Исследовательский проект на тему: «Сравнительный анализ уровня содержания нитратов в овощах, купленных в магазине и выращенных на дачном участке»

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования детей
«Станция юных натуралистов» города Невинномысска
Исследовательский проект
«Сравнительный анализ уровня содержания нитратов в овощах, купленных в магазине и выращенных на дачном участке»
Автор работы:
Батагова Ванесса, обучающаяся
детского объединения «Фрегат»,
7 класс
Место выполнения работы:
г. Невинномысск
МБОУ ДОД «Станция юных натуралистов»
Научный руководитель:
Симоненко Ирина Ивановна,
педагог дополнительного образования
МБОУ ДОД «Станция юных натуралистов»
г. Невинномысск
Невинномысск, 2014
Содержание
1.Введение………………………………………………………………………..2
2. Глава 1. Теоретические основы изучаемой проблемы……………………...5
1.1.Общая характеристика нитратов……………………………………………6
1.2. Нитраты в продуктах питания…………………………………………….6-8
1.3. Влияние избытка нитратов на здоровье человека……………………….8-9
1.4. Как обезопасить себя от отравления нитратами………………………..9-10
1.5. Пути попадания нитратов в организм человека……………………….10-11
1.6. Допустимые нормы нитратов для человека……………………………....12
1.7. Источники загрязнения овощей………………………………………...12-13
3. Глава 2. Методика опыта………………………………………………… ….13
2.1. Методы определения уровней содержания нитратов в овощах……...13-15
2.2. Организация исследования……………………………………………..15-16
4. Глава 3.Результаты исследования………………………………………..16-17
5.Глава 4. Заключение……………………………………………………….17-18
6. Литература…………………………………………………………………….19
7. Приложение……………………………………………………………………20
1.Введение
Лето – время естественного созревания овощей и фруктов. Многие из нас, ожидают жаркие деньки именно для того, чтобы подкрепить свой организм полезными витаминами и минералами, которыми так богаты нетепличные растения. Хочешь быть здоровым? Ешь больше овощей и фруктов! Кто из нас не слышал этот славный лозунг с детства. Однако зачастую даже сезонные овощи, выращенные с технологическими нарушениями, становятся опасными для здоровья человека.
Общеизвестно, что самое дорогое у человека – это его здоровье, которое невозможно купить и на которое, прежде всего, влияют такие проблемы как неблагоприятная экологическая обстановка, курение, алкоголизм. Однако не стоит забывать и о том, что наше здоровье во многом зависит от правильного питания. Недаром существует пословица: «Скажи мне, что ты ешь, и я скажу тебе, чем ты болеешь».
Наше государство уделяет огромное внимание здоровью населения страны. Предотвращение заболеваний подразумевает использование чистой воды и здоровой пищи, наличие очистительных систем, сокращение объектов, загрязняющих окружающую среду и наносящий экологический вред, аналогичные меры по снижению других факторов риска.
Город Невинномысск расположен в зоне умеренно-континентального климата, где преобладают ветра восточного и западного направления. Климатический режим в течение года существенно меняется, метеорологические сезоны года, как правило, не совпадают с календарными. Преобладающее направление ветра - западное и восточное. Средняя скорость ветра составляет 2-7 м/смаксимальная скорость достигает30-40 м/с. Количество осадков составляет около 600 мм. Максимум осадков наблюдается летом. Продолжительность вегетационногопериода растений - 180-185 дней. Суммарная солнечная радиация за год в городе равняется 121,3 ккал/см2, 45% солнечного тепла поступаетлетом, максимум приходится на июль. Весной инсоляция выше, чем осенью:35,3 и 23,9 ккал/см2. Это больше на 11,4 ккал/см2. Таким образом, рассмотрев и проанализировав температурныйрежим на территории города Невинномысска, можно сделать следующий вывод. На территории города зима на преобладающей части территориикороткая и неустойчивая. Самый холодный месяц зимы — январь, средняятемпература воздуха которого составляет минус 4-5°С. Экстремальные температуры могут достигать больших значений. Самая низкая температура, отмеченная в городе наступает в первой декаде мая. Средняя месячная температура воздуха в июле, самом теплом месяце года составляетплюс 23-25°С. Лето продолжительное: около140 дней. Максимальная температура +44 С. В городе Невинномысске практически все почвы по сравнению с зональнымифоновыми почвами претерпели значительные изменения. По степени нарушенности морфологического профиля в черте города встречаются самыеразличные почвы: ненарушенные, частично нарушенные и полностьюразрушенные (искусственно созданные) при градостроительстве. Среди последних в отдельную группу выделяются почвы садово-огородных участков длительного пользования, для которых характерны мощный хорошо окультуренный, гумусированный слой и творожисто-зернистая структура. Естественныененарушенные почвы в Невинномысске приурочены к территориямлесопарков и лесных массивов и представлены подтипом дерново-подзолистых почв на древнеаллювиальных отложениях.
Город Невинномысск является крупным промышленным центром Ставропольского края со сложной экологической обстановкой. Промышленность города отличается многообразием представленных в ней отраслей и наличием предприятий химической отрасли, электроэнергетики, оказывающих негативное влияние на окружающую среду: ОАО «Невинномысский Азот», ОАО «Арнест», филиал «Невинномысская ГРЭС», ОАО «ОГК-5». Город заслуженно имеет звание «промышленного центра Ставропольского края». Таким образом, экологическая обстановка в городе Невинномысске отличается контрастностью. В целом экологическое состояние города вряд ли можносчитать критическим.Незагрязненные территорииприурочены к району Фабрика, Красная деревня, где расположен наш дачный участок.
В настоящее время решение вопросов здоровьесбережения состоит в том, чтобы уметь быстро оценивать качество и безопасность сельскохозяйственных продуктов. Важно знать, не содержатся ли в пищевом сырье и продуктах питания токсические вещества. В связи с широким применением агрохимикатов - пестицидов, гербицидов, загрязнением сельскохозяйственных угодий отходами производств, содержащих ионы тяжелых металлов, люди обеспокоены возможной угрозой для здоровья, связанной с присутствием в пищевых продуктах различных загрязнений и токсических веществ: соединений хрома, марганца, меди, ртути, свинца и других вредных веществ.
В последнее время я часто слышу слово «нитраты», которое обсуждается людьми в магазинах, на рынке. Я решила узнать, что означает это понятие. При изучении литературы, выяснила, что нитраты – это соли (соединения) азотной кислоты или продукты обмена азотистых веществ любого живого организма. Нитраты образуются в растениях в процессе роста, а также после применения азотных удобрений.
Эта тема заинтересовала меня потому, что в последнее время большое внимание уделяется содержанию нитратов в продуктах питания, поскольку их избыточное количество может привести к ряду негативных для человека последствий. Проблема токсичного накопления нитратного азота в сельскохозяйственной продукции и вредного воздействия его на человека на современном этапе является одной из наиболее острых и актуальных. Решением этой задачи заняты многие научно-исследовательские учреждения всего мира, но, несмотря на пристальное внимание к этой проблеме, до сих пор радикального решения пока не найдено.
Дело в том, что именно овощи и фрукты являются главным источником нитратов. И хотя нитраты являются одним из обязательных элементов питания и роста растений, излишнее злоупотребление азотистыми удобрениями на почве, в дальнейшем непременно сказывается на качестве полученного урожая. Исследования показали, что именно со свежими овощами в наш организм попадает от 40 до 80% суточной нормы нитратов, которые затем превращаются в канцерогенные нитриты (нитрозамины) и всасываются желудочно-кишечным трактом, а потом с кровью разносятся по всему организму.
Поступая в организм, нитраты, преобразуясь в нитриты, взаимодействуют с гемоглобином, превращая его в метгемоглобин. Он не способен доставлять к органам и тканям кислород, в результате чего происходит кислородное голодание, появляются сонливость, вялость, одышка. Постоянное употребление фруктов и овощей с повышенным содержанием нитратов может приводить к раку желудка, цианозу, тахикардии. Беременные женщины, употребляющие в пищу такие продукты, вредят не только себе, но и малышу, который еще даже не появился на свет.
Чтобы не допустить пагубного влияния на здоровье вредных веществ используются различные методы определения их присутствия в продуктах питания. Однако, при рассмотрении вопросов анализа состава пищевых продуктов, возникает много проблем:
1) невозможность отследить качество каждого овоща, употребляемого нами в пищу;
2) методики определения качества пищевых продуктов достаточно громоздки, требуют специальных аппаратов, обученного персонала.
Учитывая актуальность данной темы, связанной с тем, что повышенное содержание нитратов в продуктах питания опасно для здоровья человека, целью моего исследования было определение содержания нитратов в овощах, используя различные методы определения.
Цель: провести исследование на уровень содержания нитратов в овощах, используя различные методы определения.
Объект исследования: овощи, содержащие низкий уровень нитратов.
Предмет исследования: уровни нитратов в овощах, купленных в магазине и выращенных на дачном участке.
Для достижения поставленной цели я решала следующие задачи:
1. Изучение литературы о роли нитратов в жизни растений и их влияния на здоровье человека.
2. Изучение различных методик по определению уровня содержания нитратов в растительных объектах.
3. Сравнительный анализ результатов лабораторных исследований растительной продукции, купленной магазине и выращенной на дачном участке.
4. Оформление результатов исследования.
Были использованы следующие методы исследования:
- теоретические: анализ, синтез
- эмпирические: наблюдение, сравнение, эксперимент.
- математические: статистические, метод визуализации данных (таблицы, диаграммы).
Гипотеза: одна из важных проблем, которая возникает при попытке обеспечить экологичность продуктов питания человека - это определение безопасного для здоровья уровня содержания нитратов, уменьшение их вредного воздействия. Как уберечь себя при употреблении овощей от отравления нитратами? Как правильно выбрать безопасные для здоровья овощи в магазине?
План исследовательской работы:
1. Изучение литературы по данной теме.
2. Ознакомление с общей характеристикой нитратов.
3. Выяснить пути попадания и влияние избытка нитратов на организм человека.
4. Ознакомиться с допустимыми нормами нитратов для человека.
5. Познакомиться с методиками определения нитратов и провести исследования, используя одну из методик.
6. Определить содержание нитратов в некоторых овощах. Сделать сравнительный анализ полученных данных.
7. Сделать выводы по результатам исследования.
Глава 1. Теоретические основы изучаемой проблемы
1.1. Общая характеристика нитратов
Нитраты – это соли азотной кислоты, например: NaNO3, KNO3, NH4NO3, Mg(NO3)2. Они являются нормальными продуктами обмена азотистых веществ любого живого организма – растительного и животного, поэтому продуктов без нитратов в природе не бывает. Даже в организме человека в сутки образуется и используется в обменных процессах 100 мг и более нитратов. Существовали они еще до происхождения человека. Впервые заговорили о нитратах в нашей стране в 70-х годах, когда в Узбекистане случилось несколько массовых желудочно-кишечных отравлений арбузами из-за их чрезмерной подкормки аммиачной селитрой.
Растения обладают способностью поглощать из насыщенной удобрениями почвы гораздо больше соединений азота, чем им необходимо для развития. В результате только часть нитратов синтезируется в растительные белки, а остальные попадают в организм человека в чистом виде через плоды, корни и листья овощей. [1] В дальнейшем одни нитраты быстро выводятся из тела, но другие образуют различные химические соединения. Какие-то из этих соединений безвредны и даже полезны для организма, но другие превращают соли снова в азотную кислоту, и именно это представляет наносимый нитратами вред для здоровья.
Излишек азотных удобрений ведёт к снижению качества растительной продукции, ухудшению её вкусовых свойств, снижению выносливости растений к болезням и вредителям, что, в свою очередь, вынуждает земледельца увеличивать применение ядохимикатов. Особенно резко проявляется отрицательное действие удобрений и ядохимикатов при выращивании овощей в закрытом грунте. Это происходит потому, что в теплицах вредные вещества не могут беспрепятственно испаряться и уноситься потоками воздуха. После испарения они оседают на растения.
1.2. Нитраты в продуктах питания
Основные источники пищевых нитратов - это практически исключительно растительные продукты.
В животных продуктах (мясо, молоко) содержание нитратов весьма незначительно. Но нитраты добавляют в готовую мясную продукцию с целью улучшения её потребительских свойств и для более длительного её хранения (особенно в колбасных изделиях).
У растений максимальное накопление нитратов происходит в период наибольшей активности при созревании плодов. 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 азотных удобрений (не только минеральных, но и органических). Например, при внесении их незадолго до уборки урожая.
Способность накапливать нитраты у различных культур неодинакова. Наибольшее накопление отмечается у зеленых культур: укропа, петрушки, зеленого лука (от 400 до 2500 мг/кг). Свекла может накапливать до 140 мг нитратов (это предельно допустимая концентрация), а некоторые сорта и больше. Значительно меньшей способностью к накоплению нитратов обладают томаты (10–190 мг/кг), перец сладкий (40–330 мг/кг), баклажаны (80–270 мг/кг). Фрукты, ягоды и бахчевые содержат нитратов очень мало (меньше 10 мг в 100 г плода).
Для овощей и фруктов установлены определенные значения предельно допустимых концентраций нитратов (ПДК). ПДК - количество вредного вещества в окружающей среде, которое не оказывает отрицательного воздействия на здоровье человека или его потомство при постоянном или временном контакте с ним (Приложение 1, таблица 1).
Можно сделать вывод, что по способности накапливать нитраты, растения делят на пять групп по содержанию в 1кг 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).
В растениях нитраты распределены неравномерно:
у свеклы нитраты сконцентрированы в верхней части корнеплода – до 65 %;
у моркови - в сердцевине – 90% и в наружной части – 10%;
у капусты – в кочерыжке и в толстых черешках листьев;
у картофеля в мелких клубнях нитратов больше, чем в крупных;маленькие огурцы содержат нитратов меньше, чем большие; в огурце, сорванном утром, нитратов меньше.
у огурцов и кабачков – в кожуре;
у зеленых культур – в стеблях.
Для получения овощей с низким содержанием нитратов необходимо правильно использовать чередование культур в севообороте, поливы и оптимальную густоту посева или посадки, рационально применять удобрения и особенное влияние оказывают условия, в первую очередь освещенность. Густота посевов культур увеличивает опасность накопления нитратов. По этой же причине увеличивается содержание нитратов в тепличных овощах.
Важную роль играет форма применяемых азотных удобрений и сроки их внесения. Максимальное количество нитратов в овощной продукции накапливается при применении аммиачной и натриевой селитры, а минимальное – при внесении мочевины, сульфата аммония.
Азотные подкормки прекращают за 1,5 месяца до уборки (после 10–15 июля их лучше не вносить).[16]
На накопление нитратов в овощной продукции оказывает влияние влажность почвы. Более умеренное азотное питание растений отмечается при режиме орошения на уровне 80–90% наибольшей влажности.
Пестициды нужно применять с осторожностью, т. к. вместе с нитратами они могут создать дополнительный неблагоприятный фон. Следует подбирать сорта растений, в наименьшей степени накапливающие нитраты, регулярно уничтожать сорняки, рыхлить почву, широко использовать биологические средства защиты растений.
Соблюдение перечисленных условий позволит увеличить урожай овощей и улучшить их качество.
Оптимальный срок посева овощных растений обеспечивает лучшее вызревание овощей и получение экологически безопасной продукции.
На концентрацию нитратов влияют сроки хранения. Исследования показали, что после шестимесячного хранения их количество в корнеплодах снижается в 1,5 – 2 раза. Нитраты почти не обнаруживаются в овощах, хранящихся на зиму.
Овощи нельзя хранить при повышенной температуре, особенно размороженные. Установлено, что чем выше температура хранения и тем больше концентрация нитратов, тем интенсивнее протекает процесс их восстановления и больше образуется нитритов.. [14]
1.3. Влияние избытка нитратов на здоровье человека
В настоящее время общеизвестно, что нитраты обладают высокой токсичностью для человека и сельскохозяйственных животных.
Нитраты под воздействием фермента нитратредуктазы восстанавливаются до нитритов, которые взаимодействуют с гемоглобином крови и окисляют в нем 2-х валентное железо в 3-х валентное. В результате образуется вещество метгемоглобин, который уже не способен переносить кислород к тканям и органам, в результате чего может наблюдаться удушье.
Угроза для жизни начинает возникать тогда, когда уровень метгемоглобина в крови достигает 20% и выше. Поэтому нарушается нормальное дыхание клеток и тканей организма (тканевая гипоксия), в результате чего накапливается молочная кислота, холестерин, и резко падает количество белка.
Особенно опасны нитраты для грудных детей, т. к. их ферментная основа несовершенна и восстановление метгемоглобина в гемоглобин идет медленно.
Нитраты способствуют развитию патогенной (вредной) кишечной микрофлоры, которая выделяет в организм человека ядовитые вещества токсины, в результате чего идёт интоксикация, т. е. отравление организма. Основными признаками нитратных отравлений у человека являются:
синюшность ногтей, лица, губ и видимых слизистых оболочек;
тошнота, рвота, боли в животе;
понос, часто с кровью, увеличение печени, желтизна белков глаз;
головные боли, повышенная усталость, сонливость,
снижение работоспособности;
одышка, усиленное сердцебиение, вплоть до потери сознания;
при выраженном отравлении – смерть.
Нитраты снижают содержание витаминов в пище, которые входят в состав многих ферментов, стимулируют действие гормонов, а через них влияют на все виды обмена веществ.
При длительном поступлении нитратов в организм человека (пусть даже в незначительно дозах) уменьшается количество йода, что приводит к увеличению щитовидной железы.
Установлено, что нитраты сильно влияют на возникновение раковых опухолей в желудочно-кишечном тракте у человека.
Нитраты способны вызывать резкое расширение сосудов, в результате чего понижается кровеносное давление.
К группе повышенной опасности поражения организма нитратными соединениями кроме детей относятся также лица, страдающие заболеваниями сердечно - сосудистой и дыхательной систем, беременные женщины, пожилые люди, у которых и без воздействия солей азотной или азотистой кислоты наблюдается недостаточная обеспеченность кислородом органов и тканей. Чувствительность повышается в горной местности, при содержании в воздухе оксидов азота, угарного газа, углекислоты. Усиливает их токсичность также прием спиртных напитков.
1.4. Как обезопасить себя от отравления нитратами
Всем известно, что овощи, купленные на рынке, могут содержать нитраты, которые очень вредны для человеческого организма. Но не понесёшь же выращенные овощи в лабораторию для проверки. Вот несколько советов о том, как в домашних условиях определить наличие избытка нитратов в продукте:
1. Повышенное содержание нитратов в арбузах можно узнать по желтым прожилкам и уплотнениям в мякоти. Так же, когда кушаете бахчевые культуры не жалейте оставлять мякоть около корки – именно там больше всего нитратов!
2. В моркови сердцевина становится белой при избытке нитратов.
3. Помидоры имеют толстую кожуру.
4. Овощи (сладкий перец, свеклу, яблоки и груши) необходимо чистить, счищать кожуру.
Специалисты считают, что наличие нитратов в овощах можно легко определить и на глаз.
Для этого следует знать некоторые особенности нитратных овощей:
избегайте всего большого, овощи и фрукты не могут вырасти до впечатляющих размеров без помощи нитратов и других минеральных удобрений;
обращайте внимание на свойственный данному овощу запах, он должен быть и не слабым и не ярко выраженным;
знайте, что у недозрелых овощей и фруктов количество нитратов гораздо выше, а по мере созревания уровни снижаются. (Овощи последних сборов обычно содержат меньше нитратов, чем в первые сборы);
никогда не покупайте овощи не первой свежести, в них содержание вредных веществ гораздо выше, чем в тех, которые только собраны;
превышение нитратов встречается, как правило, у тех овощей и фруктов, которые не достаточно сладкие и вкусные. (Если улавливается во вкусе пусть даже намек на горечь, или иной, не свойственный данному растению привкус – лучше воздержитесь от употребления таких овощей и фруктов).
Лабораторные исследования показывают, что чаще всего нитраты встречаются в апельсинах, лимонах, толстокожих арбузах, в моркови ярко оранжевого цвета, в темно-зелёных или быстро-желтеющих огурцах, в тыкве с волнообразными полосами. Кроме того часто большое количество нитратов содержится в красном винограде с сероватой дымкой, свекле с закрученным кверху хвостом и картофеле с курчавой кожурой.[12]
Снижение содержания нитратов впродуктах происходит при правильном хранении и кулинарной обработке.
Чтобы избежать образования нитритов, необходимо закладывать на хранение чистые сухие овощи без механических повреждений. На чистых овощах мало микроорганизмов, сухость ограничивает их перемещение, а отсутствие повреждений затрудняет получение ими питательных веществ, в том числе и нитратов, из клеток растений. В соленых и маринованных овощах он снижается за счет перехода в рассол.[18]
Избавиться от нитратов в овощах поможет правильная разделка, каждого овоща:
Морковь – нужно обрезать на треть со стороны ботвы.
Свеклу – следует кипятить в алюминиевой кастрюле, перед этим отрезав хвостик и разрезав её вдоль на две части.
Картофель - достаточно почистить и потом можно уже варить, так как нитраты в основном содержит шкурка картофеля.
Цитрусовые продукты - апельсины, лимоны и другие нужно разрезать: лимоны вдоль, а апельсины поперек, затем нужно подержать их несколько секунд на воздухе, и соединить половинки на несколько часов, данная процедура поможет избавиться от нитратов.
1.5. Пути попадания нитратов в организм человека
Нитраты попадают в организм человека различными путями:
1. Через продукты питания растительного и животного происхождения. 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). Рыбная и мясная продукция в натуральном виде содержит немного нитратов (5-25мг/кг в мясе, и 2-15мг/кг в рыбе). Но нитраты и нитриты добавляют в готовую мясную продукцию с целью улучшения её потребительских свойств и для более длительного её хранения (особенно в колбасных изделиях). В сырокопчёной колбасе содержится нитритов 150мг/кг, а в варёной колбасе - 50-60мг/кг.[10]
2. Через питьевую воду. В питьевой воде из подземных вод содержится до 200 мг/л нитратов, гораздо меньше их в воде из артезианских колодцев. Нитраты попадают в подземные воды через различные химические удобрения (нитратные, аммонийные), с полей и от химических предприятий по производству этих удобрений. [15]
3. Через лекарственные препараты и табак.
4. Часть нитратов может образоваться в самом организме человека при его обмене веществ.
Лучшие для нашего стола – плоды, выращенные в открытом грунте, в тепличных ягодах и овощах мало минералов и витаминов, ведь полезные вещества растение вырабатывает, получая достаточно солнечного света.
Много химикатов может оказаться в плодах, привезенных из-за границы. Чтобы благополучно доставить товар в другую страну, каждую партию поставщики обрабатывают разными консервирующими веществами. Разовое употребление такого продукта ничем не грозит, а вот частое наносит огромный ущерб здоровью, особенно это опасно для детей.
В продуктах животного происхождения накопление нитратного азота обусловлено, с одной стороны, использованием животными кормов с высоким уровнем нитратов, а с другой — поступлением их в продукты в процессе технологической переработки.
В процессе переработки рыбы (горячее копчение) часть нитратов переходит в нитриты. Следует также обратить внимание на тот факт, что уровень нитратов в колбасных изделиях выше, чем в исходных продуктах, вследствие добавления нитратных солей в ходе изготовления колбас. [13]
Табак не является продуктом питания, но на земном шаре курят свыше 1 млрд. человек, которые ежедневно выкуривают 5 трлн. сигарет. Известно, что растения табака накапливают значительные количества нитратного азота, который в процессе курения превращается в окислы табака. Среди них необходимо выделить закись азота. При вдыхании в больших количествах она действует как наркотическое средство. Негативное действие табака на организм человека оказывает не только никотин, но и закись азота.
Другой путь поступления нитратов в организм человека связан с пищевыми добавками-консервантами.
Химическое консервирование пищевых продуктов имеет в своем арсенале много веществ, часть из них – нитраты и нитриты.
Нитрат натрия (Е 251) и нитрат калия (Е 252) разрешены в использовании в смеси с поваренной солью (предотвращение развития в продуктах микроорганизмов, для придания красивого (не серого) цвета колбас). Применяются в изготовлении сыров, мясных и рыбных продуктов. Нитрит калия (Е 249) и нитрит натрия (Е 250) чрезвычайно ядовиты. Летальная доза составляет 32 мг на 1 кг массы тела, то есть около 2 граммов.[8]
1.6. Допустимые нормы нитратов для человека
Согласно заключению Всемирной организации здравоохранения, безопасным считается количество 5 мг нитратов на 1 кг веса человеческого тела. То есть, взрослый человек может получать около 350 мг нитратов безо всяких последствий для здоровья.
Как известно, в питьевой воде допускается присутствие нитратов до 45 мг/л. Рекомендуемое потребление продуктов питания, где используется питьевая вода (чай, первые и третьи блюда), примерно 1,0–1,5 л, максимум – 2,0 л в день. Таким образом, с водой взрослый человек может употребить около 68 мг нитратов. Следовательно, на пищевые продукты остается 257 мг нитратов. [2]
1.7 Источники загрязнения овощей
Как почва, так и растения в садах загрязняются в результате работы транспорта (автомобильного, железнодорожного, авиационного), а также предприятий машиностроительной, металлообрабатывающей, химической и энергетической промышленности. Так, свинец поступает в атмосферу и почву из выхлопного газа двигателей внутреннего сгорания. Кадмий, медь, цинк, свинец - в результате истирания покрышек. Цинк и медь - вместе с атмосферными осадками, то есть из промышленных и транспортных выбросов. В черте городе основными источниками вредных выбросов являются промышленные предприятия и транспорт. И если в районе их влияния расположены дачи, то в почве этих садов может находиться достаточное количество соединений металлов, в первую очередь, свинца. Многие горожане выращивают на этих дачных участках все необходимые для себя овощи, которые затем используют в качестве продуктов питания. По этой пищевой цепочке вредные, токсичные соединения тяжелых металлов попадают в организм человека, накапливаются в нем и вызывают тяжелые заболевания. [9]
Вывод: излишек азотных удобрений ведёт к снижению качества растительной продукции, ухудшению её вкусовых свойств, снижению выносливости растений к болезням и вредителям; повышенное содержание нитратов в продуктах питания опасно для здоровья человека. Как ни странно, но большинство населения страны, теоретически осуждая применение минеральных удобрений и ядохимикатов, широко использует их в своих жилищах и на огородах. Рядового потребителя прельщает «эффективность» химии, а то, что через несколько лет появляются аллергия, остеохондроз, рак — не столь очевидно, да и вообще врачи виноваты — лечить не умеют. Но почему же 30—40 лет назад и аллергия, и рак встречались гораздо реже?[20]
Интенсивная агрохимизация порождена погоней за высокой производительностью труда, за наивысшей прибылью во вред природе и человеку.
Поскольку химизация обусловлена экономическими условиями, то и остановить ее можно экономическими же средствами, - лишив производителя прибыли, разорительными штрафами и налогами за загрязнение среды.
Для реализации экономических санкций необходима система жесткого контроля над качеством окружающей среды и продуктов.
Глава 2. Методика опыта
2.1. Методы определения уровней содержания нитратов в овощах
Существует три основных вида определения нитратов:
Физический. Он основан на использовании специальных приборов (нитратомер или нитрат - тест, «Марион ОК»).
Химический. Он основан на качественном определении нитратов и нитритов в растворе.
Физико-химический. Он основан на комплексном применении физического и химического вида определения нитратов. Является самым распространенным.
Биологический. В него входит методы биотестирования и биоиндикации.
Общий принцип большей части химических тест-методов заключается в использовании реакций с так называемыми хромогенными (цветообразующими) реагентами. Реакции проводят в таких условиях, чтобы можно было визуально зафиксировать их результат. Этим результатом могут быть интенсивность окрашивания, цвет бумажной полоски или длина окрашенной части индикаторной трубки. Большинство используемых тест-методов служит измерительным средством однократного применения.[6]
Тест-методы - это экспрессные, простые и дешёвые приёмы обнаружения и определения вещества на месте. Они, как правило, не требуют сложных приёмов подготовки пробы к анализу (например, разделения и концентрирования). При их использовании резко сокращается и во многих случаях отпадает необходимость в использовании дорогостоящего и сложного лабораторного оборудования и самих аналитических лабораторий. Естественно, что при этом уменьшается потребность в высококвалифицированных специалистах, нехватка которых ощущается во всех странах.. [5]
Традиционный реактив для обнаружения нитрат-ионов в срезах растений – ароматический вторичный амин – дифениламин (C6H5)2 NH), растворенный в концентрированной серной кислоте. Дифениламин окисляется нитрат-ионами до продукта, имеющего темно-синее окрашивание.
В литературе мы нашли методики обнаружения нитрат-ионов.
1. Н. Л.Харьковская. Анализ воды из природных источников//Химия в школе, 3,1997,с. 62.
Реактив: 1г дифениламина растворили в 100 мл серной кислоты плотностью 1,84. Условия проведения реакции:
1) рн< 7,0
2) температура комнатная.
Выполнение анализа. К 1 мл пробы воды по каплям вводили реагент.(Приложение. Таблица №2)
2. Т.И. Дорофеева. Эти двуликие нитраты.//Химия в школе,5,2002,с. 45.
«Методика обнаружения нитратов в растительных объектах».
Реактивы и оборудование: раствор дифениламина в серной кислоте (0,1г дифениламина на 10 мл крепкой серной кислоты) в темной склянке; пипетка, ступка с пестиком, предметное стекло, стеклянная палочка, растительные объекты.
Кусочек растительного объекта растираем пестиком в ступке. Каплю полученного растительного сока помещаем на предметное стекло и добавляем в него несколько капель раствора дифениламина. По изменению окраски судим о содержании нитратов; при отсутствии нитратов сок не изменяет цвет; при небольшом количестве нитратов появляется светло-голубая окраска, а при большом количестве нитратов – темно-синяя.
3. Т. Н.Иванова. Элективный курс «Химия и экология»//Химия в школе,7,2010,с.28.
Автор предлагает определять нитрат-ионы двумя способами:
1) определение нитратов в воде, фруктах и овощах в домашних условиях (риванольный способ);
2) определение нитратов в химической лаборатории (дифениловый способ)(аналогичный способу, предложенному Т. И.Дорофеевой).
Можно применить методику Т. И.Дорофеевой, взяв из методики Н. Л.Харьковской таблицу соответствия цвета исследуемого образца с концентрацией нитрат-ионов.
Сначала отжимают сок растений в химические стаканы и приливают дифениламин. Используем капельную методику: каплю растительного сока помещаем на предметное стекло, размещенное на белом листе бумаги, капаем каплю дифениламина.
Для картофеля, кроме определения содержания нитратов, проводят исследование на содержание солонина.
Качественное определение солонина проводят следующим образом:
на срез клубня картофеля поочередно капают по одной каплеуксусная кислота (80- 90%), серная кислота (1,84%), раствор перекиси водорода (5%).
Положительная реакция- малиновое или красное окрашивание.(см. приложениерисунок №1)
Существуют и биологические тест-методы. Это методы биотестирования и биоиндикации.
Под биотестированием понимают приемы исследования, при которых о качестве среды, факторах, действующих самостоятельно или в сочетании с другими, судят по выживаемости, состоянию и поведению специально помещенных в эту среду организмов –тест-объектов.Биоиндикация - родственный биотестированию прием, использующий для этих же целей организмы, обитающие в исследуемой среде.[19]
Биохимической индикацией, очень чувствительной на присутствие ионов тяжелых металлов, является уреаза.Уреаза- фермент достаточно распространенный в растительном мире.
Для определения качества овощей разработана методика с использованием доступных в домашних условиях реагентов: арбузные семечки (они содержат фермент уреазу, индикатором может быть сок черной смородины или фурацилин, мочевина (карбамид) - продается в магазине как минеральное удобрение.Для приготовления экстракта уреазы нужно очистить 3-4 арбузных семечка от кожуры и растереть ядра с небольшим количеством воды (10 мл). Полученный экстракт используют для проведения опытов.
2.2 Организация исследования
Узнав о вреде нитратов, я решила вырастить на своем дачном участке овощи без применения агрохимикатов, использовав органические удобрения (перегной).
Мама выделила грядку для выращивания овощей, за которыми я ухаживала до сбора урожая.По внешнему виду урожай получился качественным. А безопасный ли он для здоровья? Ведь нитраты могут попасть в растение не только при внесении минеральных удобрений, но и зависят от влияния внешней среды (осадки, погодные условия). Для своего исследования подготовила образцы овощей, выращенных на дачном участке и купленных в магазине: свекла, морковь, картофель, огурец, томат.Следующим этапом работы был выбор методики исследования уровня содержания нитратов в овощах.
Мы обратились в городскую лабораторию ветеринарно-санитарной экспертизы №1, где нас познакомили с некоторыми методиками.
Специалист лаборатории рассказала и показаланекоторые способы определения нитратов в овощах. Первый – нитратомер (или, как его еще называют, нитрат-тестер), который за считанные секунды способен провести экспресс-тест на нитраты в овощах и фруктах, определить нитраты в воде, оценить кислотность почвы(см. приложение фото №5), так же для определения качества плодоовощной продукции используется прибор «МарионОК» (см приложение фото №8).
Для предварительной оценки качества сельскохозяйственной продукции на содержание нитратов необходимо пользоваться индикаторными точками, где сосредоточено максимальное содержание нитратов. Индикаторные точки:
- для огурца, дыни, патиссона, арбуза, кабачка, баклажана- в части плода у места крепления к растению
- для томатов, картофеля, ягод, яблок, груш и косточковых плодов- около кожуры
- для корнеплодов- на кончике корнеплода и у основания листьев.
В индикаторных точках с помощью ножа или терки делают соскоб и в полученной измельченной мезге проводят измерения. Если в индикаторных точках содержание нитратов не превышает ПДК, то эти результаты можно использовать для положительной оценки качества продукции.
2.2.1Для исследования были взяты овощи, купленные в магазине и выращенные на дачном участке (см. приложение фото №1,2,3,4). Для определения содержания нитратов в растительных объектах я использовала дифениламин растворенный в концентрированной серной кислоте (см. приложение фото№6,7). Результаты эксперимента занесла в таблицу №3 (см. приложение таблица №3).
Окрашивание свеклы и моркови в голубой цвет говорит о наличии нитратов в малых количествах, не превышающих ПДК.
У картофеля, кроме содержания нитратов, определяли наличие солонина. Исследуемые растительные объекты дали отрицательную реакцию, то есть окрашивания не произошло.
Во время исследования я прибегла к более точным методам с использованием нитрат – теста и «МарионОК» (см. приложение фото №8,9).
Результаты исследования нитрат-тестом занесли в таблицу (Приложение, таблица №4).
Количественное содержание нитратов в исследуемых овощах представили в виде диаграмм №1 и №2 (Приложение.Диаграммы №1 и №2).
Мы провели сравнительный анализ количественного содержания нитратов в овощах, купленных в магазине и собранных на дачном участке, и представили в виде диаграммы №3 (Приложение. Диаграмма№3).
Вывод: По данным нашего исследования на содержание нитратов овощей, купленных в магазине и выращенных на дачном участке, мы выяснили, что все овощи пригодны к употреблению в пищу, так как содержание нитратов не превышает ПДК.
По полученным результатам нитрат-теста овощи, собранные на дачном участке оказались качественнее купленных в магазине.
Глава 3. Результаты исследования
В результате своей работы я сделала следующие выводы:
1. Лучше всего употреблять овощи с собственного огорода и овощи, выращенные в открытом грунте.
2. Нужно знать, что не всегда в растениях, выращенных на собственных участках, содержание нитратов минимально. Это зависит от способа выращивания той или иной культуры и от погодных условий.
3. Для уменьшения содержания нитратов в овощах и фруктах рекомендуется срезать те части овощей, в которых их концентрация максимальна.
4. Каждой хозяйке необходимо овладеть способами уменьшения концентрации нитратов в овощах и фруктах (в процессе приготовления) с целью обеспечения здорового питания всей семьи.
В природе нет абсолютно чистых продуктов питания. Нитраты в окружающей среде были и будут. Все дело в том, сколько накапливается их в продуктах. Нам необходим такой уровень нитратов, который не представляет опасности для здоровья человека.
Глава 4. Заключение
От данной работы я получила много удовольствия и полезной новой информации. Владение информацией о накапливании нитратов в растениях и о превращении нитратов в нитриты и нитрозамины поможет всем правильно питаться и сохранить свое здоровье.
Практическая значимость моей работы заключается в информированности обучающихся школ об использовании в рационе безопасных и полезных овощей. Для этого я предлагаю провести беседу на тему «С чем едят нитраты?», классный час – «Здоровое питание и овощи», оформление стенда «Нитраты - правда и вымысел», изготовление буклета «Нитраты в жизни человека».
В процессе исследования мы выяснили, что магазинные овощи хорошего качества и были завезены из сельскохозяйственных предприятий Ставропольского и Краснодарского края. Для получения овощей с низким содержанием нитратов предприятия правильно использовали чередование культур в севообороте, поливы и оптимальную густоту посева или посадки, рационально применяли удобрения.
Наш город имеет выгодное географическое положение, что делает его исключительно привлекательным для выращивания качественных сельскохозяйственных продуктов:
-мягкий, южный, не горный микроклимат;
- город Невинномысск — единственный в Ставропольском крае крупный
населенный пункт, использующий водные ресурсы реки Большой Зеленчук,
обладающей уникальной, по мировым меркам, мягкостью воды, до еевпадения в реку Кубань;
- благодаря ландшафту местности, в Невинномысске обычно восточноенаправление ветра, что делает город продуваемым, очищая его отзагрязнений (автомобильные выхлопы, например), а также не даетраспространяться в черте города выбросам промышленных предприятий;
- благодаря тому, что Невинномысск располагается на слиянии двух рек и неиспытывает дефицита в водных ресурсах.
Наше Ставрополье - это регион развитого сельскохозяйственного производства.В Ставропольском крае была разработана и реализована программа «Развитие овощеводства в Ставропольском крае на 2011 – 2013 годы».Огромное внимание уделяется улучшению экологической обстановки за счет предотвращения негативного воздействия на окружающую среду и здоровье населения, обеспечения природоохранных требований и экологически безопасных условий жизни людей, повышение качества среды обитания. Традиционно в городах и селах работают ярмарки выходного дня «Покупай Ставропольское!». Мы присоединяемся к этому призыву, считая, что каждый житель края может реализовать свою овощеводческую продукцию, принося свой вклад в укрепление здоровья населения.
Литература
Баранчикова Л. А. Растения рассказывают / Биология, 24,2010,с. 27.
Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде.- Л., Химия, 1985.
Бойко Е.И. Импровизированный урок химии для семиклассников// Химия в школе, 2007, №4, с.27.
Дорофеева Т. И. Эти двуликие нитраты /Химия в школе, 5,2002,с.43.
Евгеньев М.И. Тест-методы и экология // СОЖ, 1999, №11, с. 29-34
Золотов Ю.А. Тест-методы // Журнал аналитической химии. 1994.Т.49 с.149.
Иванова Т. Н. Элективный курс «Химия и экология»/ Химия в школе,7, 2010, с. 28.
Кролевец А. А. Консерванты в пищевой промышленности /Химия в школе, 1,2007, с 7- 11.
Муравьева С.И., Буковский М.И. и др. Руководство по контролю вредных веществ в воздухе рабочей зоны: Справ.изд. М.: Химия, 1991, с. 398.
Пичугина Г. В. Химия и повседневная жизнь человека. М.: Дрофа, 2004.
Пичугина Г. В. Обобщение знаний о превращении соединений азота в почве и в растениях /Химия в школе, 7, 1997,с. 31.
Покровская С. Ф. Пути снижения содержания нитратов в овощах. М.: 1988г., с.42-46.8. Покровский А. А. Беседы о питании. – М. Экономика, 1994 г.
Русецкая О. П. Пища, которую мы едим / Химия в школе, 5,2008, с.19-24.
Сенновская Т. Наука на марше // Человек и природа, 2006, № 5.
Соколов О., Семёнов В., Агаев В., Нитраты в окружающей среде. Пущино, 1990г., с.216-238.
Соколов О.А. Удобрение и качество продукции// Картофель и овощи, 1987, № 5, с.18-19.
Харьковская Н. Л. Анализ воды из природных источников /Химия в школе, 3,1997,с 62.но, 1990г., с.216-238.
Чапкявиченс Э. С. Как уменьшить содержание нитратов и нитритов в овощах, «Здоровье», №3, 1988 г.
Шуберт Р. Биоиндикация загрязнителей наземных экосистем. М.№ Мир, 1988. 350 с.
Энхольм Э. Окружающая среда и здоровье человека: - М., Прогресс, 1990.
Приложение
Таблица №1
Минимальное и максимальное накопление нитратов в овощах
Продукты Количество нитратов в мг/кг
минимальное максимальное
капуста 30 1520
картофель 10 362
морковь 115 606
лук 10 200
свекла 306 8969
огурцы 20 359
томаты 9 136
редис 70 3520
Таблица №2
Обнаружение нитрат-ионов по методу Н. Л.ХарьковскойЦвет Концентрация
Бледно-голубое окрашивание > 0,001 мг/л
Голубое окрашивание > 1 мг/л
Синее окрашивание >100мг/л
ПДК нитрат-иона40-45 мг/л
Таблица №3
Определение содержания нитратовс использованием дифениламина
Продукт Магазин Дачный участок
Томаты Окрашивания нет Окрашивания нет
Огурцы Окрашивания нет Окрашивания нет
Морковь Окрашивание в голубой цвет Окрашивания нет
Свекла Окрашивание в голубой цвет Окрашивание в голубой цвет
Картофель Окрашивания нет Окрашивания нет
Таблица № 4
Определение содержания нитратовс использованием прибора нитрат-тестаМагазин Дачный участок
свекла морковь картофель огурец томат свекла морковь картофель огурец томат
55 мг/кг 100 мг/кг 120 мг/кг 40 мг/кг 75 мг/кг 50 мг/кг 90 мг/кг 100 мг/кг 30 мг/кг 15 мг/кг
Диаграмма №1
Количественное содержание нитратов в овощах из магазина

Диаграмма №2
Количественное содержание нитратов в овощах, выращенных на дачном участке

Диаграмма №3 Сравнительный анализсодержания нитратов в овощах из магазина и выращенных на дачном участке

Определение содержания солонина у картофеля
Рисунок № 1

Фото №1

Фото №2

Фото № 3

Фото № 4


Фото № 5

Фото № 6

Фото № 7

Фото № 8

Фото № 9

Фото № 10