основы экологии лабораторный практикум 2009

УДК 614.8 (0758)

Рассмотрены и рекомендованы к изданию на заседании кафедры ОТиЭ Протокол № 1 от 7 октября 2009 г.

Составители:

В.Н. Цап, К.К. Юращик, Т.В. Цап

Рецензент член.–корр. НАН Беларуси, д.т.н., проф. З.В. Василенко

© УО «Могилевский государственный университет продовольствия», 2009

2

Вситуации, которая за последние десять лет стабилизировалась, одной из самых острых проблем является определение возможности получения сельскохозяйственной продукции с содержанием радионуклидов в безопасных для здоровья человека количествах.

По степени накопления радионуклидов овощные культуры можно условно расположить в следующем возрастающем порядке: лук, кабачок, перец сладкий, чеснок, томаты, огурцы, морковь, картофель, капуста, редис, свекла столовая, горох, боб, щавель.

Среди плодово-ягодных культур в большей степени подвержены загрязнению красная и черная смородина, в меньшей – земляника садовая, яблоня, груша. Основными накопителями радионуклидов являются «дары природы» – грибы, ягоды, особенно клюква.

В1999г. в Республике Беларусь были приняты республиканские допустимые уровни (РДУ-99) содержания радионуклидов цезия-137 и стронция-90 в пищевых продуктах и питьевой воде, которые представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Республиканские допустимые уровни (РДУ-99) содержания радионуклидов цезия-137 и стронция-90 в пищевых продуктах и питьевой воде

4

Продолжение таблицы 1.1

Для продуктов питания, потребление которых составляет менее 5 кг/год на человека (специи, чай, мед и др.), устанавливаются допустимые уровни в 10 раз более высокие, чем величины для прочих пищевых продуктов.

Для колбасных, мясных изделий и мясных консервов, в рецептуры которых входят конина, мясо диких животных, устанавливаются величины, как для говядины.

1.2 Определение объемной активности радионуклидов в продуктах питания

Для оценки объемной активности радионуклидов в веществах используют дозиметр-радиометр АНРИ «Сосна» или радиометр РУГ-91 «АДАНИ».

Для определения объемной активности радионуклидов в веществе возьмите кювету из комплекта прибора АНРИ «Сосна» и заполните ее до отметки «уровень чистой питьевой воды». Откройте заднюю крышку прибора и установите его на кювету. Установите переключатель режима в положение «Т», включите прибор. Зафиксируйте время начала замера и нажмите кнопку «пуск», через десять минут нажмите кнопку «стоп» и запишите показания прибора (Nф). Далее заполните кювету исследуемым веществом по отметку

«уровень». Твердые вещества необходимо измельчать и укладывать в кювету плотным, ровным слоем. Установите прибор на кювету и выполните измерение исследуемого вещества. Запишите показания прибора (Nф n ). Оценка

5

величины объемной активности радионуклидов (Бк/кг) производится по формуле

где Кn - коэффициент прибора. Величина коэффициента проб, содержащих изотопы цезия-137, составляет Кn = 1,2·102 Бк·мин/л·импульс;

Nф - показание прибора при замере с кюветой, заполненной водой,

импульс;

Nф+n - показания прибора при замере с исследуемым веществом,

импульс;

t1 - время замера с кюветой, заполненной водой, минут (t1= 10 мин); t2 - время замера с исследуемым веществом, минут (t2 = 10 мин).

Измеренные расчетные значения заносят в таблицу 1.2.

Таблица 1.2 – Определение объемной активности радионуклидов в продуктах питания

1.3 Рекомендации по снижению воздействия радионуклидов на организм человека

Масштабность загрязнения территории республики и неравномерность радиоактивных выпадений заставляют учитывать эти реалии в повседневной жизни: от производственных до бытовых ситуаций. В целях снижения опасности от воздействия радионуклидов необходимо руководствоваться определенными положениями.

1) Максимально сокращать время воздействия на организм внешнего облучения.

Для этого необходимо, в первую очередь, иметь сведения о радиоактивном загрязнении среды обитания, такую информацию можно получить в районных центрах гигиены и эпидемиологии по месту жительства

6

или при использовании бытовых дозиметров типа «Сосна», «Белла», «Поиск-2».

2)Предотвращать попадание радиоактивных веществ в организм. Особо внимательно необходимо относится к продуктам из личных подсобных хозяйств и заготовкам «даров природы». Эти «дары» могут оказаться «дарами данайцев», особенно грибы, которые легко накапливают радионуклиды. Поэтому перед выездом в лесные районы на заготовку, необходимо узнать о возможности их сбора в том или ином месте у компетентных лиц. Учитывая неравномерность заражения местности (в одном и том же месте могут быть «пятна» с разными плотностями загрязнения), необходимо продукцию перед употреблением или заготовкой проверять на содержание радионуклидов.

3)Соблюдать комплекс мер, направленных на выведение радионуклидов из организма.

Необходимо отметить, что единственным препаратором, избирательно связывающим и выводящим из организма радиоцезий, является в настоящее время ферроцин, но прием этого препарата должен проходить под наблюдением врача в стационарных условиях.

В отношении других лекарственных препаратов можно говорить об ускорении процесса естественного выведения радиоцезия из организма. К этим препаратам относятся различные энтеросорбенты: на основе углеродных материалов – активированные угли, и на основе лигнина (продукта переработки древесины) – полифепан.

Одним из основных условий, способствующих выведению радиоцезия из организма, является нормализация работы кишечника. Говоря просто, необходимо добиться одно-двухразового «стула» в день. Для этих целей используются, в первую очередь, продукты, содержащие большое количество клетчатки. Особенно следует подчеркнуть необходимость разнообразного и сбалансированного питания, содержащего достаточное количество витаминов, клетчатки, белка, микроэлементов, сбалансированных аминокислот и солей. Все эти положения относятся и к проведению мероприятий по укреплению здоровья, правильной организации труда, быта и отдыха. Так, рекомендуется мытье рук с мылом перед едой, принятие душа, влажная уборка помещений, отдельное хранение рабочей и домашней одежды, еженедельная баня и т.д. Иначе говоря, надо выполнять нормальные, общепринятые гигиенические обязанности человека, живущего в начале 21-го века.

4)Проведение систематического контроля за состоянием здоровья.

В настоящее время парламентом и правительством республики принята концепция проживания граждан на территории, загрязненной радионуклидами в результате аварии на ЧАЭС. В основу этой концепции положена не плотность загрязнения территории радионуклидами, а дозовая нагрузка населения за год, которая не должна превышать 0,1 бэр в год.

7

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ НИТРАТОВ В ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ

Цель работы: 1) Определение концентрации нитрат-ионов в пищевых продуктах.

2)Рекомендации по снижению содержания нитратов в пищевых продуктах растительного происхождения.

2.1Теоретическая часть

Для здоровья человека очень важным является потребление таких продуктов питания, которые содержат достаточное количество макро- и микроэлементов, независимых аминокислот и витаминов. Отсутствие или недостаток содержания в продуктах питания этих веществ вызывает различные нарушения деятельности организма человека. В связи с этим возникает проблема использования минеральных удобрений и их влияние на качество продуктов питания.

В то же время практика показывает, что нарушение научно-обоснованных рекомендаций по применению минеральных удобрений приводит не только к снижению урожайности культур, ухудшению пищевой ценности получаемых продуктов, но и к значительному увеличению нитратов в них и объектах окружающей среды, особенно в почве и водоисточниках. Нитраты – соли азотной кислоты – вовсе не синоним ядохимикатов, например, пестицидов. Это элемент минерального питания растений, строительный материал для них. Отсюда и впечатляющие различия в цифрах: для чуждых растению пестицидов максимально допустимые уровни не превышают долей мг/кг, а допустимое содержание нитратов – десятки и сотни миллиграммов. Например, в капусте допустимое содержание остаточных количеств дихлофоса не более 0,05 мг/кг, карбофоса – 0,5 мг/кг, а нитратов – 400 мг/кг. И опасность возникает при весьма существенном избытке нитратов в нашей пище.

Сами нитраты не отличаются высокой токсичностью. Но под действием микрофлоры кишечника идет элементарный химический процесс – восстановление их в нитриты, соли азотистой кислоты. А это уже принципиально иное дело, поскольку нитраты во много раз токсичнее – особенно для детей и пожилых людей, для больных дисбактериозом кишечника, а также для страдающих заболеваниями дыхательной и сердечнососудистой систем. Так как нитраты взаимодействуя с гемоглобином крови переводят его двухвалентное железо в трехвалентное, свойственное метгемоглобину, лишая его способности транспортировать кислород и мешая, тем самым, нормальному тканевому дыханию.

8

При повышенном содержании в крови метгемоглобина у человека развиваются клинические признаки отравления – посинение слизистых, тошнота, рвота, понос, увеличение печени, слабость, головная боль и т.д.

Кроме того, избыточные нитраты в организме участвуют в образовании более сложных соединений – нитрозоаминов, которые считаются канцерогенными веществами, способными вызывать опухоли (раковые заболевания). Кроме канцерогенных и токсических свойств, нитросоединения обладают мутагенными (воздействующими на генетический аппарат) и терагенными (способными вызывать различные уродства) свойствами.

Высокие дозы азотных удобрений, особенно не сбалансированных с другими удобрениями или внесенных в конце вегетации, когда растение уже не успевает «переварить» избыточную пищу, далеко не исчерпывают причины высоких концентраций нитратов в овощах. На их содержание влияют характер почв, погодные условия, густота посевов и многое другое. Различные растения в силу своих биологических особенностей обладают разной способностью к накоплению нитратов: из овощей несомненные лидеры – зеленые культуры (укроп, салат, петрушка), за ними идет свекла, дальше с существенным отставанием – капуста и морковь. У картофеля, занимающим в нашем рационе особое место, к счастью, менее развита склонность к такому накопительству.

Нитраты практически отсутствуют в зерне и скапливаются, в основном, в листьях, стеблях, поэтому молоко коров, получавших траву, выращенную с применением высоких доз азотных удобрений, содержит повышенные концентрации нитратов и имеет горький привкус. В то же время в свежем мясе животных, получавших траву, выращенную с применением обычных и повышенных доз удобрений, нитрозоамины не обнаружены.

Допустимые уровни содержания нитратов в пищевых продуктах растительного происхождения для населения Республики Беларусь были утверждены Министерством здравоохранения 7 апреля 1989 года и представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Допустимые уровни содержания нитратов в пищевых продуктах

Продолжение таблицы 2.1

Допустимые уровни содержания нитратов в овощах закрытого грунта увеличиваются в два раза.

Допустимая суточная доза нитратов для человека принимается равной 5 мг на 1 кг веса человека.

Использование высоких доз минеральных удобрений при выращивании сельскохозяйственной продукции создает избыточное питание азотом, а при нарушении оптимального соотношения азота – фосфора – калия растения накапливают высокие концентрации нитратов, а если это еще и сопровождается недостатком микроэлементов в почве (молибден, медь, бром, цинк, бор) и неблагоприятными погодными условиями (низкая температура, большая влажность, недостаточное освещение – холодное дождливое лето), то создаются условия, резко тормозящие синтез органических веществ из накопленных нитратов. Поэтому получаемые пищевые продукты будут содержать высокие концентрации нитратов. Нитраты в растительных продуктах распределяются неравномерно. Наибольшее количество нитратов находится в частях, расположенных ближе к корню, скажем, в корне укропа содержание нитратов достигает 384 мг/кг, в стебле – 487 мг/кг, в листе – 94 мг/кг (рис. 2.1). Явный избыток нитратов содержится в кончиках моркови, свеклы, редиса, редьки – в связи с большим количеством мелких всасывающих корешков. Однако беда в том, что сердцевина моркови, капусты, тоже богата нитратами. Наоборот, в огурцах и редисе поверхностные слои содержат нитратов на 70% больше, чем внутренние, кроме того, у молодых растений нитратов на 50-70% выше, чем у зрелых.

Все это заставляет по-новому подойти к проблемам, связанным с увеличением концентрации нитратов и нитритов в объектах окружающей среды, прежде всего в пищевой продукции сельского хозяйства, и, следовательно, к причинам, вызывающим это увеличение.

10