Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Иркутский государственный университет»

Химический факультет

Реферат

«Диоксины и полициклические ароматические углеводороды - потенциально опасные загрязнители пищевых продуктов и продовольственного сырья»

Иркутск 2016 г.

Содержание

Введение

1. Какие вредные вещества содержатся в пище

2. Загрязнение диоксинами и полициклическими ароматическими углеводородами

3. Особенности накопления, уровни содержания, методы определения

Заключение

Список литературы

Введение

Одной из глобальных экологических проблем является загрязнение окружающей среды стойкими органическими загрязнителями.

К этой группе относятся вещества, обладающие следующими свойствами: токсичностью, длительным периодом полуразложения или полураспада (в воздухе 2-5 дней, в воде 4-6 месяцев, в почве - более года), способностью к биоаккумуляции, склонностью к трансграничному переносу.

1. Какие вредные вещества содержатся в пище

Вредные вещества, содержащиеся в выбросах промышленных предприятий и ТЭС, в выхлопных газах автомобилей, оседают на землю. Проникнув в почву, токсичные металлы, бензпирен и диоксины всасываются корнями растений и затем в качестве загрязнителей продуктов питания попадают к нам на стол. Постепенно накапливаясь в организме человека, вредные вещества способны вызывать серьёзные заболевания.

Помимо индустриальных предприятий и автотранспорта, почву и произрастающие на ней сельскохозяйственные культуры отравляют различного рода удобрения и ядохимикаты (пестициды, гербициды и т.п.). Загрязнение пищевых продуктов радионуклидами и нитратами, вопреки весьма распространённому мнению, встречается крайне редко.

Превышение ПДК свинца демонстрируют около 5% российских продуктов. И это только средний показатель по стране -- разумеется, в «металлургических» городах Урала процент будет выше. Основным источником свинцового загрязнения пищевых продуктов является вовсе не экологически неблагополучная почва, как можно было бы подумать, а консервы в жестяной таре. В силу того что припой содержит 60% свинца. В связи с этим руководитель Уральского регионального центра радиационной и экологической безопасности г. Новоуральска Александр Павлович Константинов советует не питаться консервами каждый день.

Ещё одним токсичным металлом -- ртутью -- порой бывает, загрязнена крупная рыба.

Ядохимикаты (пестициды) могут содержаться в покупных овощах и фруктах. Поскольку наибольшая доля загрязнителей имеет свойство концентрироваться в кожуре плодов, экологи рекомендуют чистить не только яблоки, но и огурцы, помидоры, персики и т.д.

Загрязнение нитратами в редких случаях присутствует в импортных овощах. Причиной их повышенной концентрации в продуктах питания является чрезмерное внесение в почву азотных удобрений и навоза.

Вводящиеся в продукты в качестве стабилизатора E-250 нитриты чаще всего встречаются в колбасе. Их добавляют для восстановления розового цвета мяса. В организме человека нитриты могут превратиться в нитрозамины -- вещества с повышенной канцерогенной активностью.

Самими нитрозаминами загрязнено до 80% рыбы и рыбопродуктов. Чтобы избежать их накопления в организме, откажитесь от ежедневного употребления рыбы: чередуйте рыбные блюда с мясными, и старайтесь выбирать рыбу поменьше. У молодой рыбы меньше шансов успеть абсорбировать вредные вещества из воды.

Относящийся к категории супертоксикантов бензпирен присутствует в копчёных продуктах и в корочках обжаренного мяса. Поэтому шашлык и копчёную колбасу тоже желательно есть не чаще нескольких раз в год, но не каждый день.

Вызывающие рак и генную мутацию диоксины чаще всего обнаруживаются в рыбе и морепродуктах.

Любимые многими грибы характеризуются повышенной чувствительностью к плохой экологии и в ответ на загрязнение окружающей среды вырабатывают собственные яды -- микотоксины. В засушливые годы и в ситуациях с повышенным загрязнением почв пестицидами даже съедобные грибы могут стать ядовитыми. В связи с этим экологи советуют не собирать грибы, растущие на расстоянии менее150 м от автотрассы. Также специалисты не рекомендуют заниматься «грибничеством» в плохих экологических условиях и в засушливые годы.

Однако микотоксины -- это ещё не всё. Грибы являются природными накопителями радиоактивных веществ и токсичных металлов. Особенно активно они поглощают кадмий и цезий. Первый концентрируется в грибах в 10 раз интенсивнее, чем в картофеле, второй -- в 22 000 раз. Однако полностью отказываться от грибов необязательно. Несколько раз в год они не повредят.

Ещё большую опасность для здоровья человека представляет плесень. Она может выделять особо опасные яды -- афлатоксины. По словам экологов, 0,5 мкгафлатоксинов на 1 кг заплесневевшего продукта зачастую оказывается достаточно, чтобы нарушить иммунитет и спровоцировать развитие раковых заболеваний. Чаще всего афлатоксины образуются на залежавшихся бобовых и арахисе. Специалисты настоятельно рекомендуют выбрасывать все заплесневевшие продукты. Причём целиком: нити грибницы пронизывают весь продукт, так что надо выбрасывать всю банку варенья, весь батон и т.д.

Мясо, которое люди потребляют в пищу, помимо всех вышеперечисленных -- поглощённых вместе с растениями -- вредных веществ, бывает загрязнено:

антибиотиками, которыми скот пичкают для профилактики (в ответ у человека вырабатывается устойчивость ко многим лекарственным препаратам, затрудняющая процесс лечения инфекционных заболеваний);

гормонами роста;

половыми гормонами;

гормонами смерти, образующимися при забое животных.

Также нужно сказать о продуктах быстрого питания, которые содержат много калорий. Например, в Макдональдсе картошка, содержащая 600 ккал, 1 или 2 гамбургера по 400-450 ккал, банка кока-колы (сколько в ней сахара!), а еще пирожок. То есть вы проглотили суточную норму калорий. Но вы же еще и утром поели, и вечером поедите.

Сейчас часто выступают против ГМО. Нужно спокойно к этому относиться. У нас разрешены 12-15 видов, которые очень хорошо проверены. В Америке эти продукты используется давно и без ограничений. Европейцы не выращивают, но активно используют как продукт. Есть также проблемы экологические, которые нужно решать и о которых нужно информировать.

У нас огромная территория, мы богаты, можем прокормить полмира. Но мы очень зависимы от природы. Поэтому нужно осваивать и биотехнологии, уметь делать искусственное мясо в пробирке. Нужно использовать продукты микробиологического синтеза.

Уже сейчас мы можем успешно проводить технологическую модификацию пищевых продуктов. То есть, в процессе производства убрать то, что нам не нужно, добавить то, что нужно. Классический пример - молочная продукция, из которой одновременно убирают жир и витаминизируют.

Еще один хороший вариант - биологически активные добавки к пище, нутрицефтики, т.е. те же идентичные природным пищевые вещества, микронутриенты (витамины, минеральные вещества, пищевые волокна), загнанные в удобную форму (таблетка, драже, капсула). Такой вариант позволяет больше индивидуализировать наше питание, персонифицировать потребность мужчин и женщин: молотобоец и сидящий за компьютером человек, женщина в разные периоды, допустим, во время беременности, лактации, где потребности значительно выше. Пища человека XXI века - это как раз сочетание традиционной пищи, генетически-модифицированной, технологически-модифицированной и БАДов.

Надписи «organic food», «bio food», которые часто можно увидеть на дорогой продукции - это в первую очередь маркетинговые шаги. Чтобы называть свой товар «продуктом органического производства» производителю нужно выполнить множество условий. Эта продукция должна быть выращена, получена на экологически чистых территориях, свободных от загрязнителей, с соответствующей проверкой почвы, воды, удаленности от источников загрязнения (должен быть экологический паспорт), без применения минеральных удобрений, стимуляторов роста, гормонов и т.д. Она должна быть переработана, доставлена по критическим контрольным точкам, транспортирована в соответствующих условиях. И по показателям безопасности должна соответствовать требованиям детского и диетического питания.

Вот если все эти условия проверить и соблюсти, то можно отнести продукцию к organic food. Нужно ли переходить на такие продукты? При таких условиях выращивания могут быть другие проблемы: например, загрязнение природными загрязнителями, повреждения насекомыми. В частности, загрязненность этой продукции микотоксинами в 10 раз выше, по сравнению с ГМО.

Российскому потребителю в первую очередь нужно понимать следующее -- все, что соответствует санитарным нормам, безопасно для нас и будущих поколений. Ведь нельзя быть уверенным даже в тех овощах, которые мы сами выращиваем на грядке. Нам они кажутся гораздо полезнее тех, что мы покупаем в магазине. Но мы ведь не можем на бытовом уровне проверить, насколько загрязнена почва, а соответственно, и выращенные в ней плоды. А в безопасности тех продуктов, которые попадают на российские прилавки, можно быть уверенным, поскольку они проходят все необходимые лабораторные проверки.

2. Загрязнение диоксинами и полициклическими ароматическими углеводородами

Диоксины обнаружены в составе отходов металлургии, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности. Они образуются при уничтожении отходов в мусоросжигательных печах, на тепловых электростанциях; присутствуют в выхлопных газах автомобилей, при горении синтетических покрытий и масла, на городских свалках, т.е. практически везде, где ионы хлора или их сочетания взаимодействуют с активным углеродом в кислой среде.

Группа диоксинов объединяет сотни веществ, каждое из которых содержит специфическую гетероциклическую структуру с атомами хлора в качестве заместителей. Структура 2, 3, 7, 8 - тетрахлордибензопара - диоксина включает два ароматических кольца, связанных между собой двумя кислородными мостиками.

Под диоксинами следует понимать не какое-либо конкретное вещество, а несколько десятков семейств, включающих трициклические кислородсодержащие ксенобиотики, а также семейство бифенилов, не содержащих атомы кислорода. Это 75 полихлорированных дибензодиоксинов, 135 полихлорированных дибензофуранов, 210 веществ из броморганических семейств, несколько тысяч смешанных бром- и хлорсодержащих соединений. диоксин пища загрязнение концентрация

Полициклические ароматические углеводороды (далее ПАУ) образуются в процессе горения органических веществ (бензина, др. видов топлива, табака), в т. ч., при копчении, подгорании продуктов питания. Они содержатся в воздухе (пыль, дым), проникают в почву, воду, а оттуда - в растения и животных. ПАУ являются устойчивыми соединениями, поэтому обладают способностью накапливаться.

По своему действию на организм человека ПАУ являются канцерогенами, так как имеют углубление в структуре молекулы, характерное для многих канцерогенных веществ.

В организм человека ПАУ попадают через дыхательную, пищеварительную систему, через кожу.

Снизить попадание ПАУ в организм можно: не допуская подгорания продуктов питания; сведя до минимума обработку продовольственного сырья и продуктов питания дымом; выращивая продовольственные растения вдали от промышленных зон; производя тщательную мойку продовольственного сырья и продуктов питания. Кроме того, большому риску попадания в организм ПАУ подвергаются курильщики и пассивные курильщики.

3. Особенности накопления, уровни содержания, методы определения

Степень загрязнения пищевых продуктов напрямую зависит от степени загрязнения окружающей среды. Чужеродные вещества, попадающие в нее в результате жизнедеятельности человека, накапливаются в почве, атмосферном воздухе, воде, а, следовательно, передвигаясь по цепочке, неизбежно попадают в организм человека и вызывают нарушения здоровья. С точки зрения распространения и токсичности наиболее опасными загрязнителями пищевых продуктов являются тяжелые металлы, пестициды и продукты их обмена, радионуклиды, полициклические ароматические углеводороды, нитраты, нитриты.

Безопасность пищевых продуктов по содержанию химических веществ и загрязнителей, ветеринарных препаратов и лекарственных средств, а также в микробиологическом и радиационном отношении определяется их соответствием гигиеническим нормативам, установленным государственным техническим регламентом, и контролируется государственными структурами на всех уровнях. Так что приобретение продуктов в магазинах и на государственных рынках является своеобразным залогом их безопасности.

Нельзя забывать и об изомерии: наряду с ТХДД существует 22 изомера, для ТХДФ - 38 изомеров.

При попадании в окружающую среду диоксины интенсивно накапливаются в почве, водоемах, активно мигрируют по пищевым цепям. В организм человека диоксины попадают в основном с пищей. Среди основных продуктов опасные концентрации диоксинов обнаруживают в животных жирах, в мясе, молочных продуктах, рыбе.

В коровьем молоке содержание диоксинов в 40-200 раз превышает их наличие в тканях животного. Источниками диоксинов могут быть и картофель и корнеплоды.

Для диоксинов не существует таких норм как ПДК - эти вещества токсичны при любых концентрациях, меняются лишь формы ее проявления. Диоксины обладают широким спектром биологического действия на человека и животного. В малых дозах вызывают мутагенный эффект, отличаются кумулятивными свойствами, ингибирующим действием на различные ферментные системы организма. Их опасность очень велика и не случайно диоксины и диоксиноподобные соединения относят к группе супертоксикантов.

В целом, установление санитарных норм по диоксину в различных странах базируется на разных критериях. В Европе как основной принят показатель онкогенности, в США - показатель иммунотоксичности.

Расчет ДСД ведется таким образом, чтобы за 70 лет жизни в организм человека поступило не больше 10-11 г/кг в день.

В борьбе с диоксинами уже достигнуты определенные успехи. Это произошло благодаря тому, что не только ученые, но и правительства многих стран осознали опасность общепланетарного отравления среды диоксинами.

Анализ проб крови на диоксины включает следующие стадии: экстракция, очистка, газохроматографическое разделение и качественное и количественное определение с помощью масоспектрометрии. При этом самой трудоемкой стадией является выделение диоксина из материала пробы.

Затем полученный экстракт анализируют с помощью капиллярной газовой хроматографии (КГХ) и масоспектрометрии высокого разрешения (МСВР). Газовая хроматография позволяет почти полностью разделить 210 различных конгенеров па основании их температуры кипения и структурных свойств. После хроматографического разделения, продолжающегося около часа, продукты поступают в масс-спектрометр, где ионизируются, ускоряются в магнитном поле и разделяются по массе. Затем происходит регистрация ионов, сигнал переводится в цифровую форму и записывается подсоединенной компьютерной системой.

«Диоксины» идентифицируют по времени удержания в газовом хроматографе, а также по соотношению изотопов нескольких характерных масс. Для количественного определения силу сигнала этих фрагментов сравнивают с силой сигнала меченых изотопом «диоксинов», известное количество которых было добавлено к образцу крови перед анализом. После этого в результат определения концентрации обычно вносят поправку на липиды или объем крови и представляют его в виде численного значении. Mace-спектрометрия высокого разрешения позволяет определять крайне низкие концентрации диоксинов -- менее 1 пг (0.000000000001 г) на грамм липидов крови.

Из-за длительного периода полувыведен и; диоксинов - до нескольких лет-их непрерывное поступление с пищей даже в самых низких концентрациях приводит к накоплению в человеческом организме с характерной картиной аккумуляции отдельных конгенеров. В крови людей обнаруживают почти исключительно соединения с замещающими атомами хлора в положениях 2. 3, 7, 8. Конпентраци: ПХДД возрастает с увеличением числа атомом хлора в молекуле, а в случае ПХДФ - снижается от пентаХДФ к октаХДФ. Основным компонентом является октаХДД.

С возрастом концентрация различных конгенеров растет, поэтому содержание диоксинов в крови пожилых людей явно выше, чем у молодых. К этому следует добавить, что благодаря мерам снижению выбросов в Германии в последние годы концентрация этих веществ в окружающей среде сильно уменьшилась, что также отражается на их содержании в организме людей. За последние 20 лет концентрация диоксина в грудном молоке снизилась примерно на 80%.

Таким образом, индивидуальная оценка концентрации диоксина в крови возможна только с учетом момента проведена исследования и возраста человека. Как и случае с другими параметрами, значимым считаются концентрации диоксина, которые в пересчете на суммарный параметр ТЭ или концентрации отдельных конгенеров превышают 95-й процент фонового загрязнения. Вариации состава конгенеров часто бывают типичными для той или иной формы воздействия, позволяя в точности, как на основании отпечатков пальцев, сделать заключение об источнике поступления этих веществ.

Во многих странах мира проводится экологический мониторинг по диоксинам в различных отраслях промышленности. В соответствии с полученными данными решаются вопросы совершенствования тех или иных технологических процессов. В США и в странах Западной Европы ведется кампания за сортировку бытовых отходов, отделение пластмассовых изделий. Кроме того, шведам удалось найти способ получения бездиоксиновой бумаги. В ФРГ, США, Нидерландах, Японии после реконструкции мусоросжигательных заводов удалось свести образование диоксинов до минимума, во Франции разработаны антидиоксиновые фильтры.

В пищевом сырье, полученном из экологически чистых растений, концентрация бензпирена 0,03-1,0 мкг/кг. Условия термической обработки значительно увеличивают его содержание до 50 мкг/кг и более. Полимерные упаковочные материалы могут играть немаловажную роль в загрязнении пищевых продуктов ПАУ, например, жир молока экстрагирует до 95% бензпирена из парафино-бумажных пакетов или стаканчиков.

Высока концентрация бензпирена и в табачном дыме.

С пищей взрослый человек получает бензпирена 0,006 мг/год. В интенсивно загрязненных районах эта доза возрастает в 5 и более раз.

ПДК бензпирена в атмосферном воздухе - 0,1 мкг/100м3, в воде водоемов - 0,005 мг/л, в почве - 0,2 мг/кг.

Бензпирен обнаружен в хлебе, овощах, фруктах, маргарине, растительных маслах, в обжаренных зернах кофе, копченостях, жареных мясных продуктах. Причем его содержание значительно колеблется в зависимости от способа технологической и кулинарной обработки или от степени загрязнения окружающей среды.

Аварийные разливы нефти приводят к сильным загрязнениям сырой нефтью, в которой содержится множество химических соединений, к которым относятся и полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Сами эти углеводороды представляют собой широкий класс веществ, свойства которых хорошо изучены. Загрязнение этими углеводородами вызывает всемирную озабоченность из-за попадания в пищевые продукты и из-за экологических ущербов (1-2).

Известна токсичность ПАУ, в некоторых случаях сопровождающаяся канцерогенным действием. Попавшие в окружающую среду молекулы полициклических ароматических углеводородов оказываются стойкими (не разрушаются) и способны накапливаться в жирных тканях рыб, из-за чего попадают и в пищевые продукты. К счастью, последствия разливов нефти удается прогнозировать, поскольку уже накоплен опыт больших катастроф, изучено влияние на обитателей водной и окружающей сред; разработаны подходы к исследованиям последствий аварий, которые могут случиться в будущем.

При больших разливах нефти, специальные комиссии и законодательные органы активно включаются в работу, чтобы свести к минимуму воздействие на здоровье человека. Когда это возможно, протечки локализуют и стараются свести к минимуму экологический ущерб.

Заключение

Развитие промышленности неразрывно связано с расширением круга используемых химических веществ. Увеличение объемов применяемых пестицидов, удобрений и других химикатов - характерная черта современного сельского хозяйства и лесоводства.

Еще несколько десятков лет назад химические отходы производства просто сбрасывали в окружающую среду, а пестициды и удобрения практически бесконтрольно, исходя из утилитарных соображений, распыляли над огромными территориями. При этом, полагали, что газообразные вещества должны быстро рассеиваться в атмосфере, жидкости частично растворяться в воде и уноситься из мест выброса.

Список литературы

1. Булдаков А. Пищевые добавки: Справочник - СПб: 1996, 56 с.

2. Коренман Я.И., Кучменко Т.А. Подходы к анализу пищевых продуктов. Разработка масс-чувствительных сенсоров // Российский хим. жур. 2002 т. XI.VI, №4. 69, 66, 62 с.

3. Крылова Г.Д. Основы стандартизации, сертификации и метрологии. М. - ЮНИТИ ДАНА, 1999. 166, 228, 98, 55 с.

4. Нечаев А.П., Трауберг С.Е., Кочеткова А.А. Пищевая химия. Под ред. А.П. Нечаева. Издание 4-е - СПб: ГИОРД, 2007 - 89, 107 с.

5. Позняковский В.М. Гигиенические основы питания и экспертизы продовольственных товаров: Учебник - Новосибирск: Изд-во Новосиб. Университета, 1996 - 102 с.

Размещено на Allbest.ru