Вредное воздействие нитратов на организм человека

Департамент образования города Москвы

Северное Окружное управление образования

Средняя общеобразовательная  школа №1120

Проектная работа на тему:

«Вредное воздействие нитратов на организм человека»

Научная дисциплина: химия.

Выполнила: Джалолова Ф.С. ученица 10 класса «А»

Научный руководитель: Долгова О.А. – учитель химии

Г.Москва – 2011 год

Содержание

1. Введение: роль растений в питании человека
2.  Нитраты и нитриты, и их роль в растениях
3. Качества овощей и условия их выращивания
4. Вредное воздействие нитратов на организм человека
5. Допустимые нормы нитратов
6. Пути попадания нитритов в организм человека
7. Содержание и накопление нитратов в разных растениях
8. Способы снижения вреда нитратов в растениях на организм человека
9. Экспериментальные методы( исследовательская работа)
10. Выводы
11. Заключение
12. Литература
13. Приложение

ВВЕДЕНИЕ

Общеизвестно, что самое дорогое у человека – это его здоровье, которое невозможно купить и которое во многом зависит от правильного питания его. Недаром существует пословица: «Скажи мне что ты ешь, и я скажу тебе чем ты болеешь».

Для большинства уже не секрет, что для укрепления здоровья лучше есть больше фруктов, овощей и меньше животной пищи. При рациональном растительном питании следует выполнять 10 полезных советов, которые помогут человеку прожить дольше и в лучшем здравии (6):

1. Необходимо включать в суточное меню любой фрукт оранжевого цвета, который содержит ценный для организма бетакаротин, снижающий риск онкологических и сердечных заболеваний, даже среди курящих.
2. Ежедневно на нашем столе должны быть фрукты и овощи, содержащие витамин С. Это в первую очередь относится к больным сахарным диабетом, ибо исследования итальянских учёных установили, что дневная доза витамина С в 1000 мг ускоряет выработку гормона инсулина.
3. Помидоры кроме приятного вкуса обладают и целебными свойствами благодаря высокому содержанию в них ликопина. Ежедневное употребление помидор значительно снижает риск возникновения рака толстой кишки, ротовой полости, желудка, т.к. нейтрализует действие нитрозаминов, способствующих развитию раковых клеток. Отмечено также, что кто ест помидоры в достаточном количестве, значительно энергичнее и подвижнее, чем те, кто пренебрегает этими овощами.
4. Фрукты надо есть в сыром виде. Убедительную статистику представители английские учёные. Основываясь на данных 17-летнего исследования, проведённого среди жителей Англии, Шотландии и Уэльса, учёные установили, что те, кто ежедневно лакомились свежими фруктами, на 24% снизили шанс острых сердечных приступов, на 32% риск инсульта и на 21% преждевременную смерть.
5. Обязательно употреблять в пищу изюм и курагу, они незаменимы для тех, кто хочет укрепить здоровье и набраться больше сил и энергии, т.к. калий, содержащийся в них, способствует лучшей работе сердечной мышцы.
6. Очень полезны фруктовые соки, хотя они не содержат ни белка, ни жира, ни многих микроэлементов, как молоко, значит и поэтому они калорийны. Следует помнить, что фруктовые соки не могут заменить пищу, чем могут злоупотреблять дети. Один стакан фруктового сока в день для ребёнка вполне достаточно.
7. Ежедневно рекомендуется съедать за день 2 фруктовых блюда. На первый взгляд это кажется нереальным, но в действительности всё значительно проще, для чего следует добавить банан к утренней каше и апельсин в течении дня, - и дневная норма употребления фруктов обе
8. спечена.
9. Лук и чеснок нужен, чтобы избавиться от гниения в пищеварительном тракте в результате неправильного питания, и особенно в период массового распространения гриппа.
10. Фрукты лучше съедать за 0,5 часа до еды, натощак и без хлеба.  По Брэггу 3/5 всей диеты должны составлять фрукты и овощи: сырые, печёные и слегка варёные.

Итак, фрукты и овощи, но они должны быть здоровыми и чистыми от таких веществ, как нитраты и нитриты.

«С биологической точки зрения азот более ценен, чем любой из драгоценных металлов», - сказал В.Л. Омелянский.

Цель проекта получить информацию в результате исследования различных овощей и фруктов о накоплении нитратов и нитритов, обобщить и проанализировать исследования в результате изучения научно – популярной литературы по данному вопросу. Задачи проекта

1. Кратко описать действия, которые необходимо принять для достижения цели проекта
2. Обосновать и выявить причины накопления нитратов и нитритов в овощах
3. Разработать простые и эффективные приемы снижения уровня нитратов и нитритов в овощной продукции, которые доступны каждому и способы их удаления из различных продуктов
4. Провести анализ продуктов, используя известные методы в аналитической химии нитратов и нитритов
5. Как же избежать отравления нитратами и вырастить экологически чистую продукцию?

Проблема нитратов и нитритов.

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.  Они являются нормальными продуктами обмена азотистых веществ любого живого организма – растительного и животного, поэтому «безнитратных» продуктов в природе не бывает. Даже в организме человека в сутки образуется и используется в обменных процессах 100 мг и более нитратов. Из нитратов, ежедневно попадающих в организм взрослого человека, 70% поступает с овощами, 20% - с водой и 6% - мясом и консервированными продуктами. Но почему же говорят об опасности нитратов? При потреблении в повышенных количествах нитраты в пищеварительном тракте частично восстанавливаются до нитритов (более токсичных соединений), а последние при поступлении в кровь могут вызвать метгемоглобинемию. Кроме того, из нитритов в присутствие аминов могут образоваться N – нитрозамины обладающие канцерогенной активностью (способствуют образованию раковых опухолей). При приеме высоких доз нитратов с питьевой водой или продуктами через 4-6 ч появляются тошнота, одышка, посинение кожных покровов и слизистых, понос. Сопровождается все это общей слабостью, головокружением, болями в затылочной области, сердцебиением. Первая помощь – обильное промывание желудка, прием активированного угля, солевых слабительных, свежий воздух. Какова же безопасная доля нитратов? Допустимая суточная доза нитратов для взрослого человека составляет 325 мг в сутки. Как известно, в питьевой воде допускается присутствие нитратов до 45 мг/л. Рекомендуемое потребление продуктов питания, где используется питьевая вода (чай, первые и третья блюда), примерно 1,0-1,5 л, максимум – 2,0 л в день. Таким образом, с водой взрослый человек может употребить около 68 мг нитратов. Следовательно, на пищевые продукты остается 257 мг нитратов.

Исследования показали, что токсическое действие нитратов пищевых продуктов проявляется слабее, чем содержащихся в питьевой воде, примерно в 1,25 раза. Фактически безопасно с пищевыми продуктами потреблять 320 нитратов в сутки. Для овощей и фруктов установлены следующие значения предельно допустимых концентраций нитратов (табл. 1).

Таблица 1

Предельно допустимые концентрации нитратов в продуктах растениеводства

Каковы же основные источники пищевых нитратов? Практически это исключительно растительные продукты. В животных продуктах (мясо, молоко) содержание нитратов весьма незначительно. Максимальное накопление нитратов происходит в период наибольшей активности растений при созревании 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. Кроме того, содержание нитратов в овощах может резко увеличиться при неправильном применении азотистых удобрений (не только минеральных, но и органических). Например, при внесении их незадолго до уборки.

Мы говорили об общей закономерности накопления нитратов. Однако у различных растений есть и свои индивидуальные особенности. Известны «накопители» нитратов. К ним относятся зеленые овощи: салат, ревень, петрушка, шпинат, щавель, которые могут накапливать до 200-300 мг нитратов в 100 г зелени. Свекла может накапливать до 140 мг нитратов (это предельно допустимая концентрация), а некоторые сорта и больше. А вот в других овощах нитратов значительно меньше. Фрукты, ягоды и бахчевые содержат нитратов очень мало (меньше 10 мг в 100 г плода).

В растениях нитраты распределены неравномерно. В капусте, например, нитраты больше всего накапливаются в кочерыжке, в огурцах и редисе – в поверхностных слоях, в моркови – наоборот. В среднем при мойке и зачистке овощей и картофеля теряется 10-15% нитратов. Еще больше при тепловой кулинарной обработке, особенно при варке, когда теряется от 40% (свекла) до 70% (капуста, морковь) или 80% (картофель) нитратов. Поскольку нитраты химически довольно активные соединения, то при хранении овощей их содержание уменьшается за несколько месяцев на 30-50%.

Теперь, когда все известно о пищевых нитратах, попробуем представить их реальную опасность для здоровья. Рассмотрим основные источники нитратов. Начнем с зеленых овощей (салат, петрушка, укроп и т.д.). Их потребление практически редко превышает 100 г в день, а чаще всего около 50 г, т.е. с одной порцией можно получить менее трети от безопасной суточной дозы. (Выше отмечалось, что с учетом биоэквивалента безопасная доля нитратов в пищевых продуктах составляет около 320 мг.) Теперь перейдем к свекле. Ее, как известно, потребляют только в отваренном виде. Поскольку при варке (40%) и зачистке (10%) теряется половина нитратов, а общественное питание рекомендует порцию отваренной свеклы в 125 г, то со свеклой мы можем получить 100 мг нитратов (меньше трети суточной дозы). Картофель и капуста в отваренном виде потребляются порциями по 300г. С учетом потерь при зачистке и кулинарной обработке с одной порцией этих продуктов можем потребить около 60 мг нитратов. Аналогичные расчеты были сделаны и по остальным овощам и другим кулинарным обработкам. Оказывается, при обычном рациональном потреблении овощей в свежем виде или кулинарно - обработанном виде мы с пищевыми продуктами никогда не сможем превысить безопасную суточную дозу нитратов. Тем более что в соответствии с рекомендациями по рациональному питанию не следует постоянно питаться одними и теми же продуктами, например картофелем или капустой.

Действительно, если обратиться к рекомендуемому рациональному среднему суточному набору продуктов, то картофеля следует потреблять 265 г (в расчете на покупной продукт), овощей и бахчевых – 450г (включая 100 г капусты).  Такой рацион может дать нам максимум 200 мг нитратов. Практически же, как показали расчёты, среднесуточное потребление нитратов с учетом данных фактического питания и фактического содержания нитратов попадает со свеклой, чуть меньше – с капустой и картофелем. На остальные овощи и фрукты – менее 10%. 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. Поэтому не рекомендуем постоянно потреблять, да еще три раза в день, на закуску один и тот же овощ. Ограничивать же использование овощей и фруктов в питании из-за опасности нитратного отравления не следует, это лишит нас необходимых витаминов. За содержанием нитратов сейчас устанавливается строгий контроль в местах производства овощей и на торговых базах.

Вредное воздействие нитратов на организм человека.

Впервые заговорили о нитратах в нашей стране в 70-х годах, когда в Узбекистане случилось несколько массовых желудочно-кишечных отравлений арбузами, при их чрезмерной подкормке аммиачной селитрой.

В мировой науке о нитратах знали уже гораздо раньше. Сейчас общеизвестно, что нитраты обладают высокой токсичностью для человека и сельско-хозяйственных животных:

1. Нитраты под воздействием фермента нитратедуктазы восстанавливаются до нитритов, которые взаимодействуют с гемоглобином крови и окисляют в нем 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.
2. Особенно опасны нитраты для грудных детей, т.к. их ферментная основа несовершенна и восстановление метгемоглобина в гемоглобин идет медленно.

3) Нитраты способствуют развитию патогенной (вредной) кишечной микрофлоры , которая выделяет в организм человека ядовитые вещества токсины, в результате чего идёт токсикация, т.е отравление организма. Основными признаками нитратных отравлений у человека являются:

1. Синюшность ногтей , лица, губ и видимых слизистых оболочек;
2. Тошнота, рвота, боли в животе;
3. Понос, часто с кровь, увеличение печени, желтизна белков глаз;
4. Головные боли, повышенная усталость, сонливость, снижение работоспособности;
5. Одышка, усиленное сердцебиение, вплоть до потери сознания;
6. При выраженном отравлении – смерть.

4) Нитраты снижают содержание витаминов в пище, которые входят в состав многих ферментов, стимулируют действие гормонов, а через них влияют на все виды обмена веществ.

5)У беременных женщин возникают выкидыши, а у мужчин – снижение потенции.

6) При длительном поступлении нитратов в организм человека (пусть даже в незначительно дозах) уменьшается количество йода, что приводит к увеличению щитовидной железы.

7) Установлено, что нитраты сильно влияют на возникновение раковых опухолей в желудочно-кишечном тракте у человека.

8)Нитраты способны вызывать резкое расширение сосудов, в результате чего понижается кровеносное давление.

 При всём вышеизложенном следует помнить, вред наносят организму человека не сами нитраты, а нитриты, в которые они превращаются при определённых условиях.

Допустимые нормы нитратов для человека.

 Для взрослого человека предельно допустимая норма нитратов 5мг на 1 кг массы тела человека, т.е 0,25г на человека весом 60 кг. Для ребёнка допустимая норма не более 50мг.

Сравнительно легко человек переносит дневную дозу нитратов в 15-200мг; 500мг – это предельно допустимая доза (600мг- уже токсичная доза для взрослого человека). Для отравления грудного малыша достаточно и 10мг нитратов.

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

Допустимое суточное потребление нитратов для человека не должно превышать 5мг на 1 кг массы тела т.е не более 350мг в сутки для человека массой 70 кг.

В организме человека нитраты поступают (в %): с овощами -70 с водой -20, с мясными, молочными и консервированными продуктами -6. Наиболее опасно отравление нитратами, растворимыми в воде, т.к это увеличивает скорость всасывания их в кровь, поэтому содержание нитрат- аниона в воде не должно превышать 45мг/л.

Содержание нитратов и нитритов в продуктах животноводства невелико, например в молоке и молочных продуктах содержится не более 10мг/кг. Нитраты и нитриты используют как консерванты при производстве сыров, и их суммарное содержание не превышает 50 мг/кг. При изготовлении ветчино – колбасных изделий нитраты и нитриты добавляют не только для подавления деятельности болезнетворных бактерий, но и для того, чтобы придать мясным изделиям красно – коричневый оттенок. Содержание этих веществ в мясной продукции также не представляет опасности для здоровья людей (нитраты – 1 – 5 мг/кг, нитраты 0,8 – 2,2 мг/кг).
Больше всего нитратов в организме человека поступает с овощами и картофелем. Это послужило причиной того, что во многих странах мира, в том числе и в нашей, в 1998 г. Были разработаны предельно допустимые концентрации (ПДК) нитратов в сельскохозяйственной продукции. ПДК нитратов в овощной продукции разных стран колеблются в значительных пределах, причем у нас установлены самые низкие ПДК по сравнению с зарубежными странами.

В табл. 1 приведены дынные, характеризующие способность различных сельскохозяйственных культур накапливать нитраты.

Следует отметить, что содержание нитратов в разных частях растений  неодинаково. Больше всего нитратов в тех частях растений , которые содержат большое количество тканей, служащих для проведения воды и минеральных солей к листьям и органам (ксилемные ткани). В жилках листьев, листовых черешках, стеблях нитратов больше, чем в мякоти листьев и плодах: в кожице и поверхности слоях плодов они преобладают над внутренними слоями; в генеративных органах ( органы полового размножения растений) эти вещества отсутствуют или имеются в меньших количествах, чем в вегетативных.

Меняется содержание нитратов в растениях и в течение суток. Это объясняется интенсивностью восстановления нитрат- ионов до аммиака. Ночью и рано утром активность ферментов, участвующая в восстановления NO3, низка, что ведет к их накоплению. С повышением температуры и интенсивности освещения активность этих ферментов, в первую очередь нитратедуктазы, возрастает, что ведет к снижению содержания нитратов. В связи с этим сбор овощей лучше вести днём, когда содержание NO3 уменьшается на 30-40% по сравнению с утренними часами.

Уменьшается количество нитратов и при хранении овощей и фруктов. Например, во время зимнего хранения содержание нитратов в картофеле снижается на 20%. В первый период хранения происходит послеуборочное дозревание, и нитрат – анионы, восстановившись до аммиака, включаются в состав органического вещества. Во второй период хранения, когда клубень выходит из состояния покоя и начинает прорастать, нитраты расходуются на построение новых органов (листья, корни).

Агробиологи насчитывают около 30-40 факторов влияющих на накопление нитратов в растениях, основным из которых является чрезмерное внесение удобрений, особенно их нитратных форм (аммиачная, калийная, натриевая селитра). Подкармливать растения лучше амидными или аммонийными формами удобрений (карбамид или мочевина, сульфат аммония), т.к аммиачных азот поглощается растениями и сразу включается в аминокислоты и белки без накопления нитратов.

Увеличение количества нитратов в продукции можно получить и при избыточном удобрении почвы органикой. Важный фактор регулирования содержания урожая, тем меньше NO3-  содержится в растении. Наиболее эффективны подкормки азотов в период интенсивного роста растений. В это время азот быстро вовлекается в процесс роста и поэтому не накапливается в виде нитратов. При снижение интенсивности роста, вызванном старением растения или действием неблагоприятных внешних факторов, азот перестает вовлекаться в обмен веществ и накапливается в виде NO3- ионов. Хороший эффект даёт применение медленно действующих форм азотных удобрений (карбамидформ урамик, оксамид, уреа – Z и др.), которые, постепенно растворяясь, обеспечивают более равномерное азотное питание растений.

Пути попадания нитратов в организм человека.

Нитраты попадают в организм человека через различные пути(9).

1. Через продукты питания:

а) растительного происхождения;

б)животного происхождения;

2. Через питьевую воду.

3. Через лекарственные препараты.
Основная масса нитратов попадает в организм человека с консервами и свежими овощами (40-80% суточного количества нитратов).

Незначительное количество нитратов поступает с 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 нормально жизни человека. Загрязнённая питьевая вода вызывает 70-80% всех имеющихся заболеваний, которые на 30% сокращают продолжительность жизни человека. По данным ВОЗ по этой причине заболевает более 2млрд человек на Земле, из которых 3,5млн умирают (90% из них составляют дети младше 5 лет). В питьевой воде из подземных вод из артезианских 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 колодезную воду. Обычно жители городов пьют воду, где содержится до 20мг/г нитратов, жители же сельской местности -20-80мг/г нитратов.

Нитраты содержатся и в животной пище. Рыбная и мясная продукция в натуральном виде содержит немного нитратов (5-25мг/г в мясе, и 2-15мг/кг в рыбе). Но нитраты и нитриты добавляют в готовую для более длительного её хранения(особенно в колбасных изделиях).  В сырокопчёной колбасе содержится нитритов 150мг/кг, а в варёной колбасе – 50-60мг/кг.

Также нитраты попадают в организм человека через табак. Выяснено, что некоторые сорта табака содержат до 500 мг  нитратов на 100г сухого вещества(табл. 1).

Содержание и накопление нитратов в растениях

Само по себе присутствие нитратов в растениях – нормальное явление, т.к  они являются источниками азота в этих организмах, но излишнее увеличение их крайне нежелательно, т.к они (как мы уже знаем) обладают высокой токсичностью для человека сельскохозяйственных животных.

Нитраты в основном скапливаются в корнях, корнеплодах, стеблях, черешках и крупных жилках листьев , значительно меньше их в плодах.

Нитратов также больше в зелёных 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:

1. В свекле и моркови больше нитратов в верхней части корнеплода, а в моркови также и в сердцевине его.
2. В капусте – в кочерыжке, в толстых черешках листьев и в верхних листьях.

Выяснено также, что у всех овощей и плодов больше всего содержатся нитраты в их кожице.

По способности накапливать нитраты овощи, плоды и фрукты делятся на 3 группы(2):

1. С высоким содержанием (до 5000мг/кг сырой массы): салат, шпинат, свекла, укроп, листовая капуста, редис, зелёный лук, дыни, арбузы.
2. Со средним содержанием (300-600мг):  цветная капуста, кабачки, тыквы, репа, редька, белокочанная капуста, хрен, морковь, огурцы.
3. С низким содержанием (10-80мг): брюссельская капуста, горох, щавель, фасоль, картофель, томаты, репчатый лук, фрукты и ягоды.

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

1. Процессов поглощения;
2. Транспорта;
3. Ассимиляции;
4. Распределения его в разных органах и частях растения.

И всё эти процессы обусловлены совокупностью почвенно-экологических условий, агротехнических и генетических факторов.

Таким образом, накопление нитратов в растениях зависит от комплекса многих причин:

1. От биологических особенностей самих растений и их сортов. Выяснено, что больше всего нитратов содержится в редисе сорта «Красный великан» по сравнению с другими её сортами («розовый с белым кончиком», «жара» и др.). содержание нитратов зависит и от возраста растений: в молодых органах их больше( кроме шпината и овса). Меньше накапливается нитратов в гибридных растениях. Нитратов больше в ранних овощах, чем в поздних.
2. От режима мин6ерального 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 проводят к вильному накоплению нитратов, особенно в толовых корнеплодах. Содержание нитратов возрастает сильнее при использовании нитратных удобрений (KNO3, NaNO3, CA(NO3)2), чем при употреблении аммонийных. За последние годы ( со слов руководителя пищевой токсикологии института питания Т.С. Хотимченко) 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%
3. Накопление нитратов зависит и от факторов окружающей среды ( температуры, влажность воздуха, почвы, интенсивности и продолжительности светового освещения):

1. Чем длиннее световой день, тем меньше нитратов в растениях;
2. При влажном и холодном лете (1985г) количество нитратов увеличилось в 2,5 раза.
3. При повышении температуры до 20 градусов количество нитратов снизилось в столовой свекле в 3 раза. Нормальная освещённость растений снижает содержание нитратов, поэтому в тепличных растениях нитратов больше (10)

Содержание нитратов в растениях зависит и от свойств почвы. Чем богаче гумусом и общим азотом почва, тем больше накапливаются нитраты в корнеплодах моркови. На содержание нитратов влияют и условия хранения растений. Установлено, что при хранении овощей в открытых ёмкостях вместе с гнилыми овощами увеличивается содержание нитратов в них, а также не следует перерабатывать корнеплоды моркови или плоды томатов, повреждённые гнилью. Лучше употреблять овощи своего сезона, т.е когда овощи выросли под открытым небом, а не в теплице зимой. Овощи, богатые нитратами следует хранить в течении короткого времени и, желательно, в прохладном и тёплом 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 убивают в кишечнике человека его полезную микрофлору. Такие же консерванты используются и для хранения других продуктов( растительного масла, сосисок, колбас). Поэтому надо бдительно следить за сертификатами импортных продуктов.

Вопрос накопления нитратов в растениях нашей области стал изучаться СахНИИ с/х с 1989 года, сотрудники которого выяснили, что на Сахалине в связи с особыми агрометеорологическими условиями содержание нитратов в растениях увеличивается:

1. Больше количество дней, частые туманы;
2. Заниженная солнечная радиация;
3. Более низкие температуры воздуха и почвы;
4. Сильные ветра

Способы снижения вреда нитратов в растениях на организм человека.

Очень важно не только знать в каких растениях, в каких их органах и частях содержатся в основном нитраты, но и не менее важно надо знать, как уменьшить содержание этих ядовитых веществ для организма, поэтому предлагается ряд ценных советов:

1. Снижается количество нитратов при термической обработке овощей (мойке, варке, жарке, тушении и бланшировке). Так, при вымачивании – на 20-30%, а при варке на 60-80%.

1. В капусте – на 58%;
2. В столовой свекле – на 20%;
3. В картофеле – на 40.

 При этом следует помнить, что при усиленной мойке и бланшировании (обваривании кипятком) овощей в воду уходят не только нитраты, но и ценные вещества: витамины, минеральные соли и др.

2. Чтобы снизить количество нитратов в старых клубнях картофеля, его клубни следует залить 1%-ным раствором поваренной соли.
3. У паттисонов, кабачков и баклажанов необходимо срезать верхнюю часть, которая примыкает к плодоножке.
4. Т.к. нитратов больше в кожуре овощей и плодов, то их (особенно огурцы и кабачки) надо очищать от кожуры, а у пряных трав надо выбрасывать их стебли и использовать только листья.
5. У огурцов, свеклы, редьки к тому же надо срезать оба конца, т.к. здесь самая высокая концентрация нитратов.
6. Хранить овощи и плоды надо в холодильнике, т.к. при температуре +2 °С невозможно превращение нитратов в более ядовитые вещества – нитриты.
7. Чтобы уменьшить содержание нитритов в организме человека надо в достаточном количестве использовать в пищу витамин С (аскорбиновую кислоту) и витамин Е, т.к. они снижают вредное воздействие нитратов и нитритов.
8. Выяснено, что при консервировании уменьшается на 20-25% содержание нитратов в овощах, особенно при консервировании огурцов, капусты, т.к. нитраты уходят в рассол и маринад, которые поэтому надо выливать при употреблении консервированных овощей в пищу.
9. Салаты следует готовить непосредственно перед их употреблением и сразу съедать, на оставляя на потом.

Наряду с азотом для нормального роста и развития растений необходимы фосфор и калий. При дефиците этих питательных элементов затормаживается образование органического вещества в процессе фотосинтеза, в результате чего снижается расход поступившего азота на процессы роста. Это приводит к увеличению концентрации нитратного азота в органах растений. Следует избегать одностороннего преобладание минерального азота: его надо использовать с учетом обеспеченности растений фосфором, калием и другими элементами.

Из микроэлементов наиболее важным для предотвращения накопления нитратов является молибден, т.к. этот металл входит в состав нитратедуктазы и, следовательно, принимает участие в восстановлении нитратов.

Из остальных агротехнических факторов выращивания растений немаловажное влияние на концентрацию нитратов оказывают освещенность, влагообеспеченность, температура выращивания и сроки уборки урожая.

При слабой освещенности нитраты не полностью превращаются в аминокислоты, особенно в листовых овощах, редисе, огурцах выращиваемые в закрытом грунте. При посадке овощных культур не следует заглушать посевы, необходимо следить за правильным формированием растений, не допуская избыточной листовой массы. В засушливые годы при внесение высотных доз азотных удобрений в почву растения накапливают больше нитратов, поэтому необходим регулярный полив овощей, чтобы азотное питание было умеренным и равномерным.

Температурным фактор особенно влияет на содержание нитратов у растений, выращенных в условиях короткого светового дня (редис, салат, шпинат, лук).

Если в теплице поддерживается умеренная температура (13 – 23°С), то овощи содержат меньше нитратов, чем при более низкой (9 - 18°С) или более высокой (20 – 28°С) температуре.

Помните, что в недозрелых овощах содержание нитратов значительно выше, чем в спелых. Однако не следует допускать перезревание овощей. Часто переросшие корнеплоды столовой свеклы, кабачки содержат повышенное количество нитратов. У моркови лучшее качество корнеплода отмечено при массе его 100 – 200 г.

Накопление нитратов различными культурами имеет наследственно закрепленный характер, т.е. они обладают сортовой спецификой, которая выявлена у ряда овощных культур. Сортовые различия могут быть обусловлены разной реакцией на условия окружающей среды и режимом минерального питания, а так же генетически закреплен уровнем активности нитратедуктазы, разной продолжительностью вегетационного периода сортов. Безусловно, каждый сорт любой культуры уникален по своим характеристикам, в том числе и по способности накапливать нитраты. Однако можно выделить некоторые общие тенденции:

-ранние сорта овощей содержат больше нитратов, чем поздние;

-овощи закрытого грунта склонны к большему накоплению нитратов, чем открытого;

-пчелоопыляемые гибриды огурца накапливают нитратов вполовину меньше, чем партенокарпические (самоопыляемые);

- из партенокарпических гибридов огурца накапливают нитратов примерно на 17% больше чем длинноплодные;

-более ярко окрашенные сорта корнеплодов (в частности, морковь) содержать NO3 меньше, чем бледно окрашенные;

-сорта зеленой стручковой фасоли склонны к накоплению большего количества нитратов, чем желтой.

В таблице 2 указаны сорта некоторых овощных культур, в которых содержание нитратов в период сбора урожая значительно отличается друг от друга.

Определение нитратов в растениях.

На предметное стекло положить несколько срезов той или иной части растения. Затем на каждый срез нанести по одной капли 1%-го раствора дифениламина и следить за появлением синей окраски. Интенсивность этой окраски сравнить с табл.2 и с цветной шкалой, показывающей степень нуждаемости растений в азотных удобрениях. Содержание нитратов снижается с возрастом растений, а к цветению они почти исчезают.

Таблица 2

 Шкала потребности растений в азотных удобрениях

Бледно-голубая окраска среза от дифениламина свидетельствует об острой нуждаемости растения в нитрат-ионах. Синяя окраска говорит о недостатке азота в растении, а темно-фиолетовая – о том, что растение обеспечено азотом.

Определение нитратов в растениях

На предметное стекло положить несколько срезов той или иной части растения. Затем на каждый срез нанести по одной капли 1%-го раствора дифениламина и следить за появлением синей окраски. Интенсивность этой окраски сравнить с табл. 2 и с цветной шкалой, показывающей степень нуждаемости растений в азотных удобрениях. Содержание нитратов снижается с возрастом растений, а к цветению они почти исчезают.

Таблица 2

Шкала потребности растений в азотных удобрениях

Бледно – голубая окраска среза от дифениламина свидетельствует об острой нуждаемости растения в нитрат – ионах. Синяя окраска говорит о недостатке  азота в растении, а темно – фиолетовая – о том, что растение обеспечено азотом.

Определение содержания нитратов в свежих огурцах

1. Принцип метода. Нитраты определяют колориметрически по Гриссу диазотированием сульфаниловой кислоты и 1 – нафтиламином. Нитраты экстрагируют 0,1 H HCl. Содержание нитратов определяется восстановлением их цинковой пылью и сульфатом марганца  до нитритов и определение последних диазотированием сульфаниловой кислотой и 1- нафтиламином в одном этапе анализа.

                                                                   +

                                                                   N

SO3NH2+NaNO2+HCl→{SO3H|||} Cr+NaCl+H2O

                                                                   N

2. Реактивы:

1. Раствор  уксусной кислоты 205.< /К/7 мл. концентрированной кислота на 1000 мл. раствора/ и проверить на плотность.
2. 0,1 H раствор НС /ГОСТ 3118-77/.
3. Реактив “Сухой восстановитель”.

Для приготовления нужно: 100 г высушенного при 110°С сульфата бария/ГОСТ 435-77/, 9 г сульфата марганца /ГОСТ 3158-75/, 2 г порошкообразного цинка, 75 г лимонной кислоты /ГОСТ 3652-79/, I г сульфаниловой кислоты /ГОСТ 5821-78/, 2 г 1- нафтиламина /ГОСТ 8827-74/.

Готовится сухой восстановитель в вытяжном шкафу.

Крупнозернистый материал тщательно растирают в ступке до однообразного мелкого порошка.

Порошкообразный цинк, сульфаниловую кислоту и 1- нафтиламин тщательно смешивают с одной частью сульфата бария, добавляют сульфата марганца и после получения однообразного порошка добавляют по частям остальное количество бария и в конце прибавляют к смеси по частям лимонную кислоту. Для изготовления реактива требуется 2- 2,5 часа. Реактив пригоден для использования через 2-3 дня. Устойчив в течение 2-х лет в закрытой склянке.

4. Сульфат бария /ГОСТ 3158-75/.
5. Стандартный раствор натрия азотнокислого /ГОСТ 4168-79/, который содержит 20 мкг нитрата в мл.

274 мг нитрата натрия растворяют в 1000 мл дистиллированной Н2О / стандарт I/. Из стандарта I берут 100 мл и доводят дистиллированную Н2О до 1000 мл, что стандарт  II содержит 20 мкг нитрата в I л.

3. Ход анализа. Химический стакан на 50 мл взвешиваем с точностью до 0,01 г. Огурцы пропускаются через мясорубку или натираются на мелкой терке. Берем по 2 навески от каждой пробы по 20 г. Навеску в химическом стакане заливают около30 мл 50-70°С  0,1 Н HCl и переносят через воронку кашеобразную массу осторожно по стенке в мерную колбу на 100мл, промывают стакан той же HCl и добавляют промывочную жидкость. Колбу оставляют на 30 мин. На водяной бане при 50-60 °С , периодически взбалтывая, после охлаждения доводят 0,1 H HCl до метки и фильтруют. В центрифужную пробирку отмеряют I мл экстракта и 9 мл 20% уксусной кислота и примерно 0,3-0,5 г реактива “сухой восстановитель”. При добавлении реактива необходимо сразу начать взбалтывание в мин. и примерно после этого центрифугируют. Жидкость сразу отсасывают, стараясь не повредить пленку, образующуюся на поверхностей легко подвижный осадок. При длительном нахождении жидкости над осадком /более 10 минут/ жидкость обесцвечивается.

Колориметрируют в течение 30 минут. В качестве контроля используют смесь:  I мл исследуемого экстракта, У мл 20% уксусной кислоты и 0,3-0,5 г сульфата бария. Такая контрольная проба обрабатывается аналогично опытной. Колориметрируют  при длине волны 540 нм в кюветах 10 мм.

4.  Калибровка ФЭКа.

В центрифужные пробирки или флаконы берут стандартный раствор натрия азотнокислого в количествах /0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5/, обеспечивающих содержание нитратов от 10,0-50,0 мкг в колориметрируемом растворе. До 10 мл доводят 20% уксусной кислотой.

Колориметрируют против контроля, состоящего из 20% уксусной кислоты, обработанной сульфатом бария.

5. Расчет на содержание нитратов. Используется формула:

X=*100

Где Х – содержание нитратов мг/кг

Y – показания ФЭКа,

a – константа прогрессии,

b – коэффициент регрессии,

20 - навеска

   ∑ x=150; ∑ x²=5500; (∑ x)²=22500;

                             ∑ xy=22,3; ∑ y=0,665;

                            b= ≈0,0034;

                                a==0.025,

Где n – количество разных концентраций, в том числе и нулевая концентрация.

X=*100%

6. Содержания нитратов в сельхозпродуктах

8.Результаты анализа:

Проба I – оптимальная плотность 0,52.

Проба 2 – оптимальная плотность 0,50.

X=*100=727.94 мг/кг

                        X=*100=698.52 мг/кг

9. Вывод. Допустимая концентрация нитратов в огурцах – 150мг/кг.

Содержание нитратов в свежих огурцах превышает допустимые нормы примерно в 4-5 раз.

Выводы

В результате проведенной работы можно сделать следующие выводы:

На протяжении нескольких месяцев было изучено около 15 источников научной литературы. Выяснены причины накопления нитратов и нитритов в овощах, узнали о допустимых нормах этих веществ для человека, пути попадания нитритов в организм человека. Проведя экспериментальную работу, т.е. используя методы аналитической химии для качественного определения нитратов и нитритов в растворе, а также оригинальные методы предложенные А. П. Рычковым(1-ый Московский медицинский институт им. И.М.Семашко), а так же метод, где используется реактив Грисса удалось выяснить в каких частях продуктивных органов растений накапливается большое количество нитратов и как это содержание уменьшить(см.приложение табл.3).

Составлены советы – рекомендации в которых отражены простые и эффективные приемы снижения уровня нитратов в овощной продукции, которые доступны каждому(см. приложение табл.4)

Заключение

Проблема токсичного накопления нитратного азота в сельско-хозяйственной продукции и вредного воздействия его на человека и сельскохо-зяйственных 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. Владение информацией о накоплении нитратов в растениях и о превращении нитратов в нитриты поможет нам правильно питаться и сохранить свое здоровье.

Данный материал проектной работы может быть использован учителями химии и биологии во внеклассной работе.

Литература:

1. Гайлите М., Гайлитис М., Ещё раз о нитратах. Наука и мы,

1990г., №6, с.2.

2. Глунцев Н.М., Дмитриева Л.В., Макарова С.О.,

Как снизить содержание нитратов в продукции. Картофель и овощи, 1990г., №1, с.24-28.

3. Дерягина В.П., Ах, нитраты! И кто же вас выдумал ?, Здоровье. 1989 г.,

№9.

4. Мугниев А.Ф., Посмитная И.В.,

Содержание нитратов в овощах можно регулировать.

Картофель и овощи. 1989 г., №1.

5.  Покровская С.Ф. Пути снижения содержания нитратов в овощах.

М., 1988г., с.42-46.

6. Рычаков А.Л., Нитратная кухня. Химия и жизнь. 1989г., №7.

7. Соколов О.А. Нитраты под строгий контроль. Наука и жизнь. 1988г.,№3.

8. Соколов О.А. Особенности распределения нитратов и нитритов в овощах. Картофель и овощи., 1987г., №6.

9. Соколов О., Семенов В., Агаев В., Нитраты в окружающей среде. Пущино, 1990г., с. 216-238

10.  Сопильняк Н.Т., Федотова Л.С., Удобрения и качество продукции. Картофель и овощи., 1987г., №5, с. 18-19

11. Чапкявиченс Э.С., Как уменьшить содержание нитратов и нитритов в                      овощах, Здоровье, 1988г., №3

12. Черпяева И.И., Экологические проблемы использования азотных удобрений. Химизация сельского хозяйства, 1990г., №4, с.20-21.

13. Эвенштейн З., Нитраты, нитриты, нитрозамины. Общественное питание., 1989 г., №3.
14.  Химическая энциклопедия. В 5т. М.: Большая Российская Энциклопедия , 1992г., т.3

15.  Полевой В.В. Физиология растений М.: высшая школа, 1989г.

16.  Всемирная организация здравоохранения. Совместное издание программы ООН по окружающей среде и Всемирной организацией здравоохранения, 1981г.

17.  Покровская С.Ф. Пути снижения нитратов в овощах М.: Урожай, 1988г.

П Р И Л О Ж Е Н И Е

Таблица №1.

Попадание нитратов и их воздействие на организм человека.

Таблица №1

                                                  Таблица №2.

Содержание нитратов в различных растительных продуктах в процессе их варки (исследование овощей из школьной столовой)

Таблица №3.

Содержание уровня мг нитрат – иона/кг

Таблица №4

(Исследование культур из подсобного хозяйства Тимирязевской сельско-хозяйственной академии)

Таблица № 5

Советы – рекомендации.

От избытка нитратов в овощной продукции можно избавиться и после сбора урожая.

1. При варке, бланширования, консервирование, солении, квашение и очистке уровень нитратов в овощах и фруктах значительно снижается.
2. Очистка картофеля от кожуры снижает концентрацию NO₃¯ примерно на 30 – 40%. При приготовлении овощей в пищу, особенно при употреблении их в свежем виде, места концентрации нитратов (кожура, плодоножки, сердцевины корнеплодов, черешки, места переходов корнеплодов в корни, кочерыги) надо удалять.
3. Квашение, консервирование, соление, маринование имеют свою специфику в случае измерения уровня нитрат ионов в овощах. Первые 3 – 4 дня идет усиленный процесс восстановления нитратов до нитритов, поэтому нельзя употреблять свежезасоленные капусту, капусту, огурцы, и другие овощи раньше, чем через 10 – 15 дней.
4. При длительном (в течение 2 ч) вымачивании листовых овощей из них вымывается 15 – 20% NO₃¯.
5. Чтобы снизить на 25- 30% содержание нитратов  в корнеплодах и капусте, достаточно в течение часа подержать их в воде, предварительно нарезав на небольшие кусочки.
6. При варке картофель теряет NO₃¯ до 80%, морковь, капуста, брюква – до 10%, столовая свекла – до 40%.
7. Наличие повышенного содержания нитратов в зелени обезвреживается значительном количеством в ней аскорбиновой кислоты (витамина С), поэтому полезно вводить свежую зелень в состав овощных блюд.
8. Салаты и плодоовощные соки желательно употреблять свежеприготовленными. Хранение их не очень длительное время даже в холодильнике способствует размножению в их микрофлоры, восстанавливающей NO₃¯ - ионы до опасных для человека NO2- - ионов.