Влияние нитратов на организм человека

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Наши предки были коротко знакомы с нитратами - к примеру, клали селитру в колбасу для лучшего цвета и сохранности. Да и на нашей памяти слова "нитраты" и "нитриты" гордо красовались на консервных банках с каким-нибудь "ланчен мит" и никого не смущали. Но в последние годы это слово приобрело ругательный оттенок, и производители колбас разлюбили печатать его на этикетках.

Важно понять, что нитраты - не какой-то загрязнитель, по недосмотру попавший в почву, оттуда в овощи, а из них - в наш организм. Для растений нитраты - одно из основных питательных веществ, источник азота, из которого растение строит свои белки. Определенное количество этого строительного материала оно запасает впрок в клеточных вакуолях.

Эти необходимые вещества растения с успехом извлекают как из минеральных, так и из органических удобрений. Так что популярная в народе версия, будто нитраты в растениях - "от химии" и "раньше никаких нитратов не было" - это миф.

Мифы, однако, возникают не на пустом месте. При несбалансированном внесении удобрений в овощах может накапливаться повышенное количество нитратов. А это нежелательным образом сказывается на здоровье людей, которые эти овощи употребляют.

1. Понятие и химические свойства нитратов

Нитраты - соли азотной кислоты. Все они хорошо растворяются в воде, а при нагревании разлагаются.

Нитраты наиболее активных металлов, расположенных в ряду стандартных электродных потенциалов левее Мg, при нагревании переходят в нитриты:

2КNО3 = 2КNO2 + О2^

Нитраты металлов, расположенных от Мg до Сu, распадаются на оксид металла и оксид азота (IV):

2Сu(NO3)2 = 2СuО + 4NO2^ + O2^

Нитраты наименее активных металлов, расположенных после Сu, разлагаются при нагревании до свободного металла:

2AgNO3 = 2Ag + 2NO2^ + O2^

Легко отщепляя кислород, нитраты при высокой температуре являются энергичными окислителями. Количественно определить нитраты можно с помощью реакций:

а) в щелочном растворе нитраты восстанавливаются алюминием или цинком:

ЗNаNО3 + 8А1 + 5NаОН +2Н2О = 3NН3^ + 8NaAlO2

Аммиак отгоняется в определенный объем титрованного раствора кислоты. По количеству непрореагировавшей кислоты судят о содержании нитратов в растворе.

б) в присутствии соляной кислоты нитраты при взаимодействии с хлоридом железа (II) восстанавливаются до оксида азота (II):

KNO3 + 3FeCl2 + 4HCl = NO^ + 3FeCl3 + KCl + 2H2O

Количество оксида азота определяют методами волюмометрии (объемный анализ).

Нитраты получают при действии азотной кислоты на металлы, их оксиды и гидроксиды.

Наибольшее значение имеют нитраты калия, натрия, кальция и аммония, называемые селитрами. Они применяются в основном в качестве минеральных азотных удобрений. Нитраты натрия и калия используют при стекловарении. Калиевая селитра начиная с XIII в. находит применение при изготовлении черного пороха (смесь 74-78% КNO3, 16-20% древесного угля, 10% S). Вследствие высокой гигроскопичности NаNО3 для этих целей не подходит.

2. Накопление нитратов в пище и пути попадания в организм человека

Таким образом, проблема токсичного накопления нитратного азота в сельскохозяйственной продукции и вредного воздействия его на человека и сельскохозяйственных 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.

Однако 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 обладают высокой токсичностью для человека сельскохозяйственных 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 сельскохозяйственных растений больше всего нитратов содержится в салате (особенно в тепличном), в редьке, петрушке, редисе, столовой свёкле, капусте, моркови, укропе:

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

ь 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:

с высоким содержанием (до 5000 мг/кг сырой массы): салат, шпинат, свекла, укроп, листовая капуста, редис, зелёный лук, дыни, арбузы.

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

с низким содержанием (10-80 мг): брюссельская капуста, горох, щавель, фасоль, картофель, томаты, репчатый лук, фрукты и ягоды.

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

ь процессов поглощения;

ь транспорта;

ь ассимиляции;

ь распределения его в разных органах и частях растения (6, с. 10).

И все 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 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 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% (6, с. 10-11).

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

ь чем длиннее световой день, тем меньше нитратов в растениях;

ь при влажном и холодном лете (1985 г.) количество нитратов увеличилось в 2,5 раза.

ь 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.

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 течение 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.

Нитраты попадают в организм человека через различные пути.

Через продукты питания:

а) растительного происхождения;

б) 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 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 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 3,5 млн. 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 20 мг/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 150 мг/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 100 г сухого вещества.

3. 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 сельскохозяйственных животных:

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. 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 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:

ь синюшность ногтей, лица, губ и видимых слизистых оболочек;

ь тошнота, рвота, боли в животе;

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

ь головные боли, повышенная усталость, сонливость, снижение работоспособности;

ь одышка, усиленное сердцебиение, вплоть до потери сознания;

ь 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, а у 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, вред наносят организму человека не сами нитраты, а нитриты, в которые они превращаются при определённых условиях.

Для взрослого человека предельно допустимая норма нитратов 5мг на 1кг массы тела человека, т.е. 0,25 г на человека весом в 60 кг. Для ребёнка допустимая норма 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 10мг нитратов.

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

4. Пути избавления от излишков нитратов в пищевых продуктах

нитратный пищевой отравление

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%.

ь в капусте - на 58%;

ь в столовой свекле - на 20%;

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

Так как 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 (4).

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, не оставляя на потом.

Заключение

Итак, проблема избыточного накопления нитратов в продукции сложна, многообразна, она затрагивает различные стороны жизни человека. На наш взгляд, причинами, вызывающими чрезмерное содержание нитратов в урожае сельскохозяйственных культур, сырье и продукции, являются следующие: дефицит понимания сегодняшней ситуации, который уже привел к порогу преступной беспечности и применению необоснованно высоких доз азотных удобрений, неудовлетворительное качество азотных удобрений и сельскохозяйственных машин, с помощью которых их вносят; неравномерное распределение азотных удобрений по поверхности поля при их внесении; чрезмерное увлечение поздними подкормками сельскохозяйственных культур азотом; нарушение сбалансированности соотношения между азотом и другими элементами питания (в первую очередь фосфором и калием); низкий уровень культуры земледелия и технологической дисциплины при выполнении работ; недопустимое пренебрежение к введению научно обоснованных севооборотов на огромных посевных площадях и преобладание монокультуры; низкий уровень знаний ведущих специалистов в хозяйствах; отсутствие сортовой политики при выведении и выращивании сортов с низким уровнем нитратов в урожае (отсутствие подлинного хозрасчета и должного экономического анализа деятельности хозяйств); отсутствие должного эффективного контроля как за ходом выполняемых работ, так и за качеством конечного продукта -- за содержанием нитратов и других веществ; слабая эффективность внедрения научных разработок в практику получения высококачественного урожая.

Когда питание растений разбалансировано по азоту, калию, фосфору, микроэлементам или растениям не хватает воды и света, они аккумулируют (накапливают) большое количество нитратов. Нитраты не оказывают токсического воздействия на растения. Избыток нитратов в почве практически всегда приводит к избытку нитратов в растениях.

Все опасные последствия для человека, в том числе рак и метгемоглобинемию, вызывают не сами нитраты, а их метаболиты -- нитриты, восстанавливающиеся из нитратов воды и пищи при хранении, кулинарной обработке и в пищеварительном тракте человека под действием разнообразных микроорганизмов, в том числе и необходимых для человека

Литература

Борисов В.А. Экологические проблемы накопления нитратов в окружающей среде. 1990.

Дубровский В.И. Валеология. Здоровый образ жизни. - М.: Знание, 1999.

Осторожно: нитраты // Обруч. - 1997. - 32. - С. 44 - 45.

Рыжов И.Н. Оценка состояния водных объектов // Биология в школе. - 1996. - №5. - С. 60 - 62.

Химия. Справочник школьника. - М.: Педагогика, 1995.

Шаталова Г. Когда пища становится ядом // Физкультура и спорт. - 1997. - №12. - С. 10 - 11.

Размещено на Allbest.ru