Исследовательский проект Влияние пищи, приготовленной в алюминиевой посуде, на здоровье человека
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Содержание
Введение 3
1. История использования алюминия....4
2. Какой бывает алюминий, и где его найти...5
3. Свойства алюминия............................... .6
4. Воздействие алюминия на организм человека6
5.Практическая часть8
6. Социологический опрос.. 10
7.Выводы и рекомендации11
Список используемой литературы ..13
Приложение14
Актуальность исследования заключается в том, что и дома и в школах давно уже пользуются алюминиевой посудой, не подозревая о том, что пища, приготовленная в ней, очень опасна для людей, в частности, для детей и пожилых людей.
Гипотеза исследования: Ионы алюминия попадают в организм человека с пищей, которая готовилась в алюминиевой посуде, представляют опасность для здоровья человека.
Цель: Исследовать возможные пути попадания ионов алюминия в организм человека через использование в быту алюминиевой посуды; опытным путем подтвердив или опровергнуть непригодность алюминиевой посуды для приготовления и хранения пищи.
Задачи:
Провести анализ источников информации по исследуемой проблематике.
Провести социологический опрос населения.
Проделать лабораторные исследования по определению рН среды различных видов пищи, которую готовят в алюминиевой посуде, качественный анализ растворов на наличие в них ионов Al3+.
Провести сопоставительный анализ практических результатов исследования.
Объект исследования: Алюминевая посуда.
Предмет исследования: Влияние алюминия на здоровье человека.
Этапы работы.
1.Аналитико-организационный.
Обзор справочной и научно-популярной литературы.
Структурирование основных теоретических положений по теме.
2. Практический этап.
Опыты: изменение активности амилазы, уреазы и каталазы под влиянием солей алюминия различных концентраций.
Определение возможных источников соединений алюминия: анализ блюд, приготовленных в алюминиевой посуде, анализ почв на содержание в них алюминия.
3.Практико-обобщающий этап.
Обобщение и описание результатов исследовательской работы, систематизация и анализ результатов исследования, соотнесение предполагаемого и реального результатов исследования, формулирование выводов, разработка рекомендаций, оформление работы.
1.История использования алюминия.
Алюминий – «молодой» металл. Его стали активно использовать только в ХХ веке. Именно в прошлом столетии к нему «приклеилось» звание крылатого металла, за то, что часто алюминий использовали в авиастроении. Однако в последнее время при строительстве самолетов все чаще применяются различные композитные материалы, хотя и наш «пострел» все еще в чести. В любом случае – от посуды из алюминия пока никто отказываться не собирается: производители продолжают ее выпускать, а граждане – использовать. Чем же заслужил алюминий такую популярность у посудных дел мастеров? Все просто: металл этот относительно дешев, обладает большой коррозийной устойчивостью, у него низкая температура плавления (читай – не велики затраты на производство изделий из него), он легок. Все это в результате делает алюминиевую посуду недорогой и обладающей привлекательными для покупателей свойствами. Главная причина высокой устойчивости алюминия к коррозийным процессам – тонкая, но при этом достаточно прочная пленка, которая образуется на поверхности металла (в частности, на поверхности посуды). Эта пленка покрывает алюминий в процессе его химического взаимодействия с кислородом, то есть, она - результат оксидирования. При этом первоначально она не появляется сама по себе. Обычно металл оксидируется в процессе изготовления из него каких-либо изделий. При производстве посуды чаще всего применяется анодное (электрохимическое) оксидирование – оно позволяет создать защитную оксидную пленку высокой прочности, износостойкую. Это очень важно, ведь именно из-за устойчивости этой пленки на поверхности алюминия еда, по сути, не соприкасается с самим металлом: ее вкус, запах и цвет не портятся. Готовить «в алюминии» можно любые продукты, даже очень соленые или содержащие органические кислоты.
2. Какой бывает алюминий, и где его найти.
Общее содержание алюминия в земной коре составляет 8,8%. В свободном виде алюминия в природе нет. Важнейшие природные соединения: алюмосиликты – Na2O Al2O3 2Sio2 и K2O13 QUOTE 1415 Al2O3 2SiO2; бокситы – Аl2O3 n H2O, корунд – Al2O3, криолит –Na3 [AlF6] или 3NaF AlF3. алюмосиликаты составляют большую часть массы земной коры. Алюминий - получают электролизом оксида алюминия Al2O3 в расплаве криолита. Процесс электролиза в конечном итоге сводится к разложению Al2O3 электротоком:
3. Свойства алюминия.
Алюминий – лёгкий, серебристо-белый, пластичный металл, хорошо проводит электрический ток и тепло. Температура плавления равна 660оС. Природный алюминий состоит из одного изотопа 27 Аl13
Алюминий легко соединяется с кислородом при комнатной температуре, при этом на поверхности алюминия образуется оксидная плёнка (слой Al2O3). Эта плёнка очень тонкая (~ 10-5 мм), но прочная. Она защищает алюминий от дальнейшего окисления, поэтому называется защитной плёнкой:
4Al + 3O2 = 2Al2O3
Если с поверхности алюминия удалить оксидную пленку, то он активно взаимодействует с водой:
2Al + 6Н2О = 2Al(ОН)3 + 3Н2
Взаимодействие с разбавленными кислотами (НCl, H2SO4) алюминий выделяет Н2:
2Al +6HCl=2AlCl3 +3Н2
Алюминий, как металл, образующий амфотерный оксид и гидроксид, взаимодействует с растворами щелочей.
2Al + 2 NaOH + 2 H2O = 2NaAlO2 + 3H2
Оксид алюминия Al2O3 – белое твердое вещество, не растворяется в воде, температура плавления 2050С. Оксид алюминия проявляет амфотерные свойства и взаимодействует с кислотами и основаниями:
Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O
Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O
Также на начальном этапе мной были изучены материалы о применении алюминия и его солей, о производстве алюминиевой посуды, санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН о запрете использования в детском общепите алюминиевой посуды. Изучены материалы о воздействии алюминия на организм человека.
4.Воздействие алюминия на организм человека
Изучив различные источники информации, мной был структурирован материал о применении в быту алюминия и его солей, изучен вопрос влияния алюминия на организм человека. Бытовало мнение, что алюминий инертен, так как он защищен оксидной пленкой, и поэтому не оказывает вредного влияния на здоровье человека. Алюминий действительно выполняет в живом организме важную биологическую роль: принимает участие в построении эпителиальной и соединительной тканей, участвует в процессе регенерации костной ткани, оказывает активирующее или ингибирующее действие на реакционную способность пищеварительных ферментов (в зависимости от концентрации в организме), участвует в обмене фосфора.
Более 30 лет назад определили, что так называемый пищевой алюминий опасен для нашего здоровья. Московский институт гигиены подтвердил выводы о небезопасности алюминия. Оказывается, он изменяет энергообмен в клетках. Последние, в результате, теряют способность к нормальному размножению, и начинают делиться хаотично, порождая опухоли.
Алюминий обладает способностью к накоплению в организме, вызывая ряд тяжёлых заболеваний. Медики обнаруживают всё новые негативные последствия контактов с ним. Установлено, что алюминий отрицательно влияет на обмен веществ, особенно минеральный, на функцию нервной системы, воздействует на размножение и рост клеток. К важнейшим клиническим проявлениям нейротоксического действия относят нарушения двигательной активности, судороги, снижение или потерю памяти, психопатические реакции. Избыток солей алюминия снижает задержку кальция в организме, уменьшает адсорбцию фосфора, одновременно в 10-20 раз увеличивается содержание алюминия в костях, печени, семенниках, мозге и в паращитовидной железе. Избыток алюминия тормозит синтез гемоглобина, вызывает флюороз зубов и специфическое повреждение костей (костный флюороз); может вызвать или усилить новообразования костей. Физическими признаками отравления алюминием могут быть ломкие кости или остеопороз, нарушение почечной функции.
Особенно склонны к негативному воздействию алюминия дети и пожилые люди.
У детей избыток алюминия вызывает повышенную возбудимость, нарушения моторных реакций, анемию, головные боли, заболевание почек, печени, колиты. Гиперактивность, повышенная возбудимость, агрессивность подростков, нарушения памяти и трудности в учёбе, могут быть результатом даже небольшого повышения количества ионов алюминия в организме. Алюминий также оказывает общее отравляющее и засоряющее действие на организм человека.
Алюминий обнаружен у некоторых пожилых людей, страдающих потерей памяти, рассеянностью или слабоумием, и может приводить к деградации личности. В некоторых исследованиях алюминий связывают с поражениями мозга, характерными для болезни Альцгеймера (в волосах больных наблюдается повышенное содержание алюминия).
Одним из путей попадания алюминия в организм человека является алюминиевая посуда.
Опыт№1. Исследование взаимодействия алюминия с растворами кислот и оснований.
Мною были проведены опыты взаимодействия алюминия с раствором соляной кислоты и раствором гидроксида натрия. В обоих случаях я наблюдала выделение Н2, а поэтому пришла к выводу, что алюминий особый металл, который взаимодействует и с кислотами и с основаниями, то есть проявляет свойства переходного элемента.
Опыт №2. Определение среды распространенных пищевых блюд.
Нами были проверены наиболее распространенные блюда, которые готовят в школьной столовой, индикаторами и была определена среда этих блюд.
Среда
1
Манная каша
Щелочная
2
Рисовая каша
Щелочная
3
Пшенная каша
Щелочная
4
Гречневая каша
Щелочная
5
Картофельное пюре
Щелочная
6
Суп на курином бульоне
Щелочная
7
Какао
Щелочная
8
Борщ
Кислая
9
Гуляш
Кислая
10
Компот из свежих яблок
Кислая
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Вывод: нами было обнаружено, что различные блюда имеют различную среду растворов: молочные каши имеют щелочную среду, мясные блюда, приготовленные с добавлением томатного соуса – кислую среду, все компоты и морсы имеют кислую среду. Источником поступления алюминия в организм школьника является алюминиевая посуда. При приготовлении пищи в такой посуде, содержание алюминия в пищевых продуктах увеличивается вдвое, т.к. частички алюминия «соскребаются» со стенок кастрюли и постепенно в организм человека поступает немалое количество алюминия. Мы ежедневно пользуемся в столовой алюминиевыми ложками и вилками, которые также являются источником поступления алюминия.
Опыт №3.
В алюминиевой кастрюле проведено кипячение чистой воды в течение 15 минут. Затем остудила раствор и проверила его на наличие ионов алюминия раствором гидроксида натрия.
Наблюдения: Никаких изменений в пробе воды, которая кипятилась в алюминиевой посуде, не наблюдала и ионов алюминия не обнаружила.
Опыт №4.
В алюминиевой кастрюле проведено кипячение раствора соляной кислоты с концентрацией 0,01 моль/л в течение 15 мин. Затем остудила раствор и проверила его на наличие ионов алюминия раствором гидроксида натрия.
Наблюдения: в пробе воды с добавлением соляной кислоты, которая кипятилась в алюминиевой посуде, при добавлении раствора гидроксида натрия наблюдалось выделение светлого студенистого осадка, а значит, в растворе присутствуют ионы алюминия.
Опыт №5.
В алюминиевой кастрюле проведено кипячение раствора гидроксида натрия с концентрацией 0,01 моль/л в течение 15 мин. Затем остудила раствор и проверила его на наличие ионов алюминия раствором соляной кислоты с концентрацией 0,001 моль/л.
Наблюдения: в пробе воды с добавлением гидроксида натрия, которая кипятилась в алюминиевой посуде, при добавлении раствора соляной кислоты наблюдалось выделение светлого студенистого осадка, а значит, в растворе присутствуют ионы алюминия.
Вывод: слабокислая среда раствора и слабощелочная среда раствора способствует незначительному переходу ионов алюминия в раствор.
Опыт №6:
В алюминиевую посуду, взятую для исследований, наливаю дистиллированную воду и оставляю на 10 суток. Затем проверяю воду на наличие ионов алюминия, добавляя раствор гидроксида натрия.
Наблюдения: В пробе воды, взятой из алюминиевой посуды, при добавлении раствора гидроксида натрия, наблюдаю выпадение слабого светлого студенистого осадка.
Вывод: при нахождении в контакте с алюминиевой посудой длительное время, вода также насыщается ионами алюминия. Интенсивность перехода ионов в раствор, отраженная в данном опыте, говорит о том, что хранение продуктов в металлической посуде небезопасно с точки зрения насыщения их ионами алюминия.
После проведения практического этапа исследования я пришла к следующим выводам:
Алюминий не любит контакта с кислотами и щелочами. Потому, что кислоты и щелочи, содержащиеся в продуктах, защитную пленку все-таки разрушают, и тогда металл переходит в пищу. Но щи, кисель или мясо в кисло-сладком соусе как раз и есть такие реактивы, которые имеют кислую среду, а молоко имеет щелочную реакцию. В результате в наши блюда со стенок кастрюль переходят соединения, не предусмотренные кулинарными рецептами. Нельзя хранить продукты, содержащие серу, кальций (яйца, молочные продукты, рассолы) в алюминиевой посуде.
Однако готовить – это одно, а вот хранить – совсем другое. Продукты, приготовленные в алюминиевой посуде обычно перекладывают в другую (керамическую, стеклянную, другую инертную). Защитная пленка, которая, можно сказать, делает алюминиевую посуду универсальной, все же разрушается, если продолжительное время воздействовать на нее кислотами и щелочами. Специально никто, конечно, этого делать не будет, но если положить в алюминиевую кастрюлю, например, кислую капусту или огурцы в рассоле, да так и оставить надолго – результат будет удручающий: пленка разрушится, продукт может изменить вкусовые качества в худшую сторону и представляет вред для организма человека
6.Социологический опрос
Мной была проведена опытно-поисковая работа: социологический опрос. Суть опроса – выяснить, как часто люди используют алюминиевую посуду и что им известно об её свойствах.
Социологический опрос об использовании алюминиевой посуды в быту показал следующее:
15% респондентов используют алюминиевую посуду для приготовления пищи.
42% не знает о вреде, который может быть нанесен организму человека, если он использует алюминиевую посуду для приготовления пищи.
71% респондентов не знает, какую пищу можно готовить в алюминиевой посуде, чтобы не нанести вреда здоровью.
34% респондентов думают, что молочную кашу и другие молочные блюда можно готовить в алюминиевой посуде, а 44% считают, что она пригодна для приготовления борща, морсов, киселей.
70% респондентов не знают о запрете использования алюминиевой посуды в детском общепите.
Вывод: Население плохо информировано о вреде, который алюминиевая посуда может нанести здоровью человека при неправильном её использовании.
7.Выводы и рекомендации
Опытным путем подтверждена небезопасность алюминиевой посуды, потому что при приготовлении пищи в ней ионы алюминия переходят в пищу.
Наиболее интенсивный переход наблюдается, когда готовят пищу, имеющую кислую или щелочную среду.
Наиболее опасно приготовление в алюминиевой посуде молочных блюд и блюд с добавлением молока, имеющих слабощелочную среду, а также овощных и фруктовых блюд, имеющих слабокислую среду. Это развенчивает миф большинства домохозяек о том, что в алюминиевой посуде хорошо готовить каши.
При кипячении чистой воды перехода ионов в раствор практически не наблюдается, так как вода имеет нейтральную среду.
Алюминиевая посуда непригодна для хранения пищевых продуктов и воды, так как при долгом хранении наблюдается переход ионов алюминия в раствор.
Необходимо больше информировать население о вреде бытового использования алюминия с целью предотвращения возможного вреда здоровью человека.
На основании исследования мной были подготовлены рекомендации для хозяек:
В алюминиевой посуде без вреда для здоровья можно кипятить только чистую воду.
Пользоваться алюминиевой посудой постоянно нельзя, так как ионы алюминия могут накапливаться в организме человека, что способствует ухудшению здоровья человека.
Нельзя готовить в алюминиевой посуде молочные блюда и блюда из овощей и фруктов.
Нельзя готовить в алюминиевой посуде различные маринады с добавлением уксусной и лимонной кислот.
Нельзя хранить питьевую воду долгое время в алюминиевой посуде.
Ни в коем случае не годится она и для варки диетических блюд и детского питания.
Нельзя мыть алюминиевую посуду металлическими щетками и мочалками и абразивными чистящими веществами, так как они разрушают оксидную пленку.
Если кастрюля очень загрязнена, то ее можно вымыть содовым раствором (ложка на литр воды), грязь уйдет вместе с растворенной пленкой, а на их месте образуется новая и чистая.
Если вы готовите в алюминиевой посуде, то потом переложите пищу в другую посуду.
Список использованной литературы:
Бойко М. В. «Элемент с несчастливым номером, но счастливой судьбой» // НГ Ex Libris, 2008г.
Буель Н. С., Урбанский А. П. Алюминий - «серебро из глины». (Ильичёвск, Украина)
Дроздов А. «Алюминий. 13-й элемент» (энциклопедия) //Москва, «Библиотека «РУСАЛа», 2007г.
Чаховский И. А. Культура питания: Энциклопедический справочник. -Минск Белорусская литература,1993.-с.550.
Научно-методический журнал « Химия в школе»1999г №1,3,4; 2000г №1,5.
Свободная энциклопедия «Википедия»/ [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
«Популярная библиотека химических элементов» / [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
8. Браун А.Д., Фаддеева М.Д. Молекулярные основы жизни. Пособие для учителей. М., «Просвещение»
9.В. Северюхина, «Старые опыты с новым содержанием», «Химия в школе» №2-№3. Научно-методический журнал, «Школа пресс» Москва 1999г.
Химическая энциклопедия том 1-2. Москва 1990г.
Энциклопедический словарь юного химика. Москва 1982г.
Приложение
Какую посуду вы используете дома?
Знаете ли вы о недостатках алюминиевых кастрюль?
Знаете ли вы, какую пищу можно готовить в алюминиевой посуде, без вреда организму человека?
Можно ли в алюминиевой посуде готовить молочную кашу?
Можно ли в алюминиевой посуде варить морс, компот, борщ?
Знаете ли вы, что алюминиевая посуда запрещена к использованию в детских садах, школах?
13 PAGE \* MERGEFORMAT 141915
Исследовательский проект
«Изучение влияния пищи из алюминиевой
посуды на здоровье человека"
Times New RomanРисунок 7Рисунок 415