Тема: Загрязнение сельскохозяйственной продукции

Любая деятельность человека оказывает влияние на окружающую среду, аухудшение состояния биосферы опасно для всех живых существ, в том числе идля человека. В природную среду во всё больших количествах попадаютгазообразные, жидкие и твёрдые отходы производства. Различные химические вещества, находящиеся в отходах, попадая в почву, воздух, воду, а затем и впродукцию сельского хозяйства, переходят по экологическим звеньям из одной цепи в другую, в конце концов попадают в организм человека.

В конце ХХ столетия в соответствии с рекомендациями ООН и её комитет одной из основных программ, которые направлены на удовлетворение глобальных нужд человечества наряду с энергетической программой и программой охраны окружающей среды поставлена программа снабжения человека пищей. Обусловлено это тем что в настоящее время более 60% человечества питается неудовлетворительно, не получая достаточного количества белков и неудовлетворяя потребности в калориях. Всё это вынудило человечествоприменять различные стимуляторы для сельскохозяйственной продукции.

Применение огромного количества химических и органических удобрений для повышения урожайности сельскохозяйственных культур, биостимуляторов впитании животных для повышения их продуктивности вызвали необходимостьжёсткого контроля за качеством агропромышленной продукции.

Кроме того, растения способны накапливать в себе практически всевредные вещества. Поэтому особенно опасна сельскохозяйственная продукция, выращиваемая вблизи промышленных предприятий и крупных автодорог.

Нитраты нитриты. Нитратная проблема рождена ХХ веком. Несомненно, это связано с возрастающей химизацией всех отраслей сельского хозяйства, в том числе сшироким использованием минеральных удобрений.

Однако, наличие нитратов в растениях – нормальное явление. Ведь азотнаряду с фосфором и калием составляет основу питания растений. Другое дело, когда поступление нитратов превышает потребности органического синтеза, иони начинают накапливаться в корнях, листьях и, самое главное, но далеко неприятное – в плодах различных сельскохозяйственных культур, какнепосредственно употребляемых в пищу человеком, так и кормовых культурах, идущих на корм скоту. Тогда не переработанный их излишек под воздействиемнитратредуктазы – фермента, содержащегося в растительных тканях, или инымпутём восстанавливается в нитриты, которые обуславливают серьёзноенарушение здоровья не только детей, но и взрослых.

Аналогичное преобразование соединений происходит под влиянием микрофлоры уже непосредственно в полости рта или в желудочно-кишечномтракте человека (желудке и кишечнике), употребившего в пищу плоды, сповышенным содержанием нитратов. В кишечнике нитраты превращаются всоединения аммония.

Отсюда напрашивается простой вывод – получение экологически чистых, непересыщенных азотом овощей – дело вполне реальное и даже не особенносложное при грамотном, культурном ведении сельского хозяйства, высокойпрофессиональной ответственности земледельца.

Нитраты, содержащиеся в сельскохозяйственной продукции внезначительной концентрации или в среде, в состав которой не входят

окислители, практически безопасны для организма взрослого здорового человека, поэтому нельзя говорить об их непосредственной токсичности.

Согласно данным Международной организации ВОЗ допустимая норманитратов в сутки составляет 5мГ NaNO3 на 1кГ массы человека. Для человекамассой 60 кГ это 220 мГ -NO3. Такой показатель установлен исходя из научнообоснованной нормы питания (за сутки –400 граммов овощей, 300 – картофеля).

Содержание нитратов нормируется только в той продукции, которая имеет существенное значение, как источник поступления «пищевых» нитратов ворганизм человека. Из сельскохозяйственных продуктов основными источникаминитратов являются овощи.

Свекла считается королевой среди овощей, но ей же присвоен титул“чемпиона” по накоплению нитратов. Отдельные клубни могут содержать до 4000мГ/кГ нитратов. И выбрасывать её или, по крайней мере, безжалостно срезатьпо этой причине приходится особенно часто. Следует иметь в виду, чтонитраты в свекле распределяются крайне неравномерно. Если их содержание вцентральном поперечном срезе принять за единицу, то в нижней части будетуже 4 единицы, а в верхней части – 8 единиц! Поэтому при малейшемподозрении лучше срезать верхушку примерно на 1/4 и хвостик на 1/8. Такимобразом она освобождается от 3/4 нитратов.

В салате, шпинате, петрушке, укропе и другой зелени нитратов иногдабывает больше, чем в свекле. Причём, в растениях с неудобряемых грядоксодержание солей обычно умеренное. А вот на хорошо подкормленной нитратамипочве их концентрация может достигать 4000 – 5000 мГ/кГ. Концентрация солейв разных частях растений неоднородна. Особенно много нитратов содержится встеблях и черешках листьев. Обрезав стебли, корни и черешки можно есть дажеподозрительную зелень. К тому же в свежей зелени много витаминов, тормозящих превращение нитратов в нитриты. Но в нарезанной зелени поддействием микроорганизмов и кислорода воздуха нитраты очень быстропереходят в нитриты. Достаточно 10 минут, чтобы концентрация ядовитыхвеществ резко возросла.

В белокачанной капусте нитраты “облюбовывают” верхние листья. В них ив кочерыжках нитратов вдвое больше, чем в средней части кочана. Прихранении капуста не теряет свою нитритность до февраля, в марте жеконцентрация солей резко падает почти в 3 раза. В квашеной капусте первыетри-четыре дня идёт бурное превращение нитратов в нитриты. Поэтомуупотреблять засоленную капусту лучше не раньше, чем через неделю, когдабольшая часть нитратов переходит в рассол.

Редис порой содержит до 2500 мГ/кГ нитратов. В круглой редискенитратов значительно меньше, чем в вытянутой. Раза в два уменьшитьнитратность можно только одним способом – на 1/8 срезая верхушки ихвостики.

Картофель. При хорошем хранении содержание нитратов в картофеле резкопадает к началу марта почти в 4 раза. До февраля же концентрация остаётсянеизменной. Большая часть солей в клубне сосредоточена ближе к средине, аценные вещества ближе к кожуре. Поэтому обезвреживать картофель с помощьюочистки бесполезно, к тому же витамины и ферменты, содержащиеся под кожуройограничивают превращение нитратов в нитриты. Самый оптимальный способприготовления картофеля – на пару, в “мундире”. При таком способеприготовления удаляется до 70% нитратов, в то время как жареный картофельизбавляется от 15% нитратов, а вареный от 30-40%.

Содержание нитратов в продукции, получаемой в теплицах в десятки развыше, чем при выращивании в открытом грунте, и может достигать коллосальныхвеличин – до 10 Г на 1 кГ продукции. Это происходит потому, что в теплицахвредные вещества не могут беспрепятственно испаряться и уноситься потокамивоздуха. После испарения они снова оседают на растения. Известны случаи иострого отравления, и даже смерти, особенно среди детей, в результатеупотребления продуктов, содержащих 80-1300 мГ/л нитрат ионов (пюре изсвеклы, шпината и не свежих овощей.

Содержание нитратов в растениях зависит от срока посева их и уборки. Изучение суточной динамики содержания нитратов показывает, что сбор урожая, заготовку кормов лучше проводить во второй половине дня, когда растениясодержат на 30 – 40% меньше нитратов, чем в первой половине дня. Этообусловлено тем, что в первой половине дня поступление нитратов преобладаетнад их преобразованием в соединения, участвующие в синтезе органическихвеществ. При соблюдении севооборотов в сельскохозяйственных культурахнакапливается меньше нитратов, чем при выращивании монокультуры.

Загрязнение кормовых культур в сельском хозяйстве ведёт к загрязнениюпродукции животноводства. При этом необходимо иметь ввиду, что травоядныеживотные употребляют пищи в пересчёте на 1 кГ массы тела больше, чемчеловек, а соответственно и больше вредных веществ, которые содержатся вкормах. Так, например, если взрослый человек с питьевой водой и продуктамипитания в среднем за сутки получает 2, 5 – 3 мГ/кГ нитратов, для крупногорогатого скота эта нагрузка составляет 100 – 200 мГ/кГ, а для свиней 60 –70 мГ/кГ по нитрат-ионам. И хотя в организме животных происходит распадбольшей части вредных веществ, всё же возникла необходимость в контроле, как кормовых культур, так и продукции животноводства. Продукты животногопроисхождения, как правило, содержат незначительное количество нитратов всравнении с продукцией растеньеводства. Это касается прежде всего мяса, а вмолоке обнаруживается значительное количество нитратов. При этом ихконцентрация зависит от времени года, что прежде всего связано спотреблением кормов.

При переработке продукции животноводства нитраты и нитритыприменяются главным образом при консервировании мяса для улучшениясенсорных показателей мясных изделий. В мясной промышленности их используютв виде калиевых или натриевых солей для получения красной окраски мяса.

При переработке молока нитраты применяются для подавления размножениянекоторых штамбов бактерий. Молоко и молочные продукты как источникнитратов играют незначительную роль.

Настоятельная необходимость контролировать содержание нитратов всельскохозяйственной продукции и пищевых продуктах предполагает применениесоответствующих аналитических методов их определения – простых, быстрых идостаточно надёжных.

Методы определения нитратов подразделяются на прямые и косвенные.

1.Прямые методы основаны на физико-химических свойствах нитратов:

1. адсорбции в ультрафиолетовой области спектра;

2. восстановлении при определённой величине потенциала (полярография и полярогафическаякулонометрия);

3. активности ионов NO3 в растворе.

Косвенные методы.

Окислительное нитрование:

1. окисление органических соединений (например, дифениламина);

2. окисление ароматических соединений (например, хромотроповойисалициловых кислот) или их нитрирование;

3. нитрирование замещенных соединений фенольного типа.

Восстановление нитратов в:

1. нитриты (химическим или микробиологическим путём) и их определение фотометрическим методом;

2. аммиак с последующей его отгонкой и определением титриметрическиметодом;

3. NO или N2 и их определение объёмным методом.

При выборе метода определения нитратов необходимо учитывать их содержаниев анализируемом материале, наличие веществ, мешающих определению. Важнотакже обращать внимание на продолжительность анализа, требуемую точностьопределения.

Определение NO3 после восстановления его в аммиак. Сущность метода заключается в том, что нитраты в присутствии МgO припомощи сплава Деварда восстанавливаются в аммиак, который отгоняют воднымпаром в раствор борной кислоты. Поглощённый аммиак потом титруют сильнойкислотой. Этот метод является универсальным, так как он пригоден дляанализа мутных, окрашенных экстрактов.

Метод с использованием салициловой кислоты. Этот метод применяется для определения большого количества нитратов.Он основан на нитрировании салициловой кислоты в присутствииконцентрированной серной кислоты. После нейтрализации раствора измеряют егооптическую плотность. Недостатком метода является его невысокаячувствительность.

Колометрический метод с применением сернокислого железа.

Метод базируется на реакции сернокислого железа с нитратами в кислойсреде с образованием соединения FeNOSO4. окрашенного в пурпурный цвет иустойчивого в течении нескольких часов. В качестве реагента используютраствор сернокислого железа в H2SO4. На точность определения влияетсодержание в растворе нитритов и тиосульфатов.

Колометрический метод на основе пиргаллола.

Данный метод основан на реакции пирагаллола, растворённого в H2SO4 снитратами и нитритами. В результате образуются соединения, окрашенные вкрасный цвет. Окраска раствора может меняться от красной до коричнево-красной или даже чёрной, в зависимости от содержания нитратов в растворе.

Метод позволяет определять NO3 в концентрации 7мГ/кГ. Интенсивность окраскинализируемого раствора сравнивают с окраской стандартных растворов.

Проверить содержание нитратов в продуктах можно также с помощьюиндикаторной бумаги. Часто её точность не высока, общее представление окачестве продуктов индикаторы всё же дают. Тем более имеет смысл проверятьовощи, когда речь идёт больших заготовках продукции на зиму.

Есть способ попроще. Очевидно, каждому из нас приходилось покупатькрупные красивых овощи и фрукты, но, к сожалению, в большинстве случаев, попробовав их мы выясняем, что они не отвечают нашим требованиямотносительно вкуса. Дело в том, что овощи с очень большим содержаниемнитратов имеют неестественный вкус. Их неприятно употреблять в пищу, они недоставляют никакого удовольствия. Причём, “на вкус” выявляется не отдельно“нитратность”, а сумма всех качеств того, что мы взяли в рот. Такаясельскохозяйственная продукция способна иметь не только плохие вкусовыекачества, но и быть опасной для здоровья. Овощи с явным перебором нитратовлучше всего выбрасывать без сожаления.

Как вывод, можно сказать, что должна быть система научно обоснованногораспределения и планирования использования удобрений, которая обеспечила быих внесение на каждый конкретный участок в соответствии с истиннымитребностями.