Экология как наука.
2). Загрязнение продуктов питания и здоровье человека.
3). Основные методы очистки сточных вод.

Экология как наука. Экология – относительно молодая наука, которая сформировалась как самостоятельная отрасль знаний в конце XIX – начале XX в. В настоящее время она находится в состоянии интенсивного роста и развития.

Термин «экология» (от греч. «Oikos» – дом, жилище, местообитание, «logos» – наука) впервые был введен немецким зоологом и философом Э. Геккелем в 1866 г. в труде «Всеобщая морфология организмов» для обозначения биологической науки, изучающей взаимоотношения животных со средой их обитания. По отношению к растениям термин «экология» впервые применил датский ботаник Е. Варминг в 1895 г.

Во второй половине XIX в. экологи относили организм к самому сложному уровню организации жизни. В процессе дальнейшего развития экологии было установлено, что существуют более сложные, чем отдельный организм, уровни организации жизни - надорганизменные уровни организации биологических систем (популяция, биоценоз, экосистема, биосфера), поэтому представление о содержании экологии значительно расширилось. В настоящее время существует ряд определений экологии как науки, сформулированных известными экологами.

Экология – это наука о взаимодействии организмов и биологических систем надорганизменного уровня (популяции, биоценозы, экосистемы, биосфера) с условиями среды обитания.

Экология– это наука, исследующая закономерности жизнедеятельности организмов на всех уровнях интеграции в их естественной среде обитания с учетом изменений, вносимых в среду деятельностью человека.

Экология относится к числу фундаментальных подразделений биологии, исследующей фундаментальные свойства жизни надорганизменного уровня организации. Она изучает совокупность живых организмов, взаимодействующих друг с другом и образующих с окружающей средой единство (систему), в пределах которого осуществляется процесс трансформации энергии и органического вещества (Федоров, 1980).

Экология – это наука о закономерностях формирования, развития и устойчивого функционирования биологических систем разного ранга в их взаимоотношениях с условиями окружающей среды.

Основными формами существования видов животных, растений и микроорганизмов в естественной среде обитания являются внутривидовые группировки (популяции) и многовидовые сообщества (биоценозы, экосистемы). Поэтому современная экология изучает взаимоотношения организмов и среды на популяционно-биоценотическом и экосистемном уровнях организации жизни.

Экология как наука имеет два аспекта: познание и объяснение сущности законов и закономерностей развития природы и применение полученных знаний для решения проблем охраны окружающей среды.

Практическое значение экологии состоит прежде всего в решении вопросов природопользования, так как экология создает научную основу эксплуатации природных ресурсов.

Предмет и содержание экологии

Существует 9 уровней организации живой материи, образующих иерархию: молекулярно-генетический, клеточный, тканевый, органный, организменный, популяционный (популяционно-видовой), биоценотический, экосистемный (биогеоценотический) и биосферный.

Предметом изучения экологии как науки являются уровни организации жизни, начиная с организменного. Главным предметом исследования в экологии являются экосистемы.

Основной предмет экологии – изучение экосистем, включающих растения, животные и микроорганизмы в определенной среде обитания, их динамику во времени и пространстве.

Наиболее важными категориями для анализа экосистем являются энергия, материя и информация. Изучение этих категорий в экосистемах в процессе их развития и взаимодействия с окружающей средой – главная задача экологии.

Структура экологии. Современная экология включает пять основных разделов.

1. Биоэкология: - «классическая» экология, сформировавшаяся в рамках биологии. Она изучает взаимодействия организмов и надорганизменных систем всех уровней между собой и окружающей средой.

2. Общая ( теоретическая) экология.

3. Геоэкология (географическая) экология.

4. Экология человека.

5. Прикладная экология:

5.1. Инженерная и промышленная экология.

5.2. Сельскохозяйственная экология.

5.3. Биоресурсная и промысловая экология.

5.4. Коммунальная экология или экология поселений.

5.5. Медицинская экология.

Загрязнение продуктов питания и здоровье человека.
Пищевые продукты представляют собой сложные многокомпонентные системы, состоящие из сотен химических соединений. Эти соединения можно условно разделить на следующие 3 группы:

1. Соединения, имеющие алиментарное значение. Это необходимые организму нутриенты: белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные вещества.

2. Вещества, участвующие в формировании вкуса, аромата, цвета, предшественники и продукты распада основных нутриентов, другие биологически активные вещества. Они носят условно неалиментарный характер. К этой группе относят также природные соединения, обладающие антиалиментарными и токсическими свойствами.

3. Чужеродные, потенциально опасные соединения антропогенного или природного происхождения. Согласно принятой терминологии, их называют контаминантами, ксенобиотиками, чужеродными химическими веществами. Эти соединения могут быть неорганической и органической природы, в том числе микробиологического происхождения.

Основные пути загрязнения продуктов питания и продовольственного сырья:

1) использование неразрешенных красителей, консервантов, антиокислителей или применение разрешенных в превышенных дозах;

2) применение новых нетрадиционных технологий производства продуктов питания или отдельных пищевых веществ, в том числе полученных путем химического и микробиологического синтеза;

3) загрязнение сельскохозяйственных культур и продуктов животноводства пестицидами, используемыми для борьбы с вредителями растений или в ветеринарной практике для профилактики заболеваний животных;

4) нарушение гигиенических правил использования удобрений, оросительных вод, твердых и жидких отходов промышленности и животноводства, коммунальных и других сточных вод, осадков очистных сооружений;

5) использование в животноводстве и птицеводстве неразрешенных кормовых добавок, консервантов, стимуляторов роста, профилактических и лечебных медикаментов или применение разрешенных добавок и других соединений в повышенных дозах;

6) миграция в продукты питания токсических веществ из пищевого оборудования, посуды, инвентаря, тары, упаковок вследствие использования неразрешенных полимерных, резиновых и металлических материалов;

7) образование в пищевых продуктах эндогенных токсических соединений в процессе теплового воздействия (кипячения, жарения, облучения), других способов технологической обработки;

8) несоблюдение санитарных требований в технологии производства и хранения пищевых продуктов, что приводит к образованию бактериальных токсинов (микотоксины, батулотоксины и др.).

Поступают в продукты питания токсические вещества, в том числе радионуклиды, из окружающей среды – атмосферного воздуха, воды, водоёмов.

Наибольшую опасность с точки зрения распространенности и токсичности для продуктов питания имеют следующие контаминанты: токсины микроорганизмов (афлотоксины, патулин и др.), тяжелые металлы (токсические элементы и превышающие предельно допустимые дозы микроэлементы), антибиотики, пестициды, нитраты, нитриты, нитрозоамины, диоксины и диоксиноподобные элементы, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), радионуклиды, пищевые добавки.