- •Раздел 3 Химия окружающей среды
- •Оглавление
- •Атмосфера
- •Состав атмосферы
- •Химические процессы в атмосфере
- •Реакции, способствующие разрушению озона в атмосфере Земли
- •Действие озона на живые организмы и материалы
- •Химия аэрозолей и пыли
- •Экологические проблемы, связанные с химией атмосферного аэрозоля
- •Органические и неорганические загрязнители
- •Летучие органические соединения
- •Соединения серы и азота
- •Парниковый эффект
- •Парниковые газы
- •Городская атмосфера
- •Последствия первичного и вторичного загрязнения воздуха
- •Гидросфера Состав гидросферы
- •Качество природной воды
- •Химические процессы в гидросфере
- •Речные воды
- •Океанические воды Основные особенности океанической воды
- •Химия морской воды. Соленость и ионная сила воды
- •Соленость воды.
- •Ионная сила.
- •Активность.
- •Состав ионов в морской воде и закон Дитмара
- •Химический состав неосновных ионов.
- •Вынос ионов.
- •Эвапориты.
- •Подземные воды
- •Формирование кислотности поверхностных вод
- •Особенности окислительно-восстановительных процессов в подземных водах
- •Глобальное загрязнение Мирового океана
- •Загрязнения речных и морских вод
- •Органическое загрязнение
- •Сброс отходов в море с целью захоронения (дампинг).
- •Неорганические токсины
- •Соединения тяжелых металлов.
- •Поведение тяжелых металлов в водной среде.
- •Литосфера Химический состав литосферы
- •Химический состав почв
- •Химические процессы в литосфере
- •Химические реакции и процессы в почве
- •Глобальные экологические функции почв
- •Химическое загрязнение почв
- •Изменения почвы в зависимости от способов ее обработки
- •Методы и способы утилизации и ликвидации отходов
- •Биосфера – особая оболочка планеты
- •Некоторые особенности биосферы
- •Процессы в биосфере
- •Основные функции живого вещества в биосфере
- •Химические процессы в биосфере
- •Химические основы экологического анализа
- •Меры токсичности веществ
- •Экологическое нормирование
- •Аналитическая химия в экологических исследованиях
- •Особо опасные экотоксиканты Токсичные металлы
- •Вредные вещества в пищевых продуктах. Нитраты
- •Пестициды
- •Диоксины
- •Биотрансформация экотоксикантов
Вредные вещества в пищевых продуктах. Нитраты
Само по себе присутствие нитратов в растениях — нормальное явление, но излишнее увеличение их крайне нежелательно, т. к. они обладают высокой токсичностью для человека. Особой токсичностью обладает их восстановленная форма — нитриты, которые при попадании в организм взаимодействуют с гемоглобином крови. В результате образуется вещество метгемоглобин, уже неспособный переносить кислород. Как следствие, нарушается нормальное дыхание клеток и тканей организма (тканевая гипоксия), в результате чего накапливаются молочная кислота, резко падает количество белка. Нитраты снижают содержание витаминов в пище, а через них влияют на все виды обмена веществ.
При длительном поступлении нитратов в организм человека (пусть даже в незначительных дозах) уменьшается количество йода, что приводит к увеличению щитовидной железы.
Установлено, что нитраты связаны с возникновением опухолей в желудочно-кишечном тракте у человека. Нитраты способствуют развитию патогенной (вредной) кишечной микрофлоры, которая выделяет в организм человека ядовитые вещества (токсины), в результате чего идет аутотоксикация, т. е. отравление организма. Нитраты попадают в организм человека различными путями: через продукты питания растительного и животного происхождения, через питьевую воду, лекарственные препараты. Основная масса нитратов попадает в организм человека с консервированными и свежими овощами (40–80 % суточного количества нитратов). Незначительное количество нитратов поступает с хлебобулочными изделиями, фруктами, молочными продуктами. Нитраты содержатся и в животной пище. Рыбная и мясная продукция в натуральном виде содержит немного нитратов (5–25 мг/кг в мясе и 2–15 мг/кг в рыбе). Но нитраты и нитриты добавляют в готовую мясную и рыбную продукцию с целью улучшения ее потребительских свойств и для более длительного хранения (особенно в колбасные изделия). В сырокопченой колбасе содержится нитритов 150 мг/кг, а в вареной колбасе — 50–60 мг/кг.
По способности накапливать нитраты овощи, плоды и фрукты делятся на группы:
1) с высоким содержанием нитратов (до 5 000 мг/кг сырой массы): салат, шпинат, свекла, укроп, листовая капуста, редис, зеленый лук, дыни, арбузы;
2) со средним содержанием нитратов (300–600 мг/кг сырой массы): цвет-ная капуста, кабачки, тыква, репа, редька, белокочанная капуста, хрен, морковь, огурцы;
3) с низким содержанием нитратов (10–80 мг/кг сырой массы): брюссель-ская капуста, горох, щавель, фасоль, картофель, томаты, репчатый лук, фрукты и ягоды.
Накопление нитратов в овощах зависит не только от доз и сроков внесения минеральных подкормок. Их количество определяется и биологическими особенностями культуры, и погодными условиями. В разных частях растений количество нитратов различно. Выяснено, что у всех овощей и плодов больше всего содержится нитратов в их кожице. Нитратов также больше в зеленых плодах, чем в спелых. Богаты нитратами сосудопроводящие системы растений, расположенные ближе к корню.
Пестициды
Будучи малополярными органическими веществами, хлорорганические пестициды обладают кумулятивным токсическим эффектом — накапливаются в жировых тканях. Способность атома хлора к нуклеофильному замещению объясняет их высокую биологическую активность. Они реагируют с аминогруппами белков и нуклеиновых кислот, вызывая их необратимое поражение.
В пресноводных водоемах хлорсодержащие пестициды быстро накапливаются в микроводорослях. От 50 до 80 % примеси ДДТ к воде сорбируется водорослью хлорелла менее чем за одну минуту. В наибольших количествах полихлорированные экотоксикан-ты регистрируются в организмах высших уровней водных экосистем, жировых тканях хищных рыб и питающихся ими птиц и животных.
Увеличение размаха изменчивости привело к росту числа устойчивых (резистентных) к действию хлорорганических пестицидов видов насекомых-вредителей.
Таким образом, хлорсодержащие пестициды, выступая как мощный фактор антропогенного воздействия, катастрофически влияют на многие экосистемы. Особенно неблагоприятные последствия их использования проявляются в агроценозах, приводя к сокращению и без того бедного видового состава этих искусственных экосистем. К числу экотоксикантов относятся и хлорированные фенолы, используемые как консерванты древесины, дезинфицирующие средства, полупродукты в синтезе различных пестицидов.
Одними из источников загрязнения водных экосистем служат целлюлозно-бумажные комбинаты, применяющие хлор для отбеливания целлюлозы. Значительные количества хлорорганических соединений поступают в газовую фазу при сжигании и пиролизе бытовых отходов и других видов топлива при относительно низких температурах (500—700 °С).