Вредные вещества и загрязнение среды обитания

Для предотвращения заболевания человека необходимо устранить его причины, среди которых могут быть и загрязненные тяжелыми металлами продукты питания, т.е. необходима экологически безопасная продукция.

В настоящее время в районах, где расположены крупные промышленные предприятия, а также интенсивного использования осадков сточных вод в сельскохозяйственном производстве в почвах накапливаются избыточные количества тяжелых металлов. Однако эти территории широко используются для производства продукции как растениеводческой, так и животноводческой.

Анализ овощеводческой продукции, продаваемой на рынках г. Серпухова (Московской обл.), показал, что в зеленных культурах, редисе, картофеле, свекле столовой и моркови содержание свинца и кадмия превышает их ПДК в 18-25 раз. Это является следствием того, что жители г. Серпухова при выращивании овощных культур и картофеля используют осадки коммунальных стоков города. Еще меньше предельно допустимое содержание ртути: не более 0,05 мг/кг.

Таблица 3 Верхняя пороговая концентрация тяжелых металлов в сухом веществе корма [Ковальский и др., 1971]

Во многих странах мира разработаны национальные нормативы допустимых остаточных количества (ДОК). Например, в Германии ДОК кадмия в овощах в 3 раза выше, чем в России. В то же время ДОК кадмия в овощах, принятое в России и равное 0,03 мг/кг сырой массы, достигается при техногенном загрязнении почв очень быстро. Так, содержание ртути в российском сахаре меняется в 3 раза, тогда как в рыбе в 1300 раз. Колебания содержания свинца составляет 2-165 раз, кадмия - 2-450 раз, хрома - 3-16 раз, меди - 3_121 раз, цинка - 3-30 раз и никеля - 2-30 раз. Столь широкий размах изменений содержания определяется видом самой продукции, условиями ее производства (технология процесса получения продукции), внешними факторами состояния окружающей среды, степенью чистоты исходных компонентов для ее производства.

Таблица 4 Допустимые остаточные количества тяжелых металлов в пищевых продуктах, мг/кг [Найчитейн и др., 1987]

Незначительные колебания содержания тяжелых металлов характерно для целого ряда продуктов: сахар, пиво и орехи. Малые колебания содержания тяжелых металлов в орехах. Высокое содержание свинца, кадмия, хрома и никеля в продукции связано в первую очередь с ее производством вблизи промышленных предприятий и автомобильных дорог.

Допустимое количество тяжелых металлов, которое человек может потреблять с продуктами питания без риска заболевания, колеблется в зависимости от вида металла свинец - 3, кадмий - 0,4-0,5, ртуть - 0,3 мг в неделю. И хотя эти уровни условны, тем не менее, они служат основой для контроля содержания в продуктах питания.

Содержание тяжелых металлов в овощах и фруктах

Наибольшей аккумуляцией элементов отличались столовая свекла и картофель. Сорта картофеля имеют существенные различия в аккумуляции кадмия и в особенности свинца. Минимальным накоплением кадмия в клубнях характеризуются сорта: Брянский ранний и Броницкий, а максимальным - Невский-1. Минимальное количество свинца накапливали сорта: Брянский ранний, Броницкий, Резерв-2, Пригожий, Институтский, максимальное - Скайдра, Невский-1, Посвит-2, Свитанок-3.

Среди продуктов растительного происхождения, содержащих кобальт следует выделить: злаки, бобовые, картофель, капусту, перец красный, петрушку, редьку, салат, свеклу, зеленый лук, землянику, ежевику, малину, смородину, фундук (лесной орех), фруктовые соки (виноградный, земляничный, вишневый, мандариновый и апельсиновый).

Больше всего меди содержится в растениях лука, петрушки, редьки и кабачков. Значительно меньше содержится меди в продукции растений кукурузы и картофеля. Высоким содержанием меди отличаются соки: томатный; абрикосовый и морковный.

В значительных количествах цинк находится в следующих продуктах фасоли, горохе, луке репчатом и зеленом, огурцах, чесноке, кабачках. Немного меньше его в картофеле, моркови, петрушке, редьке, томатах укропе, землянике, крыжовнике, малине. Очень много цинка в злаках, белых грибах и больше всего в семенах конопли. В незначительных количествах он содержится в баклажанах, арбузе, перце красном, хрене, шпинате, абрикосе, сливе, клюкве, черешне, печени, почках, говядине, сырых яйцах. При хранении пищевых продуктов в цинковой посуде могут накапливаться ядовитые соединения цинка - хлориды, сульфаты.

К растениям, которые накапливают большие количества марганца (т.е. марганофиллы), относятся: горох, фасоль, укроп, петрушка, свекла, хрен, шпинат, щавель, морковь, лук, чеснок, грибы, виноград, земляника, клюква, крыжовник, малина, смородина, яблони, груши. Овощные и фруктовые соки также отличаются по содержанию тяжелых металлов.

Таблица 5 Содержание тяжелых металлов в овощных и фруктовых соках, мг/л

Проблема нитратов в продуктах питания

Овощи нам необходимы, без них не обойтись. Но попадающие на наш стол капуста, картошка, редис или огурцы, как правило, содержат азотнокислые соли - нитраты. В желудочно-кишечном тракте они превращаются в соли азотистой кислоты - нитриты, которые отравляют организм. Это выражается в нарушении поведенческих реакций, снижении работоспособности, головокружении, потере сознания. Если же доза очень велика - исход может быть и летальным.

Человек относительно легко переносит дозу в 150-200 миллиграммов нитратов в день, 500 - предельно допустимая доза, 600 - токсичная для взрослых, а для грудного ребенка - 10 миллиграммов. Но волей-неволей мы потребляем в день гораздо больше этих солей, так как овощи способны накапливать их в очень широких пределах.

В естественных условиях, например, в лесу, содержание нитратов в растениях небольшое - они почти полностью переходят в органические соединения.

Еще в 1984 году было установлено предельно допустимое содержание азота нитратов в миллиграммах на килограмм сырой массы овощей. Так, в капусте белокочанной содержание этих солей не должно превышать 300, в томатах - 60, в огурцах - 150, в столовой свекле - 1400, в дынях и арбузах - 45 миллиграммов на килограмм. По данным санэпидстанции, эти нормы постоянно превышаются.

В пюре моркови содержание нитратов доходило до 600 мг/кг, а тыквенном - до 1000 (при предельно допустимых 15).

Зафиксировано, что содержание нитратов различно не только в отдельных культурах, но и в сортах. Огурцы сорта Апрельский при прочих равных условиях накапливают нитратов в 3 раза больше, чем сорт Московский тепличный. Морковь Нантская содержит в 2 раза больше неорганического азота, чем Шантанэ. У зеленных овощей наибольшее количество нитратов находится в стеблях и черешках листьев, поскольку именно сюда идет основной транспорт солей азота. Установлено, что неорганический азот практически отсутствует в зерне злаковых культур и в основном сосредоточен в вегетативных органах (лист, стебель).

У столовой свеклы, моркови, редиса огурца необходимо отрезать верхнюю и нижнюю части корнеплода. Содержание нитратов в картофеле - 10_150, огурцы - 20-100, свекла - 10-500 мг/кг. Зеленные овощи накапливают большое количество нитратов. У них наибольшее количество нитратов находится в стеблях и черешках листьев, поскольку именно сюда идет основной транспорт солей азота. Ревень до 500 мг/кг, петрушка - 430, редька - 400, кресс - салат от 300 до 1100 мг/кг, салат от 100-600 мг/кг, в дынях и арбузах 110-130 мг/кг.

Между содержанием нитратов в столовой свекле и температурой воздуха наблюдается обратная связь; повышение температуры на 20° вызывает снижение количества нитратов в 3 раза. Содержание нитратов колеблется и течение суток. Минимальное их количеств наблюдается вечером, ночью и утро, в это время лучше собирать урожай.

Существенное влияние на количество нитратов в продуктах питания оказывает технология их приготовления. При грамотной чистке, вымачивании и варке может теряться от 20 до 40 % вредных солей. Например, если картофель замочить на сутки в 1-процентном растворе поваренной соли или аскорбиновой кислоты, то уровень нитратов в клубнях снизится почти на 90 %.

Во многих странах Чехии, Германии, США, Франции и др. приняты законы, ограничивающие уровень нитратов и нитритов не только в овощах, но и в консервах, мясных и молочных изделиях.

В Голландии, Бельгии, и других странах овощи в магазины поступают только с паспортом - в нем точное содержание нитратов. Если покупатель желает убедиться в правильности цифр, к его услугам специальные индикаторные бумажки. Выжав на них каплю сока из овощей, по цвету можно убедиться в правильности цифр.

Содержание тяжелых металлов в пиве

Различные марки пива содержат неодинаковое количество тяжелых металлов. Их содержание, кроме кадмия, находится в пределах допустимого уровня. Содержание же кадмия превышает ПДК: в 2 раза в пиве марки "Балтика № 1", в 3 раза - марки "Holsten, Bavaria" и в 4 раза - марки "Московское". Пиво марки "Московское" содержит более высокое количество кобальта, никеля и хрома.

Таблица 6 Содержание тяжелых металлов в различных марках пива, мг/л

Содержание тяжелых металлов в рыбе

Наиболее существенное изменение содержания ртути в рыбе и в рыбных продуктах, что связано с загрязнением Мирового океана этим элементом. То же самое наблюдается и в отношении свинца, кадмия и хрома.

Аккумуляция тяжелых металлов тканями рыб создает угрозу отравления человека через рыбные продукты, употребляемые в пищу. Прослеживается неравномерное накопление тяжелых металлов как различными органами одного вида рыб, так и особями разных видов, относящихся к различным уровням трофической цепи.

В печени густеры содержание меди превышало ДОК в 1,3 раза, а в печени леща, чехони и белоглазки - в 3,1; 5,5; 1,3 раза, соответственно. Икра густеры и белоглазки также содержала значительные количества меди. Наибольшее количество цинка обнаружено в икре густеры, плотвы и белоглазки (превышение ДОК в 2-3,5 раза). В летний период отмечается повышение содержание в рыбе - тяжелых металлов. Содержание ртути в рыбе природных водоемов колеблется в пределах 10-27 мг/кг. Высокое количество ртути характерно для хищных пород рыб: окунь, щука, судак. ПДК ртути для рыб равна - 0,5 мг/кг. В настоящее время более 80 % рыб содержат ртути от 0,5 до 2 мг/кг и 20 % - от 0,1 до 0,5 мг/кг.

Содержание тяжелых металлов в табачных изделиях

Наибольшее количество свинца содержится в табаке сигарет "Прима" и "Пегас" а минимальное - в табаке "Marlboro". Сигареты "Пегас" содержат наибольшее количество кадмия, хрома и кобальта и минимальное количество марганца. Минимальное содержание кадмия и хрома характерно для табака сигарет "Ява золотая". Наименьшее количество кобальта находится в табаке сигарет "Salem". Наименьшее содержание марганца характерно для табака сигарет "Пегас", а максимальное - для "Marlboro".

Курение как постоянно действующий фактор вносит свою лепту в общее загрязнение организма чужеродными веществами, которые играют важную экологическую роль в развитии патологии сердечно-сосудистой системы человека.

Таблица 7 Содержание тяжелых металлов в табаке сигарет отечественного и зарубежного производства, мг/кг сухого вещества

Табак потребляет и аккумулирует в себе значительные количества кадмия и ртути. Содержание ртути в сухих листьях табака на порядок, а кадмия на три порядка выше средних значений их величины для биомассы наземной растительности. Поэтому каждая затяжка дымом содержит помимо других веществ (никотин, нитраты, окись углерода), также и кадмий. В одной сигарете его сдержится от 1,2 до 2,5 мкг и до 0,25 мкг свинца. Из этого количества в легкие попадает 0,1-0,2 мкг кадмия, а остальное рассеивается вместе с дымом и пеплом.

Таблица 8 Содержание вредных веществ в сигаретах (по данным Центра экспертизы и сертификации табака 2000г)

Мировое производстве табака составляет 5,7 млн. т в год. Одна сигарета - это 1 г табака. При выкуривании всех сигарет мира выделяется от 5,7 до 11,4 т кадмия, т.е. такое же количество, как при 3-4 средней силы вулканических извержениях.

5. Вредные вещества в пищевой продукции

Транс-жиры в пищевых продуктов

Недавно закончились международные исследования, которые показали, что в продуктах питания содержатся транс-жиры, способствующие развитию атеросклероза более активно, чем жиры насыщенные. Транс-жиры это транс-изомеры жирных кислот (ТИЖК) больше всего их содержание в маргаринах и кулинарных жирах. Изгнание транс-изомеров из продуктов питания может стать в ближайшие годы одним из приоритетных направлений в диетологии. Кроме атеросклероза, ТИЖК однозначно повинны в возникновении рака груди, ишемической болезни сердца и инфаркта миокарда.

ТИЖК, предположительно, вызывают: ухудшение качества молока у кормящих матерей (при этом ТИЖК с молоком передаются и младенцу); рождение детей с низким весом; увеличение риска развития диабета; ухудшение иммунитета; снижение мужского гормона тестостерона и ухудшение качества спермы; нарушение обмена простагландинов, регулирующих массу важнейших процессов в нашем организме; нарушение работы фермента цитохром-оксидазы, играющего ключевую роль в обезвреживании химических веществ, канцерогенов и некоторых лекарств.

Наличие транс-жиров в продуктах при покупке можно определить по этикетке по слову «гидрированные» на упаковка продукта (иногда еще пишут «гидрогенизированные»). В процессе гидрогенизации часть жирных кислот превращается в транс-изомеры.

В магазинах много продуктов, где присутствуют «частично гидрированные растительные масла». К ним относятся кондитерские изделия - от печенья и выпечки до шоколадных паст. Чипсы, снеки тоже не лишены транс-изомеров. Любая продукция, в изготовлении которой используют маргарины и кулинарные жиры, может содержать ТИЖК.

Больше всего шансов наесться транс-жиров у посетителей заведений быстрого питания (фаст фуд). В картофеле фри, гамбургерах, пирожках ТИЖК есть однозначно. Умалчивают о наличии транс-жиров в своей продукции производители маргаринов. Они предпочитают указывать в их составе просто «растительные масла», не уточняя, гидрированные они или нет. Пока определить содержание транс-жиров в маргаринах в быту можно только визуально. Чем маргарин тверже, тем транс-жиров в нем больше. Указывать не только их наличие, но и количество содержание ТИЖК.

По данным американских исследователей глазури практически все кондитерские изделия напичканы транс-изомерами. При покупке поп-корна следует обращать внимание, на каком жире его готовят. До настоящего времени нормативов по потреблению этих жиров не разработано. До изобретения маргаринов, а это произошло в начале нашего века, человечество потребляло транс-жиры только в составе молочных продуктов и жиров, полученных от жвачных животных. В этих продуктах транс-изомеры составляли не более трех процентов всех жиров. В 65-80 г натуральных жиров содержится 2 г транс-жиров. Столько же транс-изомеров мы поглощаем всего с тремя печеньями.

Например, съев большую порцию макдональдовского картофеля, вы поглотите 29 % всех дневных жиров и 20 % жиров насыщенных, добавив к картофелю Чикен Макнаггетс, вы исчерпаете дневной лимит своих жиров на 72 %, а насыщенных жиров на - 50 %. Любой из жиров в одной порции превышает 20 % дневной нормы, то такой продукт нужно рассматривать как источник повышенного количества жиров. Если процент от 10 до 19, то это существенный источник жира.

На полках супермаркетов имеется большое количество продуктов изготовленных на базе молока. Среди них выделяются ранее нам неизвестные десерты и пудинги. Что в них осталось от молока, и что они приобрели в нагрузку? Пищевая ценность этих продуктов обусловлена белками, жирами, углеводами и кальцием. Если белок, жиры и кальций достаются продуктам в основном от молока, то большинство углеводов приходит извне. В импортной продукции главную роль играют другие легкоусвояемые углеводы - сахар, сироп глюкозы и крахмалы различного происхождения. Поскольку недостатка в подобных углеводах мы не испытываем считать их добавку полезной сложно.

Употребляя, пудинги и десерты мы, редко думаем о том, сколько сахара поглощаем. Следовательно, углеводы в десертах можно смело отнести к скрытым сахарам.

Молочные жиры, составляют от 4,2 до 9,0 г на 200-граммовую упаковку, 2,9-3,5 г - на маленькую. Если учесть, что здоровая дневная доза жиров 65-80 г, то стаканчик десерта Champ дает 12-14 % дневной нормы жира. Это не мало, такой десерт можно рассматривать как существенный источник жиров. Из полезных компонентов, редко бывающих у современного человека в избытке, можно выделить белки и кальций. Источников белка у нас множество, а вот кальций мы в основном получаем из молочных продуктов. Причем его дневную норму в 1000-1200 мг набираем далеко не всегда - едим мало молочного. Поэтому к кальцию в десертах и пудингах внимание особое.

К сожалению, о его количестве говорят только этикетки продуктов французских и немецких фирм. Во французском десерте 100 мг кальция, это около 10 % дневной нормы, в немецком пудинге чуть-чуть меньше - 95 мг. В других кальций не указывается, в том числе и на российской продукции. В качестве нагрузки импортные пудинги и десерты содержат пищевые добавки - ароматизаторы, красители, загустителей, консерванты.

Таблица 9 Содержание транс-жиров, насыщенных жиров и жиров, вредных для сосудов в некоторых зарубежных продуктах

Примечание:

*Через дробь указано количество жиров в граммах и % от рекомендуемой дневной нормы потребления. Последний показатель для транс-жиров не определен. Поэтому они и жиры, вредные для сосудов указаны только в граммах.

**Жиры, вредные для сосудов, определялись как сумма насыщенных жиров и транс-жиров.

Чаще всего фирмы не указывают содержание добавок, дальше «фруктовых добавок», «клубники», «ванили» и т.д. речь не идет.

Красители в пудингах и десертах достаточно однообразны. Как правило, это каротин, являющийся предшественником витамина А, краситель Е 101 (рибофлавин), витамин В₂, красители Е 104 (желтый хинолиновый) и Е 110 (желтый «солнечный закат»). В качестве загустителей используются известный желатин и менее знакомые каррагинан, гуаровая камедь и камедь рожкового дерева. Многие добавки в России разрешены.

Таблица 10 Вредные пищевые добавки и их воздействие на организм человека

Обозначения: О - опасный, З - запрещенный, П - подозрительный, Р - ракообразующий, РК - кишечные расстройства, ВК - вредные для кожи, Х - холестерин, РЖ - расстройство желудка, ОО - очень опасный, РД - артериальное давление, С - сыпь.

В пищевых продуктах завозимых в Россию отмечается наличие разнообразных стабилизаторов, консервантов, эмульгаторов, наполнителей, красителей, ароматизаторов и прочих добавок, по которым производители чаще всего не приводят информацию на этикетке. Чаще всего они помечаются так называемым индексом Е, который свидетельствует о наличии в продуктах компонентов, запрещенных в развитых европейских странах.

Антифламинги (E 900 - E 999) и другие вещества, Антиоксиданты (E 300 - E 399), Консерванты (E 200 - E 299), Красители (E 100 - E 199), Стабилизаторы, эмульгаторы (E 400 - E 599), Усилители вкуса и аромата (E 600_E 699). Среди отмеченных добавок запрещены к применению на территории России: красители Е 121 - цитрусовый красный, Е 123 - амарант и консервант, Е 240 - формальдегид. Остальные добавки, как правило, не имеют разрешение на применение. К не имеющим разрешение на применение добавкам и относящимся к ракообразующим можно отнести консерванты - Е 213, Е 214, Е 215, Е 216, Е 219, Е 230, Е 252, Е 281, Е 282, Е 283, краситель - Е 153.

Экологическая безопасность хлебных продуктов

При потреблении хлебной продукции бывают случаи отравления. Часто это связано с использованием муки зараженной картофельной палочкой, которую иногда называют сенной. Она вызывает, так называемую, картофельную болезнь хлеба, которая довольно широко распространена в России. Первый признак такого поражения является неприятный сладковатый вкус, наличие белой липкой массы внутри хлеба. При употреблении такого хлеба возникают кишечные расстройства, пневмония, заболевание крови, общая интоксикация организма. Тепловая обработка (при 1200^оС) в течение часа не убивает все споры. По этой причине хлеб нельзя хранить более суток из-за быстрого размножения палочки. Особенно опасен хлеб, изготовленный в кустарных пекарнях который можно отличить по точечному рельефу на нижней части батона, а у заводского сеточный.

Роль витаминов

Для полноценного здоровья человеку нужно около 84 химических элемента и свыше 20 витаминов. При отсутствии витаминов поглощаемая пища превращается не в энергию, а в жир. Дефицит витаминов нарушается обмен веществ при этом углеводы бродят, а белки гниют в пищеварительной системе, отравляя организм продуктами полураспада. Дефицит витаминов должен восполнятся потреблением овощей и фруктов, но не готовых аптечных препаратов витаминов и в особенности их комбинации т.к. многие витамины несовместимы между собой. Одни становятся токсичными, другие антагонистичны, разрушая друг друга.

Еще в 1981г Минздрав выпустил две таблицы: №1 «Взаимодействие групп лекарственных препаратов» и №2 «Взаимодействие отдельных препаратов при одновременном назначении».

На диаграмме представлены случаи токсичных, антагонистичных и просто несовместимых витаминов местах пересечения вертикальных и горизонтальных линий. Где обозначение: Т - токсично, Н - несовместимая комбинация, А - антагонизм.

Рис. 2

6 Экология моющих средств

К моющим средствам мы обычно относим мыло и стиральные порошки. По существующему законодательству, на упаковке обязательно должны быть указаны состав и информация об их свойствах на русском языке. Если этих сведений на пачке не окажется, не рискуйте и купите другой сорт.

Ознакомиться с составом мыла не всегда возможно. Лозунг «Красота и аромат природы», приведенный на «Абрикосе» и прочих «фруктово-ягодных» сортах, выпускаемых «Невской косметикой», никак не подтверждается их составом. Продукция «Свободы», «Консул», «Бальзам» и детское мыло «Алиса» из своего состава указали только какие-то мифические растительные экстракты. Западные производители мыла более аккуратны. За исключением «Пальмолив Ориджинал» («Колгейт Пальмолив»), все остальные сорта содержат информацию о составе. Но не всегда на русском языке это мыла немецкой фирмы «Каппус» - «Крим соап», «Крим Боди» и «Вайлдер Фан». Урезанный русскоязычный текст есть на «Пальмодиве», чешском «Люксе» («Юнилевер») и турецком «Амбере» («Эвиап»), фирма «Комили»: перевела текст на упаковке трех видов своего мыла - «Вива», «Пам» и «Каприс» не менее подробно и дотошно, чем «Проктер энд Гэмбл» на «Камеях» и «Юнилевер» на мыле «Дав».

Как разобраться в химических терминах, обозначающих состав? Основа каждого мыла - так называемые поверхностно-активные вещества (ПАВ). Обычно это натриевые соли жирных кислот из кокосового масла - их обозначают как cocoat. Если встретите слово tallowate значит, в основе мыла - говяжий жир. Сегодня все чаще вместо животных жирных кислот используют растительные. Чаще всего это пальмоядровые жирные кислоты. В этом случае будет написано: palm cernelate. Нередко о растительном происхождении ПАВ предупреждают дополнительные надписи. Например, на мыле «Пам» указано, что оно сделано из стопроцентных растительных масел. Что касается добавок, то все они предназначены, как правило, для смягчения и лучшего увлажнения кожи. Чаще всего это глицерин. Этот компонент действительно достаточно эффективен, и поэтому многие компании - производители используют его. Глицерин есть в составе мыла «Тик-Так» («Свобода»), «Амбер» («Эвиап»), «Камея Шик», «Камея Элегант», «Камея Классик» («Проктер энд Гэмбл»), «Люкс» («Юнилевер»), «Каприс» («Комили») и «Грин Эппл» («Каппус»), последние два вида содержат глицерин в больших количествах. Это можно узнать по внешнему виду - мыло прозрачное, иногда его еще называют «глицериновым». Некоторые сорта мыла содержат необычные добавки. Например, косметический крем в мыле «Дав» («Юнилевер»), «Крим соап» и «Крим Боди» («Каппус») или белки молока - в мыле «Пам с добавлением молока» («Комили»). Но чаще все - таки встречаются различные масла (на упаковке их часто указывают как olea или oil) и ланолин.

Особую тревогу у экологов вызывает наличие в моющих средствах таких соединений как керамиды или церамиды (обычно в шампунях) представляющие собой сфинголипидами образующиеся в коже из цереброзидов. Искусственно их получают или из растений или из мозга и нервной ткани крупного рогатого скота, что в условиях распространения возбудителя коровьего бешенства создает вероятность заражения. В связи, с чем во Франции запрещено производить косметику из компонентов коров.

На западе широко используется для отбеливания Триклин - это зарегистрированный товарный знак пентанатрия трифосфата. «Уникальный» пентанатрия трифосфат, или просто тринатрийфосфат, производится в России, в количестве сотен тысяч тонн в год и давно известен нашим домашним хозяйкам. Это вещество используют для мытья полов, кафеля, ванн и даже для стирки. Тринатрийфосфат как обязательный компонент входит в состав множества сортов стиральных порошков, выполняя в них роль смягчителя воды. Но о свойствах этого вещества, как химического отбеливателя науке до сих пор ничего не известно.

В настоящее время промышленность выпускает множество синтетических моющих средств. При выборе средства необходимо обратить внимание на его химический состав, который должен быть указан на упаковке. Основным компонентом средств являются поверхностно-активные вещества (ПВА). Поступление ПВА в сточные воды не должно превышать установленные ПДК для алкилбензолсульфонаты - ПДК - 0,5 мг/л, алкилсульфаты - 0,5 мг/л, крезилдитиофосфаты - 0,001 мг/л. Выпускаемые средства можно разделить на две группы - порошковые и жидкие. Порошковые российские СМС: Лотос, Нептун, Аист, и жидкие: Маричка, в виде паст: Ландыш, Аэлита. Импортные порошковые СМС: Лоск, Ариэль, Тайд содержат, как правило, повышенное содержание фосфатов. Это вещество служит своего рода диспетчером в процессе стирки. В воде находятся катионы жесткости - кальций и магний. Если их не связывать, поверхностно-активное вещество (ПАВ), которое стирает, будет реагировать не с грязью, а с кальцием и магнием. В обычном стиральном порошке триполифосфата натрия содержится 35-40 %. После того как выяснилось, что триполифосфат отравляет водоемы, на Западе фосфаты в моющих средствах стали заменять цеолитами.

Первыми начали эту работу немцы. Затем, в 1978 году, их примеру последовали американцы, японцы, итальянцы. В Японии уже в 1985 году 95% CMC выпускалось с цеолитами. Сейчас в 6 европейских странах применение триполифосфата вообще запрещено. В других их применение резко ограничено. В России тоже начали переходить на цеолиты. Крупнейший российский завод в Новомосковске, выпускающий треть всех стиральных порошков в стране, работал с цеолитами. Однако после того как "Проктор энд Гэмбл" стала совладельцем российского завода и пришли американские управляющие, завод перешел на триполифосфат. В России американцы предпочитают фосфаты, они дешевле.

Их примеру последовала и немецкая фирма "Хенкель", которая купила два завода: в городе Энгельсе (совместное предприятие) и НПО "Эра" в городе Тосна. До недавнего времени они тоже использовали цеолиты. Но как только Новомосковск перешел на фосфаты, они последовали примеру американцев. Сегодня цеолиты в России используют только те российские заводы, у которых нет иностранных партнеров.

Экологическую опасность представляют и хлорсодержащие отбеливающие и моющие препараты, например, гипохлориты (Аса, Белизна)

"Ариель", "Тайд" и прочие стиральные порошки входят в каждый дом. Стиральные порошки "Проктор энд Гэмбл" - это "биологическая бомба замедленного действия".

В середине 70-х годов Великие Озера в США, Рейн и другие реки Европы оказались во власти сине-зеленых водорослей. Их бурный рост и последующее затем гниение приводили к выделению метана, аммиака, сероводорода, в результате чего гибла рыба, реки и озера становились мертвыми. Ученые установили, что причиной бурного роста водорослей стал триполифосфат натрия, один из основных компонентов синтетических моющих средств. Каждый грамм триполифосфата стимулирует рост 100 граммов органики. А это - эквивалент 5-10 кг водорослей.

По этой причине цветут Волга в нижнем течении /Когда в воде скапливается большое количество фосфатов, происходит биологический взрыв - начинаются бурный рост и бурное гниение. Нас пока спасает длительная зима. Но поскольку фосфаты не разлагаются, а каждый год в наши реки попадает около 300 тысяч т. триполифосфата, они накапливаются.

7. Экологические проблемы переработки древесины

Лес промышленности России - сложный многопрофильный, многоотраслевой комплекс, включающий в себя лесозаготовительную и целлюлозно-бумажную отрасли, производство пиломатериалов, деревообработку, лесохимию. Весьма широк и многообразен перечень продукции выпускаемой предприятиями и организациями отраслей. Это древесина деловая, лесоматериалы, круглые дрова для гидролизного производства и изготовления древесных плит, щепа технологическая пиломатериалы, плиты древесностружечные и древесноволокнистые, фанера, целлюлоза, бумага, паркет, спички, картон, мебель, обои, транспортная тара и т.д.

Отдельные технологические процессы сопровождается повышенным выделением вредных веществ в воздух рабочей зоны и неблагоприятными микроклиматическими условиями. В цехах по производству мебели в воздушную среду поступает целый комплекс вредных веществ, содержащихся в лакокрасочных материалах, клеевых композициях, пропиточных смолах. Древесина содержит органические и неорганические вещества. В состав органических веществ входит 49-50 % углерода, 43-44 % кислорода, 6-7 % водорода с азотом. Содержание органических веществ в древесине хвойных лиственных пород различно. В древесине хвойных пород содержится 46-58% целлюлозы, 28-30 % мякина, 20-23 % гемицелюлозы у лиственных соответственно 39-52 %, 20-24 %, 23-33 %.

Целлюлоза - высокомолекулярное соединение. Гемицеллюлозы по своему химическому составу близки к целлюлозе, но в отличия от нее обладают меньшей химической стойкостью, легко гидролизуются и растворяются в разбавленных щелочах и кислотах. В мякине, сложном ароматическом соединении, углерода содержится более 60-66 %, чем в целлюлозе (44-45 %).

Сложные органические дубильные вещества содержатся в древесине и коре многих древесных пород и защищают от бактерий и грибов. В древесине дуба и каштана дубильные вещества составляют 5-7 %, коре ели 7-12 %, ивы 8_12 %, лиственницы 10-15 %, пихты 7-15 %, сосны 6-9 %. Смолы (ПДК 0,2 мг/м³) - твердые вещества, нерастворимые в воде, но размягчающиеся при нагревании, легко окисляются на воздухе и становятся хрупкими. При подсечке сосны, лиственницы, кедра, ели выделяется смола (живица), которая содержит скипидар и канифоль.

Эфирные масла (ПДК 10 мг/м³) летучие вещества, обладающие запахом, не растворяются в воде, но легко извлекаются различными органическими растворителями (бензин, спирт), а также отгоняются горячим водным паром. Наибольшее количество их содержат хвоя, шишки и листья. Летучие эфирные масла обладают фитонцидностью, т.е. способность убивать микробов, находящихся в воздухе или воде. Эфирные масла применяют в медицине, парфюмерии и пр.

Неорганические вещества (зола ПДК-2мг/м³), получаемые при сжигании древесины, составляют 0,2-1,7 % ее массы. Химический состав золы у различных пород неодинаков, она содержит кальций, калий, натрий, магний, серу и фосфор и др.

Свойства древесины определяется содержанием - дубильных смол, эфирных масел, минеральных веществ, пектинов, жиров их содержание зависит от вида места роста, времени года и возраста дерева. Количество вредных веществ, содержащихся в тропической древесине, значительно выше, чем в древесине умеренных широт.

При контакте со свежезаготовленной древесиной наиболее неблагоприятное воздействие на работающих могут оказать смолы, значительное количество которых, содержится в древесине лиственных тропических пород. Попадание веществ на кожу вызывает их заболевание, причиной которого является продукты окисления терпентиновых масел и ненасыщенные смоляные кислоты. Их наличие в атмосфере цеха может привести к развитию у работающих различных аллергических заболеваний. Неблагоприятное воздействие на кожу могут оказать дубильные и красящие вещества, содержащиеся в значительных количествах в древесине тропических пород. Многие сорта тропических пород содержат сапонины - вызывающие дерматозы. В некоторых породах содержатся кардиологические стероиды, которые оказывают влияние на нервную систему и деятельность сердечных мышц. К наиболее токсичным алкалоидам относятся: стрихнин, кофеин, цититин, хинин. Они вызывают появление у работающего тошноты головной боли, оцепенение, в редких случаях может быть обморок и признаки паралича. Белки и аминокислоты вызывают астматические заболевания, а цианистый водовод, может быть причиной тяжелого нервного расстройства. Неблагоприятное воздействие древесных пород вызывает раздражение слизистых оболочек глаз и носа ведет к развитию коньюктивитов и ринитов, возникновению кожных заболеваний (контактная экзема) аллергический проявлениям, а также общим расстройством организма.

При монтаже деревянных изделий часто используют клеи-расплавы и универсальные клеи, загрязняющие воздушную среду стиролом, инденом, кумароном, изоцианитами. Из большого количества связующих, применяющихся на предприятиях деревообрабатывающей промышленности, наиболее распространены смолы и клеи, в составе которых содержится свободный формальдегид (ПДК-0,5 мг/м³). Выделяясь из смол и клеев в процессе технологических операций, а также из готовых изделий, он оказывает высокотоксичное воздействие и является определяющим вредным фактором в цехах, по производству мебели. Уровень загрязнения воздушной среды в основном зависит от содержания свободного формальдегида в смоле и клее.

При облицовывании изделий в воздух может поступать до 15 % свободного формальдегида, содержащегося в смоле, в процессе нанесения клея до 20 % и при облицовывании кромок - до I0-12 %. Длительное воздействие формальдегида на работающих приводит к функциональным нарушениям печени, желудочно-кишечного тракта и другим заболеваниям. Содержание свободного формальдегида в смоле и клее свыше 1 % приводит не только к загрязнению воздушной среды, но и к выделению формальдегида из готовых изделий. С учетом этого для ряда изделий устанавливают предельную насыщенность соответствующими связующими и лаками.

Основные биологически активные компоненты воднодисперсионных клеев, обладающие общетоксическим действием, являются винилацетит, дивинил. При изготовлении изделий из древесины используют клей ПВА на базе поливинилового спирта (ПДК-0,5 мг/м³).

Проблемы экологически безопасной утилизации отходов древесины

Основными отходами переработки древесины являются кора, опилки, стружка, пыль, смолы и растворимые органические соединения.

Объем коры по отношению к объёму ствола в среднем составляет около 12%. Кора до сих пор является отходами производства, не нашедшего полного промышленного использования. Причиной является своеобразное высокая влажность, повышенная зольность, загрязнение различного рода неорганическими включениями, затрудняющими её переработку. Вместе с тем кора, особенно её лубяной слой, содержит большое количество весьма ценных компонентов. В настоящее время ее сжигают, используют в качестве субстрата для получения удобрений, для мульчирования почв, изготовления сухой подстилки для скота. Кора содержит смолы и другие экстрактируемые водой вещества, губительно (при 1-2 мг/л) действующие на флору и фауну водоемов. При анаэробном брожении осевших на дно водоемов частиц коры выделяется метил, сероводород, углекислый газ при одновременном снижении концентрации кислорода в воде. В таких условиях икра, мальки и рыба гибнут от удушья. По данным обследования ВПИИБа, доля коросодержащих вод составляет10_12% от общего количества производственных стоков. Загрязнения, сбрасываемые в процессе подготовки древесины, отнесенных к 1м³, достигает 4-5 кг, концентрация взвешенных веществ в стоках составляет 800-1200мг. Сточные коросодержащие воды характеризуются слабокислотной реакцией и содержанием большого количества мелких трудноотделяемых взвесей с низкой плотностью. В цехах подготовки древесины производится только механическая очистка стоков. Для этих целей применяются различные фильтры, действие которых основано на фильтровании стоков через мелкую сетку. Кора содержит значительное количество смолы, способной эмульгировать в воде и вновь коагулироваться в капли, которые оседают на стенках оборудования и особенно на фильтровальных сетках, уменьшая их живое сечение. Из числа металлических сеток бронзовые сетки удерживают наибольшее количество смолы. Поэтому в последние годы взамен сеток из фосфористой бронзы делают попытки применить сетки из незасмаливающегося синтетического материала - сарана. Вода, поступающая на фильтры, содержит до 1000 мг/л сухих, в том числе 420 мг/л органических взвесей. После очистки на фильтрах содержание сухого вещества в воде снижается до 400 мг/л. Количество растворенной органики снижается до 70мг/л.

Воздействие древесной пыли на работающего может привести к заболеваниям органов дыхания, кожных покровов и глаз. развитию у работающих пневмокониоза и пылевого бронхита.

Мелкие пылевые частицы способны химически воздействовать с биологической средой организма благодаря им: большой удельной поверхностью.

При шлифовании и полировании лаковых покрытий образуется пыль лакокрасочных материалов с содержанием; абразивных частиц. Такие токсические химические вещества, как фенол и формальдегид, содержатся в древесной пыли, которая образуется при механической обработке древесностружечных изделий. Наиболее опасна пыль тропических деревьев.

Большое влияние на характер опасности оказывает размер пыли. Установлено, что пыль с размером 1-2мкм и менее, глубоко проникают в дыхательную систему, оказывают аллергическое воздействие.

Действующая в настоящее время норма на содержание древесной пыли в воздухе, равна 6 мг/м³ не учитывает токсические свойства пыли тропических пород и требует корректировки и не должна превышать 1мг/м³.

Отходы пока используются недостаточно полно и рационально. Чаще всего они сжигаются. В настоящее время на долю лесопильного производства приходится почти 3/4 отходов деревообрабатывающей промышленности. В общем объеме отходов на долю твердых или кусковых отходов (горбыль, рейки, вырезки, карандаши) приходится 60%, а на долю мелких (спички, стружки и др.) - 40%.

8. Экологические вопросы клеевых материалов

Клеевые материалы для переплетных работ

В основной массе клеи, применяемые для переплетных работ, отвечают требованиям экологической безопасности. Все клеи можно условно разделить на две группы: клеи натуральные и синтетические клеи. Применяемые для переплетных работ клеи должны отвечать повышенным требованиям в отношении стойкости, антисептических свойств экологической безвредности, не должны разрушать бумагу в другие материалы, из которых делают книги. Имеющиеся в продаже конторский, канцелярский (силикатный), универсальный и подобные им клеи не пригодны для переплетных работ из-за низкой липкости, наличия в их составе большого количества щелочей и кислот, разрушающих склеиваемые материалы.

Натуральные клеи

Раньше наиболее употребительны были клеи животного происхождения - костный, мездровый, рыбий, относящиеся к коллагеновым (или глютиновым), и казеиновый, а также растительного происхождения - крахмальный, декстриновый, мучной. Эти клея широко используются и до сих пор, не все больше вытесняются синтетическими.

Коллагеновые клея вырабатываются и обезжиренных костей и подкожного слоя (мездры) шкур животных, а также путем вываривания плавательных пузырей и костей осетровых рыб. Но эти клеи подвержены воздействию гнилостных бактерий, плесени, сырости. Для улучшения качества и предохранения от быстрой порчи в них вводят добавки буры или формалина (строго в соответствия с рецептурой превышение концентрация добавок может привести к изменению цвета склеиваемого материала). Повышение эластичности клея достигается добавкой глицерина.

Наиболее доступен был костный клей. Хотя он несколько уступает по клеящей способности мездровому и рыбьему, но дешевле и всегда имелся в продаже.

Казеиновый клей вырабатывают на обезжиренного творога с добавлением щелочи, минеральных содей, фтористого натра, медного купороса и небольшого количества керосина. Наличие этих добавок иногда приводит к изменению цвета склеиваемы материалов или к уменьшению прочности.

Декстриновый клей получают путем нагревания крахмала в слабых растворах кислот с доследующим выпариванием и просушиванием порошка или нагреванием крахмала при температуре 180-200^оС в специальных жаровнях. В результате такой обработки крахмал приобретает желтоватый цвет и способность растворяться в холодной и горячей воде. Вырабатываются три сорта декстрина - белый, падевый и желтый. Наиболее распространен декстрин палевый.

Особые требования предъявляются к клеям, применяемым при реставрации листов книги. Этим требованиям лучше всего отвечает клей, приготовленный из 30%_ной пшеничной муки.

В перечисленных натуральных клеях экологическую опасность представляют такие вещества как: бура, формалин, кислоты, глицерин содержание которых достигает 2-3%.

Синтетические клеи

Из синтетических клеев наиболее широко используются поливинилацетатная дисперсия (водная дисперсия - золь поливинилацетата) и водный раствор натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ). Клей из поливинилацетатной дисперсии поступает в продажу под названием «Клей ПВА». По внешнему виду это вязкая, сметанообразная жидкость молочно-белого цвета, без комков и механических загрязнений, иногда со слабо выраженным запахом уксуса. Клей обладает исключительно высокой адгезией к переплетным материалам, высокой эластичностью клеевой пленки, прозрачностью в тонком слое, отсутствием неприятного запаха, удобством в работе (он имеет стабильные свойства, вязкость можно легко понизить добавлением воды), не подвергается бактериальному разложению. Применяется как в чистом виде, так и в смеси с костным клеем и Na-КМЦ.

Синтетические клеи для крепления облицовочных материалов

Клей К-17 применяется для склеивания древесностружечных и древесноволокнистых плит. В состав клея входит 82% мочевиноформальдегидной смолы, 13% раствор щавелевой кислоты и 5% древесной муки. Наибольшую экологическую опасность составляет мочевиноформальдегидная смола. Клей Бустилат с составом: 41% - бутадиенстирольный латекс, 6% - бензин или уайт-спирит, 27%...