Избыток нитратов в организме. Вредное воздействие нитратов на организм человека

План реферата.

1. Влияние нитратов на здоровье человека

2. Нитраты как социально – экономическая проблема

3. Метаболизм нитратов в организме человека

4. Отравление нитратами

5. Методы подавление образования канцерогенных нитросоединений

6. Природные источники нитратов

7. Антропогенные источники

8. Нитраты и качество воды

9. Нитраты в растениях

10.Нитраты в продуктах питания и кормах

11. Экологические последствия распространения нитратов

Нитраты и болезни людей.

Нитраты - это соли азотной кислоты, которые накапливаются в продуктах и воде при избыточном содержании в почве азотных удобрений. Нитраты и нитриты вызывают у человека метгемоглобинемию, рак желудка, отрицательно влияют на нервную и сердечно-сосудистую системы, на развитие эмбрионов.

Отравления происходят при употреблении воды и продуктов растительного и животного происхождения с высоким содержанием нитратов или нитритов. Наиболее чувствительны к избытку нитратов дети первых месяцев жизни. Отравления детей часто происходят овощными соками и овощами с повышенным содержанием нитратов, в частности соком моркови. В 1 л сока накапливалось до 770 мг нитритов. Если матери употребляют высоконитратные овощи, нитраты попадают в грудное молок. В организме матери существует механизм защиты от нитратов, но возможности его ограниченны. Если мать употребляет продукты с высоким содержанием нитратов (капуста, морковь, огурцы, кабачки, укроп, шпинат), то они неизбежно попадают в грудное молоко. Противонитратные механизмы у ребенка формируются только к одному году.

Для взрослого человека смертельная доза нитратов составляет от 8 до 14 г, острые отравления наступают при приеме от 1 до 4 г нитратов.

Если до 60-х годов главной опасностью неумеренного использования нитратных удобрений считалась метгемоглобинемия, то сейчас большинство исследователей считают главной опасностью рак, в первую очередь рак желудочно-кишечного тракта. В присутствии нитритов канцерогенные нитрозамиды и нитрозамины могут синтезироваться практически из любых продуктов как в желудке, так и в кишечнике. Обнаружена прямая взаимосвязь между частотой заболевания раком желудка, атрофическим гастритом и высоким содержанием нитратов в воде колодцев и моче жителей.

Было выявлено, что у детей, пьющих воду с высоким содержанием нитратов, наблюдается тенденция к увеличению роста и массы при уменьшении окружности грудной клетки, мышечной силы кистей рук и жизненной емкости легких. Обнаруженные нарушения соотношений свидетельствуют о дисгармонии физического развития детей. Причиной этих нарушений следует считать длительную интоксикацию нитратами.

С ростом химизации увеличивается заболеваемость туберкулезом, особенно в возрастной группе 7-14 лет. Это преимущественно легочные формы заболевания.

Взрослые болеют меньше, чем дети, но всеми болезнями. Из заболеваний органов дыхания преобладает хронический бронхит, органов кровообращения - артериальная гипертония, причем, чем моложе обследуемые, тем выше процент заболеваемости.

Нитраты как социально - экологическая проблема.

Среди регионов, в которых производится продукция с содержанием нитратов выше предельно допустимых количеств более 30% ее общего объема, следует выделить: республики Прибалтики, Ленинградскую и Московскую области, Молдавию, Украину, республики Средней Азии, отдельные области Белоруссии. За последние два десятка лет «география» загрязнения нитратами продукции существенно расширилась.

Необходимо отметить, что сельскохозяйственной продукции без нитратов не бывает, поскольку они являются основным источником азота в питании растении. Поэтому для получения не только высоких, но и высококачественных урожаев необходимо вносить в почву минеральные и органические азотные удобрения. Потребность же растений в азоте определяется многими факторами: видом культуры, сортами, погодными условиями; свойствами почвы и количеством ранее применявшихся удобрении. К сожалению, приходится констатировать, что проблемы нитратов в сельскохозяйственной продукции тесно связаны с крайне низкой культурой земледелия как на совхозных полях, так и на приусадебных участках. Неоправданное применение высоких и сверхвысоких доз азотных удобрений ведет к тому, что избыток азота в почве поступает в растения, где он накапливается в больших количествах. Кроме того, азотные удобрения способствуют минерализации органического вещества почвы и как следствие усилению нитрификации и соответственно поступлению нитратов из самой почвы.

Проблема избыточного накопления нитратов в продукции сложна, многообразна, она затрагивает различные стороны жизни человека.

Существенно важным в решении проблемы нитратов является определение источников загрязнения нитратами, их устранение и введение постоянного строгого контроля на всех этапах производства, переработки, хранения и потребления продуктов питания. Необходимо наладить выращивание безнитратных овощей и фруктов и создания специализированных хранилищ для обеспечения детских садов и школ, больниц и родильных домов качественной продукцией.

Необходим контроль за накоплением нитратов в процессе формирования урожая, начиная с момента его уборки.

Таким образом, проблема нитратов в продуктах питания носит как экологический, так и социальный характер. Задача же состоит в том, чтобы в ближайшее время заложить основы для получения продукции с минимальным уровнем нитратов, что явится реальной основой для улучшения здоровья населения.

Метаболизм нитратов в организме 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, так как нитраты не только поступают в организм извне, но и образуются в нем. В малых количествах нитраты постоянно присутствуют в организме человека, как и в растениях, и не вызывают негативных явлений. При увеличении концентрации возникают нарушения.

В организм нитраты поступают с водой и пищей, затем они всасываются в тонком кишечнике в кровь. Выводятся преимущественно с мочой. Кроме того, они выводятся с женским молоком. Главной причиной всех негативных последствий являются не столько нитраты, сколько их метаболиты - нитриты. Нитриты, взаимодействуя с гемоглобином, образуют метгемоглобин, не способный переносить кислород. В результате уменьшается кислородная емкость крови и развивается гипоксия. Для образования 2000 мг метгемоглобина достаточно 1 мг нитрита натрия. В нормальном состоянии у человека содержится в крови около 2% метгемоглобина. Если содержание метгемоглобина возрастает до 30%, то появляются симптомы острого отравления (одышка, тахикардия, цианоз, слабость, головная боль), при 50% метгемоглобина может наступить смерть. Концентрация метгемоглобина в крови регулируется метгемоглобинредуктазой, которая восстанавливает метгемоглобин в гемоглобин. Метгемоглобинредуктаза начинает вырабатываться у человека только с трехмесячного возраста, поэтому дети до года, и особенно до трех месяцев, перед нитратами беззащитны. Восстанавливают нитраты в нитриты различные микроорганизмы, заселяющие преимущественно кишечник. Степень восстановления нитратов, как и при хранении продуктов, зависит от тех же факторов: количества нитратов в продуктах и условий жизнедеятельности микроорганизмов. Для развития кишечной микрофлоры благоприятна слабощелочная и нейтральная среда. Наиболее чувствительны к нитратам люди с пониженной кислотностью желудка. Это дети до года и больные гастритом и диспепсией. У таких людей микрофлора толстого кишечника может проникать в желудок, и тогда резко увеличивается процент восстановления нитратов по сравнению со здоровыми людьми.

Отравление нитратами.

Чувствительность к нитратам повышают все факторы, вызывающие кислородное голодание: высокогорье, наличие в воздухе окислов азота, угарного газа, углекислоты, употребление спиртных напитков. При отравлении высоконитратными продуктами поражаются желудочно-кишечный тракт, сердечно-сосудистая и центральная нервная системы; нитратной водой - сердечно-сосудистая, дыхательная и центральная нервная системы. Признаки отравления появляются через 1-6 часов после поступления нитратов в организм. Острое отравление начинается с тошноты, рвоты, поноса. Увеличивается и болезненно реагирует на пальпацию печень. Снижается артериальное давление. Пульс неровный, слабого наполнения, конечности холодные. Отмечается аритмия, дыхание учащается. Появляются головная боль, шум в ушах, слабость, судороги мышц лица, отсутствие координации движений, потеря сознания, кома. В легких случаях отравления преобладает сонливость и общая депрессия. 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. 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.

Методы подавление образования канцерогенных нитрозосоединений.

Нейтрализация нитритов позволяет тормозить образование нитрозосоединений. Введение крысам в желудок сначала ионола и аскорбиновой кислоты, а затем нитратно-нитритной смеси уменьшает образование нитрозоаминов в желудке крыс на 27,5-30% и 26-76% соответственно. Введение овощных или фруктовых соков вместо ионола и аскорбиновой кислоты приводит к снижению (от 85,7 до 29,1%) содержания нитрозоаминов, степень ингибирования прямо пропорциональна количеству введенных соков. Клюквенный сок, напротив, увеличивает образование нитрозоаминов. Перед употреблением высоконитратной пищи (капусты, огурцов, колбасы) можно принять аскорбиновую кислоту или выпить фруктовый сок. Рекомендуется добавлять в продукты несколько сот миллиграммов на килограмм аскорбиновой кислоты (сто миллиграммов - это 2-3 драже витамина С), что во многих случаях полностью предотвращает образование N-нитрозодиметиламина. Предполагают, что резкое уменьшение количества витамина С в растительной продукции при хранении вызвано взаимодействием его с нитратами и нитритами. При варке и тушении удаление нитрозоаминов с паром преобладает над их образованием, поэтому в процессе приготовления капусту, свеклу, кабачки не нужно закрывать крышкой.

Природные источники нитратов.

Основной источник нитратов - органическое вещество почвы, минерализация которого обеспечивает постоянное образование нитратов. Скорость минерализации органического вещества зависит от его состава, совокупности экологических факторов, степени и характера землепользования. Поэтому динамика нитратов в земных экосистемах определенным образом связана с малым биологическим круговоротом азота. Сельскохозяйственное использование почвы приводит к уменьшению запасов органического азота. Убыль почвенного азота усиливается при проведении агротехнических мероприятий, стимулирующих минерализацию органического вещества (севообороты с паром и пропашными культурами, интенсивная обработка почвы, внесение повышенных доз минеральных удобрений). В этой связи роль почвенного азота в загрязнении природных вод нитратами и в накоплении растениями, по-видимому, более существенная, чем считалось до сих пор.

Антропогенные источники нитратов.

Антропогенные источники нитратов подразделяются на аграрные (минеральные и органические удобрения, животноводческое производство), индустриальные (отходы промышленного производства и сточные воды) и коммунально-бытовые. Роль каждого из этих источников в отдельных страна, регионах, областях неодинакова, что зависит от природных условий, соотношения аграрного и промышленного секторов, интенсивности их развития и масштабов производства, степени концентрации точечных источников нитратов и других факторов.

Азотные удобрения представляют собой главный антропогенный источник азота, который по своим масштабам приближается к биологической его фиксации на суше и по некоторым прогнозам уже в ближайшие десятилетия превысит ее. В России, как и в других странах мира, азотные удобрения в основном производят в виде концентратов, при этом в их ассортимента наибольшее место занимают мочевина и аммиачная селитра. Преимущественное использование аммонийных и амидных форм азотных удобрений в земледелии не снижает опасности значительных потерь азота из почвы в силу быстрой нитрификации аммонийного азота. Хотя масштабы производства и применения азотных удобрении постоянно возрастают, сохраняется тенденция неравномерного распределения технического азота как по отдельным странам мира, так и в их пределах. Уровень применения азотных удобрений в экономически развитых странах значительно выше, чем в развивающихся. По своему характеру действия на экологическую обстановку традиционные виды органических удобрений (навоз), применяемые в умеренных нормах (20-50 т/га), можно рассматривать как диффузный источник нитратов, который, обеспечивая определенный вклад в нитратный бюджет агроландшафтов, не приводит к выраженному загрязнению природных объектов нитратами. Однако постоянное увеличение поголовья скота, использование комплексов промышленного типа для репродукции и откорма животных, образование скоплений экскрементов и отходов с достаточно высоким содержанием азота в пределах ограниченной территории ставит вопрос об экологически безопасной утилизации отходов, в том числе в виде органических удобрений. Отходы животноводческого производства, главным образом сточные воды и активный избыточный ил, отличаются высоким содержанием общего азота (38-1500 мг/л), большая часть которого представлена органической и аммонийной формами. Наряду с рассмотренными выше аграрными источниками увеличение уровня нитратов в агроландшафтах может быть обусловлено и иными формами сельскохозяйственной деятельности. Так, замена традиционных систем земледелия с участием и чередованием разнообразных культур более интенсивными и специализированными технологиями, которые способствуют усилению минерализации органического вещества почвы и разрушению ее структуры, ограничение площадей, занятых травами, распашка кормовых угодий под постоянную пашню, утяжеление машин и их использование на постоянных технологических колеях, отсутствие защитных зон вокруг полей приводят в конечном счете к усилению внутрипочвенного и поверхностного выноса азота. Введение в севообороты чистых паров способствует интенсивному образованию и накоплению нитратов в почве, которые могут теряться при продолжительном выпадении осадков или кратковременных, но обильных ливней. Потери нитратов из почвы возрастают при насыщении севооборотов пропашными культурами, агротехника которых требует большого числа междурядных обработок. В качестве косвенного фактора, увеличивающего вероятность выноса нитратов с дренажным стоком из почвы, можно рассматривать известкование почвы, стимулирующее минерализационные процессы. Концентрация нитратов в водоемах возрастает при мелиорации переувлажненных земель и в первые годы их сельскохозяйственного использования. Наиболее высокий уровень нитратов обнаруживается в магистральных водостоках, принимающих дренажные воды. Длительное сельскохозяйственное использование осушенных земель приводит к некоторому повышению содержания нитратов и в грунтовых водах. Потенциальное значение осадка сточных вод как источника нитратов определяется способом его утилизации, нормой внесения в почву и скоростью минерализации азотсодержащих соединений. Наиболее распространенный путь утилизации осадков сточных вод заключается в приготовлении на его основе компостов, непосредственном внесении в почву в норме от 100 до 400 м /га с целью мелиорации земель или в качестве удобрения. На первых этапах компостирования осадка сточных вод преобладают процессы аммонификации. В целом роль илов, шламов как источника нитратов невелика, так как основное количество азота в них находится в трудногидролизуемых соединениях. Негативные последствия для окружающей среды осадков сточных вод связаны в основном с загрязнением природных объектов тяжелыми металлами и патогенными микроорганизмами.

Нитраты и качество воды.

Количество нитратов в природных водах определяется воздействием комплекса факторов (биологические, гидрохимические, геоморфологические, климатические, физико-химические свойства почв водосборной территории). Содержание нитратов в поверхностных и грунтовых водах существенно меняется в зависимости от вида деятельности человека. Большое количество нитратов содержится в коллекторных и дренажных водах, дренирующих сельскохозяйственные территории, на которых применяются азотные удобрения и навоз. Концентрация нитратов в этих водах может превышать 120 мг/л. В естественных (природных) условиях количество их не превышает 9 мг/л. Наибольшее количество (свыше 200 мг/л) нитратов находится в бытовых стоках и в стоках животноводческих комплексов. Существенному повышению количества нитратов в природных водах способствуют азотные удобрения. Грунтовые воды содержат, как правило, меньше нитратов, чем поверхностные, поскольку почва служит своего рода «фильтром» по пути передвижения нитратного азота. Чем глубже залегают грунтовые воды, тем меньше содержится в них нитратов. Наряду с многолетней динамикой содержания нитратов существует и годовая изменчивость их количества. При повышенном содержании нитратов в водоемах возрастает вероятность образования нитритов в количествах, токсичных для рыб. Например, смертельная доза для лососевых рыб составляет 0,2-0,4 мг/л азота нитритов. Наиболее опасными источниками поступления нитратного азота в воду являются отходы животноводческих комплексов, а также применение их стоков и жидкого навоза в повышенных дозах в качестве удобрений. При пользовании водой с высоким уровнем нитратов необходим комплекс мер по его снижению. Особенно это важно для родильных домов, детских садов и яслей, детских больниц. Перед употреблением воду необходимо пропускать через аниониты, с тем, чтобы освободиться от нитрат-ионов. Снижения содержания нитратов в пресных водах, поступающих на коммунально-хозяйственные нужды, можно достичь путем стимулирования биологической денитрификации, использования электродиализа, методов химической редукции, разбавления более чистой воды. Однако наиболее рациональный путь снижения концентрации нитратов в поверхностных и грунтовых водах заключается в уменьшении размеров высвобождения N-NO из природных и антропогенных источников и ограничения их миграции в агроландшафтах. В зонах интенсивного применения азотных удобрений необходимо создание охранных зон, предотвращающих поступление подвижных соединений азота в водоемы, воду которых используют как питьевую. Водоохранные мероприятия должны способствовать повышению культуры земледелия; предотвращению поступления дренажного и поверхностного стоков путем отвода их за пределы водного объекта в специальные буферные водохранилища, лагуны, накопительные и окислительные пруды, а также использование искусственных и естественных биологических методов очистки загрязняющих вод поверхностного стока. Для обезвреживания поверхностных вод перспективно использование биологических прудов, где очистителями являются микроводоросли и макрофильтры. Последние интенсивно усваивают азот аммонийной и нитратной форм. Использование макрофильтров для очистки сточных вод требует обязательного их изъятия из водоема после сформирования вегетативной массы с целью исключения вторичного загрязнения водоема биогенами. Наряду с этим нормы азотных удобрений должны быть экологически безопасными, сроки и способы их внесения определяются учетом почвенно-экологических условии агроландшафта и биологических особенностей реакции растений на режим азотного питания. Например, система применения азотных удобрений при выращивании риса на основе локального внесения туков в почву, благодаря чему снижается поступление нитратов в надпочвенный слой воды и исключается необходимость проведения подкормок в течение вегетации с самолета. Последний способ внесения азотных удобрений несет наибольшую угрозу качеству поверхностных вод. При утилизации сточных вод животноводства рекомендуется ограничить использование их в неразбавленном виде. Наиболее приемлемым и целесообразным является обязательное разбавление стоков водой в 1,5 раза при обязательном внесении в почву фосфорных и калийных удобрений в дозах, необходимых для полного обеспечения растений в фосфоре и калии сбалансированных к количеству азота, применяемого в сточных водах. С целью предупреждения избыточной аккумуляции нитратов в природных водах, сохранения и прогнозирования изменения качества воды необходимо наладить региональный и местный контроль за их содержанием как в природных, так и в сбросных водах, установив при этом научно обоснованные нормативы предельно допустимых концентраций во всех видах вод.

Нитраты 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 нитратов в продукции. Видовые различия растений по накоплению нитратов зачастую обусловлены локализацией нитратов в отдельных органах растений. Выяснение особенностей локализации нитратов в разных органах и тканях представляется важным как для понимания механизмов перераспределения и запасания нитратов в ходе онтогенеза, так и диагностики качества продукции овощных и кормовых культур.

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. 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. Зоны с разным содержанием нитратов и в корнеплодах моркови. Их высокое содержание обнаружено в верхушке и кончике корнеплода. В сердцевине корнеплода уровень нитрата выше, чем в коре. Уровень нитратов в сердцевине уменьшается от кончика корнеплода к верхушке. 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.

Нитраты в продуктах питания.

В процессе хранения и переработки продукции количество нитратов, как правило, несколько снижается, однако при нарушении режимов хранения их содержание может расти, и довольно существенно. Содержание нитратов в головках цветной капусты после двухнедельного хранения уменьшилось примерно на 40% по сравнению с исходным уровнем. Образованию нитратов и нитритов в процессе хранения продукции способствуют различные виды микроорганизмов. Чем выше содержание нитратов в убранном урожае. тем больше нитритов образуется в ходе хранения. Риск образования нитритов в продукции возрастает при повышении температуры хранения с 10 до 35°С. недостаточной аэрации складированной продукции, сильной загрязненности листовых овощей и корнеплодов, наличии механических повреждений продукции, оттаивании свежезамороженных овощей в течение длительного времени при комнатной температуре. При оптимальных условиях хранения количество нитратов в корнеплодах уменьшилось в варианте без удобрений в 2 раза, тогда как в варианте с дозой азота 480 кг/га в 1,3 раза; у моркови в варианте без удобрений практически не изменилось, а в варианте с дозой азота 480 кг/га - в 2,2 раза. В процессе хранения лука содержание нитратов в луковицах практически не менялось. Хранение свежих овощей при низкой температуре предотвращает образование нитритов. В глубоко замороженных овощах накопления нитратного азота не происходит. Однако размораживание шпината при комнатной температуре в течение 39 часов привело к образованию нитритов в продукции. Хранение загрязненных почвой и поврежденных листовых овощей при температуре выше 5° ускоряло образование нитратов в тканях вследствие проникновения нитратредуцирующих микроорганизмов. В процессе хранения овощей и картофеля при оптимальных условиях влажности и температуры количество нитратов во всех видах продукции снижалось. Наиболее заметно их количество падало в период февраль-март у капусты и свеклы столовой, несколько в меньших размерах - у моркови и картофеля. При хранении картофеля на складе с усиленной вентиляцией через 3 месяца сохранялось 85%. а через 6 месяцев - 30% нитратов от исходного уровня. В корнеплодах моркови 70 и 44% соответственно. Оптимальные условия (температура и влажность) хранения обеспечивали снижение уровня нитратов в овощеводческой продукции через 8 месяцев на 50%. Таким образом, степень снижения количества нитратов при хранении зависит от вида продукции, исходного содержания их, режимов хранения и прочих условий. Овощеводческая продукция используется в пищу как в свежем, так и в переработанном виде. В зависимости от режимов и видов технологической переработки меняется уровень содержания нитратного азота в конечном продукте. Как правило, количество нитратов в продукте в процессе переработки снижается, но при этом следует соблюдать режимы переработки. Предварительная подготовка продукции (очистка, мойка, сушка) снижает количество нитратов в продуктах питания на 3-25%. В процессе переработки продукции происходит быстрое разрушение ферментов и гибель микроорганизмов, что останавливает дальнейшее прекращение нитрата в нитрит. В зависимости от способа дальнейшего приготовления пищи количество нитратов снижается неодинаково. При варке картофеля в воде уровень нитратного азота падает на 40-80%. на пару - на 30-70%. при жарений в растительном масле - на 15%, во фритюре - на 60%. При предварительном замачивании картофеля в 1%-ном растворе хлористого калия и 1%-ном аскорбиновой кислоты и дальнейшем жарений во фритюре степень нитратов падает на 90%. Очистка клубней картофеля привела к резкому (более чем в 2 раза) увеличению потерь нитратов, т. е. кожица клубней является определенным барьером для перехода нитратов в воду. В плодах соленых томатов количество нитратного азота возрастает в 1,4-1,8 раза. При этом в рассоле в 2,2-2.8 раза больше, чем в исходных свежих плодах, которое обусловлено применением приправы зеленых овощей (укроп, петрушка, чеснок), содержащих повышенное количество нитратов. В первые дни количество нитратов в плодах огурцов более эффективно снижается при консервировании. Однако на 30-е сутки эффект от засолки и консервирования оказывается примерно равным, количество нитратов составляет свыше 30% от исходного уровня в продукции. При квашении капусты содержание нитратов на 5-е сутки снижается в 2,1 раза по сравнению с исходным количеством в свежей капусте. В течение 2 последующих суток уровень нитратов в квашеной капусте практически не меняется.

Общеизвестно, что самое дорогое у человека - это его здоровье, которое невозможно купить и которое во многом зависит от правильного питания его. Недаром существует пословица: “Скажи мне, что ты ешь, и я скажу тебе, чем ты болеешь”.

Для большинства уже не секрет, что для укрепления здоровья лучше есть больше фруктов, овощей и меньше животной пищи. При рациональном растительном питании следует выполнять 10 полезных советов, которые помогут человеку прожить дольше:

Необходимо включать в суточное меню любой фрукт оранжевого цвета, который содержит ценный для организма бетакаротин, снижающий риск онкологических и сердечных заболеваний, даже среди курящих.

Ежедневно на нашем столе должны быть фрукты и овощи, содержащие витамин С. Это в первую очередь относится к больным сахарным диабетом, ибо исследования итальянских учёных установили, что дневная доза витамина С в 1000 мг ускоряет выработку гормона инсулина.

Помидоры, кроме приятного вкуса, обладают и целебными свойствами благодаря высокому содержанию в них ликопина. Ежедневное употребление помидоров значительно снижает риск возникновения рака толстой кишки, ротовой полости, желудка, т. к. нейтрализует действие нитрозаминов, способствующих развитию раковых клеток. Отмечено также, что кто ест помидоры в достаточном количестве, значительно энергичнее и подвижнее, чем те, кто пренебрегает этими овощами.

Фрукты надо есть в сыром виде. Убедительную статистику представили английские учёные. Основываясь на данных 17-летнего исследования, проведённого среди жителей Англии, Шотландии и Уэльса, учёные установили, что те, кто ежедневно ели свежие фрукты, на 24% снизили шанс острых сердечных приступов, на 32% - риск инсульта и на 21% - преждевременную смерть.

Обязательно употреблять в пищу изюм и курагу, они незаменимы для тех, кто хочет укрепить здоровье и набраться больше сил и энергии, т. к. калий, содержащийся в них, способствует лучшей работе сердечной мышцы.

Очень полезны фруктовые соки. Однако следует помнить, что фруктовые соки не могут заменить пищу, чем могут злоупотреблять дети. Один стакан фруктового сока в день для ребёнка - вполне достаточно.

Сырые овощи обеспечивают хорошее настроение, свежую кожу, изящную фигуру, снижают хлопоты с желудком и кишечником, т. к. содержат в себе значительное количество клетчатки. Особенно это важно при сидячем образе жизни и в борьбе против ожирения и запоров. Целительные силы сырой растительной пищи известны давно.

Лук и чеснок нужны, чтобы избавиться от гниения в пищеварительном тракте в результате неправильного питания, особенно в период массового распространения гриппа.

Фрукты лучше съедать за 0,5 часа до еды, натощак и без хлеба.

По Брэггу 3/5 всей диеты должны составлять фрукты и овощи: сырые, печёные и варёные.

Итак, фрукты и овощи, но они должны быть здоровыми и чистыми от таких веществ, как нитраты и нитриты.

Нитраты и нитриты, их роль в растениях

Азот - это один из самых важнейших химических элементов в жизни растений, т. к. он необходим для синтеза аминокислот, из которых образуются белки. Растение получает азот из почвы в виде минеральных азотных солей (нитратных и аммиачных).

В растениях азот подвергается сложным превращениям. Метаболизм азота в растениях - это сложный процесс, и нитраты занимают в нём промежуточное положение:

HNO3 – HNO2 – (HNO)2 – NH2OH + NH3 |

(нитрат) (нитрит) (гипонитрит) (гидроксиламин) (аммиак)

Нитраты в растениях восстанавливаются до нитритов. В этом процессе участвуют различные металлы (молибден, железо, медь, марганец), и при этом происходит интенсивная трата углеводов, т. к. на восстановление требуется энергия, источником которой являются углеводы. Нитриты могут накапливаться в растениях и этим подавлять их рост. Но основная часть нитритов, подвергаясь дальнейшим превращениям, даёт аммиак (NH3). Аммиак русский учёный Д.М. Прянишников назвал альфой и омегой в питании растений.

Вредное воздействие нитратов на организм человека

Впервые заговорили о нитратах в нашей стране в 70-х годах, когда в Узбекистане случилось несколько массовых желудочно-кишечных отравлений арбузами из-за их чрезмерной подкормки аммиачной селитрой (1).

В мировой науке о нитратах знали уже гораздо раньше. Сейчас общеизвестно, что нитраты обладают высокой токсичностью для человека и домашних животных:

Нитраты под воздействием фермента нитратредуктазы восстанавливаются до нитратов, которые взаимодействуют с гемоглобином крови и окисляют в нём двухвалентное железо в трехвалентное. В результате образуется вещество метгемоглобин, который уже не способен переносить кислород. Поэтому нарушается нормальное дыхание клеток и тканей организма (тканевая гипоксия), в результате чего накапливаются молочная кислота, холестерин, резко падает количество белка.

Особенно опасны нитраты для грудных детей, т. к. их ферментная основа несовершенна, а восстановление метгемоглобина в гемоглобин идёт медленно.

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:

синюшность ногтей, лица, губ и видимых слизистых оболочек;

тошнота, рвота, боли в животе;

понос, часто с кровью, увеличение печени, желтизна белков глаз;

головные боли, повышенная усталость, сонливость, снижение работоспособности;

одышка, усиленное сердцебиение, вплоть до потери сознания;

при выраженном отравлении - смерть.

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.

При всём вышеизложенном следует помнить, что вред наносят организму человека не сами нитраты, а нитриты, в которые они превращаются при определённых условиях.

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.

Пути попадания нитратов в организм человека

Нитраты попадают в организм человека различными путями.

Через продукты питания:

растительного происхождения;

животного происхождения.

Через питьевую воду.

Через лекарственные препараты.

Основная масса нитратов попадает в организм человека с консервами и свежими овощами (40 – 80% суточного количества нитратов).

Незначительное количество нитратов поступает с хлебными изделиями, фруктами, с молочными продуктами.

Часть нитратов может образоваться в самом организме человека при его обмене веществ.

Также нитраты поступают в организм человека с водой, которая является одним из основных условий нормальной жизни человека. Загрязнённая питьевая вода вызывает 70 – 80% всех имеющихся заболеваний, которые на 30% сокращают продолжительность жизни человека. По данным ВОЗ по этой причине заболевает более 2 млрд. человек на Земле, из которых 3,5 млн. умирает (90% из них составляют дети младше 5 лет). В питьевой воде из подземных вод содержится до 200 мг/л нитратов, гораздо меньше их в воде из артезианских колодцев. Нитраты попадают в подземные воды через различные химические удобрения (нитратные, аммонийные), с полей и от химических предприятий по производству этих удобрений. Наибольшее количество нитратов содержится в грунтовых водах. Обычно жители городов пьют воду, где содержится до 20 мг/л нитратов, жители же сельской местности - 20 – 80 мг/л нитратов.

Нитраты содержатся и в животной пище. Рыбная и мясная продукция в натуральном виде содержит немного нитратов (5 – 25 мг/кг в мясе, и 2 – 15 мг/кг в рыбе). Но нитраты и нитриты добавляют в готовую мясную продукцию с целью улучшения её потребительских свойств и для более длительного её хранения (особенно в колбасных изделиях). В сырокопчёной колбасе содержится нитритов 150 мг/кг, а в варёной колбасе - 50 – 60 мг/кг.

Также нитраты попадают в организм человека через табак. Выяснено, что некоторые сорта табака содержат до 500 мг нитратов на 100 г сухого вещества.

Само по себе присутствие нитратов в растениях - нормальное явление, т. к. они являются источниками азота в этих организмах, но излишнее увеличение их крайне нежелательно, т. к. они (как мы уже знаем) обладают высокой токсичностью для человека и домашних животных.

Нитраты в основном скапливаются в корнях, корнеплодах, стеблях, черешках и крупных жилках листьев, значительно меньше их в плодах.

Нитратов также больше в зеленых плодах, чем в спелых. Больше всего нитратов содержится в салате (особенно в тепличном), в редьке, петрушке, редисе, столовой свёкле, капусте, моркови, укропе:

в свекле и моркови больше нитратов в верхней части корнеплода, а в моркови также и в его сердцевине;

в капусте - в кочерыжке, в толстых черешках и в верхних листьях.

Выяснено также, что у всех овощей и плодов больше всего нитратов содержится в их кожице.

По способности накапливать нитраты овощи, плоды и фрукты делятся на 3 группы (2):

со средним содержанием (300 – 600 мг): цветная капуста, кабачки, тыквы, репа, редька, белокочанная капуста, хрен, морковь, огурцы;

С физиологической точки зрения количество нитратного азота в растениях определяется соотношением:

процессов поглощения;

транспорта;

ассимиляции;

распределения его в разных органах и частях растения.

И все эти процессы обусловлены совокупностью почвенно-экологических условий, агротехнических и генетических факторов.

Таким образом, накопление нитратов в растениях зависит от комплекса причин:

от биологических особенностей самих растений и их сортов. Выяснено, что больше всего нитратов содержится в редисе сорта “Красный великан” по сравнению с другими её сортами (“розовый с белым кончиком”, “жара” и др.).

от возраста растений: в молодых органах их больше (кроме шпината и овса). Меньше накапливается нитратов в гибридных растениях. Нитратов больше в ранних овощах, чем в поздних.

от режима минерального питания растений. Так, микроэлементы (особенно молибден) снижают содержание нитратов в редисе, редьке и цветной капусте; цинк и литий - в картофеле, огурцах и кукурузе. Уменьшается содержание нитратов в растениях и в результате замены минеральных удобрений на органические (навоз, торф и др.), которые постепенно разлагаются и усваиваются растениями. Органические удобрения положительно влияют на капусту, морковь, свеклу, петрушку, картофель, шпинат. Нерациональное, халатное использование химических удобрений, чрезмерные дозы их приводят к сильному накоплению нитратов, особенно в столовых корнеплодах.

Содержание нитратов возрастает сильнее при использовании нитратных удобрений (KNO3, NaNO3, Ca(NO3)2), чем при употреблении аммонийных. За последние годы (по словам руководителя лаборатории пищевой токсикологии института питания Т. С. Хотимченко) произошло существенное снижение нитратов в продуктах отечественного растениеводства по причине меньшего использования химических удобрений в виду их дороговизны. Если в 1988 – 89 годах ПДК по нитратам превышал 15% у овощей, то теперь - не более 3%.

от факторов окружающей среды (температуры, влажности воздуха, почвы, интенсивности и продолжительности светового освещения):

чем длиннее световой день, тем меньше нитратов в растениях;

при влажном и холодном лете количество нитратов увеличилось в 2,5 раза.

при повышении температуры до 20 °С количество нитратов снизилось в столовой свекле в 3 раза. Нормальная освещённость растений снижает содержание нитратов, поэтому в тепличных растениях нитратов больше.

При употреблении фруктов в пищу мы должны внимательно следить за их качеством. Чтобы яблоки дольше хранились, их покрывают эмульсионным налётом и насыщают консервантами. Такие яблоки внешне очень привлекательны, но порой в них нет ни вкуса, ни запаха, ни живой сочности, а консерванты в них убивают в кишечнике человека полезную микрофлору. Такие же консерванты используются и для хранения других продуктов (растительного масла, сосисок, колбас). Поэтому надо внимательно следить за сертификатами импортных продуктов.

Вопрос накопления нитратов в растениях нашей области стал изучаться СахНИИ с/х с 1989 года, сотрудники которого выяснили, что на Сахалине в связи с особыми агрометеорологическими условиями содержание нитратов в растениях увеличивается:

большое количество дней, частые туманы;

заниженная солнечная радиация;

более низкие температуры воздуха и почвы;

сильные ветра.

Способы снижения вреда нитратов в растениях на организм человека

Очень важно не только знать, в каких растениях, в каких их органах и частях содержатся нитраты, но и не менее важно знать, как уменьшить содержание этих ядовитых веществ для организма, поэтому предлагается ряд ценных советов:

Снижается количество нитратов при термической обработке овощей (13) (мойке, варке, жарке, тушении и бланшировке). Так, при вымачивании - на 20 – 30%, а при варке - на 60-80%.

в капусте - на 58%;

в столовой свекле - на 20%;

в картофеле - на 40%.

При этом следует помнить, что при усиленной мойке и бланшировании (обваривании кипятком) овощей в воду уходят не только нитраты, но и ценные вещества: витамины, минеральные соли и др.

Чтобы снизить количество нитратов в старых клубнях картофеля, его клубни следует залить 1%-ным раствором поваренной соли.

У кабачков и баклажанов необходимо срезать верхнюю часть, которая примыкает к плодоножке.

Т. к. нитратов больше в кожуре овощей и плодов, то их (особенно огурцы и кабачки) надо очищать от кожуры, а у пряных трав надо выбрасывать их стебли и использовать только листья.

У огурцов, свеклы, редьки надо срезать оба конца, т. к. здесь самая высокая концентрация нитратов.

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 (4).

Выяснено, что при консервировании на 20 – 25% уменьшается содержание нитратов в овощах, особенно при консервировании огурцов, капусты, т. к. нитраты уходят в рассол и маринад, которые надо выливать.

Салаты следует готовить непосредственно перед их употреблением и съедать сразу.

Заключение

Проблема токсичного накопления нитратного азота на современном этапе является одной из наиболее острых и актуальных.

Решением этой задачи заняты многие научно-исследовательские учреждения всего мира, но, несмотря на пристальное внимание к этой проблеме, до сих пор радикального решения пока не найдено.

Джалолова Ф.С

Цель проекта получить информацию в результате исследования различных овощей и фруктов о накоплении нитратов и нитритов, обобщить и проанализировать исследования в результате изучения научно – популярной литературы по данному вопросу. Задачи проекта

Кратко описать действия, которые необходимо принять для достижения цели проекта
Обосновать и выявить причины накопления нитратов и нитритов в овощах
Разработать простые и эффективные приемы снижения уровня нитратов и нитритов в овощной продукции, которые доступны каждому и способы их удаления из различных продуктов
Провести анализ продуктов, используя известные методы в аналитической химии нитратов и нитритов
Как же избежать отравления нитратами и вырастить экологически чистую продукцию?

Скачать:

Предварительный просмотр:

Департамент образования города Москвы

Северное Окружное управление образования

Средняя общеобразовательная школа №1120

Проектная работа на тему:

«Вредное воздействие нитратов на организм человека»

Научная дисциплина: химия.

Выполнила: Джалолова Ф.С. ученица 10 класса «А»

Научный руководитель: Долгова О.А. – учитель химии

Г.Москва – 2011 год

Введение: роль растений в питании человека
Нитраты и нитриты, и их роль в растениях
Качества овощей и условия их выращивания
Вредное воздействие нитратов на организм человека
Допустимые нормы нитратов
Пути попадания нитритов в организм человека
Содержание и накопление нитратов в разных растениях
Способы снижения вреда нитратов в растениях на организм человека
Экспериментальные методы(исследовательская работа)
Выводы
Заключение
Литература
Приложение

ВВЕДЕНИЕ

Общеизвестно, что самое дорогое у человека – это его здоровье, которое невозможно купить и которое во многом зависит от правильного питания его. Недаром существует пословица: «Скажи мне что ты ешь, и я скажу тебе чем ты болеешь».

Необходимо включать в суточное меню любой фрукт оранжевого цвета, который содержит ценный для организма бетакаротин, снижающий риск онкологических и сердечных заболеваний, даже среди курящих.
Ежедневно на нашем столе должны быть фрукты и овощи, содержащие витамин С. Это в первую очередь относится к больным сахарным диабетом, ибо исследования итальянских учёных установили, что дневная доза витамина С в 1000 мг ускоряет выработку гормона инсулина.
Помидоры кроме приятного вкуса обладают и целебными свойствами благодаря высокому содержанию в них ликопина. Ежедневное употребление помидор значительно снижает риск возникновения рака толстой кишки, ротовой полости, желудка, т.к. нейтрализует действие нитрозаминов, способствующих развитию раковых клеток. Отмечено также, что кто ест помидоры в достаточном количестве, значительно энергичнее и подвижнее, чем те, кто пренебрегает этими овощами.
Фрукты надо есть в сыром виде. Убедительную статистику представители английские учёные. Основываясь на данных 17-летнего исследования, проведённого среди жителей Англии, Шотландии и Уэльса, учёные установили, что те, кто ежедневно лакомились свежими фруктами, на 24% снизили шанс острых сердечных приступов, на 32% риск инсульта и на 21% преждевременную смерть.
Обязательно употреблять в пищу изюм и курагу, они незаменимы для тех, кто хочет укрепить здоровье и набраться больше сил и энергии, т.к. калий, содержащийся в них, способствует лучшей работе сердечной мышцы.
Очень полезны фруктовые соки, хотя они не содержат ни белка, ни жира, ни многих микроэлементов, как молоко, значит и поэтому они калорийны. Следует помнить, что фруктовые соки не могут заменить пищу, чем могут злоупотреблять дети. Один стакан фруктового сока в день для ребёнка вполне достаточно.
Ежедневно рекомендуется съедать за день 2 фруктовых блюда. На первый взгляд это кажется нереальным, но в действительности всё значительно проще, для чего следует добавить банан к утренней каше и апельсин в течении дня, - и дневная норма употребления фруктов обе
спечена.
Лук и чеснок нужен, чтобы избавиться от гниения в пищеварительном тракте в результате неправильного питания, и особенно в период массового распространения гриппа.
Фрукты лучше съедать за 0,5 часа до еды, натощак и без хлеба. По Брэггу 3/5 всей диеты должны составлять фрукты и овощи: сырые, печёные и слегка варёные.

Итак, фрукты и овощи, но они должны быть здоровыми и чистыми от таких веществ, как нитраты и нитриты.

«С биологической точки зрения азот более ценен, чем любой из драгоценных металлов», - сказал В.Л. Омелянский.

Кратко описать действия, которые необходимо принять для достижения цели проекта
Обосновать и выявить причины накопления нитратов и нитритов в овощах
Разработать простые и эффективные приемы снижения уровня нитратов и нитритов в овощной продукции, которые доступны каждому и способы их удаления из различных продуктов
Провести анализ продуктов, используя известные методы в аналитической химии нитратов и нитритов
Как же избежать отравления нитратами и вырастить экологически чистую продукцию?

Проблема нитратов и нитритов.

Проблема нитратов активно обсуждается общественностью нашей страны. Попробуем разобраться в этом вопросе и мы. Нитраты – соли азотной кислоты, например NaNO 3 , KNO 3 ,NH 4 NO 3 , Mg(NO 3 ) 2 . Они являются нормальными продуктами обмена азотистых веществ любого живого организма – растительного и животного, поэтому «безнитратных» продуктов в природе не бывает. Даже в организме человека в сутки образуется и используется в обменных процессах 100 мг и более нитратов. Из нитратов, ежедневно попадающих в организм взрослого человека, 70% поступает с овощами, 20% - с водой и 6% - мясом и консервированными продуктами. Но почему же говорят об опасности нитратов? При потреблении в повышенных количествах нитраты в пищеварительном тракте частично восстанавливаются до нитритов (более токсичных соединений), а последние при поступлении в кровь могут вызвать метгемоглобинемию. Кроме того, из нитритов в присутствие аминов могут образоваться N – нитрозамины обладающие канцерогенной активностью (способствуют образованию раковых опухолей). При приеме высоких доз нитратов с питьевой водой или продуктами через 4-6 ч появляются тошнота, одышка, посинение кожных покровов и слизистых, понос. Сопровождается все это общей слабостью, головокружением, болями в затылочной области, сердцебиением. Первая помощь – обильное промывание желудка, прием активированного угля, солевых слабительных, свежий воздух. Какова же безопасная доля нитратов? Допустимая суточная доза нитратов для взрослого человека составляет 325 мг в сутки. Как известно, в питьевой воде допускается присутствие нитратов до 45 мг/л. Рекомендуемое потребление продуктов питания, где используется питьевая вода (чай, первые и третья блюда), примерно 1,0-1,5 л, максимум – 2,0 л в день. Таким образом, с водой взрослый человек может употребить около 68 мг нитратов. Следовательно, на пищевые продукты остается 257 мг нитратов.

Исследования показали, что токсическое действие нитратов пищевых продуктов проявляется слабее, чем содержащихся в питьевой воде, примерно в 1,25 раза. Фактически безопасно с пищевыми продуктами потреблять 320 нитратов в сутки. Для овощей и фруктов установлены следующие значения предельно допустимых концентраций нитратов (табл. 1).

Таблица 1

Предельно допустимые концентрации нитратов в продуктах растениеводства

Продукт
Картофель
Капуста белокочанная ранняя
Капуста бело-кочанная поздняя
Морковь ранняя
Морковь поздняя
Томаты	150/300
Огурцы	150/400
Свекла столовая	1400
Лук репчатый
Листовые овощи (салат, петрушка, укроп)	2000
Перец сладкий
Кабачки
Дыни
Арбузы
Виноград
Яблоки, груши

Каковы же основные источники пищевых нитратов? Практически это исключительно растительные продукты. В животных продуктах (мясо, молоко) содержание нитратов весьма незначительно. Максимальное накопление нитратов происходит в период наибольшей активности растений при созревании плодов. Чаще всего максимальное содержание нитратов в растениях бывает перед началом уборки урожая. Поэтому недозрелые овощи (кабачки, баклажаны) и картофель, а также овощи раннего созревания могут содержать нитратов больше, чем достигшие нормальной уборочной зрелости. Кроме того, содержание нитратов в овощах может резко увеличиться при неправильном применении азотистых удобрений (не только минеральных, но и органических). Например, при внесении их незадолго до уборки.

Мы говорили об общей закономерности накопления нитратов. Однако у различных растений есть и свои индивидуальные особенности. Известны «накопители» нитратов. К ним относятся зеленые овощи: салат, ревень, петрушка, шпинат, щавель, которые могут накапливать до 200-300 мг нитратов в 100 г зелени. Свекла может накапливать до 140 мг нитратов (это предельно допустимая концентрация), а некоторые сорта и больше. А вот в других овощах нитратов значительно меньше. Фрукты, ягоды и бахчевые содержат нитратов очень мало (меньше 10 мг в 100 г плода).

В растениях нитраты распределены неравномерно. В капусте, например, нитраты больше всего накапливаются в кочерыжке, в огурцах и редисе – в поверхностных слоях, в моркови – наоборот. В среднем при мойке и зачистке овощей и картофеля теряется 10-15% нитратов. Еще больше при тепловой кулинарной обработке, особенно при варке, когда теряется от 40% (свекла) до 70% (капуста, морковь) или 80% (картофель) нитратов. Поскольку нитраты химически довольно активные соединения, то при хранении овощей их содержание уменьшается за несколько месяцев на 30-50%.

Теперь, когда все известно о пищевых нитратах, попробуем представить их реальную опасность для здоровья. Рассмотрим основные источники нитратов. Начнем с зеленых овощей (салат, петрушка, укроп и т.д.). Их потребление практически редко превышает 100 г в день, а чаще всего около 50 г, т.е. с одной порцией можно получить менее трети от безопасной суточной дозы. (Выше отмечалось, что с учетом биоэквивалента безопасная доля нитратов в пищевых продуктах составляет около 320 мг.) Теперь перейдем к свекле. Ее, как известно, потребляют только в отваренном виде. Поскольку при варке (40%) и зачистке (10%) теряется половина нитратов, а общественное питание рекомендует порцию отваренной свеклы в 125 г, то со свеклой мы можем получить 100 мг нитратов (меньше трети суточной дозы). Картофель и капуста в отваренном виде потребляются порциями по 300г. С учетом потерь при зачистке и кулинарной обработке с одной порцией этих продуктов можем потребить около 60 мг нитратов. Аналогичные расчеты были сделаны и по остальным овощам и другим кулинарным обработкам. Оказывается, при обычном рациональном потреблении овощей в свежем виде или кулинарно - обработанном виде мы с пищевыми продуктами никогда не сможем превысить безопасную суточную дозу нитратов. Тем более что в соответствии с рекомендациями по рациональному питанию не следует постоянно питаться одними и теми же продуктами, например картофелем или капустой.

Действительно, если обратиться к рекомендуемому рациональному среднему суточному набору продуктов, то картофеля следует потреблять 265 г (в расчете на покупной продукт), овощей и бахчевых – 450г (включая 100 г капусты). Такой рацион может дать нам максимум 200 мг нитратов. Практически же, как показали расчёты, средне суточное потребление нитратов с учетом данных фактического питания и фактического содержания нитратов попадает со свеклой, чуть меньше – с капустой и картофелем. На остальные овощи и фрукты – менее 10%. Если же нарушить принципы рационального питания, например, питаться одними овощами, да еще сырыми (как это рекомендуют некоторые поклонники вегетарианства и сыроедения, съедать до 1,5 кг сырых овощей в день), то тут действительно можно превысить безопасную дозу нитратов почти в два раза (более 650 мг в сутки), на что мы обращаем внимание.

Для дополнительной безопасности нелишне вспомнить второй принцип рационального питания, предусматривающий необходимость разнообразия пищи. Поэтому не рекомендуем постоянно потреблять, да еще три раза в день, на закуску один и тот же овощ. Ограничивать же использование овощей и фруктов в питании из-за опасности нитратного отравления не следует, это лишит нас необходимых витаминов. За содержанием нитратов сейчас устанавливается строгий контроль в местах производства овощей и на торговых базах.

Вредное воздействие нитратов на организм человека.

Впервые заговорили о нитратах в нашей стране в 70-х годах, когда в Узбекистане случилось несколько массовых желудочно-кишечных отравлений арбузами, при их чрезмерной подкормке аммиачной селитрой.

В мировой науке о нитратах знали уже гораздо раньше. Сейчас общеизвестно, что нитраты обладают высокой токсичностью для человека и сельско-хозяйственных животных:

Нитраты под воздействием фермента нитратедуктазы восстанавливаются до нитритов, которые взаимодействуют с гемоглобином крови и окисляют в нем 2-х валентное железо в 3-х валентное. В результате образуется вещество метгемоглобин, который уже не способен переносить кислород. Поэтому нарушается нормальное дыхание клеток и тканей организма (тканевая гипоксия), в результате чего накапливается молочная кислота, холестерин, и резко падает количество белка.
Особенно опасны нитраты для грудных детей, т.к. их ферментная основа несовершенна и восстановление метгемоглобина в гемоглобин идет медленно.

3) 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:

Синюшность ногтей, лица, губ и видимых слизистых оболочек;
Тошнота, рвота, боли в животе;
Понос, часто с кровь, увеличение печени, желтизна белков глаз;
Головные боли, повышенная усталость, сонливость, снижение работоспособности;
Одышка, усиленное сердцебиение, вплоть до потери сознания;
При выраженном отравлении – смерть.

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

5)У беременных женщин возникают выкидыши, а у мужчин – снижение потенции.

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

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

8)Нитраты способны вызывать резкое расширение сосудов, в результате чего понижается кровеносное давление.

При всём вышеизложенном следует помнить, вред наносят организму человека не сами нитраты, а нитриты, в которые они превращаются при определённых условиях.

Допустимые нормы нитратов для человека.

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

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

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

Допустимое суточное потребление нитратов для человека не должно превышать 5мг на 1 кг массы тела т.е не более 350мг в сутки для человека массой 70 кг.

В организме человека нитраты поступают (в %): с овощами -70 с водой -20, с мясными, молочными и консервированными продуктами -6. Наиболее опасно отравление нитратами, растворимыми в воде, т.к это увеличивает скорость всасывания их в кровь, поэтому содержание нитрат- аниона в воде не должно превышать 45мг/л.

Содержание нитратов и нитритов в продуктах животноводства невелико, например в молоке и молочных продуктах содержится не более 10мг/кг. Нитраты и нитриты используют как консерванты при производстве сыров, и их суммарное содержание не превышает 50 мг/кг. При изготовлении ветчино – колбасных изделий нитраты и нитриты добавляют не только для подавления деятельности болезнетворных бактерий, но и для того, чтобы придать мясным изделиям красно – коричневый оттенок. Содержание этих веществ в мясной продукции также не представляет опасности для здоровья людей (нитраты – 1 – 5 мг/кг, нитраты 0,8 – 2,2 мг/кг).
Больше всего нитратов в организме человека поступает с овощами и картофелем. Это послужило причиной того, что во многих странах мира, в том числе и в нашей, в 1998 г. Были разработаны предельно допустимые концентрации (ПДК) нитратов в сельскохозяйственной продукции. ПДК нитратов в овощной продукции разных стран колеблются в значительных пределах, причем у нас установлены самые низкие ПДК по сравнению с зарубежными странами.

В табл. 1 приведены дынные, характеризующие способность различных сельскохозяйственных культур накапливать нитраты.

Следует отметить, что содержание нитратов в разных частях растений неодинаково. Больше всего нитратов в тех частях растений, которые содержат большое количество тканей, служащих для проведения воды и минеральных солей к листьям и органам (ксилемные ткани). В жилках листьев, листовых черешках, стеблях нитратов больше, чем в мякоти листьев и плодах: в кожице и поверхности слоях плодов они преобладают над внутренними слоями; в генеративных органах (органы полового размножения растений) эти вещества отсутствуют или имеются в меньших количествах, чем в вегетативных.

Меняется содержание нитратов в растениях и в течение суток. Это объясняется интенсивностью восстановления нитрат- ионов до аммиака. Ночью и рано утром активность ферментов, участвующая в восстановления NO 3, низка, что ведет к их накоплению. С повышением температуры и интенсивности освещения активность этих ферментов, в первую очередь нитратедуктазы, возрастает, что ведет к снижению содержания нитратов. В связи с этим сбор овощей лучше вести днём, когда содержание NO 3 уменьшается на 30-40% по сравнению с утренними часами.

Уменьшается количество нитратов и при хранении овощей и фруктов. Например, во время зимнего хранения содержание нитратов в картофеле снижается на 20%. В первый период хранения происходит послеуборочное дозревание, и нитрат – анионы, восстановившись до аммиака, включаются в состав органического вещества. Во второй период хранения, когда клубень выходит из состояния покоя и начинает прорастать, нитраты расходуются на построение новых органов (листья, корни).

Агробиологи насчитывают около 30-40 факторов влияющих на накопление нитратов в растениях, основным из которых является чрезмерное внесение удобрений, особенно их нитратных форм (аммиачная, калийная, натриевая селитра). Подкармливать растения лучше амидными или аммонийными формами удобрений (карбамид или мочевина, сульфат аммония), т.к аммиачных азот поглощается растениями и сразу включается в аминокислоты и белки без накопления нитратов.

Увеличение количества нитратов в продукции можно получить и при избыточном удобрении почвы органикой. Важный фактор регулирования содержания урожая, тем меньше NO 3 - содержится в растении. Наиболее эффективны подкормки азотов в период интенсивного роста растений. В это время азот быстро вовлекается в процесс роста и поэтому не накапливается в виде нитратов. При снижение интенсивности роста, вызванном старением растения или действием неблагоприятных внешних факторов, азот перестает вовлекаться в обмен веществ и накапливается в виде NO 3 - ионов. Хороший эффект даёт применение медленно действующих форм азотных удобрений (карбамидформ урамик, оксамид, уреа – Z и др.), которые, постепенно растворяясь, обеспечивают более равномерное азотное питание растений.

Пути попадания нитратов в организм человека.

Нитраты попадают в организм человека через различные пути(9).

Через продукты питания:

а) растительного происхождения;

б)животного происхождения;

2. Через питьевую воду.

3. Через лекарственные препараты.
Основная масса нитратов попадает в организм человека с консервами и свежими овощами (40-80% суточного количества нитратов).

Незначительное количество нитратов поступает с хлебобулочными изделиями и фруктами; с молочными продуктами попадает их -1% (10-100мг на литр)

Часть нитратов может образоваться в самом организме человека при его обмене веществ.

Также нитраты поступают в организм человека с водой, которая является одним из основных условий нормально жизни человека. Загрязнённая питьевая вода вызывает 70-80% всех имеющихся заболеваний, которые на 30% сокращают продолжительность жизни человека. По данным ВОЗ по этой причине заболевает более 2млрд человек на Земле, из которых 3,5млн умирают (90% из них составляют дети младше 5 лет). В питьевой воде из подземных вод из артезианских химические удобрения(нитратные, аммонийные), с полей и от химических предприятий по производству этих удобрений. Наибольшее количество нитратов содержится в грунтовых водах, а значит, и в колодезную воду. Обычно жители городов пьют воду, где содержится до 20мг/г нитратов, жители же сельской местности -20-80мг/г нитратов.

Нитраты содержатся и в животной пище. Рыбная и мясная продукция в натуральном виде содержит немного нитратов (5-25мг/г в мясе, и 2-15мг/кг в рыбе). Но нитраты и нитриты добавляют в готовую для более длительного её хранения(особенно в колбасных изделиях). В сырокопчёной колбасе содержится нитритов 150мг/кг, а в варёной колбасе – 50-60мг/кг.

Также нитраты попадают в организм человека через табак. Выяснено, что некоторые сорта табака содержат до 500 мг нитратов на 100г сухого вещества(табл. 1).

Само по себе присутствие нитратов в растениях – нормальное явление, т.к они являются источниками азота в этих организмах, но излишнее увеличение их крайне нежелательно, т.к они (как мы уже знаем) обладают высокой токсичностью для человека сельскохозяйственных животных.

Нитратов также больше в зелёных плодах, чем в спелых. Из разных сельскохозяйственных растений больше всего нитратов содержится в салате (особенно в тепличном), в редьке, петрушке, редисе, столовой свёкле, капусте, моркови, укропе:

В свекле и моркови больше нитратов в верхней части корнеплода, а в моркови также и в сердцевине его.
В капусте – в кочерыжке, в толстых черешках листьев и в верхних листьях.

Выяснено также, что у всех овощей и плодов больше всего содержатся нитраты в их кожице.

По способности накапливать нитраты овощи, плоды и фрукты делятся на 3 группы(2):

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

С физиологической точки зрения, количество нитратного азота в растениях определяется соотношением:

Процессов поглощения;
Транспорта;
Ассимиляции;
Распределения его в разных органах и частях растения.

И всё эти процессы обусловлены совокупностью почвенно-экологических условий, агротехнических и генетических факторов.

Таким образом, накопление нитратов в растениях зависит от комплекса многих причин:

От биологических особенностей самих растений и их сортов. Выяснено, что больше всего нитратов содержится в редисе сорта «Красный великан» по сравнению с другими её сортами («розовый с белым кончиком», «жара» и др.). содержание нитратов зависит и от возраста растений: в молодых органах их больше(кроме шпината и овса). Меньше накапливается нитратов в гибридных растениях. Нитратов больше в ранних овощах, чем в поздних.
От режима мин6ерального питания растений. Так, микроэлементы(особенно молибден) снижают содержание нитратов в редисе, редьке и цветной капусте; цинк и литий – в картофеле, огурцах и кукурузе. Уменьшается содержание нитратов в растениях и в результате замены минеральных удобрений на органические (навоз, торф и др.), которые постепенно разлагаются и усваиваются растениями. Органические удобрения положительно влияют на капусту, морковь, свеклу, петрушку, картофель, шпинат. Нерациональное, халатное использование химических удобрений, чрезмерные дозы их проводят к вильному накоплению нитратов, особенно в толовых корнеплодах. Содержание нитратов возрастает сильнее при использовании нитратных удобрений (KNO 3 , NaNO 3 , CA(NO 3 ) 2 ), чем при употреблении аммонийных. За последние годы (со слов руководителя пищевой токсикологии института питания Т.С. Хотимченко) произошло существенное снижение нитратов в продуктах отечественного растениеводства по причине меньшего использования химических удобрений в виду их дороговизны. Если в 1988-89 годах ПДК по нитратам превышал 15% у овощей, то теперь – не более 3%
Накопление нитратов зависит и от факторов окружающей среды (температуры, влажность воздуха, почвы, интенсивности и продолжительности светового освещения):

Чем длиннее световой день, тем меньше нитратов в растениях;
При влажном и холодном лете (1985г) количество нитратов увеличилось в 2,5 раза.
При повышении температуры до 20 градусов количество нитратов снизилось в столовой свекле в 3 раза. Нормальная освещённость растений снижает содержание нитратов, поэтому в тепличных растениях нитратов больше (10)

Содержание нитратов в растениях зависит и от свойств почвы. Чем богаче гумусом и общим азотом почва, тем больше накапливаются нитраты в корнеплодах моркови. На содержание нитратов влияют и условия хранения растений. Установлено, что при хранении овощей в открытых ёмкостях вместе с гнилыми овощами увеличивается содержание нитратов в них, а также не следует перерабатывать корнеплоды моркови или плоды томатов, повреждённые гнилью. Лучше употреблять овощи своего сезона, т.е когда овощи выросли под открытым небом, а не в теплице зимой. Овощи, богатые нитратами следует хранить в течении короткого времени и, желательно, в прохладном и тёплом месте. Нельзя хранить овощи битые, повреждённые. Овощи лучше собирать с огорода вечером.

При употреблении фруктов в пищу мы должны внимательно следить за их качеством. Чтобы яблоки дольше хранились, их покрывают эмульсионным налётом и насыщают консервантами. Такие яблоки внешне очень привлекательны, но порой в них убивают в кишечнике человека его полезную микрофлору. Такие же консерванты используются и для хранения других продуктов(растительного масла, сосисок, колбас). Поэтому надо бдительно следить за сертификатами импортных продуктов.

Больше количество дней, частые туманы;
Заниженная солнечная радиация;
Более низкие температуры воздуха и почвы;
Сильные ветра

Способы снижения вреда нитратов в растениях на организм человека.

Очень важно не только знать в каких растениях, в каких их органах и частях содержатся в основном нитраты, но и не менее важно надо знать, как уменьшить содержание этих ядовитых веществ для организма, поэтому предлагается ряд ценных советов:

Снижается количество нитратов при термической обработке овощей (мойке, варке, жарке, тушении и бланшировке). Так, при вымачивании – на 20-30%, а при варке на 60-80%.

В капусте – на 58%;
В столовой свекле – на 20%;
В картофеле – на 40.

Чтобы снизить количество нитратов в старых клубнях картофеля, его клубни следует залить 1%-ным раствором поваренной соли.
У паттисонов, кабачков и баклажанов необходимо срезать верхнюю часть, которая примыкает к плодоножке.
Т.к. нитратов больше в кожуре овощей и плодов, то их (особенно огурцы и кабачки) надо очищать от кожуры, а у пряных трав надо выбрасывать их стебли и использовать только листья.
У огурцов, свеклы, редьки к тому же надо срезать оба конца, т.к. здесь самая высокая концентрация нитратов.
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.
Выяснено, что при консервировании уменьшается на 20-25% содержание нитратов в овощах, особенно при консервировании огурцов, капусты, т.к. нитраты уходят в рассол и маринад, которые поэтому надо выливать при употреблении консервированных овощей в пищу.
Салаты следует готовить непосредственно перед их употреблением и сразу съедать, на оставляя на потом.

Наряду с азотом для нормального роста и развития растений необходимы фосфор и калий. При дефиците этих питательных элементов затормаживается образование органического вещества в процессе фотосинтеза, в результате чего снижается расход поступившего азота на процессы роста. Это приводит к увеличению концентрации нитратного азота в органах растений. Следует избегать одностороннего преобладание минерального азота: его надо использовать с учетом обеспеченности растений фосфором, калием и другими элементами.

Из микроэлементов наиболее важным для предотвращения накопления нитратов является молибден, т.к. этот металл входит в состав нитратедуктазы и, следовательно, принимает участие в восстановлении нитратов.

Из остальных агротехнических факторов выращивания растений немаловажное влияние на концентрацию нитратов оказывают освещенность, влагообеспеченность, температура выращивания и сроки уборки урожая.

При слабой освещенности нитраты не полностью превращаются в аминокислоты, особенно в листовых овощах, редисе, огурцах выращиваемые в закрытом грунте. При посадке овощных культур не следует заглушать посевы, необходимо следить за правильным формированием растений, не допуская избыточной листовой массы. В засушливые годы при внесение высотных доз азотных удобрений в почву растения накапливают больше нитратов, поэтому необходим регулярный полив овощей, чтобы азотное питание было умеренным и равномерным.

Температурным фактор особенно влияет на содержание нитратов у растений, выращенных в условиях короткого светового дня (редис, салат, шпинат, лук).

Если в теплице поддерживается умеренная температура (13 – 23°С), то овощи содержат меньше нитратов, чем при более низкой (9 - 18°С) или более высокой (20 – 28°С) температуре.

Помните, что в недозрелых овощах содержание нитратов значительно выше, чем в спелых. Однако не следует допускать перезревание овощей. Часто переросшие корнеплоды столовой свеклы, кабачки содержат повышенное количество нитратов. У моркови лучшее качество корнеплода отмечено при массе его 100 – 200 г.

Накопление нитратов различными культурами имеет наследственно закрепленный характер, т.е. они обладают сортовой спецификой, которая выявлена у ряда овощных культур. Сортовые различия могут быть обусловлены разной реакцией на условия окружающей среды и режимом минерального питания, а так же генетически закреплен уровнем активности нитратедуктазы, разной продолжительностью вегетационного периода сортов. Безусловно, каждый сорт любой культуры уникален по своим характеристикам, в том числе и по способности накапливать нитраты. Однако можно выделить некоторые общие тенденции:

Ранние сорта овощей содержат больше нитратов, чем поздние;

Овощи закрытого грунта склонны к большему накоплению нитратов, чем открытого;

Пчелоопыляемые гибриды огурца накапливают нитратов вполовину меньше, чем партенокарпические (самоопыляемые);

Из партенокарпических гибридов огурца накапливают нитратов примерно на 17% больше чем длинноплодные;

Более ярко окрашенные сорта корнеплодов (в частности, морковь) содержать NO 3 меньше, чем бледно окрашенные;

Сорта зеленой стручковой фасоли склонны к накоплению большего количества нитратов, чем желтой.

В таблице 2 указаны сорта некоторых овощных культур, в которых содержание нитратов в период сбора урожая значительно отличается друг от друга.

Определение нитратов в растениях.

На предметное стекло положить несколько срезов той или иной части растения. Затем на каждый срез нанести по одной капли 1%-го раствора дифениламина и следить за появлением синей окраски. Интенсивность этой окраски сравнить с табл.2 и с цветной шкалой, показывающей степень нуждаемости растений в азотных удобрениях. Содержание нитратов снижается с возрастом растений, а к цветению они почти исчезают.

Таблица 2

Бледно-голубая окраска среза от дифениламина свидетельствует об острой нуждаемости растения в нитрат-ионах. Синяя окраска говорит о недостатке азота в растении, а темно-фиолетовая – о том, что растение обеспечено азотом.

Определение нитратов в растениях

На предметное стекло положить несколько срезов той или иной части растения. Затем на каждый срез нанести по одной капли 1%-го раствора дифениламина и следить за появлением синей окраски. Интенсивность этой окраски сравнить с табл. 2 и с цветной шкалой, показывающей степень нуждаемости растений в азотных удобрениях. Содержание нитратов снижается с возрастом растений, а к цветению они почти исчезают.

Таблица 2

Шкала потребности растений в азотных удобрениях

Бледно – голубая окраска среза от дифениламина свидетельствует об острой нуждаемости растения в нитрат – ионах. Синяя окраска говорит о недостатке азота в растении, а темно – фиолетовая – о том, что растение обеспечено азотом.

Определение содержания нитратов в свежих огурцах

Принцип метода. Нитраты определяют колориметрически по Гриссу диазотированием сульфаниловой кислоты и 1 – нафтиламином. Нитраты экстрагируют 0,1 H HCl. Содержание нитратов определяется восстановлением их цинковой пылью и сульфатом марганца до нитритов и определение последних диазотированием сульфаниловой кислотой и 1- нафтиламином в одном этапе анализа.

SO 3 NH 2 +NaNO 2 +HCl→{SO 3 H |||} Cr+NaCl+H 2 O

Реактивы:

Раствор уксусной кислоты 205.
0,1 H раствор НС /ГОСТ 3118-77/.
Реактив “Сухой восстановитель”.

Для приготовления нужно: 100 г высушенного при 110°С сульфата бария/ГОСТ 435-77/, 9 г сульфата марганца /ГОСТ 3158-75/, 2 г порошкообразного цинка, 75 г лимонной кислоты /ГОСТ 3652-79/, I г сульфаниловой кислоты /ГОСТ 5821-78/, 2 г 1- нафтиламина /ГОСТ 8827-74/.

Готовится сухой восстановитель в вытяжном шкафу.

Крупнозернистый материал тщательно растирают в ступке до однообразного мелкого порошка.

Порошкообразный цинк, сульфаниловую кислоту и 1- нафтиламин тщательно смешивают с одной частью сульфата бария, добавляют сульфата марганца и после получения однообразного порошка добавляют по частям остальное количество бария и в конце прибавляют к смеси по частям лимонную кислоту. Для изготовления реактива требуется 2- 2,5 часа. Реактив пригоден для использования через 2-3 дня. Устойчив в течение 2-х лет в закрытой склянке.

Сульфат бария /ГОСТ 3158-75/.
Стандартный раствор натрия азотнокислого /ГОСТ 4168-79/, который содержит 20 мкг нитрата в мл.

274 мг нитрата натрия растворяют в 1000 мл дистиллированной Н 2 О / стандарт I/. Из стандарта I берут 100 мл и доводят дистиллированную Н 2 О до 1000 мл, что стандарт II содержит 20 мкг нитрата в I л.

Ход анализа. Химический стакан на 50 мл взвешиваем с точностью до 0,01 г. Огурцы пропускаются через мясорубку или натираются на мелкой терке. Берем по 2 навески от каждой пробы по 20 г. Навеску в химическом стакане заливают около30 мл 50-70°С 0,1 Н HCl и переносят через воронку кашеобразную массу осторожно по стенке в мерную колбу на 100мл, промывают стакан той же HCl и добавляют промывочную жидкость. Колбу оставляют на 30 мин. На водяной бане при 50-60 °С, периодически взбалтывая, после охлаждения доводят 0,1 H HCl до метки и фильтруют. В центрифужную пробирку отмеряют I мл экстракта и 9 мл 20% уксусной кислота и примерно 0,3-0,5 г реактива “сухой восстановитель”. При добавлении реактива необходимо сразу начать взбалтывание в мин. и примерно после этого центрифугируют. Жидкость сразу отсасывают, стараясь не повредить пленку, образующуюся на поверхностей легко подвижный осадок. При длительном нахождении жидкости над осадком /более 10 минут/ жидкость обесцвечивается.

Колориметрируют в течение 30 минут. В качестве контроля используют смесь: I мл исследуемого экстракта, У мл 20% уксусной кислоты и 0,3-0,5 г сульфата бария. Такая контрольная проба обрабатывается аналогично опытной. Колориметрируют при длине волны 540 нм в кюветах 10 мм.

Калибровка ФЭКа.

В центрифужные пробирки или флаконы берут стандартный раствор натрия азотнокислого в количествах /0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5/, обеспечивающих содержание нитратов от 10,0-50,0 мкг в колориметрируемом растворе. До 10 мл доводят 20% уксусной кислотой.

Колориметрируют против контроля, состоящего из 20% уксусной кислоты, обработанной сульфатом бария.

5. Расчет на содержание нитратов. Используется формула:

X= *100

Где Х – содержание нитратов мг/кг

Y – показания ФЭКа,

a – константа прогрессии,

b – коэффициент регрессии,

20 - навеска

∑ x=150; ∑ x²=5500; (∑ x)²=22500;

∑ xy=22,3; ∑ y=0,665;

B= ≈0,0034;

A= =0.025,

Где n – количество разных концентраций, в том числе и нулевая концентрация.

X= *100%

Продукты растениеводства	Допустимые концентраты в мг/кг	Навеска в г на 100
Картофель
Капуста белокочанная
Морковь		20/10
Огурцы
Томаты
Свекла	1400	20/10
Дыни
Арбузы
Зелень закрытого грунта		10/-5
Лук репчатый
Лук перо

8.Результаты анализа:

Проба I – оптимальная плотность 0,52.

Проба 2 – оптимальная плотность 0,50.

X= *100=727.94 мг/кг

X= *100=698.52 мг/кг

9. Вывод. Допустимая концентрация нитратов в огурцах – 150мг/кг.

Выводы

В результате проведенной работы можно сделать следующие выводы:

На протяжении нескольких месяцев было изучено около 15 источников научной литературы. Выяснены причины накопления нитратов и нитритов в овощах, узнали о допустимых нормах этих веществ для человека, пути попадания нитритов в организм человека. Проведя экспериментальную работу, т.е. используя методы аналитической химии для качественного определения нитратов и нитритов в растворе, а также оригинальные методы предложенные А. П. Рычковым(1-ый Московский медицинский институт им. И.М.Семашко), а так же метод, где используется реактив Грисса удалось выяснить в каких частях продуктивных органов растений накапливается большое количество нитратов и как это содержание уменьшить(см.приложение табл.3).

Заключение

Проблема токсичного накопления нитратного азота в сельско-хозяйственной продукции и вредного воздействия его на человека и сельскохо-зяйственных животных на современном этапе является одной из наиболее острых и актуальных.

Решением этой задачи заняты многие научно – исследовательские учреждения всего мира, но несмотря на пристальное внимание к этой проблеме до сих пор радикального решения пока не найдено. Владение информацией о накоплении нитратов в растениях и о превращении нитратов в нитриты поможет нам правильно питаться и сохранить свое здоровье.

Данный материал проектной работы может быть использован учителями химии и биологии во внеклассной работе.

Литература:

Гайлите М., Гайлитис М., Ещё раз о нитратах. Наука и мы,

1990г., №6, с.2.

Глунцев Н.М., Дмитриева Л.В., Макарова С.О.,

Как снизить содержание нитратов в продукции. Картофель и овощи, 1990г., №1, с.24-28.

Дерягина В.П., Ах, нитраты! И кто же вас выдумал?, Здоровье. 1989 г.,

№9.

Мугниев А.Ф., Посмитная И.В.,

Картофель и овощи. 1989 г., №1.

Покровская С.Ф. Пути снижения содержания нитратов в овощах.

М., 1988г., с.42-46.

Рычаков А.Л., Нитратная кухня. Химия и жизнь. 1989г., №7.

Соколов О.А. Нитраты под строгий контроль. Наука и жизнь. 1988г.,№3.

Соколов О.А. Особенности распределения нитратов и нитритов в овощах. Картофель и овощи., 1987г., №6.

Соколов О., Семенов В., Агаев В., Нитраты в окружающей среде. Пущино, 1990г., с. 216-238

Сопильняк Н.Т., Федотова Л.С., Удобрения и качество продукции. Картофель и овощи., 1987г., №5, с. 18-19

Чапкявиченс Э.С., Как уменьшить содержание нитратов и нитритов в овощах, Здоровье, 1988г., №3

Черпяева И.И., Экологические проблемы использования азотных удобрений. Химизация сельского хозяйства, 1990г., №4, с.20-21.

Эвенштейн З., Нитраты, нитриты, нитрозамины. Общественное питание., 1989 г., №3.
Химическая энциклопедия. В 5т. М.: Большая Российская Энциклопедия, 1992г., т.3

Полевой В.В. Физиология растений М.: высшая школа, 1989г.

Всемирная организация здравоохранения. Совместное издание программы ООН по окружающей среде и Всемирной организацией здравоохранения, 1981г.

Покровская С.Ф. Пути снижения нитратов в овощах М.: Урожай, 1988г.

П Р И Л О Ж Е Н И Е

Таблица №1.

Попадание нитратов и их воздействие на организм человека.

Источники нитратов:	Токсичность: - тахикардия Нарушения
Овощные и бахчевые в ЦНС культуры.
Картофель признаки	Хронические отравления и их
Фрукты головокружение	Снижение
Хлеб	иммунной системы рвота
Вода NO3	Рак желудочно - потеря
Воздух
Лекарства	летальный исход
Мясные продукты
Молочные продукты	Мутагенное воздействие на будущее потомство - выкидыши

Таблица №1

Продукция	Пределы накопления	ПДК
Арбузы	400 - 600
Баклажаны	80 - 70
Брюква	400 - 550
Горошек зеленый	20 - 80
Горчица салатная	1700 - 1500
Дыни	40 - 500
Кабачки	400 - 700
Капуста белокочанная: Ранняя Поздняя	600 - 300
Капуста кольраби	160 - 2700
Капуста пекинская	1000 - 2700
Картофель	40 - 980
Кориандр	40 - 750
Кресс - салат	1300 - 4900	2000
Лук зеленый	40 – 1400
Лук репчатый	60 - 900
Морковь: Ранняя Поздняя	160 - 2200
Огурцы: Открытого грунта Закрытого грунта	80 – 560
Патиссоны	160 - 900
Перец сладкий: Открытого грунта Закрытого грунта	40 - 330
Петрушка на зелень	1700 - 2500	2000
Ревень	1600 - 2400
Редис	400 - 2700
Редька	1500 – 1800
Репа	600 - 900
Салат	400 – 2900
Свекла столовая	300 - 4500	1400
Сельдерей	120 - 1500
Тархун	1200 - 2200
Томаты: Открытого грунта	10-180

Таблица №2.

Продукты	N - мг/к		Снижение в %
	До варки	После варки
1.Капуста	57,8	24,3
2.Морковь	34,6	28,8
3.Свекла столовая	100,8	80,3
3.Картофель очищенный		23,5
5. Картофель неочищенный	32,6	27,2

Таблица №3.

Овощи	Открытый грунт	Овощи, фрукты	Открытый грунт
Капуста белокочанная		Дыни
Ранняя		Арбузы
Поздняя		Перец сладкий
Морковь		Кабачки
Ранняя		Виноград
Поздняя		Яблоки
Томаты		Груши
Огурцы
Свекла	1400	Продукты детского питания (овощи консервированные)
Лук репчатый
Лук перо
Листовые овощи	2000

Закрытого грунта
Тыква	300-1300
Укроп	400-2200
Фасоль	20-900
Чеснок	40-300
Шпинат	600-3000
Щавель	240-400
Яблоки
Картофель
Свекла кормовая		2000
Зеленые корма
Сено, солома		1000
Силос, сенаж
Зернофураж

Таблица №4

(Исследование культур из подсобного хозяйства Тимирязевской сельско-хозяйственной академии)

Культура
	низкое	высокое
Картофель	Премьера, Олев, Сулев, Каспар, Мона Лиз	Адретта, Ансе, Фанфара, Домодедовский, Киевский, Маковка
Морковь	Шантане, Урожайная, Бирючекутская, Консервная	Нантская, Лосиноостровская
Капуста белокочанная	Зимовка, Кросс	Июльская, Амагер, Слава, Белорусская
Редис	Красный великан, Заря, Корунд, Ранний красный, Капелла, Кварт	Жара, Рубин, Ультра
Огурцы	Лель, Парад, Сюрприз, Манул, Стелла, Эстафа, Легенда, Изумруд, Турнир, Родничок, Тополек, ТСХА – 28, ТСХА – 436, ТСХА -3707	Конкурент, Садко, Дельфин, Молдавский, Апрельский
Томаты	Факел, Утро, Русич, Жигуль, Дружок, Ласточка, Гамаюн, Игрок, Малышок	Глория, Молдавский ранний, Колокольчик
Лук - порей	Бюссер	Прима
Свекла столовая	Бордо – 237, Хавская, Одноростовская	Египетская плоская

Таблица № 5

От избытка нитратов в овощной продукции можно избавиться и после сбора урожая.

При варке, бланширования, консервирование, солении, квашение и очистке уровень нитратов в овощах и фруктах значительно снижается.
Очистка картофеля от кожуры снижает концентрацию NO ₃ ¯ примерно на 30 – 40%. При приготовлении овощей в пищу, особенно при употреблении их в свежем виде, места концентрации нитратов (кожура, плодоножки, сердцевины корнеплодов, черешки, места переходов корнеплодов в корни, кочерыги) надо удалять.
Квашение, консервирование, соление, маринование имеют свою специфику в случае измерения уровня нитрат ионов в овощах. Первые 3 – 4 дня идет усиленный процесс восстановления нитратов до нитритов, поэтому нельзя употреблять свежезасоленные капусту, капусту, огурцы, и другие овощи раньше, чем через 10 – 15 дней.
При длительном (в течение 2 ч) вымачивании листовых овощей из них вымывается 15 – 20% NO ₃ ¯.
Чтобы снизить на 25- 30% содержание нитратов в корнеплодах и капусте, достаточно в течение часа подержать их в воде, предварительно нарезав на небольшие кусочки.
При варке картофель теряет NO ₃ ¯ до 80%, морковь, капуста, брюква – до 10%, столовая свекла – до 40%.
Наличие повышенного содержания нитратов в зелени обезвреживается значительном количеством в ней аскорбиновой кислоты (витамина С), поэтому полезно вводить свежую зелень в состав овощных блюд.
Салаты и плодоовощные соки желательно употреблять свежеприготовленными. Хранение их не очень длительное время даже в холодильнике способствует размножению в их микрофлоры, восстанавливающей NO ₃ ¯ - ионы до опасных для человека NO 2 - - ионов.

Лето и ранняя осень - пора свежих овощей и ягод. Но продукты растительного происхождения, несмотря на всю свою полезность, могут представлять также опасность для человека. Это возможно, если овощи содержат в большом количестве химические соединения нитраты. Что нужно знать, чтобы не заполучить нитратами?

Чем опасны нитраты?

Нитраты - это аммонийные соли. Они являются компонентом почвы и используются растениями для синтеза необходимого аммония. Однако бурная человеческая деятельность человека привела к чрезмерному накоплению нитратов в почве. Это все результат бесконтрольного использования химических азотистых удобрений - селитры.

Овощи и ягоды, растущие на почве с высокой концентрацией нитратов, активно поглощают их. От этого растение растет быстрее, становится больше. При употреблении подобных овощей нитраты попадают в организм человека.

Сами нитраты вовсе не представляют опасности. Введение в кровь нитратов лабораторным животным не привело к каким-либо нарушениям организма. Но при попадании в желудочно-кишечный тракт под влиянием микрофлоры нитраты восстанавливаются до нитритов . Именно эти вещества опасны для человека.

Нитриты соединяются с гемоглобином и образуют метгемоглобин . Основная функция гемоглобина - переносить кислород из легких в ткани организма. Метгемоглобин не способен выполнять эту функцию, из-за чего ткани не получают кислород в полной мере и развивается кислородное голодание.

Известно также, что у взрослых людей под действием фермента метгемоглобин-редуктазы происходит обратное превращение метгемоглобина в гемоглобин. Вот почему острое отравление у взрослых, хоть и встречается, но не так уж и часто. Однако определенная категория людей более предрасположена к возникновению нитратного отравления. Это беременные, пожилые люди, а также лица с анемией, патологией дыхательной и сердечно-сосудистой системы.

Но наиболее подвержены отравлению нитратами дети до трех лет, особенно в первые месяцы жизни. Оказывается, что у маленьких детей фермент метгемоглобин-редуктаза слабо активен. То есть, метгемоглобин не способен превратиться обратно в нормальный гемоглобин.

Доза нитратов, опасная для человека

Максимальная допустимая доза нитратов для взрослого человека составляет 5 мг на кг массы тела, а для ребёнка - не более 50 мг.

Относительно легко, без возникновения каких-либо нарушений человек способен перенести дневную дозу нитратов в 15-200 мг. Считается, что 500 мг - это предельно допустимая доза, а вот 600мг - уже по-настоящему токсичная доза для взрослого. Для отравления грудничка достаточно порой каких-то 10 мг нитратов.

В России допустимая потребляемая среднесуточная доза нитратов составляет 312 мг. Хотя реально весной она способна достигать и 500-800 мг за сутки.

На территории советского союза впервые заговорили о вреде нитратов в семидесятых годах, когда в Узбекистане произошло массовое отравление нитратами при употреблении , выросших на почве массивно удобренной селитрой.

В минимальном количестве нитраты всегда присутствуют в растениях. Однако когда концентрация превышает допустимые уровни - растения становятся токсичными. Нитраты накапливаются главным образом в корнеплодах, корнях, стеблях, черешках, крупных жилках листьев, кожице. В значительно меньшей мере они концентрируются в плодах. Нитратов гораздо больше в зеленых, незрелых плодах, нежели в спелых. Максимальную концентрацию содержат растения в период созревания.

Продукты растительного происхождения разделяют на три группы:

Первая группа - продукты с высоким содержанием нитратов (до 5000 мг/кг). К этой группе относят салат, укроп, листовую капусту, и .
Вторая группа - продукты со средним содержанием нитратов (300-600 мг). Сюда относят цветную и , репу, редьку, хрен, и .
Третья группа - продукты с низким содержанием нитратов (10-80 мг). Сюда относят брюссельскую капусту, фасоль, фрукты и ягоды.

Симптомы отравления нитратами

Симптомы отравления возникают, когда концентрация метгемоглобина составляет более 15%. Об остром отравлении нитратами свидетельствуют такие симптомы:

Важно! Отравление нитратами у детей протекает очень тяжело.

Обратите внимание: при хроническом отравлении наблюдаются неспецифические симптомы: слабость, быстрая утомляемость, снижение трудоспособности, бледность кожи.

Известно также, что нитраты могут взаимодействовать с аминами, образуя нитрозамины. Эти вещества оказывают канцерогенное и мутагенное действия.

Водно-нитратная метгемоглобинемия у детей

Риску отравления нитратами подвергаются люди, пьющие воду из децентрализованных источников. Почва загрязняется нитратами не только химическими удобрениями, но и содержимым сточных и выгребных ям.

Нитраты проникают в грунтовые воды, а оттуда в водоносный горизонт. В неглубоких скважинах, колодцах, каптажах вода может быть с повышенным содержанием воды. Верхняя допустимая граница содержания нитратов в воде - 50 гм/дм 3 . В некоторых населенных пунктах содержание нитратов в воде может в 10-20 раз превышать предельно допустимую концентрацию.

Как правило, вода с повышенным содержанием нитратов не вызывает нарушений у взрослого человека, но приводит к серьезным последствиям у маленьких детей.

Первые случаи водно-нитратной метгемоглобинемии описаны в середине ХХ века. У детей на искусственном вскармливании отмечались синюшность кожи, одышка, учащенное сердцебиение. Оказалось, что смеси готовили на воде с высокой концентрацией нитратов. За 1949-1950 годы в США было зарегистрировано 278 случаев водно-нитратной метгемоглобинемии, 39 из них привели к летальному исходу.

Только на территории России каждый год регистрируются сотни случаев отравления нитратами, некоторые из них заканчиваются летально. Сейчас в стране осуществляется мониторинг содержания нитратов в воде из децентрализованных источников. Страшно представить, каковы были бы показатели заболеваемости водно-нитратной метгемоглобинемией, если бы мониторинг не осуществлялся.

Когда у детей концентрация метгемоглобина превышает 10% - появляются симптомы отравления. Ребенок становится вялым, отказывается от еды. Родители замечают, что кожа малыша становится синюшной, наблюдается цианоз носа, губ, видимых слизистых оболочек. У ребенка развиваются одышка и тахикардия. Рвота, диарея возникают не всегда. При тяжелой форме болезни, когда концентрация метгемоглобина превышает 30%, у малыша развиваются судороги, возникает патологическое дыхание Чейн-Стокса. Тяжелое отравление может привести к смертельному исходу.

Чтобы не допустить отравления, детям нельзя давать воду с превышением нитратов, готовить на этой воде пищу, смеси. Также не следует пить такую воду женщинам во время беременности.

Лечение отравлений нитратами

Если у человека наблюдаются признаки нитратного отравления, необходимо добиться у него . Для этого можно дать больному несколько стаканов подсоленной воды. В это время необходимо вызвать скорую помощь.

В стационаре больному вводят внутривенно нитритосоединений - раствор метиленового синего. Также назначают растворы глюкозы, тиосульфата натрия и . При необходимости проводят оксигенотерапию.

Для восстановления тканевого дыхания больному вводят кокарбоксилазу, кофермент А.

Задачи лечения при отравлении нитратами - ускорить выведения яда из организма, устранить гипоксию, восстановить гемоглобин.

Как уберечь себя от отравления нитратами?

Предотвратить отравление можно, если знать меры профилактики. Следовать им совсем несложно, но это поможет сохранить здоровье, а иногда и жизнь.

Овощи и ягоды употребляйте во время сезона, ранние недозревшие плоды содержат нитраты в максимальной концентрации.
Покупайте овощи и ягоды в магазинах, супермаркетах, где каждая партия сопровождается документами с указанием содержания нитратов. Покупая арбузы у дороги нельзя быть уверенным в том, что они безопасны.
Помните, что нитраты в воде никак не пахнут, не ощущаются на вкус. Определить их наличие возможно только лабораторным путем.
От нитратов в воде невозможно избавиться ни кипячением, ни фильтрами.
При чистке растения удаляйте наиболее нитратные части: у бахчевых это часть, примыкающая к плодоножке, а у огурцов, свеклы, редьки - оба конца.
Замачивайте в воде овощи перед использованием. Этот метод позволяет снизить уровень нитратов на 20-30%.
Снижение нитратов наблюдается при термической обработке продуктов. Так, при варке удается снизить уровень нитратов в овощах приблизительно на 60-80%.
Поскольку нитраты максимально сосредотачиваются в кожице овощей, ее необходимо счищать. Это касается в частности огурцов и кабачков.

Григорова Валерия, медицинский обозреватель