Реферат "Лишние нитраты"

Реферат

 «Лишние» нитраты

                             Автор: Игнатенко Мария, ученица 11 класса,

                                                      ГБОУ  СОШ с.Новый Буян

                                                                                     Руководитель: Миронова Нина Анатольевна,

                                        учитель биологии.

Оглавление

• Введение ……………………………………………………………………..      стр. 3

Глава 1. Что такое нитраты? В чём их опасность? ………………………………..      стр. 5 – 10

1. Соли азотной кислоты – нитраты …………………………………………. стр. 5
2. Роль нитратов в растениях …………………………………………………  стр. 6
3. Содержание и накопление нитратов в растениях ………………………... стр. 8
4. Нитраты и здоровье человека ……………………………………………...  стр. 9

Глава 2. Выявление нитратов и способы их снижения ………………………………  стр. 11 – 13

1. Определение нитратов в растениях ………………………………………...  стр. 11
2. Способы снижения вреда нитратов на организм человека ……………….  стр. 12

• Заключение ……………………………………………………………………… стр. 14
• Список литературы ……………………………………………………………... стр. 15
• Приложения ……………………………………………………………………... стр. 16 – 19

                 Приложение 1 …………………………………………………………………стр. 17

                 Приложение 2………………………………………………………………… стр. 18

                 Приложение 3………………………………………………………………….стр. 19

Введение

                                                                                                    Здоровье гораздо более зависит

                                                                                                  от наших привычек и питания,

                                                                                                 чем от врачебного искусства.

                                                                                                                                                   Д. Леббок

     Общеизвестно, что здоровье человека невозможно купить и зависит оно во многом от правильного питания. Для большинства уже не секрет, что для укрепления здоровья лучше есть больше фруктов, овощей и меньше животной пищи. Недаром существует пословица: “Скажи мне, что ты ешь, и я скажу тебе, чем ты болеешь”.

     В настоящее время не все растительные продукты могут быть полезными для человека. Известно, что в некоторых овощах и фруктах содержится повышенное количество нитратов, угрожающих здоровью людей. Попадание большой дозы нитратов в организм грозит отравлением. При остром отравлении нитраты вызывают у человека метгемоглобинемию различной тяжести, вплоть до смертельного исхода; при хроническом отравлении — рак желудка, изменение функций центральной нервной системы и сердечной деятельности. Метгемоглобинемия — это кислородное голодание, вызванное переходом гемоглобина крови в метгемоглобин, не способный переносить кислород. Основные факторы, вызывающие накопление нитратов в продуктах: биологические особенности и сортовые признаки растений, уровень плодородия почвы, температура, влажность почвы и воздуха, интенсивность и продолжительность освещения, технология выращивания овощных растений.

     Актуальность.

     Самое дорогое у человека – это его здоровье, которое во многом зависит от правильного питания. В настоящее время некоторые  продукты содержат вредные для организма нитраты, а о количестве их содержания в пище  человек мало что знает. При употреблении фруктов и овощей мы должны внимательно следить за их качеством.

     Гипотеза.

     В настоящее время круглый год человек может употреблять в пищу свежие фрукты и овощи,  многие из них выращиваются в теплице с использованием различного рода удобрений, а затем долго хранятся и не всегда правильно  Действительно ли количество нитратов зависит от условия выращивания растений?

     Цель работы.

     На основе простых и доступных современных методик, визуально определить качественные и количественные показатели содержания нитратов в растениях, а также определить возможные пути снижения нитратов в продуктах растительного происхождения.    

 Задачи:

• изучить литературу о нитратах;

• овладеть методикой определения нитратов;
• провести химический анализ продуктов на наличие в них нитратов;
• оценить пригодность данной продукции для питания;
• предложить меры по снижению количества нитратов в растительной продукции.

Методы решения:

• наблюдение;
• аналитический метод;
• сравнительный анализ.

Глава 1. Что такое нитраты? В чём их опасность?

1.1. Соли азотной кислоты – нитраты

     Нитраты – соли азотной кислоты (HNO3). Они являются нормальными продуктами обмена азотистых веществ любого живого организма, поэтому «безнитратных» продуктов в природе не существует. В организме человека в сутки образуется и используется в обменных процессах 100 мг и более  нитратов.

     Основные источники пищевых нитратов – растительные продукты. В животных продуктах (мясо, молоко) содержание нитратов весьма незначительно. Также нитраты поступают в организм человека с водой, которая является одним из основных условий нормальной жизни человека. Загрязнённая питьевая вода вызывает 70-80% всех имеющихся заболеваний, которые на 30% сокращают продолжительность жизни человека. По данным ВОЗ, по этой причине заболевает более 2 млрд. человек на Земле, из которых 3,5 млн. умирает (90% из них составляют дети младше 5 лет). В питьевой воде из подземных вод содержится до 200 мг/л нитратов, гораздо меньше их в воде из артезианских колодцев. Нитраты попадают в подземные воды через различные химические удобрения (нитратные, аммонийные), с полей и от химических предприятий по производству этих удобрений. Наибольшее количество нитратов содержится в грунтовых водах, а значит, и в колодезной воде. Обычно жители городов пьют воду, где содержится до 20 мг/л нитратов, жители же сельской местности – 20-80 мг/л нитратов.

     Содержание нитратов в продуктах питания зависит более чем от 20 различных факторов. Сами по себе нитраты не представляют опасности для здоровья, так как большая часть этих соединений выделяется с мочой (65 - 90% за сутки). Однако часть нитратов (5-7%) при избыточном их содержании в продуктах, в желудочно-кишечном тракте может перейти в нитриты (соли азотистой кислоты), которые оказывают вредное воздействие на организм.

     Для взрослого человека предельно допустимая норма нитратов 5 мг на 1кг массы тела, то есть 0,25 г на человека весом в 60 кг. Для ребёнка допустимая норма не более 50 мг. Сравнительно легко человек переносит дневную дозу нитратов в 15-200 мг; 500 мг – это предельно допустимая доза (600 мг – уже токсичная доза для взрослого человека). Для отравления грудного малыша достаточно и 10 мг нитратов.

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

1.2. Роль нитратов в растениях

      Азот – это один из самых важнейших химических элементов в жизни растений, так как он необходим для синтеза аминокислот, из которых образуются белки. Азот получает растение из почвы в виде минеральных азотных солей (нитратных и аммиачных).

     В растениях азот подвергается сложным превращениям. Метаболизм азота в растениях - это сложный процесс, и нитраты занимают в нём промежуточное положение:

     Нитраты в растениях восстанавливаются до нитритов. В этом процессе участвуют различные металлы (молибден, железо, медь, марганец), и при этом происходит интенсивная трата углеводов, так как на восстановление тратится энергия, источником которой являются углеводы. Нитриты могут накапливаться в растениях и этим подавлять их рост. Но основная часть нитритов, подвергаясь дальнейшим превращениям, даёт аммиак (NH3)

3. Содержание и накопление нитратов в растениях

        Само по себе присутствие нитратов в растениях – нормальное явление, так как они являются источниками азота в этих организмах, но излишнее увеличение их крайне нежелательно, так как они  обладают высокой токсичностью для человека и сельскохозяйственных животных. Нитраты в основном скапливаются в корнях, корнеплодах, стеблях, черешках и крупных жилках листьев, значительно меньше их в плодах. Нитратов также больше в зеленых плодах, чем в спелых.

     Из разных сельскохозяйственных растений больше всего нитратов содержится в салате (особенно в тепличном), в редьке, петрушке, редисе, столовой свёкле, капусте, моркови, укропе. По способности накапливать нитраты овощи, плоды и фрукты делятся на 3 группы.

                                                                                                                                          Таблица 1.

Накопление нитратов в растениях зависит от комплекса многих причин:

• от биологических особенностей самих растений и их сортов. Содержание нитратов зависит и от возраста растений: в молодых органах их больше (кроме шпината и овса). Меньше накапливается нитратов в гибридных растениях. Нитратов больше в ранних овощах, чем в поздних.
• от режима минерального питания растений. Так, микроэлементы (особенно молибден) снижают содержание нитратов в редисе, редьке и цветной капусте; цинк и литий - в картофеле, огурцах и кукурузе. Уменьшается содержание нитратов в растениях и в результате замены минеральных удобрений на органические (навоз, торф и др.), которые постепенно разлагаются и усваиваются растениями. Органические удобрения положительно влияют на капусту, морковь, свеклу, петрушку, картофель, шпинат. Нерациональное использование химических удобрений, чрезмерные дозы их приводят к сильному накоплению нитратов. Накопление нитратов зависит и от факторов окружающей среды (температуры, влажности воздуха, почвы, интенсивности и продолжительности светового освещения)
• 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, то есть когда овощи выросли под открытым небом, а не в теплице зимой. Овощи, богатые нитратами следует хранить в течение короткого времени и, желательно, в прохладном и тёмном месте. Нельзя хранить овощи битые, повреждённые.

1.4. Нитраты и здоровье человека

Для человека и животных нитраты очень опасны, так как обладают высокой токсичностью:   

• нитраты  восстанавливаются до нитритов и взаимодействуют с гемоглобином крови, окисляют в нём 2-х валентное железо в 3-х валентное. В результате образуется вещество метгемоглобин, который уже не способен переносить кислород. Вследствие этого нарушается нормальное дыхание клеток и тканей организма (тканевая гипоксия), в результате чего накапливается молочная кислота, холестерин, и резко падает количество белка.
• нитраты  способствуют развитию патогенной кишечной микрофлоры, которая выделяет в организм человека ядовитые вещества токсины, в результате чего идёт отравление организма. Основными признаками нитратных отравлений у человека являются: синюшность ногтей, лица, губ; тошнота, рвота, увеличение печени, желтизна белков глаз; головные боли, повышенная усталость, одышка, усиленное сердцебиение, при повышенном отравлении – смерть.
• нитраты  снижают содержание витаминов в пище, которые входят в состав многих ферментов, стимулируют действие гормонов, а через них влияют на все виды обмена веществ.
• у беременных женщин возникают выкидыши, а у мужчин – снижение потенции.
• при длительном поступлении  нитратов  в организм человека уменьшается количество йода, что приводит к увеличению щитовидной железы.
• установлено, что  нитраты  сильно влияют на возникновение раковых опухолей в желудочно-кишечном тракте у человека.
• нитраты  способны вызывать резкое расширение сосудов, в результате чего понижается кровяное давление

     Вред наносят организму человека нитриты, в которые превращаются нитраты при определённых условиях. Проблема токсичного накопления нитратного азота в сельскохозяйственной продукции и вредного воздействия его на человека и сельскохозяйственных животных на современном этапе является одной из наиболее острых и актуальных.  Решением этой задачи заняты многие научно-исследовательские учреждения всего мира, но несмотря на пристальное внимание к этой проблеме до сих пор радикального решения пока не найдено

Вывод.

     Основные источники нитратов – пищевые продукты. Больше всего их в растениях, которые  обладают разной способностью накапливать нитраты. В связи с особыми агрометеорологическими условиями содержание нитратов в растениях увеличивается. Излишнее увеличение нитратов в растениях крайне не желательно, так как они превращаются в нитриты, которые обладают высокой токсичностью для человека.

Глава 2. Выявление нитратов и способы их снижения

2.1. Определение нитратов в растениях

    С целью выявления нитратов в растениях, нами был проведен химический анализ овощей. Для исследования были взяты овощи, выращенные на собственном земельном участке (картофель, морковь, огурцы, капуста, томат) и купленные в магазине (бананы, апельсины, укроп, петрушка, огурцы тепличные, томаты тепличные).

     На предметное стекло помещали срезы разных частей растения. Затем  воздействовали раствором дифениламина в серной кислоте на срезы растений. Визуально наблюдали за проявлением окраски срезов. Интенсивность окраски сравнивали с таблицей, показывающей степень нуждаемости растений в азотных удобрениях. (Приложение №1)

      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.

     На основе химического анализа нами было обнаружено, что томаты, бананы,  огурцы (выращенные на собственном участке) не содержат нитратов. Капуста, яблоки, томат тепличный, огурцы тепличные, петрушка, укроп, купленные в магазине и картофель содержали небольшое количество нитратов. У капусты нитраты были обнаружены в верхних листьях, кочерыжке и в толстых черешках. А морковь и апельсины содержали большое количество нитратов. Причем у моркови они больше сосредоточены в средней части. Значит, употреблять их в пищу нежелательно. (Приложение №2,3)

2.2. Способы снижения вреда нитратов на организм человека

    Что же делать, если в продукции присутствует избыток нитратов? Важно знать не только в каких растениях, в каких их органах и частях содержатся нитраты, но и как уменьшить содержание этих ядовитых веществ.

     Изучив литературу, проведя эксперименты, мы предлагаем основные принципы рационального питания и следующие меры по снижению концентрации нитратов в овощах и фруктах.

1. Нужно научиться выбирать малонитратные овощи. Они отличаются, прежде всего, размером: минимальное содержание нитратов чаще бывает в овощах среднего размера. Большинство мелких плодов – преимущественно молодые растения, для которых характерен избыток нитратов, как запас на будущее. Необычно крупные плоды – часто результат избыточного питания, в том числе и азотного.

2. Зелень петрушки, укропа и салата необходимо поставить, как букет, в воду на прямой солнечный свет. В таких условиях нитраты в листьях в течение 2–3 часов полностью перерабатываются и потом практические не обнаруживаются. После этого зелень можно без опасений употреблять в пищу.

3. Свеклу перед приготовлением необходимо нарезать мелкими кубиками и 2–3 раза залить теплой водой, выдерживая по 5–10 мин. Нитраты хорошо растворимы в воде, особенно теплой, и вымываются из овощей.

4. Варка овощей снижает содержание нитратов на 50 и даже 80%.

5. Квашение, соление, маринование также уменьшают содержание нитратов в овощах. При хранении в сухих, проветриваемых хранилищах, уровень нитратов в свежих овощах снижается. 6. Свежеприготовленные соки, пюре могут стать опасными при длительном хранении, вследствие быстрого перехода нитратов в нитриты, поэтому для детей их следует готовить непосредственно перед употреблением. Рекомендуется добавлять в продукты несколько сот миллиграммов на килограмм аскорбиновой кислоты (сто миллиграммов — это 2—3 драже витамина С), что во многих случаях полностью предотвращает образование N-нитрозодиметиламина.

Вывод.

     Растения обладают разной способностью накапливать азотистые соединения. При недостаточной освещенности увеличивается содержание нитратов, поэтому в растениях, выращенных в теплицах, их больше. Владение информацией о накапливании нитратов в растениях  поможет нам правильно питаться и сохранить свое здоровье.

Заключение

      Проведенная исследовательская работа имеет большое значение.

       Нитраты – вещества, которые обладают высокой токсичностью. При попадании большой дозы нитратов в организм возникает отравление.

     Нами были освоены наиболее простые и общедоступные методы анализа овощей и фруктов на содержание нитратов. В результате проведения эксперимента было определено наличие нитратов в различных растениях, выращенных на садовом участке и приобретенных в магазине. Определены наиболее действенные и простые меры по снижению количества нитратов в продуктах растительного происхождения.

     Проблема токсичного накопления нитратного азота в сельскохозяйственной продукции и вредного воздействия его на человека и сельскохозяйственных животных на современном этапе является одной из наиболее острых и актуальных.

Рекомендации.

• использование результатов исследовательской работы в программах по биологии, химии, ОБЖ;
• ознакомление родителей и учащихся с тем, чтобы они смогли использовать полученные данные при покупке продуктов, особенно в зимнее время;
• продолжить исследования продуктов питания на наличие нитратов.

       При употреблении фруктов в пищу мы должны внимательно следить за их качеством. 

     Вывод.

     В результате начальная цель нашей работы достигнута. Мы выявили, что растения обладают разной способностью накапливать нитраты, их содержание зависит от различных факторов. В растениях, выращенных в теплице, содержится больше нитратов, чем в растениях, выращенных на открытом грунте. Мы определили возможные пути снижения нитратов в растениях. Излишнее увеличение нитратов в растениях крайне не желательно, так как они превращаются в нитриты, которые обладают высокой токсичностью для человека. Владение информацией о накапливании нитратов в растениях  поможет нам правильно питаться и сохранить свое здоровье.

Список литературы

1. Бандман А.Л. Вредные химические вещества. Неорганические соединения элементов V – VIII групп. – Л.: Химия, 1989
2. Волкова Н.В. Гигиенические значения  нитратов  и нитритов в плане отдалённых последствий их действия на организм. – Иркутск: Большая медведица, 1980
3. Габович Р.Д. Гигиенические основы охраны продуктов питания от вредных химических веществ. – Новосибирск: Синяя птица, 1990
4.  Глунцев Н.М. Как снизить содержание  нитратов  в продукции. Картофель и овощи. – М., 1990
5. Криксунов Е.А. Экология. – М.: Дрофа, 1997
6. Кузнецов В.Н. Экология. – М.: Дрофа, 2002
7. Покровская С.Ф. Пути снижения содержания  нитратов  в овощах. – М., 1988
8. Скурихин И.М. Все о пище с точки зрения химика. – М.: Высшая школа, 1991
9. Соколов О.А. Нитраты  под строгий контроль. – М.: Наука и жизнь. – 1988
10. Хата Ж.И. Здоровье человека в современной экологической обстановке. – М.: Грант, 2001
11. Ходаков Ю.В. Общая неорганическая химия. – М.: Просвещение, 2005

Приложения

Приложение №1

Степень нуждаемости растений в азотных удобрениях

Приложение №2

Содержание нитратов в растительных продуктах, приобретенных в магазине.

Содержание нитратов в растительных продуктах, выращенных на собственном участке.