Природные индикаторы. Кравцова А. СОШ 28 Химия вокруг нас. Конкурс научноисследовательских работ "химия вокруг нас"
 Скачать 350.8 Kb.
|
СодержаниеВведение. 3 Основная часть. 4 Теоретическая часть. 4 1.1.Содержание нитратов в продуктах и их влияние на здоровье человека. 4 1.2. Основные источники нитратов в продуктах растениеводстве. 4 1.3. Суточное поступление нитратов в организм человека. 5 1.4 Нитраты в продуктах питания животного происхождения. 5 Содержание нитратов в различных растительных продуктах в процессе их варки. 6 Допустимые нормы NO3- (мг/кг) в овощах и фруктах. 6 1.5 Пути попадания нитратов в организм человека. 7 Практическая часть. 8 Ход работы: 8 Заключение. 11 Практические рекомендации по снижению содержания нитратов. 11 Список литературы. 12 Введение.Овощи и фрукты – важный поставщик витаминов и минеральных веществ, необходимых для организма человека. Но вместе с полезными веществами в организм человека попадают и опасные, которые накапливаются в растениях и вызывают отравление организма. Этими опасными веществами являются нитраты. Само по себе присутствие нитратов в растениях – нормальное явление, т. к. они являются источниками азота в этих организмах, но излишнее увеличение их крайне нежелательно, потому, что 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, причём больше в зеленых, чем в спелых. За последнее время сообщения об отравлениях нитратами практически не встречаются, но угроза попадания на прилавки торговых точек продукции с повышенной концентрацией солей азотной кислоты, например NaNO3, KNO3, NH4NO3, Mg(NO3)2, велика и последствия их для населения очень серьёзны. Выбранная нами тема актуальна, т. к. нитраты, попадающие в организм человека с продукцией растениеводства, оказывает негативное воздействие на здоровье. Поэтому проблемой нашего исследования является случаи превышения допустимых норм нитратов в сельскохозяйственной продукции. Цель работы:Выявить вред соединений азота для здоровья человека и определить их качественное содержание в пищевых продуктах. Задачи: 1) проанализировать научно–методическую литературу по вопросам определения понятие «нитраты»; происхождения и накопления нитратов в растениях; 2) изучая литературу, выяснить способ попадания в пищевые продукты соединений азота и их влияние на организм человека; 3) провести опыты по выявлению содержания нитратов в овощах и фруктах, купленных на рынке и в магазинах города Балаково; 4) установить, не превышает ли это содержание предельно допустимых концентраций (ПДК), установленных Министерством здравоохранения; 5) составить перечень практических рекомендаций по снижению содержания нитратов. Основная часть.Теоретическая часть.1.1.Содержание нитратов в продуктах и их влияние на здоровье человека.Нитраты — это соли азотной кислоты, которые в некотором (минимальном) количестве попадают во все овощи и фрукты, и даже — ягоды. Например, NaNO3, KNO3, NH4NO3. 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% – 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. Если содержание метгемоглобина возрастает до 30%, то появляются симптомы острого отравления, а при 50% метгемоглобина может наступить смерть. 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 растениеводстве.Большая часть нитратов поступает в организм человека с пищей растительного происхождения. Содержание нитратов у разных видов растений различно. «Накопителями» нитратов являются зеленые овощи : салат, петрушка, шпинат, щавель. Они могут накапливать до 200-300 мг нитратов в 100 г зелени. Свекла может накапливать до 140 мг нитратов ( это предельно допустимая концентрация). 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. В растениях нитраты распределены неравномерно: 1) у свеклы нитраты сконцентрированы в верхней части корнеплода – до 65%; 2) у моркови: в сердцевине – 90% и в наружной части – 10%; 3) у капусты – в кочерыжке и в толстых черешках листьев; 4) у картофеля, в мелких клубнях нитратов больше, чем в крупных, сосредоточены они под кожурой; 5) маленькие огурцы содержат нитратов меньше, чем большие, в огурце, сорванном утром, нитратов меньше. 1.3. Суточное поступление нитратов в организм человека.Годовая потребность в овощах в различных районах страны составляет от 128 до 146 кг в год на душу населения, по данным Института питания Российской академии медицинских наук нашей страны. 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. По способности накапливать нитраты растения можно разделить на пять групп – по содержанию в 1 кг продукции: • больше 5 г (все виды салатов, петрушка, редис); • до 5 г (шпинат, редька, кольраби, свекла, зеленый лук); • до 4 г (белокочанная капуста, морковь, репчатый лук); • до 3 г (лук-порей, ревень, укроп, тыква); • менее 1 г (огурцы, арбузы, дыни, помидоры, баклажаны, картофель). 1.4 Нитраты в продуктах питания животного происхождения.С продуктами животного происхождения в организм человека поступает незначительное количество нитратов. Накопление нитратного азота в них обусловлено, с одной стороны, использованием животными кормов с высоким уровнем нитратов, а с другой — поступлением их в продукты в процессе технологической переработки. Нормальное количество нитратов в мышцах жвачных животных — 0,5-1,0 мг/100 г. в крови — 2-3 мг. Поступление нитратов с кормами может вызвать увеличение их содержания в крови и тканях на 200-300%. Скармливание коровам травы с высоким уровнем нитратного азота может повысить содержание нитратов в молоке в 2-3 раза. Уровень нитратов в колбасных изделиях выше, чем в исходных продуктах вследствие добавления нитратных солей в ходе изготовления колбас. Нитриты используются для придания соответствующей окраски получаемым продуктам. В сырокопчёной колбасе содержится нитритов 150мг/кг, а в варёной колбасе - 50-60 мг/кг. Таблица 1. Содержание нитратов в различных растительных продуктах в процессе их варки.
Таблица 2. Допустимые нормы NO3- (мг/кг) в овощах и фруктах.
1.5 Пути попадания нитратов в организм человека.Пути попадания нитратов в организм человека различны. 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). Нитраты поступают в организм человека с водой, которая является одним из основных условий нормальной жизни человека. Также нитраты могут поступать в организм через лекарственные препараты и табак. Часть нитратов может образоваться в самом организме человека при его обмене веществ. Практическая часть.2.1 Методикаопределения нитратов с помощью дифениламина.Исследуемый материал (корнеплоды овощей, листья и кочерыжка капусты, плоды фруктов) очищаем от загрязнений, затем растираем в кашицу и отжимаем через марлю. Выжатый сокпо одной капле капаем на покровное стёклышко. В качестве реагента для определения нитрат-ионов используем 1% раствор дифениламина в концентрированной серной кислоте, который по каплям добавляем к 1капле пробы сока, исследуемых овощей и фруктов.
Ход работы:Эксперимент № 1 Для исследования взяты овощи, купленные на рынке и в магазине. Результаты эксперимента занесены в таблицу № 4. Таблица № 4
Рис.1  Рис. 2  Капуста Кабачок Рис.3  Рис.4  Шпинат Редис Вывод: Данный эксперимент показал нам, что содержание нитратов в образцах сока капусты, редиса, шпината и кабачка, купленные в магазине, превышает ПДК для данной овощной категории ( согласно установленным нормам, ПДК для капусты составляет 500 мг/кг, для редиса 1500 мг/кг, для шпината 2000 мг/кг, а в кабачке 400 мг/кг). Такой результат является следствием нарушения технологий выращивания белокочанной капусты, редиса, листовых овощей и кабачка, ведь эти культуры очень отзывчивы на азотные удобрения, но внесение избыточных доз и поздние подкормки вызывают накопление нитратов в кочерыге, центральных жилах и листьях капусты и в хвосте кабачка, корнеплоде редиса. Эксперимент № 2: Для исследования были взяты предварительно обработанный овощи ( 3-4 часа в холодной воде и отваренные ). Результаты эксперимента занесены в таблицу № 5. Таблица № 5
Рис. 5  Рис. 6  Замоченные овощи Замоченный кабачок Вывод: Данное исследование показало нам, что варка овощей снижает содержание нитратов на 60-90%. А вымачивание помогло вывести нитраты, лишь из огурца, в других овощах концентрация нитратов осталась той же. Эксперимент № 3: Для исследования взяты фрукты купленный в магазине. Результаты эксперимента занесены в таблицу № 6. Таблица № 6
Рис. 7  Рис. 8  Яблоко Апельсин Вывод: Исследования показали, что в апельсине содержание нитратов превышает ПДК (согласно установленным нормам, ПДК для апельсина 60 мг/кг). А во остальных образцах содержание нитратов не превышает ПДК, а наличие незначительного количества, скорее всего, обусловлено неправильным применением органических и минеральных удобрений, а так же и свойствами самой почвы. Заключение.По полученным данным можно сделать выводы: в большинстве исследованных овощах и фруктах уровень содержания нитратов был ниже ПДК, а у некоторых либо превышал его, либо вообще отсутствовал. Поэтому продукцию можно считать экологически безопасной по уровню содержания нитратов. Разные части продуктивных органов растений накапливают нитраты по-разному. Концентрация нитратов в разных частях растений может быть на уровне ПДК и даже превышать этот уровень. Потребителям необходимо знать эту информацию и пользоваться ею в повседневной жизни. Изучение литературы по теме нашего исследования показало, что причина избыточного нитратного азота в овощных и плодовых культурах - это не только неграмотное применение азотных удобрений при выращивании продукции. На самом деле все гораздо сложнее. На содержание нитратов в овощах, помимо доз применяемых удобрений, влияют сроки и способы внесения, условия возделывания (перепады температур, влажность, освещенность), вид культуры и генетическая особенность сортов. Содержание нитратного азота, не превышающее ПДК в образцах, находившихся в воде в течение 2-3 часов и более, а также отварных свидетельствуют о том, что содержание нитратов в овощах и фруктах можно регулировать, т.е. снижать. Практические рекомендации по снижению содержания нитратов.1. Тщательное промывание овощей и фруктов уменьшает содержание нитратов на 10%, а механическая очистка – на 15–20%. Следует срезать те части овощей, в которых их концентрация максимальна. То есть в капусте это кочерыжка и зеленые верхние листья, в корнеплодах - это корень, а в огурцах и кабачках - это место крепления плодоножки. 2. Зелень (петрушку, укроп, салат и др.) необходимо поставить, как букет, в воду на прямой солнечный свет. В таких условиях нитраты в листьях в течение 2–3 ч полностью перерабатываются и потом практически не обнаруживаются. После этого зелень можно без опасения употреблять в пищу. 3. Свеклу, кабачки, капусту, тыкву и другие овощи 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 50–80%. 5. Квашение, соление, консервирование и маринование способствуют снижению нитратов на 60–70%. 6. Нейтрализовать поступившие в организм нитраты могут ягоды черной и красной смородины, зеленый чай, аскорбиновая кислота (по 0,3–0,4 г в сутки). 7. Нельзя хранить и приготавливать пищу в декоративной фарфоровой или керамической посуде (т. е. в посуде, предназначенной для украшения, но не для приготовления пищи), так как очень часто глазурь, особенно желтого и красного цвета, содержит соли свинца и кадмия, которые легко переходят в пищу, если такую посуду использовать для еды. 8. Для приготовления и хранения продуктов следует использовать только посуду, специально предназначенную для пищевых целей. То же самое относится к красивым пластмассовым пакетам и пластмассовой посуде. В них можно хранить и то непродолжительное время только сухие продукты. Список литературы.Борисов В.А., «Экологические проблемы накопления нитратов в окружающей среде», Москва, «Просвещение», 1990. Габович Р.Д., Припутина Л. С. Гигиенические основы охраны продуктов питания от вредных химических веществ.- Киев: Здоровье, 1987 г. Нормы ПДК нитратов https://soeks.ru/informaciya/normy_pdk Пичугина Г.В. Химия и повседневная жизнь человека. М., «Дрофа», 2004. Хата Ж.И. «Здоровье человека в современной экологической обстановке», Москва, «Грант», 2001 Ходаков Ю.В., «Общая неорганическая химия», Москва, «Просвещение», 2005 Вредное воздействие нитратов и нитритов на организм человека http://medbookaide.ru/books/fold1002/book1004/p22.php | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||