Объясните в чем главная причина увеличения содержания нитратов в сельскохозяйственной продукции

Тема: Содержание нитратов в сельскохозяйственной продукции

В помощь студенту

Основные причины увеличения производства продукции растениеводства (особенно овощной) с содержанием нитратов, превышающих допустимый уровень, такие:

— использование высоких доз азотных и органических удобрений,

— несбалансированное питание растений макро- и микроэлементами на протяжении вегетации,

— внесение азотных удобрений без учета биологических требований растений,

— не оптимальный способ внесения азотных удобрений в почву.

В настоящее время для большинства культур установлена предельно допустимая концентрация (ПДК), придерживаясь которой не наблюдается негативного воздействия на здоровье, самочувствие, работоспособность и гигиеничные условия жизни населения.

Главную опасность попадания нитратов в организм человека и животных связывают с возникновением метагемоглобинемии, канцерогенных новообразований, иммунодепрессивного действия, а также снижения сопротивляемости организма к влиянию канцерогенных и мутагенных агентов.

Суть метагемоглобинемии заключается в том, что нитраты и нитриты преобразуют гемоглобин в метагемоглобин, не способный переносить кислород, нарушают клеточные мембраны и даже генетичный аппарат.

Установлено, что употребление аскорбиновой кислоты повышает интенсивность разложения нитратов. При нитратных отравлениях значительный эффект дает использование элеутерококка.

Каждая из стадий связана с деятельностью определенного фермента. Восстановление нитрата до нитрита индуцирует нитратредуктаза.

На накопление нитратов в растениях влияют не только нормы азота, но и освещения (при высоком уровне освещенности растения поглощают нитратов больше, чем при низком), соотношения питательных элементов в среде, агротехника, погодные условия.

Накопление нитратов различными культурами носит наследственно закрепленный характер, т.е. они обладают сортовой спецификой, которая выявлена у ряда видов овощных и бахчевых культур. Сортовые различия по накоплению нитратов могут быть обусловлены разной реакцией на условия окружающей среды и режимом минерального питания, а также генетически закрепленным уровнем нитратредуктазы, разной продолжительностью периода вегетации сортов. С возрастом содержание нитратов в растении снижается из-за уменьшения запасов минерального азота в почве, а также в связи с увеличением запасов ассимилятов, вовлекающих нитраты в метаболизм.

Дата добавления: 2018-05-13 ; просмотров: 1275 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

Причины накопления и способы уменьшения избыточного количества нитратов в культурных растениях

Рубрика: Сельское хозяйство

Дата публикации: 05.06.2019 2019-06-05

Статья просмотрена: 4311 раз

Библиографическое описание:

Половец, Я. В. Причины накопления и способы уменьшения избыточного количества нитратов в культурных растениях / Я. В. Половец. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 23 (261). — С. 154-157. — URL: https://moluch.ru/archive/261/60118/ (дата обращения: 27.12.2021).

Данная статья посвящена избыточному накоплению нитратов в биомассе культурных растений. Были проанализированы причины достижения чрезмерно высокого уровня этих веществ в биомассе и механизм их токсического влияния на здоровье человека. Также в данной статье рассмотрены различные возможные способы снижения уровня нитратов в растениях, идущих в пищу, для минимизации их вреда.

Ключевые слова: нитраты, загрязнение нитратами, сельскохозяйственные культуры, азотное питание, минеральное питание.

This article is devoted to the excessive accumulation of nitrates in the biomass of cultivated plants. The reasons for achieving an excessively high level of these substances in biomass and the mechanism of their toxic effects on human health were analyzed. This article also discusses various possible ways to reduce the level of nitrates in food plants to minimize their harm.

Keywords: nitrates, nitrate pollution, crops, nitrogen nutrition, mineral nutrition.

Министерством здравоохранения России утверждена суточная допустимая доза нитратов — 300–350 мг, или 5 мг на 1 кг массы тела человека, что соответствует рекомендациям Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ). Таким образом, при поступлении такого количества нитратов, в организме человека не происходит никаких изменений. Предельно допустимое количество нитратов для человека составляет 500 мг в сутки, дальнейшее увеличение которого приводит к выраженному отравлению, а доза в 8–15 мг/кг — к летальному исходу [3].

Накопление нитрат-ионов в биомассе растений может определяться как внешними факторами (условия выращивания), так и внутренними (вид растения, его возраст). К основным внешним факторам относятся климатические параметры в зоне выращивания растений: температура, влажность, освещенность, минеральное питание, частота полива, степень плотности посева и др. Так, неравномерный температурный режим, особенно повышение температуры в сочетании с дефицитом влаги способствуют активному накоплению азотистых веществ [6]. Избыточное количество влаги, приводящее к водному стрессу растений, также повышает скорость образования нитратов. Повышенному накоплению нитратов способствует слабая освещенность, связанная не только с приходом ФАР, но и с густотой стояния растений. Самое непосредственное влияние на интенсивность нитратообразования в растениях оказывают условия корневого питания. К ним в первую очередь относятся количество и способ внесения удобрений, физико-химические и механические свойства корневого субстрата. Хорошо известно, что несбалансированное основными элементами минеральное питание (особенно при избыточном количестве азота) приводит к излишнему накоплению нитратов. Также нарушают нормальный ход азотного обмена недостаток микроэлементов, особенно низкая обеспеченность молибденом.

Внутренние факторы, влияющие на интенсивность аккумуляции нитратов в растениях, характеризуются индивидуальными особенностями растений — их видом, возрастом, сортовой принадлежностью, реакцией на внешние условия, и во многом определяются ферментативными процессами, условиями их протекания и трансформацией нитратов внутри каждого растения. Установлено, что культуры с хорошо развитой системой проводящих тканей больше других накапливают нитрат-ионы: относительно высокая способность к их накоплению принадлежит зеленным культурам (шпинат, салат, пекинская капуста, листья сельдерея и петрушки). Много нитратов накапливают корнеплоды свеклы и редиса. Среднее положение по накоплению нитратного азота занимают белокочанная и цветная капуста, морковь, огурец, корнеплоды репы, брюквы, петрушки, сельдерея, пастернака. Относительно немного нитратов накапливают лук-репка, перец, томат, брюссельская капуста, картофель, горох, фасоль, спаржа.

Растениям присуща селективность накопления нитратов в зависимости от состава органа. Большее их количество распределено в вегетативной части: черешках и стебле. В листьях нитратов меньше, т. к. значительная их часть распадается при участии в биохимических процессах. Меньшее количество нитратов по сравнению с листьями и черешками содержится в корнеплодах и клубнях. Среди запасающих органов меньше нитратов содержат луковицы. Наиболее бедны нитратами плоды. Распределение нитратов внутри одного органа также неравномерно. Большее их количество содержится у основания листовой пластины (капуста и салат). В поверхностной части моркови нитратов на 80 % меньше, чем во внутренней, а в огурцах и редисе, наоборот, поверхностные слои содержат на 70 % нитратов больше, чем внутренние. В сочных плодах семейства Тыквенные нитраты уменьшаются от плодоножки к верхушке. Семенные камеры отличаются более низким содержанием нитратов, чем мякоть и кора.

На содержание нитратов в растении существенно влияют его возраст и фаза развития. У молодых растений уровень нитратов в среднем на 50–70 % выше, чем у зрелых. Количество нитратов особенно велико, когда период товарной зрелости наступает раньше физиологического созревания (огурец, кабачок). При уборке на пучок корнеплоды содержат значительно больше нитратов, чем при осенней уборке. Однако, в течение онтогенеза, в фазе ботанической спелости, содержание нитратов в растениях, как правило, снижается, поскольку уменьшается их поступление в растение, и увеличиваются запасы ассимилянтов, вовлекающих азот в метаболизм.

Повышенное содержание нитратов бывает у растений, получающих избыточное количество азота, которое они не в состоянии использовать. При таком высоком уровне нитратного питания, темпы поглощения азота часто превышают скорость его метаболизации, что приводит к нитратному «загрязнению» биомассы растений.

Большая освещенность и, соответственно, лучшая обеспеченность растений ФАР способствуют ассимиляции азота из почвы, что обуславливает снижение содержания нитратов. При этом важно не загущать посевы и не допускать развития избыточной листовой поверхности, иначе при затенении нитраты не будут полностью превращаться в белковые и другие органические соединения. Этого можно избежать путем соблюдения норм высева, а также мульчированием посевной поверхности светоотражающими материалами для увеличения освещенности.

Регулярный полив и высокая влажность способствуют повышению активности фермента нитратредуктазы, что ведет к умеренному и равномерному азотному питанию растений, значительно снижая накопление нитратов. В сельскохозяйственной практике используется прием, позволяющий снизить содержание нитратов в зеленных культурах на 30–40 %, который заключается в снижении температуры воздуха до 5–6° С за 1–1,5 недели до начала уборки.

Также важно соблюдать правильные сроки уборки — для многих овощных растений это фаза ботанической и технической спелости, когда уровень нитратов в них снижается. Недоразвитые и, наоборот, перезревшие овощи содержат избыточное количество нитратов.

Нитраты являются неотъемлемым естественным компонентом пищевых продуктов растительного происхождения. Формирование и получение высокого урожая напрямую зависит от количества поступившего азота, так как азот — основной жизненно необходимый элемент питания растений. Однако для человека большое количество нитратов в растительной биомассе поступающих в пищу овощных растений вредно для здоровья и может даже привести к летальному исходу. Своевременные меры во время выращивания растений может существенно снизить накопление этих веществ и свести к минимуму возможный вред человеческому здоровью.

Источник

Исследование продукции растениеводства на наличие нитратов и их влияния на здоровье человека

Введение

Овощи и фрукты – важный поставщик витаминов и минеральных веществ, необходимых для организма человека. Но вместе с полезными веществами в организм человека попадают и опасные, которые накапливаются в растениях и вызывают отравление организма. Этими опасными веществами являются нитраты. Само по себе присутствие нитратов в растениях – нормальное явление, т. к. они являются источниками азота в этих организмах, но излишнее увеличение их крайне нежелательно, потому, что они обладают высокой токсичностью для человека и сельскохозяйственных животных. Нитраты в основном скапливаются в корнях, корнеплодах, стеблях, черешках и крупных жилках листьев, значительно меньше их в плодах, причём больше в зеленых, чем в спелых. За последнее время сообщения об отравлениях нитратами практически не встречаются, но угроза попадания на прилавки торговых точек города продукции с повышенной концентрацией солей азотной кислоты, например NaNO₃, KNO₃, NH₄NO₃, Mg(NO₃)₂, велика и последствия их для населения очень серьёзны.

Выбранная нами тема актуальна, т. к. нитраты, попадающие в организм человека с продукцией растениеводства, оказывает негативное воздействие на здоровье.

Поэтому проблемой нашего исследования является случаи превышения допустимых норм нитратов в сельскохозяйственной продукции.

Объектом нашего исследования является сельскохозяйственная продукция, продаваемая на рынках и в магазинах г. Волгограда.

Предмет исследования – наличие нитратов в сельскохозяйственной продукции.

В работе мы выдвинули следующую гипотезу: имеют место случаи превышения допустимых норм нитратов в сельскохозяйственной продукции на рынках и в магазинах нашего города.

Цель заключается в том, чтобы выявить случаи превышения норм содержания нитратов в сельскохозяйственной продукции растительного происхождения, периоды наибольшей концентрации солей азотной кислоты в этих продуктах и влияние их на здоровье человека.

Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

– Проанализировать научно–методическую литературу по вопросам происхождения и накопления нитратов в растениях.
– Выяснить влияние нитратов на окружающую среду и организм человека.
– Исследовать содержание нитратов в различных продуктах растениеводства в разное время года.
– Сделать вывод о причинах количественного содержания нитратов сельскохозяйственной продукции в разные периоды её сбора.
– Разработать рекомендации по возможному уменьшению содержания нитратов в овощах.

В исследовании мы использовали методы наблюдений и эксперимента, а также приёмы: сопоставления, доказательства, обобщения.

Новизна исследования заключается в исследовании продукции растениеводства урожая 2009 года и тепличных овощей и зелени, продаваемых на рынках и в магазинах города. Практическое значение заключается в том, что полученные результаты дают возможность проинформировать население о состоянии сельскохозяйственной продукции на наличие нитратов и предложить рекомендации по их уменьшению.

Нитраты в растениях

Растения усваивают азот из почвы. При правильном азотном питании растения хорошо растут и развиваются. Азот используется для синтеза белков – основы жизнедеятельности всякого организма. Рост и развитие, образование новых листьев, корней, цветков, плодов и других органов зависят от достаточного поступления этого химического элемента. У плодовых деревьев и ягодных кустарников он не только повышает урожай, но и улучшает качество плодов.

При недостатке в почве азота растения растут слабо, плохо развиваются и ветвятся, становятся тонкими. Листья мельчают и приобретают желтоватую окраску. Наблюдается преждевременный листопад, в результате чего ослабляется цветение и снижается декоративность растений. Недостаток азота отражается также и на урожае: ослабляется процесс закладки и развития цветочных почек, завязывания плодов, ягод, образовавшиеся завязи плодов и ягод осыпаются.

Азот усваивается растениями после нитрификации – процесса превращения азотосодержащих веществ в форму, пригодную для усвоения высшими растениями: Аммиак – Нитриты – Нитраты. Нитрификация повышает плодородие почв. Различают:

– автотрофную нитритификацию, осуществляемую бактериями–нитрификаторами (на корневой системе бобовых растений размножаются клубеньковые бактерии, переводящие молекулярный азот в химические соединения. В процессе жизнедеятельности клубеньковые бактерии обогащают почву соединениями азота);

– гетеротрофную нитрификацию, осуществляемую микроорганизмами (N; в ходе гетеротрофной нитрификации происходит превращение органических и неорганических соединений азота.

Виды азотных удобрений

Растения не могут усваивать молекулярный азот N₂ из воздуха. Это проблема “связанного азота”.

Соединения азота (оксиды и азотная кислота) в небольших количествах образуются в атмосфере и с осадками на 1 га площади в год поступает 2,5–4 кг связанного азота. Но этого недостаточно для нормального роста и плодоношения культурных растений, поэтому используется дополнительное обогащение почвы азотом. Для этого применяют так называемое зеленое удобрение – это специально выращенная и запаханная растительная масса. Используют главным образом растения семейства бобовых (люпин, люцерна, клевер, горох, вика), способные связывать в химические соединения азот воздуха. Ещё один приём обогащения почвы – внесение минеральных азотосодержащих удобрений. Минеральные азотные удобрения подразделяют на:

– аммиачные,
– нитратные
– амидные.

К первой группе относится сам аммиак NH₃ (безводный и водные растворы) и его соли – прежде всего, сульфат (NH₄)₂SO₄ и хлорид аммония NH₄Cl.

К амидным удобрениям относятся цианамид кальция CaCN₂ и мочевина (карбамид) NH₂CONH₂. Мочевина при взаимодействии с водой, в конечном счете, тоже превращается в аммиак. Наряду с ним получается диоксид углерода, который также является питательным веществом для растений:

В настоящее время распространение получили жидкие удобрения. К их числу относят жидкий аммиак и аммиачную воду (20–22% по NH₃), а также растворы в жидком аммиаке или в концентрированной аммиачной воде, в которых растворяют аммиачную селитру, карбамид, кальциевую селитру. Жидкие удобрения легче вносить на поля и удобно использовать для подкормки растений. В то же время их производство проще и дешевле, чем твердых удобрений.

Почвы обладают ионообменными свойствами, аналогичными свойствам ионообменных смол.. Плохо закрепляются в почве анионы NO3 – и С1 – и потому они очень подвижны. При избытке влаги эти анионы легко вымываются из поверхностных слоев почв и переносятся в более глубокие слои. Считают, что в подземные воды уходит до 13 % нитратного азота, содержащегося во вносимых на поля удобрениях. Поэтому нитратные удобрения вводят в почву во время посева или в период развития растений в виде подкормки и не рекомендуется вносить поздней осенью или ранней весной, т. к. талые воды смывают до половины удобрений.

Бывают случаи перенасыщения почвы азотными удобрениями. Избыток азота в почве не всегда правильно используется растениями. Неблагоприятные погодные условия, недостаток света и тепла ранней весной существенно снижают активность фотосинтетических процессов, а на фоне усиленного азотного питания, заставляют растения накапливать неиспользованный нитратный азот “впрок”.

“Растения обладают способностью поглощать из хорошо удобренной почвы в несколько раз больше азота, чем его требуется для их развития. Эти излишки азота накапливаются в клеточном соке”.

При избыточном содержании азота в почве происходит излишнее накопление нитритов в растениях.

Причина и способность накопления нитратов в растениях

Среди многих причин, обусловливающих накопление нитратов в растении, следует выделить следующие; видовая и сортовая специфика накопления нитратов; условия минерального питания, почвенно–экологические факторы. Зачастую факторы, способствующие накоплению нитратов, воздействуют в комплексе, что осложняет прогнозирование уровня. В разные периоды вегетации ход процессов обмена азотистых веществ протекает по–разному. Наиболее интенсивно азот поглощается во время роста и развития стеблей и листьев. При созревании семян потребление азота из почвы практически прекращается. Белковые соединения, синтезированные в вегетативных частях растения, подвергают гидролизу, продукты которого оттекают в репродуктивные органы, где вновь используются для синтеза белка. Нитраты, поступившие в этот период в растение, не превращаются в белки, а накапливаются в неизменном виде.

В норме плоды, достигшие полной (биологической) зрелости, уже не содержат нитратов–произошло полное превращение соединений азота в белки. Но у многих овощей ценится именно незрелый плод (огурцы, кабачки) Отмечено, что огурцы, выращенные в теплицах в ранневесенний период, накапливают нитратов значительно больше, чем грунтовые летние.

Вот почему они могут быть причиной отравления нитратами. Удобрять такие культуры азотными удобрениями желательно не позднее, чем за 2 – 3 недели до уборки урожая.

Кроме того, полному превращению нитратов в белки препятствует плохая освещённость, избыточная влажность и несбалансированность питательных элементов (недостаток фосфора и калия).

Способность к накоплению нитратов у разных растений неодинакова. Наиболее выражена она у листовых овощей – салатов, капусты, зеленых культур, а также у корнеплодов; в меньшей степени – у томата, баклажана, перца. Тыквенные культуры – кабачок, патиссон, огурец, тыква, арбуз и дыня – склонны к накоплению нитратов и наиболее чувствительны к изменению внешних условий выращивания. Количество накопленных нитратов во многом определяется сбалансированностью минерального питания, интенсивностью освещенности, температурным режимом и влажностью, а также сортовыми особенностями.

Овощи и картофель – основные поставщики нитратов в организм человека. При сбалансированном пищевом рационе на их долю приходится около 70 процентов суточной дозы, остальное попадает с водой, мясными и другими продуктами.

Распределение нитратов в растениях

Знание особенностей распределения нитратов в товарной части урожая продукции представляет особый интерес для потребителя, так как позволяет рационально использовать продукцию как на переработку (варка, приготовление соков, квашение, соление, консервирование), так и в пищу в свежем виде. Это, в свою очередь, обеспечивает снижение количества нитратов, поступающих в организм человека.

Распределение нитратов связано с физиологической специализацией и морфологическими особенностями отдельных органов возделываемых культур, типом и расположением листьев, размером листовых черешков и жилок, диаметром центрального цилиндра в корнеплодах. Распределение нитратов тесно связано с видом растения. Так, нитраты практически отсутствуют в зерне злаковых культур и в основном сосредоточены в стеблях и листьях. Зеленые культуры накапливают большое количество нитратов, как правило, в стеблях и черешках листьев. В листовой пластинке зеленых культур нитратов содержится в 4—10 раз меньше, чем в стеблях. Высокое содержание нитратов в стеблях и черешках вызвано тем, что они являются местом транспорта нитратов к другим органам растений, где они ассимилируются до органических соединении азота. Способность же ткани накапливать нитраты связана с целым комплексом факторов как внутренних, так и внешних. Наибольшее их количество находится в нижней части листа, минимальное — в его верхушке.

Накопление нитратов меняется в зависимости от типа органа растения. В клубнях картофеля низкий уровень нитратов обнаружен в мякоти клубня, тогда как в кожуре и сердцевине их содержание возрастало в 1,1—1.3 раза. Сердцевина, кончик и верхушка столовой свеклы отличаются от остальных его частей повышенным содержанием нитратов. Поэтому у столовой свеклы необходимо отрезать верхнюю и нижнюю части корнеплода.

В белокочанной капусте наибольшее количество нитратов находится в верхушке стебля (кочерыжке). Верхние листья кочана содержат их в 2 раза больше, чем внутренние. И так же как у зеленых овощей, черешки листьев капусты отличаются более высоким содержанием нитратного азота, чем листовые пластинки.

Представители семейства тыквенных (кабачки, огурцы, патиссоны, арбузы, дыни, тыква) широко представлены в ассортименте продуктов питания человека. Содержание нитратов в огурцах и кабачках уменьшается от плодоножки к верхушке плода, их больше в кожице, чем в семенной камере и мякоти. Поэтому перед употреблением в пищу необходимо отрезать часть плода, примыкающую к хвостику. То же самое необходимо еде дать и с плодами патиссона, поскольку больше всего нитратов находится в этой зоне плода. Больше нитратов сосредоточено по периферии плодов, чем в их середине.

Зоны с разным содержанием нитратов и в корнеплодах. В нижней части корнеплодов, где расположены мелкие всасывающие корешки содержание нитратов всегда выше, чем в верхней и средней части. В середине корнеплодов моркови уровень нитратов выше, чем в коре, и снижается в направлении от кончика корня к верхушке. Высоким он остается и в верхней части корнеплода редьки и редиса. Свекла столовая отличается повышенной способностью накопления нитратов. У нее основное количество их содержится в верхней части и кончике корнеплода.

По способности накапливать нитраты овощи, плоды и фрукты делятся на 3 группы:

• с высоким содержанием (до 5000 мг/кг сырой массы): салат, шпинат, свекла, укроп, листовая капуста, редис, зелёный лук, дыни, арбузы;
• со средним содержанием (300 – 600 мг): цветная капуста, кабачки, тыквы, репа, редька, белокочанная капуста, хрен, морковь, огурцы;
• с низким содержанием (10 – 80 мг): брюссельская капуста, горох, щавель, фасоль, картофель, томаты, репчатый лук, фрукты и ягоды.

Влияние нитратов на организм человека

При употреблении продуктов с повышенным содержанием нитратов в организм человека поступают не только нитраты, но и их метаболиты: нитриты и нитрозосоединения. Составить точный баланс прихода и расхода нитратов в организме пока не удалось. Дело в том, что нитраты не только поступают в организм извне, но и образуются в нем. Еще в 1861 г. в Тартуском университете Wilffins было обнаружено, что даже при безнитратной диете из организма с мочой выделяются нитраты. В малых количествах нитраты постоянно присутствуют в организме человека, как и в растениях, и не вызывают негативных явлений. Все беды начинаются тогда, когда нитратов становится слишком много.

Допустимые нормы нитратов для человека

Для взрослого человека предельно допустимая норма нитратов — 5 мг на 1 кг массы тела человека, т. е. 0,25 г на человека весом в 60 кг. Для ребёнка допустимая норма составляет не более 50 мг.

Сравнительно легко человек переносит дневную дозу нитратов в 15 – 200 мг; 500 мг — это предельно допустимая доза (600 мг — уже токсичная доза для взрослого человека). Для отравления грудного малыша достаточно и 10 мг нитратов.

В Российской Федерации допустимая среднесуточная доза нитратов — 312 мг, но в весенний период реально она может достигать 500 – 800 мг/сутки.

Нитраты способствуют развитию патогенной (вредной) кишечной микрофлоры, которая выделяет в организм человека ядовитые вещества — токсины, в результате чего идёт токсикация, т. е. отравление организма. Основными признаками нитратных отравлений у человека являются:

Нитраты снижают содержание витаминов в пище, которые входят в состав многих ферментов, стимулируют действие гормонов, а через них влияют на все виды обмена веществ.

У беременных женщин возникают выкидыши, у здоровых мужчин — снижение потенции.

При длительном поступлении нитратов в организм человека (пусть даже в незначительных дозах) уменьшается количество йода, что приводит к увеличению щитовидной железы.

Установлено, что нитраты сильно влияют на возникновение раковых опухолей в желудочно–кишечном тракте у человека.

Нитраты способны вызывать резкое расширение сосудов, в результате чего понижается кровяное давление.

Хроническое поступление субтоксичных доз нитратов приводит к тяжелым последствиям не так быстро, как при токсичных дозах, но так же неотвратимо. Ветеринарной практикой установлено, что при использовании кормов с высоким содержанием нитратов у коров, овец, свиней увеличивается число абортов. Исследования хронических отравлений у животных показали, что поражаются в первую очередь те органы и ткани, где происходит интенсивное размножение клеток.

Ф. Н. Субботин (профессор Филипп Никанорович Субботин и заслуженный деятель науки РСФСР, гигиенист) и Н. В. Волкова вводили нитраты и нитриты в куриные эмбрионы. При введении нитрита натрия до инкубации повреждалось 100% эмбрионов, после инкубации — 40.7%. нитратом натрия повреждалось соответственно 22,2 и 17,6%.

У цыплят отмечались уродства мозга, лаз, дефекты грудной и брюшной стенок, конечностей, клюва, редукция хвоста. Кроме того, наблюдалась значительная жировая и белковая дистрофия печени. Все изменения зависели от вводимой дозы. Чем раньше эмбрион начинал получать нитраты или нитриты, тем значительнее были изменения.

Н. В. Волкова, продолжая исследования на крысах, ежедневно вводила одной группе беременных самок нитрит натрия (0,05 мг/кг), другой — нитрат натрия (40 мг/кг). В результате увеличилась гибель эмбрионов, у них появились отеки, подкожные кровоизлияния, дефекты мозга, развитие их затягивалось. У некоторых эмбрионов отсутствовали задние конечности. Крысята, матери которых в течение всей беременности получали нитраты, рождались с низким средним весом, чаще гибли. Автор выяснила, что причиной снижения жизнеспособности крысят являются отклонения в становлении сердечного ритма и серьезные изменения в печени. Нарушения отмечены только у крысят, на их матерей нитрит натрия в дозе 0,05 мг/кг и нитрат натрия в дозе 40 мг/кг заметных воздействий не оказали.

Заслуживают внимания данные, полученные Н.И. Опополем с соавторами при определении допустимой суточной дозы (ДСД) нитратов для человека. Крысам в течение 10 мес. давали нитрат натрия в дозе 40мг/ кг и нитрат кальция в дозах 10 и 20 мг/кг. В первые 6 мес. никаких различий в поведении и внешнем виде экспериментальных и контрольных животных не наблюдалось. К 10–ому месяцу затравки у (отдельных животных, получавших 40 мг/кг нитрата натрия появились сначала единичные, а затем и множественные расчесы, и прокусы кожи. Позже такие явления стали наблюдаться у большинства животных этой группы, а также у получавших нитрат кальция в дозах 10 и 20 мг/кг. Животные становились осе покойными, агрессивными. Шерсть теряла блеск, становилась редкой, взъерошенной, особенно в области спины и передней части туловища, По мнению автора, это свидетельствует о том, что хроническое употребление нитратов приводит к аллергическим явлениям в организме.

Кроме того, в начале 10–го месяца затравки начался падеж животных. На вскрытии у павших животных обнаружены признаки пневмонии. Хроническое отравление нитратами опасно еще и тем, что восстанавливающиеся из них нитриты соединяются с аминами и амидами любых доброкачественных белковых продуктов и образуют канцерогенные нитрозамины и нитрозамиды.

Нитрозамины токсичны и канцерогенны в присутствии дополнительных ферментных систем, которые всегда имеются в организме теплокровных, а нитрозамиды проявляют эти свойства даже без дополнительной метаболизации и поражают в первую очередь кроветворную, лимфоидную, пищеварительную системы. Нитрозамины на ранних стадиях отравления подавляют иммунитет. Нитрозосоединения обладают мутагенной активностью.

Существует гипотеза о возникновении рака желудка. По этой гипотезе, в первые десятилетия жизни химический канцероген, вероятно нитрозосоединение, проникает в клетки верхней части пищеварительного тракта через повреждения защитной слизистой оболочки и вызывает мутацию клеток. Мутированные клетки вырабатывают слизь другого состава, рН повышается, в верхнюю часть желудочно–кишечного тракта проникают микроорганизмы, восстанавливающие нитраты в нитриты, образуются дополнительные нитрозосоединения. Атрофия и метаплазия слизистой желудка нарастает в течение 30—50 лет, пока у некоторых людей с такой патологией не возникнут злокачественные опухоли. На первый взгляд, 30—50 лет латентного периода — это очень много, но для тех, у кого отсчет начался с первого года жизни, с первого в жизни огурца с нитратами, срок в 30—50 лет вряд ли покажется большим.

Методы исследования содержания нитратов в продуктах растениеводства

Среди методов определения нитратов в продуктах главенствующее положение занимают физико-химические: спектрофотометрия, хроматография, электрохимия и хемилюминесценция.

Спектрофотометрические методы определения нитратов можно разделить на 4 группы, основанные на:

• нитровании ароматических органических соединений (особенно фенолов);
• окислении органических соединений;
• восстановлении нитрат-ионов до нитрит-ионов;
• поглощении нитратов в УФ-области спектра. Получаемые соединения имеют максимум светопоглощения в ближней ультрафиолетовой и видимой областях спектра. Интенсивность светопоглощения пропорциональна содержанию нитратов в анализируемой пробе.

Давно известен метод газожидкостной хроматографии, который заключается в нитровании органических соединений ароматического ряда — бензола и его производных в присутствии серной кислоты, разделение их с помощью колонки, заполненной специальными сорбентами, испарении и количественном определении нитропроизводных пламенно-ионизационным детектором или детекторами электронного захвата.

Газохроматографический метод определения нитратов обладает высокой чувствительностью и достаточной точностью. Недостатком этого метода является влияние на результаты анализа сопутствующих веществ. Наличие галогенидов приводит к занижению результатов анализа, а загрязненность серной кислотой нитратами — к их завышению, причем оба влияния значимы и не поддаются оценке.

Количественный ионометричесний метод определения нитратов.

Ионометрический метод является унифицированным количественным методом определения нитратов, предназначенный для серийных (массовых) анализов свежей продукции растениеводства с использованием приборов иономеров-112, 113, 130, ЭВ-74, нитратомера “Ионикс-302” и др. Сущность метода состоит в извлечении нитратов из анализируемого материала раствором алюмокалиевых квасцов и последующем измерении концентрации нитратов в полученной вытяжке с помощью ионоселективного электрода.

полуколичественный метод определения нитратов с помощью индикаторной бумаги “индам”

Этот метод может быть использован для анализа мелких партий овощей в условиях рынка. Сущность метода состоит в визуальной оценке окрашенных соединений, образующихся при взаимодействии нитратов с реагентами, нанесенными на бумагу.

Состав, который наносится на бумагу “ИНДАМ”, включает цинковую пыль, сульфат марганца, сульфаниловую, лимонную или винную кислоту, а-нафтиламин, а также наполнитель — сульфат бария или кальция. Он разработан в НПО “Селекция” Республики Молдова.

Нижний предел обнаружения нитратов (в пересчете на нитрат-ион) в анализируемой пробе — 50 мг/кг.

Метод не может быть использован для анализа красной свеклы и моркови.

Полуколичественный метод определения нитратов с использованием дифениламина.

Этот метод может быть использован для анализа продукции растениеводства как ориентированный, результаты его не могут служить основанием для отбраковки продукции. Сущность метода состоит в визуальной оценке окрашенных соединений, образующихся при взаимодействии нитратов с дифениламином.

Нижний предел обнаружения нитратов в анализируемой пробе — 100 мг/кг.

Метод может быть использован при определении нитратов во всех продуктах растениеводства.

Оценку концентрации нитратов в пробе проводят путем визуального сравнения интенсивности окраски растворов сравнения и сока анализируемых образцов.

Тестер нитратов (нитратомер портативный).

Персональный электронный тестер для определения нитратов в овощах, фруктах. Прибор сконструирован для быстрого определения относительного содержания солей нитратов в распространенных овощах и фруктах.

• Зеленая зона. Если стрелка при нахождении щупа в толще продукта находится в «зеленой зоне» – содержание нитратов незначительное и далеко от предельной концентрации.

• Желтая зона. Если стрелка при нахождении щупа в толще продукта находится в «желтой зоне» – содержание нитратов зависит от типа продукта и нужно сравнить результаты с таблицей, приведённой ниже и имеющейся в описании прибора.

• Оранжевая зона. Если стрелка при нахождении щупа в толще продукта находится в «оранжевой зоне» – содержание нитратов зависит от типа продукта, что так же показано в таблице. Если стрелка стоит с начале (слева) оранжевой зоны – то мы рекомендуем Вам провести тщательную мойку и варку данных овощей или фруктов с тем, чтобы снизить в них уровень нитратов. Если же стрелка стоит в середине, либо в правой части оранжевой зоны — рекомендуем Вам воздержаться от употребления таких продуктов.

• Красная зона. Если после калибровки и теста стрелка стоит в красной зоне — то такие овощи или фрукты употреблять нельзя!

Для получения более точных результатов рекомендуется провести аналогичный тест на том же продукте, но воткнув щуп в другое место исследуемого овоща или фрукта — таким образом, вы избежите ошибок и случайностей при исследовании.

Исследование продукции растениеводства с помощью персонального электронного тестера и с применением полуколичественного метода определения нитратов с использованием дифениламина

Наше первое исследование продуктов растениеводства пришлось на пик их появления в торговых точках города – в сентябре. Кроме продуктов растениеводства, которые продаются в разрешённых местах (имеются в виду рынок Тракторозаводского района), мы приобрели продукцию на несанкционированной торговой точке – третья продольная магистраль близ строительной базы ВИТ. На таких «стихийных рынках» никогда не осуществляется государственный санитарный надзор, и поэтому продукция с этой торговой точки вызвала у нас сомнение по поводу её безопасности.

Исследование проводилось 18.09 2009 года на базе санитарной лаборатории колхозного Тракторозаводского рынка.

Работниками лаборатории нам было предложено два метода исследования продукции на нитраты:

— персональным электронным тестером для определения;
— применение полуколичественного метода определения нитратов с использованием дифениламина.

Для исследования были приобретены следующие продукты растениеводства:

— томаты;
— лук репчатый;
— редис;
— арбуз;
— картофель.

Первую проверку на наличие нитратов в продукции проводили с помощью персонального электронного тестера

Результаты тестирования занесли в таблицу.

Вторую проверку этой же продукции провели с помощью полуколичественного метода определения нитратов с использованием дифениламина. При выполнении проверки мы руководствовались «Методическими указания по определению нитратов и нитритов в продукции растениеводства», утвержденными начальником Главного санитарно-профилактического управления Минздрава СССР, 04.07.1989, № 5048-89.

Оборудование и реактивы.

Нож, ёмкость мерная, пипетка, дифениламин (кристаллический), серная кислота (концентрированная), исследуемая продукция.

Для проведения качественной пробы на присутствие нитритов в растениях на поверхность свежего среза наносили несколько капель раствора кристалликов дифениламина, смешанных с концентрированной серной кислоты и сравнивали результаты тестирования с данными, приведёнными в таблице.

Изменение окраски раствора при наличии нитратов.

Результаты тестирования занесли в таблицу.

Результаты исследований с помощью персонального электронного тестера и с применением полуколичественного метода определения нитратов с использованием дифениламина показали отсутствие нитратов в исследуемой продукции. Такие показатели могут быть связаны со следующими причинами:

— высокая цена на удобрения (вносятся удобрения, как мы выяснили в период вегетации растений);
— поздние продукты растениеводства (сентябрь) уже не содержат нитратов.

Исследование продуктов растениеводства на наличие нитратов в зимний период

Второе исследование мы проводили в кабинете химии МОУ СОШ №74 с сельхозпродукцией, приобретённой в магазине «Пятёрочка» Тракторозаводского района 16.01.2010г. Для исследования использовали продукцию урожая 2009 года (капуста, груша импортная, морковь, лук репчатый, яблоко, а также тепличные огурцы, укроп, петрушку, лук зелёный).

Проверку этой продукции провели с помощью полуколичественного метода определения нитратов с использованием дифениламина.

В лабораторных чашках с помощью ступки размяли подготовленные нарезанные плоды, корнеплоды и зелень до появления сока. В каждую ёмкость с исследуемым материалом налили небольшое количество раствора дифениламина с серной кислотой. Полученные данные занесли в таблицу.

Проверка продукции растениеводства, сделанная в январе, показала наличие нитратов в разном количестве в плодах, корнеплодах и зелени. Особенно велико содержание этих веществ в сельскохозяйственной продукции, выращенной в теплицах (зелень). Много – в моркови и кочерыжке капусты. Причины связаны с видовой принадлежностью продуктов растениеводства и концентрацией нитратов в определённых частях растения, а также с условиями выращивания этих культур.

Способы снижения количества нитратов в продуктах растениеводства

Очень важно не только знать, в каких растениях, в каких их частях, употребляемых в пищу содержатся нитраты, но и не менее важно знать, как уменьшить содержание ядовитых веществ, вредных для здоровья человека.

• Перед приготовлением пищи обязательно мыть овощи перед приготовлением. Это снижает количество нитратов на 20%;
• Замачивать на длительное время (за 2 часа в воду переходит до 60% нитратов)
• Удалять перед употреблением части, которые содержат высокое количество нитратов.
• При бланшировании, тушении и жаренье содержимое нитратов в готовых кушаньях уменьшается на 10%. При варке большинства овощей на пару интенсивность снижения концентрации нитратов на 10-15 % ниже, чем при варке в воде.
• При варке овощи гораздо лучше класть в холодную воду без соли. Солить к концу варки. Воду брать в количестве 1,0-1,2 л на 1 кг овощей, (соотношение вода: овощи должно быть 3:1). В картофеле, моркови, свекле, брюкве после чистки и мытья концентрацию нитратов снижается, соответственно, на 65%, 35%, 25% и 70 %. Слив первый отвар, можно дополнительно снизить количество нитратов.
• В случае приготовления многокомпонентных кушаний на овощной основе, технология которых которые предусматривают отваривание и жарение, концентрация нитратов снижается на 35 – 40 %.
• При квашении капусты содержание нитратов уменьшается в 2-3 раза, а при мариновании – в 3 раза. Заквашенную капусту употреблять лучше не раньше, чем через неделю, когда большая часть нитратов переходит в рассол.
• Салаты следует готовить непосредственно перед их употреблением и съедать сразу.
• Хранить овощи и плоды надо в холодильнике, т. к. при температуре +2°С невозможно превращение нитратов в более ядовитые вещества — нитриты.
• Чтобы уменьшить содержание нитритов в организме человека, надо в достаточном количестве использовать в пищу витамин С (аскорбиновую кислоту) и витамин Е, т. к. они снижают вредное воздействие нитратов и нитритов.

Заключение

В процессе ознакомления с научной литературой мы выяснили, что бывает не только отравление нитратами при их большом превышении максимально допустимых норм в продуктах, но и различные расстройства и заболевания из-за частого их употребления с растительной пищей даже в небольших количествах. Разные овощи и фрукты накапливают нитраты в зависимости от времени сбора и от условий выращивания. В разных частях плода, корнеплода, клубней или как у капусты недоразвившейся почки, количество нитратов разное. Как выяснилось, в овощах и зелени тепличного происхождения наибольшее количество нитратов из-за совокупности экологических факторов. Куда же смотрят службы экологического надзора? Почему продукция такого качества беспрепятственно продаётся на Тракторозаводском рынке и в сети магазинов? Во время проведения части исследовательской работы, которую мы выполняли в санитарной лаборатории Тракторозаводского рынка, мы узнали, о том, что продукция растительного происхождения, продаваемая на колхозном рынке, не подвергается проверке на нитраты. Основная направленность санитарной лаборатории – проверка продукции животноводства на наличие паразитов. Поэтому, покупая продукцию с рынка, нельзя быть уверенными, что она отвечает всем требованиям СЭС. Что же можно говорить о продукции, купленной в магазинах. Она также не проходит должного контроля.

На основании полученных результатов мы поставил перед собой следующие задачи:

• познакомить жителей посёлка Водстрой Тракторозаводского района со сложившейся обстановкой на рынке и в магазинах с продукцией растениеводства и предложить разработанные учёными рекомендации по уменьшению содержания нитратов в продуктах питания;
• продолжить работу по изучению содержания нитратов в других продуктах растениеводства;
• изучить возможность выращивания растений с наименьшим накоплением нитратов и донести эти данные до жителей посёлка, имеющих дачные участки и частные домовладения;
• продолжить просветительскую работу среди учащихся пропаганды полученных знаний, с целью сохранения здоровья.

Выполнили:

Болдовская Анастасия 11кл,
Тарасова Екатерина 11 кл

Руководитель:

учитель биологии Сотникова Татьяна Ивановна

МОУ СОШ № 74 Тракторозаводского района г.Волгограда

Источник