1631_Влияние нитратов на организм

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ГОРОДА МОСКВЫ
«ШКОЛА № 1631»
(ГБОУ Школа № 1631)
127411, г. Москва, Дмитровское шоссе, 137А
Телефон/факс: (495) 485-89-00
E-mail: 1631@edu.mos.ru
ОКПО 26139646, ОГРН 5137746206692, ИНН/КПП 7713781783/771301001
___________
Проект
Влияние нитратов на организм.
Определение нитратов в овощах
Выполнила:
Леонова Мария Алексеевна
11А класс
Научные руководители:
учитель химии
Магомедова Р.О
учитель биологии
Фадеева Т.В
Москва 2015 год
1
Название: Влияние нитратов на организм. Определение нитратов в овощах.
Автор проекта: Леонова М.А.
Ведущие кафедры проекта: Биология, химия
Учитель биологии: Фадеева Т.В.
Учитель химии: Магомедова Р.В.
Жанр проекта: исследовательский
Материально- техническое обеспечение проекта: компьютер, экран,
растительные образцы (клубни картофеля, морковь, томат, огурец, зелень,
банан), раствор дифениламина в концентрированной серной кислоте,
пипетка, ступка с пестиком, скальпель, чашки Петри.
2
Содержание
I.Введение
II. Основная часть
1.Что такое нитраты
2.Круговорот азота
3.Чем вредны нитраты
4.Нитраты в растениях
5.Отравление нитратами
6.Нитраты и болезни людей
III. Практическая часть
IV. Приложение
V.Заключение
VI. Список литературы
3
I. Введение
В настоящее время население нашей страны стало уделять своему
здоровью повышенное внимание и один из путей сохранения здоровья – это
здоровое питание. Люди стараются покупать продукты экологически чистого
производства, без ГМО, и естественно без содержания пестицидов и
удобрений химического производства. Однако, к сожалению о честности
производителей и продавцов можно только мечтать.
Нитратами очень часто пугают население, и поэтому мне стало интересно,
чем же они опасны и как нитраты попадают в продукты питания.
Нитраты используют в качестве удобрений и если их употреблять не
правильно, то это может привести к отравлению организма. При отравлении
человек может заболеть такими болезнями как метгемоглобинемия, рак
желудка. Нитраты отрицательно влияют на нервную и сердечно-сосудистую
системы, на развитие эмбрионов.
Цель: обобщить сведения о влияние нитратов на организм, и определить
содержание нитратов в овощах
Задачи:
1.определить содержание нитратов в овощах
2. анализ литературы
3. изучить влияние нитратов на организм
4.создание презентации
Гипотеза: все овощи содержат нитраты
4
II. Основная часть
Что такое нитраты
Нитраты— соли азотной кислоты, содержит однозарядный анион
NO3−. Устаревшее название — селитра — в настоящее время используется
преимущественно в минералогии, как название для минералов.
Общие химические свойства:
Нитраты устойчивы при обычной температуре. Получают действием HNO3
на металлы, оксиды, гидроксиды, соли. Практически все нитраты хорошо
растворимы в воде.
Плавятся при относительно низких температурах (200—600°) свободных
металлов с выделением диоксида азота и кислорода.
Нитраты являются достаточно сильными окислителями в твёрдом состоянии
(обычно в виде расплава), но практически не обладают окислительными
свойствами в растворе, в отличие от азотной кислоты.
Круговорот азота
При гниении органических веществ значительная часть содержащегося
в них азота превращается в аммиак, который под влиянием живущих в почве
нитрифицирующих бактерий окисляется затем в азотную кислоту.
Последняя, вступая в реакцию с находящимися в почве карбонатами,
например с карбонатом кальция СаСОз, образует нитраты:
2HN0з + СаСОз = Са(NОз)2 + Н2О + СО2
Некоторая же часть азота всегда выделяется при гниении в свободном виде в
атмосферу. Свободный азот выделяется также при горении органических
веществ, при сжигании дров, каменного угля, торфа. Кроме того, существуют
бактерии, которые при недостаточном доступе воздуха могут отнимать
кислород от нитратов, разрушая их с выделением свободного азота.
Деятельность этих денитрифицирующих бактерий приводит к тому, что
часть азота из доступной для зеленых растений формы (нитраты) переходит в
недоступную (свободный азот). Таким образом, далеко не весь азот,
5
входивший в состав погибших растений, возвращается обратно в почву;
часть его постепенно выделяется в свободном виде.
Непрерывная убыль минеральных азотных соединений давно должна
была бы привести к полному прекращению жизни на Земле, если бы в
природе не существовали процессы, возмещающие потери азота. К таким
процессам относятся прежде всего происходящие в атмосфере электрические
разряды, при которых всегда образуется некоторое количество оксидов азота;
последние с водой дают азотную кислоту, превращающуюся в почве в
нитраты. Другим источником пополнения азотных соединений почвы
является жизнедеятельность так называемых азотобактерий, способных
усваивать атмосферный азот. Некоторые из этих бактерий поселяются на
корнях растений из семейства бобовых, вызывая образование характерных
вздутий — «клубеньков», почему они и получили название клубеньковых
бактерий. Усваивая атмосферный азот, клубеньковые бактерии
перерабатывают его в азотные соединения, а растения, в свою очередь,
превращают последние в белки и другие сложные вещества.
Таким образом, в природе совершается непрерывный круговорот азота.
Однако ежегодно с урожаем с полей убираются наиболее богатые белками
части растений, например зерно. Поэтому в почву необходимо вносить
удобрения, возмещающие убыль в ней важнейших элементов питания
растений. Изучение вопросов питания растений и повышения урожайности,
последних путем применения удобрений является предметом специальной
отрасли химии, получившей название агрохимии. Большой вклад в развитие
этой науки внесен французским ученым Ж. Б. Буссенго (1802-1887),
немецким химиком Ю. Либихом (1803-1873) и русским ученым Д. Н.
Прянишниковым.
Чем вредны нитраты
В организме человека и животных нитраты вступают в реакцию со
многими органическими соединениями, образуя канцерогенные вещества нитрозамины и нитрозамиды, которые могут вызывать злокачественные
6
заболевания. И тем не менее суточное поступление в организм человека с
продуктами питания и водой нитратов происходит ежедневно. Количество их
зависит от характера питания и содержания нитратов в отдельных продуктах.
По данным профессора агрохимии А.П. Ильницкого, суточное поступление в
миллиграммах на одного человека у долгожителей планеты, т.е. японцев,
составляет 300 мг, американцев - 75-268, голландцев - 110, граждан бывшего
Союза - 150-300 мг. В России допустимая доза нитратов для взрослого
человека составляет 300-325 мг в сутки. Смертельные дозы отравления
человека нитратами велики и составляют 15-30 граммов. Такого количества в
организм с пищей поступить не может, так как для этого человеку
потребовалось бы в сутки съесть несколько сотен килограммов овощей с
высоким содержанием нитратов.
Нитраты, или соли азотной кислоты, не являются для растений
чужеродными веществами подобно пестицидам, гербицидам, канцерогенам и
т.д. Нитраты являются элементом питания. Всем известно, что без азота
растение не развивается и полностью погибает. Без него в растении не могут
накапливаться аминокислоты и белки. Азотный обмен в растениях
представляет сложный многоступенчатый процесс. Профессор Д.Н.
Прянишников, считал, что поступление нитратов в растения представляет
как бы первоначальную стадию в синтезе белка. Нитраты могут
накапливаться в растениях лишь в том случае, когда по каким-либо
причинам не произошло восстановления их до аммиака. К таким причинам
следует отнести чрезмерную насыщенность азотом как почвы, так и
растения, когда оно не успевает до уборки перевести нитраты до аммиака и в
конечном итоге до белка. Другой причиной может служить
несбалансированность других элементов, необходимых растению. К
факторам, способствующим накоплению нитратов в растении, можно
отнести слабую освещенность, низкую температуру воздуха и почвы,
некоторые другие.
7
Содержание нитратов зависит также от вида и сорта растений. К
примеру, много нитратов накапливается в зеленных культурах, меньше в
плодовых, практически не накапливают его зерновые. Томат, перец,
баклажан накапливают 30-150 мг на 1 кг; тыква, огурец, кабачки, патиссоны 120-360 мг на 1 кг; лук-репка, лук-батун, лук-порей, шпинат, чеснок - 140390 мг на 1 кг; морковь, свекла, редька, репа, редис, хрен, брюква, пастернак
- 350-1350 мг на 1 кг; укроп, кинза, тмин, мята, горчица, базилик, крыжовник
- 320-390 мг на 1 кг; капуста, салат, петрушка, сельдерей - 480-6760 мг на 1
кг.
Содержание нитратов зависит не только от биологических
особенностей культур, но и от агротехнических условий выращивания,
применения химизации. На известкованных почвах нитраты почвы и
удобрений, поступившие в растения, быстрее восстанавливаются до аммиака
с дальнейшим превращением в белок. Применение молибденовых удобрений
также способствуют снижению их содержания в овощной продукции.
Положительно влияет использование цинка и кобальта. Они ускоряют синтез
аминокислот. Доказано, что содержание нитратов снижается в результате
кулинарной и промышленной обработки овощной продукции. Только
простая мойка и механическая очистка картофеля, свеклы, моркови, капусты
способствуют снижению нитратов на 10 процентов, промывание водой в
течение одного часа - на 30 процентов. В процессе варки овощей содержание
нитратов в них резко снижается: в картофеле - на 80 процентов, в моркови и
капусте - на 60-70 процентов, в свекле - на 40-50 процентов. Если овощи
бланшировать, тушить или жарить, количество нитратов в них сокращается
на 10 процентов, а если картофель пожарить на подсолнечном масле, то на
15-20 процентов. Квашение, соление, маринование, консервирование овощей
также снижает содержание нитратов в готовом продукте на 60-70 процентов.
Связыванию нитратов в организме человека способствует кефир и другие
молочные продукты, содержащие молочную кислоту, витамины Е, Р, С,
каротин, фолиевая кислота, аминокислоты: метионин, цистин, лизин,
8
треонин и другие. Таким образом, в природе существует много органических
веществ, которые служат своеобразным заслоном против вредного действия
нитратов.
Нитраты в растениях
Среди многих причин, обусловливающих накопление нитратов в
растении, следует выделить следующие; видовая и сортовая специфика
накопления нитратов; условия минерального питания, почвенноэкологические факторы. Зачастую факторы, способствующие накоплению
нитратов, воздействуют в комплексе, что осложняет прогнозирование уровня
нитратов в продукции.
Видовые различия растений по накоплению нитратов зачастую
обусловлены локализацией нитратов в отдельных органах растений.
Выяснение особенностей локализации нитратов в разных органах и тканях
представляется важным как для понимания механизмов перераспределения и
запасания нитратов в ходе онтогенеза, так и диагностики качества продукции
овощных и кормовых культур.
Знание особенностей распределения нитратов в товарной части урожая
продукции представляет особый интерес для потребителя, так как позволяет
рационально использовать продукцию как на переработку (варка,
приготовление соков, квашение, соление, консервирование), так и в пищу в
свежем виде. Это, в свою очередь, обеспечивает снижение количества
нитратов, поступающих в организм человека.
Распределение нитратов связано с физиологической специализацией и
морфологическими особенностями отдельных органов возделываемых
культур, типом и расположением листьев, размером листовых черешков и
жилок, диаметром центрального цилиндра в корнеплодах. Распределение
нитратов тесно связано с видом растения. Так, нитраты практически
отсутствуют в зерне злаковых культур и в основном сосредоточены в стеблях
и листьях. Зеленые культуры накапливают большое количество нитратов, как
правило, в стеблях и черешках листьев. В листовой пластинке зеленых
9
культур нитратов содержится в 4—10 раз меньше, чем в стеблях. Высокое
содержание нитратов в стеблях и черешках вызвано тем, что они являются
местом транспорта нитратов к другим органам растений, где они
ассимилируются до органических соединении азота. Способность же ткани
накапливать нитраты связана с целым комплексом факторов как внутренних,
так и внешних. Наибольшее их количество находится в нижней 11 части
листа, минимальное — в его верхушке.
Накопление нитратов меняется в зависимости от типа органа растения.
В клубнях картофеля низкий уровень нитратов обнаружен в мякоти клубня,
тогда как в кожуре и сердцевине их содержание возрастало о 1,1—1.3 раза.
Сердцевина, кончик и верхушка столовой свеклы отличаются от остальных
его частей повышенным содержанием нитратов. Поэтому у столовой свеклы
необходимо отрезать верхнюю и нижнюю части корнеплода.
В белокочанной капусте наибольшее количество нитратов находится в
верхушке стебля (кочерыжке). Верхние листья кочана содержат их в 2 раза
больше, чем внутренние. И так же как у зеленых овощей, черешки листьев
капусты отличаются более высоким содержанием нитратного азота, чем
листовые пластинки.
Зоны с разным содержанием нитратов и в корнеплодах моркови. Их
высокое содержание обнаружено в верхушке и кончике корнеплода. В
сердцевине корнеплода уровень нитрата выше, чем в коре. Уровень нитратов
в сердцевине уменьшается от кончика корнеплода к верхушке
Круглоплодные сорта редиса (тип Рубин) содержат нитратов значительно
меньше, чем сорта типа Красный великан. В середине корнеплода их
содержание значительно меньше. Представители семейства тыквенных
(кабачки, огурцы, патиссоны, арбузы, дыни, тыква) широко представлены в
ассортименте продуктов питания человека. Содержание нитратов в огурцах и
кабачках уменьшается от плодоножки к верхушке плода, их больше в
кожице, чем в семенной камере и мякоти. Поэтому перед употреблением в
пищу необходимо отрезать часть плода, примыкающую к хвостику. То же
10
самое необходимо еде дать и с плодами патиссона, поскольку больше всего
нитратов находится в этой зоне плода. Больше нитратов сосредоточено по
периферии плодов, чем в их середине.
Среди представителей высших растений выделяется группа семейств,
аккумулирующих значительные количества нитратов. К ним относятся
семейства амарантовых, маревых, зонтичных, сложноцветных, капустных,
пасленовых. Среди семейств, охватывающих овощные культуры,
наибольшей способностью к накоплению нитратов отличаются капустные,
тыквенные, сельдерейные, пасленовые. Наибольшее количество нитратов
накапливают редька белая, свекла столовая, салат, шпинат, редис, такие же
культуры, как томаты, перец сладкий, баклажаны, чеснок, горошек,
отличаются низким содержанием нитратов.
Одной из причин видовой специфики накопления NO - является
несоответствие размеров поглощения нитратов из почвы и их ассимиляции
растениями.
По соотношению органического и минерального азота, поступающего с
пасокой (ксилемным соком) из корней, растения условно можно разделить на
три группы; нитратредуктаза локализована в корнях, обладает высокой
активностью, поэтому восстановление нитратов и образование органических
и азотсодержащих веществ происходит в корнях, откуда в надземную часть
растения поступает в основном азот в органической форме; нитратредуктаза
в корнях обладает низкой активностью, поэтому с ксилемным соком
транспортируется в надземную часть в основном минеральный азот —
нитраты, их восстановление идет в листьях, где локализован фермент с
высокой активностью; нитратредуктаза в корнях и листьях обладает
одинаковой активностью, поэтому в составе пасоки обнаруживаются и
нитраты, и органические соединения азота.
Накопления нитратов различными культурами носит наследственно
закрепленный характер, т. е. они обладают сортовой спецификой, которая
выявлена у ряда видов овощных и бахчевых культур. Одна из причин
11
сортовых видовых различий в накоплений нитратов — физиологическая
спелость растения к моменту уборки. Количество нитратов особенно велико
в тех случаях, когда период товарной зрелости наступает раньше
физиологического созревания. С возрастом содержание нитратов в растении
снижается из-за уменьшения запасов минерального азота в почве, а также в
связи с увеличением запасов ассимилятов, вовлекающих нитраты в
метаболизм. Снизить количество нитратов можно путем подбора
оптимальных условий уборки урожая с учетом почвенно-экологических
факторов. Причиной накопления нитратов в растениях служат не только
биологические особенности возделываемых культур, но и условия
минерального питания, отличающиеся большим разнообразием. Здесь
огромная роль принадлежит правильному выбору доз азотных удобрении, а
это возможно только с учетом исходных запасов минерального азота или
азотминерализующей способности почвы, позволяющей учесть
мобилизованный в ходе вегетации растений азот почвы.
Питание растений, несбалансированное основными элементами, также
одна из причин накопления нитратов. При этом нарушается нормальный ход
ассимиляции нитратов в растениях. Недостаток фосфора косвенно
способствует накоплению нитратов, так как он стимулирует активность
нитратредуктазы. Но единого мнения о влиянии фосфора на накопление
нитратов нет, В одних случаях внесение фосфорных удобрений снижает
уровень нитратов, в других накапливает. Калий, участвуя в процессах
углеводного обмена, косвенно влияет на синтез белков. При совместном
внесении азота и калия в растении увеличивается содержание органического
азота, а минерального (нитратов) снижается. Подобная закономерность
обнаружена на пойменной почве с капустой, морковью, столовой свеклой, В
то же время в других случаях применение калийных удобрении повышало
содержание нитратов в растении. Таким образом, одной из причин
неоднозначного влияния фосфора и калия на накопление нитратов в растении
12
является широкий спектр их доз, соотношений, а также различие запасов
подвижных форм этих элементов в почвах.
Среди факторов внешней среды на содержание нитратов в растении
больше всего влияет влажность, свет, температура воздуха и почвы, которые,
действуя в комплексе, усиливают или ослабляют свое взаимодействие.
Изменение влажности неоднозначно сказывается на накоплении нитратов.
Интенсивное увлажнение почвы усиливает поглощение нитратов корнями,
что в сочетании с пониженными температурами ведет к избыточному
накоплению нитратов. С другой стороны, высокий вровень нитратов в
растении в засушливые периоды можно снизить поливами овощных культур,
так как они стимулируют рост, а также способствуют частичному
вымыванию нитратов из верхних горизонтов почвы.
Пути регуляции содержания нитратов в растениях включают комплекс
агрохимических, технологических» селекционно-генетических и санитарногигиенических мероприятий. Снижение доз азотных удобрений до
определенного количества (благодаря чему снизится уровень нитратов)
может обеспечить урожай растений лишь на 5—10% ниже максимального.
Оптимизации доз азотных удобрений возможна при учете запасов
минерального азота и величины азотминерализующей способности почвы
перед применением удобрений. Снизить содержание нитратов можно путем
применения медленно действующих форм удобрения, таких, как
мочевиноформальдегидное удобрение, протопил, изобутилидендимочевина,
применение которых снижает содержание NO - в листовых овощах в 5—10
раз. а также путем покрытия гранул капсулами, защитными пленками. Это
снижает скорость растворения туков и обеспечивает равномерное снабжение
азотом растения в течение всей вегетации.
Существует технологический путь решения «нитратной» проблемы —
локальное применение азотных удобрений под овощные, кормовые
культуры. Доза азота сокращается на 25—30% по сравнению с разбросным, а
уровень продуктивности не снижается, зачастую и повышается. Это
13
объясняется тем, что в месте внесения азота образуется очаг повышенной
концентрации аммония, который замедляет нитрификацию на 3—5 недель.
Преимущественное использование растениями аммонийного азота позволяет
полнее использовать его на построение белков и тем самым снижать
аккумуляцию нитратов. При локальном внесении азотных туков количество
нитратов у зеленых культур и редиса снижалось на 9—58%. у кукурузы,
свеклы кормовой — на 10-40% по сравнению с разбросным внесением тех же
доз азота.
Кроме того, в практике все большее распространение должны получить
сорта с низкой способностью к накоплению нитратов, что может стать
основой для улучшения биологического качества растениеводческой
продукции. Этот путь наиболее целесообразен при выращивании овощей с
коротким периодом вегетации (редис, листовые овощи), отличающихся
повышенной способностью к накоплению нитратов.
В снижении содержания нитратов в овощной продукции может помочь
выбор оптимальных сроков уборки урожая. Так, уборку листовых овощей
следует проводить в вечерние часы, так как в это время в них содержится на
30—40% меньше нитратов.
Удобрения оказывают неодинаковое воздействие на накопление
нитратов в отдельных органах растения. Например, с увеличением доз
азотных удобрений содержание нитратов в большей степени возрастает в
стеблях цветной капусты, чем в ветвях соцветий и цветках. При повышении
доз азота количество нитратов в черешках листьев растет сильнее, чем в
листовых пластинках сахарной свеклы. Также в большей мере возрастает
накопление нитратов в кончике корнеплода редиса, чем в средней его части.
С повышением доз азотных удобрений более заметно растет количество
нитратов в мякоти плодов огурца, менее заметно — в его кожице.
14
Отравление нитратами
Чувствительность к нитратам повышают все факторы, вызывающие
кислородное голодание: высокогорье, наличие в воздухе окислов азота,
угарного газа, углекислоты, употребление спиртных напитков.
При отравлении высоконитратными продуктами поражаются желудочнокишечный тракт, сердечно-сосудистая и центральная нервная системы;
нитратной водой — сердечно-сосудистая, дыхательная и центральная
нервная системы.
Признаки отравления появляются через 1—6 часов после поступления
нитратов в организм. Острое отравление начинается с тошноты, рвоты,
поноса. Увеличивается и болезненно реагирует на пальпацию печень.
Снижается артериальное давление. Пульс неровный, слабого наполнения,
конечности холодные. Дыхание учащается. Появляются головная боль, шум
в ушах, слабость, судороги мышц лица, отсутствие координации движений,
потеря сознания, кома. В легких случаях отравления преобладает сонливость
и общая депрессия.
Динамика острого нитратного отравления исследована на крысах Г. Б.
Барсельянцем. Интересно сходство острого нитратного и алкогольного
отравлений. Алкоголь, склеивая эритроциты, также вызывает кислородное
голодание. Исследователи вводили крысам смертельную дозу натриевой
(чилийской) селитры. Через 10—20 мин. после введения препарата у
животных появлялось возбуждение, которое через 20—40 мин. сменялось
угнетением. Крысы меньше двигались, у них нарушалась координация
движений, дыхание становилось частым, поверхностным. Шерсть была
взъерошенной, видимые кожные покровы и слизистые оболочки становились
синюшными. Реакция на внешние раздражители замедлялась. Наблюдались
кровянистые выделения из носа, фибриллярные подергивания отдельных
мышц, судороги, непроизвольное мочеиспускание, боковое положение.
Гибель животных, как правило, наступала в первые сутки после затравки.
Установлено, что летальная (смертельная) доза (ЛД ) для крыс равна 9120 мг
15
натриевой селитры на 1 кг живого веса. В этом случае погибает 50%
животных испытуемой группы.
В опыте Н. И. Опополем было обнаружено, что введение максимально
переносимой дозы нитрата натрия (3100 мг/кг веса животных) приводило к
однотипным изменениям во внутренних органах крыс. В легких было
множество мелких кровоизлияний, в головном мозге — мелкие очаги
кровоизлияний. В миокарде (мышечная оболочка сердца) были обнаружены
исчезновение поперечной исчерченности мышечных волокон, явления гемои лимфостаза, очаги кровоизлияний. В печени была выявлена умеренная
белковая дистрофия гепатоцитов, местами — мелкие кровоизлияния.
Хроническое поступление субтоксичных доз нитратов приводит к
тяжелым последствиям не так быстро, как при токсичных дозах, но так же
неотвратимо. Ветеринарной практикой установлено, что при использовании
кормов с высоким содержанием нитратов у коров, овец, свиней
увеличивается число абортов. Исследования хронических отравлений у
животных показали, что поражаются в первую очередь те органы и ткани, где
происходит интенсивное размножение клеток.
Ф. Н. Субботин и Н. В. Волкова вводили нитраты и нитриты в куриные
эмбрионы. При введении нитрита натрия до инкубации повреждалось 100%
эмбрионов, после инкубации — 40.7%. нитратом натрия повреждалось
соответственно 22,2 и 17,6%.
У цыплят отмечались уродства мозга, глаз, дефекты грудной и брюшной
стенок, конечностей, клюва, редукция хвоста. Кроме того, наблюдалась
значительная жировая и белковая дистрофия печени. Все изменения зависели
от вводимой дозы. Чем раньше эмбрион начинал получать нитраты или
нитриты, тем значительнее были изменения.
Н. В. Волкова продолжила исследования на крысах, ежедневно вводя одной
группе беременных самок нитрит натрия (0,05 мг/кг), другой — нитрат
натрия (40 мг/кг). В результате увеличилась гибель эмбрионов, у них
появились отеки, подкожные кровоизлияния, дефекты мозга, развитие их
16
затягивалось. У некоторых эмбрионов отсутствовали задние конечности.
Крысята, матери которых в течение всей беременности получали нитраты,
рождались с низким средним весом, чаще гибли. Автор выяснила, что
причиной снижения жизнеспособности крысят являются отклонения в
становлении сердечного ритма и серьезные изменения в печени. Нарушения
отмечены только у крысят, на их матерей нитрит натрия в дозе 0,05 мг/кг и
нитрат натрия в дозе 40 мг/кг заметных воздействий не оказали.
Заслуживают внимания данные, полученные Н. И. Опополем с соавторами
при определении допустимой суточной дозы (ДСД) нитратов для человека.
Крысам в течение- 10 мес. давали нитрат натрия в дозе 40мг/ кг и нитрат
кальция в дозах 10 и 20 мг/кг. В первые 6 мес. никаких различий в поведении
и внешнем виде экспериментальных и контрольных животных не
наблюдалось, К 10-ому месяцу затравки у животных, получавших 40 мг/кг
нитрата натрия. Появились сначала единичные, а затем и множественные
расчесы, и прокусы кожи. Позже такие явления стали наблюдаться у
большинства животных этой группы, а также у получавших нитрат кальция в
дозах 10 и 20 мг/кг. Животные становились агрессивными. Шерсть теряла
блеск, становилась редкой, взъерошенной, особенно в области спины и
передней части туловища. По мнению автора, это свидетельствует о том, что
хроническое употребление нитратов приводит к аллергическим явлениям в
организме.
Кроме того, в начале 10-го месяца затравки начался падеж животных.
На вскрытии у павших животных обнаружены признаки пневмонии.
Хроническое отравление нитратами опасно еще и тем, что
восстанавливающиеся из них нитриты соединяются с аминами и амидами
любых доброкачественных белковых продуктов и образуют канцерогенные
нитрозамины и нитрозамиды.
Нитрозамины токсичны и канцерогенны в присутствии
дополнительных ферментных систем, которые всегда имеются в организме
теплокровных, а нитрозамиды проявляют эти свойства даже без
17
дополнительной метаболизации и поражают в первую очередь
кроветворную, лимфоидную, пищеварительную системы. Нитрозамины на
ранних стадиях отравления подавляют иммунитет. Нитрозосоединения
обладают мутагенной активностью.
Нитраты и болезни людей
Исследователями США, Германии, Чехословакии, России установлено,
что нитраты и нитриты вызывают у человека метгемоглобинемию, рак
желудка, отрицательно влияют на нервную и сердечно-сосудистую системы,
на развитие эмбрионов.
При попадании нитратов в организм, нитраты восстанавливаются до
нитритов по реакции:
NO3 + 2H+ = NO2 + H2O
Получающиеся нитриты проявлют сильные окислительные свойства и
окисляют катионы железа 2+ гемоглобина в катион железа 3+. При этом
получается метгемоглобин, а нитриты восстанавливаются до монооксида
азота (NO).
Метгемоглобинемия — это кислородное голодание (гипоксия),
вызванное переходом гемоглобина крови в метгемоглобин, не способный
переносить кислород. Метгемоглобин образуется при поступлении нитритов
в кровь. При содержании метгемоглобина в крови около 15% появляется
вялость, сонливость, при содержании более 50% наступает смерть, похожая
на смерть от удушья. Заболевание характеризуется одышкой, тахикардией,
цианозом в тяжелых случаях — потерей сознания, судорогами, смертью.
Отравления происходили при употреблении воды и продуктов растительного
и животного происхождения с высоким содержанием нитратов или нитритов.
Наиболее чувствительны к избытку нитратов дети первых месяцев жизни. Р.
Д. Габович, ссылаясь на зарубежные источники, сообщает об отравлениях
детей овощными соками и овощами с повышенным содержанием нитратов, в
частности соком моркови. Источником отравления был сок, который пили
18
через 1—2 суток после приготовления. В 1 л сока накапливалось до 770 мг
нитритов.
Если матери употребляют высоконитратные овощи, нитраты попадают
в грудное молоко: молочная железа не является барьером для нитратов. В
организме матери существует механизм защиты от нитратов, но возможности
его ограниченны. Если мать употребляет продукты с высоким содержанием
нитратов (капуста, морковь, огурцы, кабачки, укроп, шпинат), то они
неизбежно попадают в грудное молоко. Противонитратные механизмы у
ребенка формируются только к одному году.
Нитраты проникают как в грудное, так и в коровье молоко. Е. И.
Мишустин сообщает, что когда коров кормили силосом, в килограмме
которого содержался 21 г нитратов, то в 1 л молока нитратов было около 800
мг. Даже при отсутствии нитратов в воде и пище суточное потребление
такого молока людьми не должно превышать 1 стакана.
Для взрослого человека смертельная доза нитратов составляет от 15 до
30 г, острые отравления наступают при приеме от 5 до 10 г нитратов. Если
до 60-х годов главной опасностью неумеренного использования нитратных
удобрений считалась метгемоглобинемия, то сейчас большинство
исследователей считают главной опасностью рак, в первую очередь рак
желудочно-кишечного тракта. В присутствии нитритов канцерогенные
нитрозамиды и нитрозамины могут синтезироваться практически из любых
продуктов как в желудке, так и в кишечнике. В Колумбии обнаружена
прямая взаимосвязь между частотой заболевания раком желудка,
атрофическим гастритом и высоким содержанием нитратов в воде колодцев и
моче жителей. В различных областях Чили и Венгрии выявлена связь между
количеством применяемых азотных удобрении и смертностью от рака
желудка. В Англии, в г. Уорксопе, врачи считают причиной высокой
заболеваемости раком большое количество нитратов в питьевой воде—90 мг
в литре.
19
Контрольная группа (404 чел.) употребляла воду с содержанием нитратов до
5 мг/л. Вторая группа (390 чел.) — с содержанием 90 мг/л. Третья группа
(326 чел.) — с содержанием от 288 до 480 мг/л. Было выявлено, что у детей,
пьющих воду с высоким содержанием нитратов, наблюдается тенденция к
увеличению роста и массы при уменьшении окружности грудной клетки,
мышечной силы кистей рук и жизненной емкости легких. То есть дети, как и
растения, ускоренно набирали вес.
Обнаруженные нарушения соотношений свидетельствуют о
дисгармонии физического развития детей. Причиной этих нарушений
следует считать длительную интоксикацию нитратами.
Оценка физического развития мальчиков 5 лет показала, что питьевая
вода с повышенным содержанием нитратов вызывает незначительное
увеличение роста и ухудшенное физическое развитие у них. В возрасте 6 лет
количество детей с ухудшенным и плохим физическим развитием возрастает.
У девочек эти процессы протекают менее заметно: лишь в возрасте 6 лет
отмечена тенденция к росту веса с ухудшенным физическим развитием.
С ростом химизации увеличивается заболеваемость туберкулезом, особенно
в возрастной группе 7—14 лет. Это преимущественно легочные формы
заболевания.
Взрослые болеют меньше, чем дети, но всеми болезнями. Из
заболевании органов дыхания преобладает хронический бронхит, органов
кровообращения —артериальная гипертония, причем чем моложе
обследуемые, тем выше процент заболеваемости.
20
III. Практическая часть
Методика определения нитратов в растениях
1.Цель работы: познакомиться с методикой определения нитратов в
растениях.
2. Материал и оборудование: растительные образцы (клубни картофеля,
томат, огурец, зелень), раствор дифениламина в концентрированной серной
кислоте, скальпель, пипетка, ступка с пестиком, чашки Петри.
3.Ход работы:
После взятия каждой пробы все инструменты необходимо тщательно вымыть
и протереть.
1.Разрежте чистый клубень картофеля, отделить от него небольшой кусочек с
кожицей, разотрите его в ступке и часть образовавшиеся кожицы перенесите
в чашку Петри.
Проведите те же операции с кусочком картофеля, взятым из середины
клубня.
2.Нанесите несколько капель сернистого дифениламина на каждый образец.
3.По интенсивности синего окрашивания сделайте вывод о содержании
нитратов в полученных образах - сильном среднем, слабом.
Неисчезающие в течении более трех минут сине-черное окрашивание
указывает на высокое содержание нитратов в данном образце.
4.Используя описанную выше методику, проведите анализ на содержание
нитратов в других овощах и фруктах.
5.Сделайте вывод по работе.
21
Определение содержания нитратов в овощах
Для проведения опыта взяли помидор, огурец, зелень, картофель, морковь.
1.Возьмем помидор для анализа на содержание нитратов и по ходу работы
исследуем его. Проанализировав внутреннюю часть помидора (мякоть) по
вышеизложенной методике, мы наблюдали , что содержимое в чашке Петри
не поменяло цвет, значит в помидоре нет нитратов.
2.Далее проведем исследование мякоти огурца и внешнюю его часть –
кожуру. После реакции с дифениламином цвет кожуры стал ярко – зеленым,
мякоти – светло – зеленым. Вывод: нитраты накапливаются
преимущественно во внешней части – кожуре.
3.При проведении опыта с кожурой картофеля цвет содержимого чашки
Петри стал коричневым.
4.Вытяжка из зелени после проведения опыта окрасилась в темно –
фиолетовый цвет – нитратов в зелени много!
5.Возьмем морковь и по ходу работы исследуем ее содержимое.
Проанализировав внутреннюю часть(сердцевину) наблюдала, что
содержимое чашки Петри окрасилось в темно-зеленый цвет, а внешняя часть
– в светло – зеленый цвет. Вывод: нитраты накапливаются во внутренней
части моркови – сердцевине.
Название овоща
Исследуемая
Цвет сернистого
Содержание
часть
дифениламина
нитратов
Помидор
Мякоть
Не изменился
Нет
Огурец
Сердцевина
Светло - зеленый
Присутствуют
Огурец
Кожура
Темно - зеленый
Немного
Картофель
Кожура
Темно - зеленый
Немного
Картофель
Внутренняя часть Светло - зеленый
Присутствуют
Зелень
Стебли и листья
Очень много
Темно фиолетовый
Морковь
Сердцевина
Темно - зеленый
Много
22
Морковь
Внешняя часть
Светло - зеленый
Присутствуют
В результате проведенных экспериментов мы пришли к выводу: в
помидорах, огурцах и картофеле нитраты накапливаются в кожуре, у
моркови – в сердцевине, а зелень запасает их в стебле.
8.Влияние процесса замачивания на содержание нитратов.
Для проведения эксперимента взяли несколько клубней картофеля, разрезали
на 2 части и положили в воду на 1 час. Потом провела опыт с
дифениламином. Исследования показали уменьшение содержания нитратов –
цвет стал светло – зеленым, что говорит о небольшом присутствии нитратов.
Вывод: овощи перед использованием лучше вымачивать.
23
Приложение №1
В каких частях растений накапливаются нитраты
В помидорах
нитратов
содержится
больше всего
в кожуре
В огурцах
нитратов
содержится
больше
всего в
кожуре
В зелени
нитраты
накапливаются
в стебле.
В моркови
нитраты в
основном
накапливаются
во внутренней
части.
24
Приложение №2
Содержание нитратов в различных продуктах
Плоды и овощи
Нитраты (мг/кг)
Помидоры
60
Лук репчатый
90
Картофель
120
Огурцы
200
Перец сладкий
200
Баклажаны
300
Морковь
300
Капуста белокочанная
400
Кабачки
400
Лук-перо
1200
Редис
1200
Редька
1200
Салат листовой
1200
Шпинат
1200
Щавель
1400
Свекла столовая
1500
Укроп
1500
Петрушка (зелень)
1500
Яблоки
60
Груши
60
Арбузы
60
Виноград (столовых сортов)
60
Дыни
90
25
Заключение
В результате своей работы я пришла к выводу, что нитраты крайне
необходимы для роста растений. Без соединений азота не происходит ни
один процесс в природе. Нитраты, конечно, будут поступать к нам в
организм, но наша задача уменьшить это поступление. Поэтому я
рекомендую перед употреблением овощей в пищу:
1)мыть теплой водой
2)желательно перед употреблением тушить
3)удалять части с повышенным содержанием нитратов
4)вымачивать перед приготовлением пищи
5)не использовать овощи крупных размеров, так как в них большое
содержание нитратов.
26
Литература
1.http://ru.wikipedia.org/wiki/Нитрат
2. http://www.it-med.ru/library/n/nitrats.htm
3. http://www.chemistry.ssu.samara.ru/chem5/n1_2.htm
4. http://him.1september.ru/2001/31/no31_01.htm
5. http://schools.mari-el.ru/y-ola15/m1/rasdel3/nitrats.htm
6. Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман М, «Дрофа», 2008г. Химия -9
7. А.С. Егорова, Н.М. Иванченко, Ростов на Дону, 2004 г. «Химия внутри
нас»
27
28