Экологический проект «Исследование содержания нитратов в продуктах растениеводства, реализуемых в городе Нижневартовске»

МУНИЦИПАЛЬНАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ СРЕДНЯЯ ШКОЛА № 21

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ

Тема:

   «Исследование содержания  нитратов в продуктах растениеводства, реализуемых в городе Нижневартовске»

АВТОР  ПРОЕКТА: Джавадов Фарид –ученик 10А класса  МОСШ № 21

РУКОВОДИТЕЛЬ:  Шаймухаметова Маян Амировна –учитель биологии МОСШ № 21

г. НИЖНЕВАРТОВСК – 2011 г.

СОДЕРЖАНИЕ

                                                                        Стр.

Паспорт проекта……………………………………………………………….…3

Введение…………………………………………………………………..……...4

1. Теоретическая часть ……………….………………………………….…...5

1.1. Содержание нитратов  в продуктах и  их влияние  

на здоровье человека…………………………………………………………….5

1.2. Основные  источники нитратов в продуктах растениеводства…………..7

1.3. Суточное поступление нитратов в организм человека…………………...7

2. Практическая  часть ………………………………………………………..8

2.1. Методика проведения исследований………………………………………8

2.2. Результаты исследований. ……………………………………………….…9

2.3.Анализ полученных результатов…………………………………………..10

2.4. Рекомендации по предупреждению отравлений нитратными

продуктами и  снижению количества нитратов……………………………....11

3. Выводы и предложения…..…………………………………………….….12

4.Ожидаемые результаты……………………………………………………14

5.Смета расходов на реализацию проекта…………………………………14

Список литературы………………………………………………………..........15

Приложение 1.. Фотографии  подготовительной части исследования……...16

Приложение 2. Фотографии процесса проведения измерений……………...17

Паспорт проекта

Введение

Ни для кого не секрет, что здоровье — это самая значимая ценность человека, которую нужно беречь любой ценой. К сожалению, мы далеко не всегда задумываемся о собственном здоровье, до тех пор, пока ему не будет нанесен непоправимый ущерб. К тому же, опасность часто может подстерегать там, где мы этого совершенно не ожидаем. Наверное, каждый человек знает, что фрукты, овощи и зелень очень полезны, несут в себе массу витаминов и других полезных веществ. Это действительно так, однако люди часто вмешиваются в естественные природные процессы в погоне за урожаем и прибылью. Злоупотребление всевозможными минеральными удобрениями и стимуляторами роста привело к тому, что выбор овощей и фруктов сегодня похож на прогулку по минному полю. Большое количество нитратов обнаруживается также в воде и мясе. Концентрация нитратов в некоторых продуктах превышает допустимую в десятки, а порой и сотни раз!

В последние годы проблема повышенного содержания нитратов в продуктах растениеводства становится все более актуальной.  Это связано с тем,  увеличение численности населения планеты требует значительного повышения урожайности культурных растений.  В этих целях  очень часто нарушаются нормы  вносимых  удобрений, особенно азотных.

По правилам, все овощи и фрукты, перед тем как попасть на рынок или в магазины, должны проходить нитрат тест с помощью специального прибора для измерения нитратов. К сожалению, сегодня эти требования часто не выполняются, и на наши прилавки попадают опасные для здоровья продукты. Люди собственными руками наносят серьезный вред своему здоровью, часто даже не подозревая об этом.

Цели и задачи проекта

 Цели: Определить содержание нитратов  в овощах и фруктах, реализуемых   в городе Нижневартовске и разработать пакет  предложений по решению проблемы обеспечения города Нижневартовска экологически чистыми  продуктами растениеводства.

Задачи:

1. Изучить  проблему загрязнения продуктов растениеводства нитратами, их влияния на здоровье людей по  различным источникам.
2. Определение  содержания нитратов в овощах, фруктах и зелени, реализуемых в наиболее крупных супермаркетах и рынках города Нижневартовска.
3. Анализ и сравнение результатов, полученных в  ходе исследований.
4. Разработка пакета предложений по решению проблемы обеспечения города Нижневартовска экологически чистыми  продуктами растениеводства.

Гипотеза исследования. Нитраты содержатся во всех овощах и фруктах и влияют на здоровье людей. Исследование содержания нитратов в овощах и фруктах, реализуемых   в городе Нижневартовске, поможет определить уровень их  загрязненности нитратами и поможет  разработать предложения, способствующие снижению риска отравления населения города нитратными продуктами.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1.Содержание нитратов  в продуктах и  их влияние  на здоровье человека.

Нитраты (соли азотной кислоты) например,  NaNO3, KNO3, NH4 NO3,
Mg(NO3)2. Они являются нормальными продуктами обмена азотистых веществ любого живого организма – растительного и животного.  Даже в организме человека в сутки образуется и используется в обменных процессах 100 мг и более нитратов, поэтому «безнитратных» продуктов в природе не бывает. В естественных условиях нитраты встречаются в питьевой воде, мясе, овощах, фруктах, зелени и почве. Из нитратов, ежедневно попадающих в организм взрослого человека, 70% поступает с овощами, 20% – с водой и 6% – с мясом и консервированными продуктами.

Пагубное влияние нитратов на здоровье проявляется лишь в случае превышения допустимых суточных норм их употребления. Оказавшись в большом количестве в организме человека, нитраты не успевают метаболизироваться и накапливаются, образуя очень опасные соединения — нитриты. Избыток нитратов и нитритов приводит к образованию метгемоглобина — нехарактерного для здорового человека соединения гемоглобина, который  не в состоянии переносить кислород от легких к тканям. Для образования 2000 мг метгемоглобина достаточно 1 мг нитрита натрия. Если содержание метгемоглобина возрастает до 30%, то появляются симптомы острого отравления, а при 50% метгемоглобина может наступить смерть. Кроме того, из нитритов в присутствии аминов могут образоваться N-нитрозамины, обладающие канцерогенной активностью (способствуют образованию раковых опухолей).

Незначительное превышение допустимой суточной нормы нитратов (325 мг) не вызовет острого отравления и значительных внешних проявлений. Но при  систематическом поступлении в организм избыточного количества нитратов возникают хроническое отравление. Это  приводит к заболеваниям желудочно-кишечного тракта, крови, почек, печени и других органов и систем. Особую опасность представляет собой высокая канцерогенность  нитратов.

Современные исследования показывают, что острое отравление нитратами наступает при единовременном употреблении 1000-4000 мг нитратов с продуктами и водой. При этом самочувствие человека резко ухудшается, нарастает слабость, возникает тошнота и рвота, одышка, общая слабость, головокружение, боли в затылочной области. Смертельная доза нитратов для среднестатистического взрослого человека составляет 8000-14000 мг, человек просто задыхается, несмотря на достаточный доступ воздуха в легкие. Особенно опасны нитраты для детей, употребление с пищей, соками и водой 600-800 мг нитратов уже может привести к серьезному отравлению. Хроническое  отравление нитратами достоверно вызывает  у детей  задержку умственного и физического развития.

 1.2. Основные  источники нитратов в продуктах растениеводства.

Большая часть нитратов поступает в организм человека   с пищей растительного происхождения. Содержание нитратов у разных  видов растений различно. 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). 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.

1.3. Суточное поступление нитратов в организм человека.

По  данным Института питания Российской академии медицинских наук нашей страны, годовая потребность в овощах в различных районах страны составляет от 128 до 146 кг в год на душу населения. Безопасным для взрослого человека является употребление 200-300 мг нитратов в сутки. Токсической дозой является употребление 600-700 мг нитратов в сутки. Для детского питания существуют другие нормы, так как детский организм наиболее подвержен вредному воздействию нитратов. Так, для детей младшего возраста безопасным является употребление до 10 мг в сутки, для более старших - до 50 мг.        Чтобы не допустить излишнего загрязнения продуктов нитратами, установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) в продуктах питания.

Практически среднесуточное потребление нитратов с основными корнеплодами, овощами, бахчевыми и фруктами с учетом данных фактического питания и фактического содержания нитратов в пище не превышает 100 мг.  Примерно  треть нитратов попадает со свеклой, чуть меньше – с капустой и картофелем. На остальные овощи и фрукты – менее 10%.  Для дополнительной безопасности нелишне вспомнить второй принцип рационального питания, предусматривающий необходимость разнообразия пищи. Поэтому не рекомендуется  постоянно потреблять один и тот же овощ.

2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Методика проведения исследований.

Для проведения экспресс-анализа содержания нитрат-ионов в плодоовощной продукции был приобретен электронный нитрат-тестер «СОЭКС», который является лауреатом Международного конкурса «Лучший продукт–2009» по результатам выставки "Продэкспо-2009". Были сделаны закупки овощей и фруктов по ранее составленному перечню из  супермаркета «Подсолнух», Центрального рынка и рынка «Сибирский балаган». Затем проведены измерения содержания нитратов в выбранных образцах овощей и фруктов по следующему алгоритму:

1) Закупленные образцы плодоовощной продукции промыли проточной водой и высушили. Все продукты имели свежий вид,  не имели повреждений.

2) После включения прибора выбирали в меню  «Измерение» и находили название нужного продукта из списка.

3) После выбора продукта на экране  появляется текст: «Убедитесь, что зонд не воткнут в проверяемый продукт и нажмите далее».

4) Протирали зонд проспиртованным тампоном и насухо высушивали салфеткой.

5) После нажатия кнопки (знак стрелки направо») начинается подготовка к измерениям (самокалибровка), затем появляется  текст «Воткните зонд в продукт, нажмите кнопку (знак стрелки направо»).  Во время ожидания на экране присутствует текст «Подождите, идет подготовка к измерениям».

6) После появления текста «Воткните зонд в проверяемый продукт» втыкали зонд максимально перпендикулярно плоскости продукта в направлении к его центру и нажимали кнопку. В процессе измерения на экране присутствует текст: «Подождите, идет измерение». При этом нельзя вертеть зондом внутри продукта, давить на продукт. Глубина ввода зонда может быть от 10 мм до полного погружения в проверяемый продукт. Заостренный конец зонда не должен выходить наружу из продукта со стороны, противоположной месту ввода в испытуемое тело. Коней зонда должен находиться в равномерной мягкой сочной массе продукта, наиболее часто употребляемой в пищу.

7) Записывали результат измерения. Кроме цифрового значения на экран выходит одна из четырех надписей: «Содержание нитратов в норме»,  «Незначительное превышение нормы»,   «Недопустимая концентрация нитратов». В каждом исследуемом образце (кроме укропа и зеленого лука)  замеры проводились в трех разных частях, и средняя величина заносилась в таблицу. При измерении нитратов в зелени их предварительно в ступке протирали в однообразную кашицу и зонд опускали в полученную массу.

2.2.Результаты исследований.

Сравнительная таблица содержания нитратов в овощах и фруктах,

реализуемых в городе Нижневартовске

2.3.Анализ полученных результатов

Измерения показали, что подавляющее большинство плодовоовощной продукции, реализуемой в городе Нижневартовске соответствует нормам ПДК (предельно допустимой концентрации). Такие продукты, как апельсины, мандарины, яблоки, капусту, помидоры, огурцы, морковь, свеклу, зелень укропа и лука можно отнести к категории экологически чистых, так как содержание нитратов  в них намного меньше ПДК.  Во всех видах картофеля наблюдается  превышение ПДК по нитратам, особенно в  ранних сортах. Картофель  местный из села Былино, реализуемый на рынке «Сибирский балаган», превышает ПДК незначительно.

Лук репчатый, реализуемый в супермаркете «Подсолнух» и в Центральном рынке содержит уровень нитратов, превышающих ПДК  более чем в 50%. В то время как лук из рынка «Сибирский балаган» содержит нитраты в  пределах нормы. Отмечено низкое содержание нитратов в капусте и столовой свекле, которые имеют наиболее высокий  показатель  ПДК. Возможно, низкие показатели нитратов в большинстве исследуемых продуктов получены потому, что исследования проводились в конце зимы.  А нитраты химически довольно активные соединения, и при хранении их содержание уменьшается за несколько месяцев на 30–50%.  Поэтому, мы считаем, что для получения более достоверных результатов, необходимо продолжить исследования.

2.4. Рекомендации по предупреждению отравлений нитратными продуктами и  снижению  количества нитратов

В целях предупреждения случаев отравления нитратными продуктами и снижения концентрации нитратов в овощах и фруктах,  мы предлагаем следующие рекомендации:

1. Хранить  плодоовощную продукцию в сухих, проветриваемых хранилищах, где  уровень нитратов снижается.

2. Зелень – петрушку, укроп, салат и др. – нужно ставить, как букет, в воду на прямой солнечный свет. В таких условиях нитраты в листьях в течение 2-3 часов полностью перерабатываются.

3. В соленых и маринованных овощах содержание нитратов снижается за счет перехода в рассол, но в первую неделю соленья не рекомендуется употреблять: в них образуется много нитритов, потом за 1 —2 недели количество их снижается.

4. В растениях нитраты имеют свойство накапливаться в определенных частях: у капусты — в кочерыжке и в верхних кроющих листьях, у огурца, щавеля, укропа — в черешке (хвостике), у моркови, редьки — в нижней части корня и в сердцевине, у свеклы – в верхней части и кончике корнеплода, в зеленых овощах – в стеблях и черешках листьев, у яблока и картофеля – в кожуре, у банана – на кончике плода. Поэтому эти части растения целесообразно удалить.

5.  Необходимо помнить, что некоторые продукты такие как свекла, редис, укроп, листовые салаты имеют из-за своих особенностей высокие нормы ПДК, поэтому при употреблении таких продуктов  в большом количестве нужно помнить о безопасных нормах потребления.

6. Содержание нитратов снижается при отваривании, чистке, вымачивании. При отваривании извлекается до 85 % нитратов из овощей, в том числе из корнеплодов (моркови, свеклы). Отвар нужно слить горячим, т.к. при остывании часть нитратов возвращается обратно. При варке и тушении удаление нитратов происходит и с паром, поэтому капусту, свеклу, кабачки в процессе приготовления не нужно закрывать крышкой. При варке картофеля в воде уровень нитратного азота падает на 40-80%, на пару – на 30-70%, при жарении в растительном масле – на 15%, во фритюре – на 60%.

7. Свежеприготовленные соки, пюре могут стать опасными  при длительном хранении вследствие быстрого перехода нитратов в нитриты. Поэтому все салаты, соки и пюре для детей следует готовить непосредственно перед употреблением.

8. Нужно помнить, что в процессе сушки продукта или упаривания жидкости часто происходит увеличение количества нитратов.                                        

9. Важно  знать, что в недозрелых овощах и фруктах нитратов гораздо больше, чем в тех, что полностью поспели. Особенно сильно это относится к помидорам. 

10. Не рекомендуется постоянно потреблять один и тот же овощ, имеющий высокий показатель ПДК. Особенно это касается тех, кто в большом количестве употребляет сырые овощи и фрукты.

3. Выводы и предложения

По результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1. Изучив литературу, выяснили причину загрязнения продуктов растениеводства нитратами и их  влияние на здоровье человека. При  систематическом поступлении в организм избыточного количества нитратов возникают хроническое отравление, что приводит к заболеваниям желудочно-кишечного тракта, крови, почек, печени и других органов и систем.  Нитраты могут привести и к развитию  раковых заболеваний.

2. Все исследованные продукты растениеводства содержат нитраты, но в подавляющей  их части содержание нитратов ниже ПДК (предельно допустимой концентрации).

3. Такие продукты, как апельсины, мандарины, яблоки, капусту, помидоры, огурцы, морковь, свеклу, зелень укропа и лука можно отнести к категории экологически чистых, так как содержание нитратов  в них намного меньше ПДК.  

4. Картофель и лук репчатый  содержат повышенное количество нитратов, поэтому при их потреблении нужно учитывать рекомендации, способствующие  уменьшению их содержания.

5. Картофель и лук репчатый местного производства содержат меньше нитратов, по сравнению с привезенными  из других регионов.

6. В городе Нижневартовске реализуемую населению плодоовощную продукцию можно отнести к категории экологически чистых, так как в большинстве видов продукции содержание нитратов значительно ниже показателей ПДК.

        Исходя из вышеизложенного можно утверждать, что выдвинутая гипотеза верна и с  помощью нитрат-тестера можно быстро и достоверно определять качество поставляемой  в город плодоовощной продукции, что позволит снизить риск отравления населения города нитратными продуктами и сохранить здоровье людей.  

        В рамках нашей исследовательской работы  мы предлагаем на уровне города осуществить следующие мероприятия:

1. При содействии представителей городского Управления по экологии и природопользованию организовать экологические рейды на склады оптовой реализации плодоовощной продукции с целью проведения экспресс-анализа  поставляемых в город овощей и фруктов с помощью нитрат-тестера. Данные рейды необходимо организовать в мае-июне (в период поставки раннего урожая) и сентябре-октябре (в период осеннего урожая).
2. Опубликовывать результаты экологических рейдов в  городских средствах массовой информации.

        Для получения  большей достоверности  оценки качества плодоовощной продукции на содержание нитратов, нами запланировано проведение  дополнительных исследований  продукций растениеводства из раннего урожая в мае-июне  и осеннего урожая в сентябре-октябре.

4. Ожидаемые результаты

В результате реализации проекта мы ожидаем следующие результаты:

1. Улучшение контроля  над качеством реализуемых в городе продуктов растениеводства.
2. Улучшение  информированности населения города о нитратных  овощах, фруктах,  реализуемых на рынках и в магазинах.
3. Уменьшение случаев отравлений среди  населения города  нитратными продуктами растениеводства.

5. Смета расходов       на реализацию проекта

Список литературы

1. Гайлите М., Гайлитис М. Ещё раз о нитратах. Наука и мы, 1990 г., №6, с.2.
2. Глунцев Н. М., Дмитриева Л. В., Макарова С. О. Как снизить содержание нитратов в продукции. Картофель и овощи. 1990 г., №1, с.24 – 28.
3. Дерягина В. П. Ах, нитраты! И кто же вас выдумал? Здоровье. 1989 г., №9. 
4. Дорофеева Т.И. Эти двуликие нитраты. Химия в школе, 2002, № 5, с. 45;
5. Зарубин Г.П., Дмитриев М.Т., Приходько Е.И., Мищина В.А. Гигиеническая оценка нитратов в пищевых продуктах. Гигиена и санитария. 1990.
6. Покровская С. Ф. Пути снижения содержания нитратов в овощах. М., 1988 г., с. 42 – 46.
7. Соколов О. А. Нитраты под строгий контроль. Наука и жизнь. 1988 г., №3.
8. Соколов О. А. Особенности распределения нитратов и нитритов в овощах. Картофель и овощи. 1987 г., №6.
9. Соколов О., Семёнов В., Агаев В. Нитраты в окружающей среде. Пущино, 1990 г., с. 216 – 238.

Интернет-ресурсы

1. http://www.medbookaide.ru/books/fold1002/book1004/p22.php 

2. http://www.ysrp.ru/archive/ysrp-2006/ysrp-2006-theses/521-2008-08-27-21-05-12 

3.

http://www.znaytovar.ru/new136.html

4. www.erudition.ru     

5. http://soeks.ru/

Приложение №1

Фотографии  подготовительной части исследования                

Приложение №2

Фотографии процесса проведения измерений