Оценка качества продуктов растительного происхождения по содержанию в них нитратов и нитритов

Отдел образования 

Администрации Муниципального Района Белорецкий Район  РБ

Муниципальное Общеобразовательное Бюджетное  Учреждение

Гимназия  № 17 г. Белорецк

Муниципальное Образовательное Бюджетное Учреждение

дополнительного образования детей

Станция Юных Натуралистов г. Белорецк 
 
 

                             
 
 
 
 

Учебно-исследовательская  работа 

Оценка  качества продуктов  растительного

происхождения по содержанию в них  нитратов и

нитритов. 
 
 
 
 
 

                                                  выполнила: Кузьмина Марина,

                                                                                           ученица 10 класса                        

                                                      

                                                                       руководитель:  учитель            

                                                                                                 биологии и экологии

                                                                                      Шагалина И.Г.

                                          
 
 
 

г. Белорецк

2009

Содержание  работы: 

I. Введение……………………………………………………………….…….…………...…3

II. Литературный обзор…………………………………………............................................4

      1. Что такое нитраты……………………………………...…….…….…………...…4

      2. Природные источники нитратов………………….......…….…….……………....4

      3. Антропогенные источники нитратов……………..……........................................4

      4. Нитраты и здоровье человека……………………..……........................................5

          Выводы…………………………………………….…………….………………….7

III. Экспериментальная часть……………………………………..........................................8

      1. Объекты и методика исследования  …………………………….………………...8

      2. Экспериментальные результаты и  их обсуждение ……………………………...9

IV.Заключение …………………………………………………………………………….....13

      Рекомендации  по уменьшению количества нитратов в  продуктах………………………………....…………………....…..........................................14

      Список  литературы……………………………………..............................................16

      Приложение…………………………………………………………………………..18 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

I. Введение 

     В последнее время гигиенисты проявляют  большой интерес к вопросу  о содержании нитратов в продуктах  питания. Прежде всего, это связано  с теми нарушениями состояния здоровья человека, которые могут быть вызваны нитратным загрязнением.

     Основными источниками пищевых нитратов являются растительные продукты. Частота обнаружения  нитратов в растительных продуктах  довольно высока. Нитраты являются элементом минерального питания растения, поставляя им азот для синтеза белков. Поэтому безоговорочное приравнивание нитратов к химическим загрязнителям неправомерно. Но, с другой стороны, повышенное содержание нитратов может вызвать резкое  ухудшение качества и питательной ценности овощей.

     При потреблении в повышенных количествах  нитраты образуют более токсичные  соединения: нитриты и нитрозамины, обладающие канцерогенной активностью  и даже способствующие образованию  раковых опухолей. Более всего  страдают от нитратного отравления дети первого года жизни, а у школьников наблюдаются нарушения деятельности желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой  и центральной нервной системы.

     Актуальность выбранной темы обосновывается следующим: по данным Института питания Академии медицинских наук нашей страны, годовая потребность в овощах в различных районах страны составляет от 128 до 146 кг в год на душу населения. Какое же колоссальное количество нитратов может получить человек вместе с пищей? Чтобы этого не происходило, установлены предельно допустимые концентрации нитратов в продуктах питания.

     Цель  нашей работы: оценить качество сельскохозяйственной продукции, купленной в магазине и выращенной на собственном садовом участке, по содержанию в них нитратов и нитритов  и сформировать навыки рационального потребления продуктов на основе полученных данных.

     Основные  задачи работы:

     •изучить  литературу о нитратах и нитритах;

     •овладеть методикой их определения;

     •определить содержание нитратов и нитритов в  продуктах, купленных в магазинах и выращенных на садовом участке;

     •оценить  пригодность данной продукции для  питания;

     •предложить меры по снижению количества нитратов в растительной продукции;

     •сформировать навыки рационального здорового  питания.

     Гипотеза: если большинство продуктов растительного происхождения выращивается у нас в теплицах с использованием различного рода удобрений, затем долго хранятся и не всегда правильно, то они обязательно должны содержать нитраты и нитриты. А вот соответствует ли их количество ПДК? Это мы и решили проверить.

  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     II. Литературный обзор 

1. Что такое нитраты. 

     Проблема  нитратов активно обсуждается общественностью  нашей страны. Попробуем разобраться  в этом вопросе и мы.

     Нитраты – соли азотной кислоты, например NaNO₃, KNO₃, NH₄NO₃, Mg(NO3)₂. Нитраты – важнейший компонент питания растений, поскольку входящий в них азот – главный строительный материал клетки. Они являются нормальными продуктами обмена азотистых веществ любого живого организма – растительного и животного, поэтому «безнитратных» продуктов в природе не бывает. Допустимая суточная доза нитратов для взрослого человека составляет 325 мг в сутки. Для овощей и фруктов установлены значения предельно допустимых концентраций нитратов.   Каковы же основные источники пищевых нитратов? В основном это  растительные продукты. В животных продуктах (мясо, молоко) содержание нитратов весьма незначительно. Максимальное накопление нитратов происходит в период наибольшей активности растений - созревания плодов. Чаще всего максимальное содержание нитратов в растениях бывает перед началом уборки урожая. Поэтому недозрелые овощи (кабачки, баклажаны) и картофель, а также овощи раннего созревания могут содержать нитратов больше, чем достигшие нормальной уборочной зрелости. Если же нарушить принципы рационального питания, например, питаться одними овощами, да еще сырыми (как это рекомендуют некоторые поклонники вегетарианства и сыроедения, съедать до 1,5 кг сырых овощей в день), то тут действительно можно превысить безопасную дозу нитратов почти в два раза (более 650 мг в сутки), на что мы обращаем внимание. Для дополнительной безопасности нелишне вспомнить второй принцип рационального питания, предусматривающий необходимость разнообразия пищи.  

2. Природные источники  нитратов. 

     Основным  источником нитратов в ненарушенных и агроландшафтах является 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.

      

3. 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. 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. 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. 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.  
 

4.  Нитраты и здоровье  человека. 

      При употреблении продуктов с повышенным содержанием нитратов в организм человека поступают не только нитраты, но и их метаболиты: нитриты и  нитрозосоединения.

Нитрозамины.          

     В кислой среде нитриты дают азотистую кислоту, а она, взаимодействуя с вторичными и третичными аминами, образует канцерогенные нитрозамины:

                  R'                       R'                       HN + HONO   →                          N-NO + H2O

                        R''                                                R''

     В зависимости от природы радикала могут образоваться весьма разнообразные  нитрозамины, из них канцерогенным  действием обладают более 100 соединений. Наиболее часто в пищевых продуктах обнаруживаются нитрозодиметиламин и нитрозодиэтиламин. 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 (кислородное голодание). 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. 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.  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 синусоидальная 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. 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.