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.
Департамент образования администрации города Южно-Сахалинска
Технический лицей №7
Иванова И.В.
ВРЕДНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НИТРАТОВ И НИТРИТОВ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА.
Научный руководитель: Кац В.В.
Заместитель директора по науке: Багурцева Г.Г.
Работа защищена и принята на
6 научно-практической конференции
“__”_______1999г.
г.Южно-Сахалинск
1. Вступление: роль растений в питании человека.................................4
2. Нитраты и нитриты, и их роль в растениях.........................................5
3. Вредное воздействие нитратов и нитритов на организм человека.....6
4. Допустимые нормы нитратов для человека.........................................7
5. Пути попадания нитритов в организм человека..................................7
7. Способы снижения вреда нитратов в растениях
на организм человека...........................................................................11
9.Заключение............................................................................................12
10.Литература...........................................................................................13
11.Приложение.........................................................................................14
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 и в лучшем здравии (6) :
1. Необходимо включать в суточное меню любой фрукт оранжевого цвета, который содержит ценный для организма бетакаротин, снижающий риск онкологических и сердечных заболеваний, даже среди курящих.
2. 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.
3. 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 клетов. Отмечено также, что кто ест помидоры в достаточном количестве, значительно энергичнее и подвижнее, чем те, кто пренебрегает этими овощами.
4. 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 лакомились свежими фруктами, на 24% снизили шанс острых сердечных приступов, на 32% риск инсульта и на 21% преждевременную смерть.
5. 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.
6. 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.
7. 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 обеспечена.
8. Сырые овощи обеспечивают хорошее настроение, свежую кожу, изящную фигуру, снижают хлопоты с желудком и кишечником, т.к. содержат в себе значительное количество клечатки. Особенно это важно при сидячем образе жизни и против ожирения и запоров. Целительные силы сырой растительной пищи известны давно.
9. Лук и чеснок нужен, чтобы избавиться от гниения в пищеварительном тракте в результате неправильного питания, и особенно в период массового распространения гриппа.
10. 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.
Нитраты и нитриты, и 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. Азот получает растение 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:
HNO 3 – HNO 2 – (HNO) 2 – NH 2 OH + NH 3 |
(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 тратится 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, при их чрезмерной подкормке аммиачной селитрой (1).
В мировой науке о нитратах знали уже гараздо раньше. Сейчас общеизвестно, что нитраты обладают высокой токсичностью для человека и сельско-хозяйственных животных:
1) Нитраты под воздействием фермента нитратредуктазы восстанавливаются до нитратов, которые взаимодействуют с гемоглобином крови и окисляют в нём 2-х валентное железо в 3-х валентное. Врезультате 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.
2) Особенно опасны нитраты для грудных детей, т.к. их ферментная основа несовершенна и востановление метгемоглобина в гемоглобин идёт 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 кровью, 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 горманов, 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 незначительных 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 кровеное 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 1кг массы тела человека, т.е. 0,25г на человека весом в 60кг. 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.
Пути попадания нитратов в организм человека.
Нитраты попадают в организм человека через различные пути (9).
1. 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 хлебо-булочными 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 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 2млрд человек на Земле, из которых 3,5млн умирает (90% из них составляют дети младше 5 лет). В питьевой воде из подземных вод содержится до 200мг/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, а значит, и в колодезной воду. Обычно жители городов пьют воду, где содержится до 20мг/л нитратов, жители же сельской местности - 20-80мг/л нитратов.
Нитраты содержатся и в животной пище. Рыбная и мясная продукция в натуральном виде содержит немного нитратов (5-25мг/кг в мясе, и 2-15мг/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 150мг/кг, а в варёной колбасе - 50-60мг/кг.
Также нитраты попадают в организм человека через табак. Выяснено, что некоторые сорта табака содержат до 500мг 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 сельско-хозяйственных 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. Из разных сельско-хозяйственных 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) :
1) с высоким содержанием (до 5000мг/кг сырой массы): салат, шпинат, свекла, укроп, листовая капуста, редис, зелёный лук, дыни, арбузы.
2) со средним содержанием (300-600мг): цветная капуста, кабачки, тыквы, репа, редька, белокачанная капуста, хрен, морковь, огурцы.
3) 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 поглащения;
¨ 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 многих причин:
1. 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.
2. 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 (KNO 3 , NaNO 3 , Ca(NO 3 ) 2 ), чем при употреблении аммонийных. За последние годы (со слов руководителя лаборатории пищевой токсикологии института питания Т.С.Хотимченко) произошло существенное снижение нитратов в продуктах отечественного растеневодства 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%.
3. Накопление нитратов зависит и 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 (1985г.) 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 (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 тёмном 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 нет ни вкуса, ни запаха, ни живой сочности, а консерванты 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.
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:
1. большое количество дней, частые туманы;
2. заниженная солнечная радиация;
3. более низкие температуры воздуха и почвы;
4. 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:
1) 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.
2) Чтобы снизить количество нитратов в старых клубнях картофеля, его клубни следует залить 1%-ным раствором поваренной соли.
3) У паттисонов, кабачков и баклажанов необходимо срезать верхнюю часть, которая примыкает к плодоножке.
4) 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.
5) У огурцов, свеклы, редьки к тому же надо срезать оба конца, т.к. здесь самая высокая концентрация нитратов.
6) Хранить овощи и плоды надо в холодильнике, т.к. при температуре +2°С невозможно превращение нитратов в более ядовитые вещества - нитриты.
7) 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).
8) 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.
9) Салаты следует готовить непосредственно перед их употреблением и сразу съедать, на оставляя напотом.
Заключение.
Проблема токсичного накопления нитратного азота в сельско-хозяйственной продукции и вредного воздействия его на человека и сельско-хозяйственных 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.
Литература:
1. Гайлите М., Гайлитис М., Ещё раз о нитратах. Наука и мы,
1990г., №6, с.2.
2. Глунцев Н.М., Дмитриева Л.В., Макарова С.О.,
Как снизить содержание нитратов в продукции. Картофель и овощи,
1990г., №1, с.24-28.
3. Дерягина В.П., Ах, нитраты! И кто же вас выдумал?, Здоровье. 1989г., №9.
4. Мугниев А.Ф., Посмитная И.В.,
Картофель и овощи. 1989г., №1.
5. Покровская С.Ф. Пути снижения содержания нитратов в овощах.
М., 1988г., с.42-46.
6. Рычков А.Л., Нитратная кухня. Химия и жизнь. 1989г., №7.
7. Соколов О.А. Нитраты под строгий контроль.Наука и жизнь.
8. Соколов О.А. Особенности распределения нитратов и нитритов в
овощах. Картофель и овощи., 1987г., №6.
9. Соколов О., Семёнов В., Агаев В., Нитраты в окружающей среде.
Пущино, 1990г., с.216-238
10.Сопильняк Н.Т., Федотова Л.С., Удобрения и качество продукции.
Картофель и овощи., 1987г., №5, с.18-19
11.Чапкявиченс Э.С., Как уменьшить содержание нитратов и нитриов
в овощах, Здоровье, 1988г., №3
12.Черпяева И.И., Экологические проблемы использования азотных
удобрений. Химизация сельского хозяйства, 1990г., №4, с.20-21.
13.Эвенштейн 3., Нитраты, нитриты, нитрозамины.
Общественное питание., 1989г., №3.
П Р И Л О Ж Е Н И Е
Таблица №1.
Попадание нитратов и их воздействие на организм человека.
Источники нитратов: Токсичность : - тахикардия
1.Овощные и бахчевые - нарушения в ЦНС
культуры.
2.Картофель Хранические отравления и их признаки
3.Фрукты - снижение головокружение
4.Хлеб иммуной системы рвота
5.Вода NO3 - рак желудочно- потеря аппетита
6.Воздух кишечного тракта потеря сознания
7.Лекарства - летальный исход исхудание
8.Мясные продукты
9.Молочные продукты Мутагенное воздействие на будущее потомство
Выкидыши
Снижение массы и роста новорождённого
Некоторые отклонения от нормы
Таблица №2.
в процессе их варки.
Таблица №3.
Допустимые уровни мг нитрат-иона/кг.
| Овощи, фрукты |
Открытый грунт |
||
| Капуста белокачанная |
|||
| Поздняя |
Перец сладкий |
||
| Виноград |
|||
| Поздняя |
|||
| Продукты |
|||
| Лук репчатый |
|||
| Листовые овощи |
консервированные) |
Вредное воздействие
нитратов и нитритов
на организм человека.
Каждый из нас хоть раз в жизни сталкивался с неприятными последствиями употребления продуктов с нитратами. Для кого-то такая встреча продолжилась легким кишечным расстройством, а кто-то умудрился попасть в больницу и еще долгое время с опаской взирал на любые фрукты и овощи, купленные на рынке. Околонаучный подход и недостаточная информированность делают из селитры монстра, способного даже на убийство, однако стоит познакомиться с данными понятиями поближе.
Нитраты и нитриты
Нитриты - это соли азотной кислоты, имеющие вид кристаллов. Они хорошо растворяются в воде, особенно в горячей. В промышленных масштабах их получают при поглощении нитрозного газа. Используются для получения красителей, как окислитель в текстильной и металлообрабатывающей промышленности, как консервант.
Роль нитратов в жизни растений
Одним из четырех основных элементов, составляющих живой организм, является азот. Он необходим для синтеза белковых молекул. Нитраты - это молекулы солей, которые содержат необходимое растению количество азота. Поглощаясь клеткой, соли восстанавливаются до нитритов. Последние, в свою очередь, по цепи химических превращений доходят до аммиака. А он, в свою очередь, необходим для образования хлорофилла.
Естественные источники нитратов
Основным источником нитратов в природе является сама почва. Когда органические вещества, которые в ней содержатся, минерализируются - образуются нитраты. Скорость этого процесса зависит от характера землепользования, погоды и вида почвы. В земле не содержится много азота, поэтому экологи не беспокоятся из-за образования значительного количества нитратов. Тем более что сельскохозяйственные работы (боронование, дискование, постоянное использование минеральных удобрений) уменьшают количество органического азота.
Антропогенные источники
Условно антропогенные источники можно разделить на сельскохозяйственные, индустриальные и коммунальные. К первой категории относятся удобрения и отходы животноводства, ко второй - промышленные сточные воды и отходы производств. Их влияние на загрязнение окружающей среды неодинаково и зависит от специфики каждого конкретного региона.
Определение нитратов в органических материалах дало такие результаты:
Больше 50 процентов - это результат уборочной кампании;
- около 20 процентов - навоз;
- к 18 процентам приближаются городские коммунальные отходы;
- все остальное - это промышленный мусор.
Наиболее серьезный вред наносят азотные удобрения, которые вносятся в почву для увеличения урожая. Разложение нитратов в почве и растениях образует достаточное количество нитритов для пищевого отравления. Интенсификация сельского хозяйства только усугубляет эту проблему. Наиболее высокий уровень нитратов замечают в магистральных водостоках, которые собирают воду после полива.
Воздействие на организм человека
Нитраты и нитриты впервые скомпрометировали себя в середине семидесятых годов. Тогда в Средней Азии врачи зафиксировали вспышку В процессе расследования было выяснено, что фрукты обрабатывали и, видимо, немного перестарались. После этого случая химики и биологи вплотную занялись изучением взаимодействия нитратов с живыми организмами, в частности человеком.
- В крови нитраты взаимодействуют с гемоглобином и окисляют входящее в его состав железо. Так образуется метгемоглобин, который не может переносить кислород. Это приводит к нарушению клеточного дыхания и окислению
- Нарушая гомеостаз, нитраты способствуют росту вредной микрофлоры в кишечнике.
- В растениях нитраты снижают содержание витаминов.
- Передозировка нитратами может привести к прерыванию беременности или к нарушению сексуальной функции.
- При хроническом отравлении нитратами наблюдается снижение количества йода и компенсаторное увеличение щитовидной железы.
- Нитраты - это триггерный фактор для развития опухолей пищеварительной системы.
- Большая доза нитратов одномоментно способна привести к коллапсу из-за резкого расширения мелких сосудов.
Метаболизм нитратов в организме
Нитраты - это производные аммиака, которые, попадая в живой организм, встраиваются в обмен веществ и изменяют его. В небольших количествах они не вызывают беспокойства. С пищей и водой нитраты всасываются в кишечнике, проходят с током крови через печень и выводятся из организма почками. Кроме того, у кормящих матерей нитраты попадают в грудное молоко.
В процессе метаболизма нитраты превращаются в нитриты, окисляют молекулы железа в гемоглобине и нарушают дыхательную цепь. Для того чтобы образовалось двадцать грамм метгемоглобина, достаточно всего одного миллиграмма В норме концентрация метгемоглобина в плазме крови не должна превышать пары процентов. Если этот показатель поднимается выше тридцати, наблюдается отравление, если выше пятидесяти - это практически всегда смертельно.
Для контроля над уровнем метгемоглобина в организме есть метгемоглобинредуктаза. Это печеночный фермент, который вырабатывается в организме, начиная с трех месяцев жизни.
Допустимая норма нитратов
Конечно, идеальный вариант для человека - избегать попадания нитратов и нитритов в организм, но в реальной жизни так не бывает. Поэтому врачи санитарно-эпидемиологической станции установили нормы этих веществ, которые не смогут повредить организму.
Для взрослого человека с весом более семидесяти килограмм допустимой считается доза в 5 миллиграмм на килограмм веса. Без серьезных последствий для здоровья взрослый может проглотить до половины грамма нитратов. У детей этот показатель более усредненный - 50 миллиграмм, независимо от веса и возраста. В то же время грудному ребенку для отравления будет достаточно и пятой части от этой дозы.
Пути проникновения
Получить отравление нитратами можно алиментарным путем, то есть через пищу, воду и даже лекарства (если в их состав входят соли нитратов). Больше половины суточной дозы нитратов попадает в человека со свежими овощами и консервами. Оставшаяся доза поступает из выпечки, молочных продуктов и воды. Кроме того, незначительная часть нитратов является продуктами обмена веществ и образуется эндогенно.
Нитраты в воде - это повод для отдельного разговора. Она - универсальный растворитель, следовательно, в ней содержатся не только полезные минералы и микроэлементы, необходимые для нормальной жизнедеятельности человека, но и токсины, яды, бактерии, гельминты, которые являются возбудителями опасных болезней. По данным Всемирной организации здравоохранения, из-за некачественной воды каждый год заболевает около двух миллиардов человек, а умирает из них более трех миллионов.
Химические удобрения, содержащие просачиваются через почву и попадают в подземные озера. Это приводит к накоплению нитратов, и иногда их количество достигает двухсот миллиграмм на литр. Артезианская вода чище, так как добывается из более глубоких слоев, но и в нее могут попасть токсины. Жители сельской местности вместе с колодезной водой ежедневно получают по восемьдесят миллиграмм нитратов из каждого литра выпитой воды.
Кроме того, содержание нитратов в табаке достаточно высоко, чтобы у курильщиков с большим стажем вызвать хроническое отравление. Это еще один довод в пользу борьбы с вредной привычкой.
Нитраты в продуктах
Во время кулинарной обработки продуктов количество нитратов в них существенно снижается, но в то же время нарушение правил хранения может привести к обратному эффекту. Нитриты, наиболее токсичные для человека вещества, образуются при температуре от десяти до тридцати пяти градусов, особенно если место хранения продуктов плохо вентилируется, а на овощах есть повреждения или они начали гнить. Нитриты образуются и в размороженных овощах, с другой стороны, глубокая заморозка предотвращает образование нитритов и нитратов.
При оптимальных условиях хранения можно снизить количество селитры в продуктах до пятидесяти процентов.
Отравление нитратами
Посинение губ, лица, ногтей;
- тошнота и рвота, могут быть боли в животе;
- желтушность белков глаз, стул с кровью;
- головная боль и сонливость;
- заметная одышка, сердцебиение и даже потеря сознания.
Чувствительность к этому яду проявляется сильнее в условиях гипоксии, например высоко в горах либо при отравлении угарным газом или сильном алкогольном опьянении. Нитраты попадают в кишечник, где естественная микрофлора метаболизирует их до нитритов. Нитриты всасываются в системный кровоток и влияют на гемоглобин. Первые признаки отравления можно заменить уже через час при большой начальной дозе или через шесть часов, если количество нитратов было невелико.
Следует помнить, что острое отравление нитратами по своим проявлениям похоже на алкогольную интоксикацию.
Невозможно отделить нашу жизнь от нитратов, потому что это скажется на всех сферах жизни человека: от питания до производства. Однако можно попытаться оградить себя от чрезмерного их потребления, соблюдая простые правила:
Мыть овощи и фрукты перед употреблением;
- хранить продукты в холодильниках или в специально оборудованных помещениях;
- пить очищенную воду.
Откуда берутся нитраты и образуются нитриты? В чем заключается их негативное влияние на организм и как обезопасить себя от вреда? Об этом рассказал заведующий токсико-микологическим отделом ФГБУ «Челябинская МВЛ», подведомственного Россельхознадзору, Минсара Мухаматдиновна Ахуньянова.
- Минсара Мухаматдиновна расскажите, пожалуйста, что представляют собой нитраты?
- Нитраты - это азотистые соединения, которые присутствуют в азотных минеральных удобрениях (нитратных, аммиачных, аммиачно-нитратных, амидных, комбинированных и т.п.) Применение их неизбежно, так как в наш ускоренный век интенсивной технологии это позволяет при относительно меньших затратах получить высокий урожай.
Используемые нитратные удобрения хорошо растворимы в воде, поэтому при внесении в почву они быстро всасываются корневой системой растений. При их нерациональном использовании, отрицательное влияние неблагоприятных погодных условий на процессы нитрификации в почве, а также высокий уровень содержания нитратов и нитритов в воде для полива растений способствуют накоплению нитратов в растениях.
- Какую опасность для организма они представляют?
Вред нитратов, а точнее их метаболитов заключается в токсичном воздействии на организм. Попадают нитраты в организм человека и животных с растительной пищей и некачественной водой с большим содержанием нитратов и нитритов. Умеренное потребление растительной пищи и воды, содержащих в себе нитраты, не приводит ни к каким последствиям. Они не накапливаются в организме и легко выводятся из него. Но при ежедневном поступлении нитратов в организм под воздействием микрофлоры и ферментов в желудочно-кишечном тракте могут образоваться более опасные соединения - нитриты, которые приводят к кислородному голоданию, в результате превращения гемоглобина в метгемоглобин. В результате кровь хуже справляется со своей основной функцией - снабжением всех клеток тканей кислородом, что приводит к гипоксии. Кроме того нитриты в желудочно-кишечном тракте человека и животных, соединяются с аминами и образуются другие не менее опасные вещества - нитрозамины, воздействие которых тоже приводит к проблемам со здоровьем.
- В чем и где чаще всего содержатся нитраты и нитриты?
- Превышение содержания нитратов и нитритов чаще всего встречается в зелени и в ранних овощах. Помимо овощей, они могут содержаться и в воде. Поступившие с водой нитраты и нитриты, оказывают более существенное влияние на организм человека, чем полученные из растительной продукции. В летнее время содержание нитритов в поверхностных водоемах возрастает. Концентрация наиболее высока в воде колодцев, неглубоких скважин, рек и озер. Поэтому при использовании воды из поверхностных и неглубоких подземных источников не лишним будет сделать анализ воды на нитраты.
Существуют специальные приборы - портативные нитрат-тестеры, доступные в продаже. Какова вероятность правильного результата таких приборов?
- Их использование нерезультативно. Велика вероятность погрешности таких приборов, поскольку нитрат-тестер измеряет электропроводность растворенных солей в жидкости (соке фрукта/овоща), но продукт может содержать не только нитраты, но и другие соли, такие как обычная соль или магний, кальций, калий. Но это не вредно для нашего организма. То есть нитрат-тестер может показать превышение нормы нитратов, а на самом деле продукт будет богат микроэлементами.
В лабораторных условиях полученные результаты более достоверны: прибор поверяется 1 раз год, перед каждым проведением исследования на нитраты он калибруется. Также лаборатория регулярно участвует в межлабораторных сравнительных испытаниях, что позволяет оценить точность применяемых методов испытаний и результатов измерений.
- Как же обезопасить себя от вреда нитратов и нитритов и контролировать их наличие?
- Старайтесь покупать овощи по сезону их естественного созревания. Овощи, выращенные в закрытом грунте, содержат в 3-4 раза больше нитратов, чем те же овощи, выращенные в поле. И лучше покупать только в разрешенных для торговли местах. Тогда существует вероятность, что такие продукты проверены. В магазине всегда можно потребовать сертификат качества на реализуемую продукцию. На овощных рынках требуйте заключение лаборатории ветеринарно-санитарной экспертизы. В этом документе должен быть указан уровень нитратов.
Необходимо проводить регулярные исследования на их выявление. Исследования по определению содержания нитратов, нитритов в растительной продукции, воде, кормах, почве проводятся токсико-микологическим отделом нашего Учреждения в соответствии с нормативными документами.
Также снизить содержание нитратов в продуктах можно используя некоторые нехитрые способы приготовления овощей: тщательная промывка либо замачивание в холодной воде, варка без использования алюминиевой посуды, соление, маринование и квашение. Воду можно кипятить или пропускать через специальные домашние очистительные приборы.
Не секрет для большинства людей: для того, чтобы было крепким здоровье, лучше есть больше овощей, фруктов, меньше животной пищи. Как известно, нитраты считаются непременным атрибутом круговорота азота в природе. Это - важная часть азотного питания растений, без которого становится невозможным сложный биологический процесс синтеза белка. Нитраты были, есть и будут, даже если придется от применения удобрений полностью отказаться. Нитраты в растениях способны восстанавливаться до нитритов, которые подвергаются дальнейшему превращению, дают аммиак - основу для питания растений. Но почему естественный процесс вдруг стали считать вредным для человека?
Все хорошо в меру
Присутствие нитратов в растениях, само по себе стоит считать нормальным явлением, но излишнее увеличение их крайне нежелательно. Это связано с тем, что нитраты наделены высокой токсичностью для человека. Хотя правильней речь вести об их восстановленной форме - нитритах, которые взаимодействуют с гемоглобином крови при массивном попадании в организм. Вследствие этого образуется вещество метгемоглобин, который неспособен переносить кислород. Нарушается нормальное дыхание тканей и клеток организма (при процессе тканевой гипоксии). В результате этого накапливается молочная кислота, резко снижается количество белка. В особенности, опасны нитраты для детей грудного возраста, поскольку их ферментные системы считаются несовершенными, восстановление метгемоглобина в гемоглобин происходит очень медленно.
Вредные свойства нитратов
Нитраты способны снизить содержание витаминов в пище, влиять на все виды обмена веществ. При продолжительном поступлении нитратов в организм человека (даже в самых незначительных дозах), снижается количество йода, что способно привести к увеличению щитовидной железы.
Удалось установить связь нитратов с появлением опухолей в желудочно-кишечном тракте человека.
Нитраты провоцируют развитие патогенной (очень вредной) кишечной микрофлоры, выделяющей ядовитые вещества (токсины) организм человека. Из-за этого происходит аутотоксикация, процесс отравления организма.
Это происходит разнообразными путями:
- через питьевую воду;
- через продукты питания животного и растительного происхождения;
- через лекарственные препараты.
Большая часть нитратов в организм человека попадает со свежими и консервированными овощами (на уровне 40-80 процентов суточного количества нитратов). Незначительное количество нитратов может поступить с фруктами, хлебобулочными изделиями, молочными продуктами.
Как это исправить
Очень важно ввести в свой рацион больше красной, черной смородины, фруктов, других ягод (нитратов практически нет в висячих плодах). Пейте зеленый чай. Это - природные нейтрализаторы нитратов, которые поступили в ваш организм. Витамин Е также способен защитить организм от вредного воздействия нитратов.
