Как определить нитраты в овощах и фруктах? Старт в науке.

В 2014 году Российский институт потребительских испытаний проводил тесты на безопасность импортных овощей. Это исследование показало, что из пяти видов проверенных овощей четыре опасны для употребления в пищу. Они содержали запрещенные пестициды и нитраты.

В 2016 году институт провел повторную проверку овощной продукции в сети супермаркетов в г. Москва, которая выявила, что более половины отечественных огурцов содержат нитраты в превышенной концентрации. Интересно, что из 12 образцов огурцов разных марок две содержали крайне опасное для человека количество нитратов. Употребление таких овощей людьми с хроническими заболеваниями может привести к серьезным последствиям для здоровья. Что касается томатов, то проверка показала допустимые пределы содержания нитратов. Однако, существует другая проблема — это высокая концентрация пестицидов в томатах. Во всех образцах из Испании, Турции, Марокко, Узбекистана и России были обнаружены неразрешенные пестициды (пириметанил, хлорпирифос, фипронил, о-фенилфенол).

Существует мнение, что проблема нитратов является лишь выдумкой, созданной для того, чтобы отвлечь покупателей от реальных глобальных проблем с запрещенными пестицидами. Известно, что пестициды вызывают онкологические заболевания, а также серьезные генетические мутации. Заметим, что для определения пестицидов нет и карманных бытовых приборов, в отличие от тестеров на нитраты, о которых речь пойдет ниже.

В настоящий момент нет подробных исследований, указывающих на то, что употребление нитратов в пищу снижает продолжительность жизни. Однако, абсолютно точно установлено, что для детей до трех лет и людей, страдающих, бронхиальной астмой, желудочно-кишечными заболеваниями, заболеваниями щитовидной железы, даже небольшие концентрации нитратов могут привести к серьезным отравлениям и даже к летальному исходу.

Что собой представляют нитраты? Научный подход

Нитраты — это кристаллические белые вещества. С химической точки зрения нитраты представляют собой соли азотной кислоты и могут быть получены синтетическим путем. Нитраты не разрушаются при комнатной температуре и хорошо растворимы в воде.

При нагревании нитраты разлагаются с образованием солей нитритов, металлов, кислорода, оксидов азота, которые так же растворимы в воде. Это является важным моментом, поскольку человек состоит из воды более чем на 50%. Тело новорожденного содержит почти 80% воды, а зародыша — 98%. Таким образом, при съедании нитратного овоща, соли сразу проникают во все биологические жидкости, вступая затем в реакции с образованием нитритов и других веществ.

Откуда нитраты появляются в фруктах и овощах

Небольшое количество нитратов содержатся во всех овощах и фруктах, так как эти соли участвуют в круговороте азота в природе. Из-за своей дешевизны нитраты являются также самыми распространенными минеральными удобрениями во всем мире. Их используют для повышения урожайности.

Наибольшее количество нитратов накапливается в овощах и фруктах, выращенных в тепличных условиях.

Cтоит отметить, что разные культуры имеют разную способность накапливать нитраты. Максимальный уровень нитратов обнаруживается в листовом салате из-за наличия большой системы капилляров и жилок в листьях, а также в помидорах и огурцах, выращенных в теплице вне сезона. Поэтому очень важно покупать сезонные овощи и фрукты в зависимости от региона проживания.

Кроме того, не стоит забывать, что во многие промышленно выпускаемые копченые изделия из мяса также добавляют нитраты.

Чем опасны нитраты для человека

Научно доказано, что нитраты для человека безопасны. Однако, попадая в организм, они под влиянием различных факторов могут переходить в другие соли — нитриты, а также в канцерогенные производные аминов. Например, гемоглобин крови при взаимодействии с нитритами образует производное, не способное переносить кислород. Таким образом, в организме человека при повышенной концентрации нитратов может возникнуть кислородный голод и затем отравление. Каждый организм индивидуален, поэтому симптомы отравления могут развиться спустя час после съеденного овоща, а может пройти и около 5-6 часов.

Симптомы отравления нитратами

Симптомами отравления на первом этапе являются:

• тошнота,
• пониженное артериальное давление,
• рвота или диарея,
• болезненность в области печени.

Следующим этапом отравления нитратами может стать:

• сильная головная боль,
• слабость,
• судороги тела,
• потеря сознания.

Нередко именно такие симптомы описывают люди, съевшие арбуз, содержащий опасную концентрацию нитратов. Обычно такое случается вначале «арбузного» сезона (июнь-начало июля), когда производители с целью повышения урожайности прибегают к удобрениям.

Прогностическое влияние нитратов на организм: нитраты могут снижать содержание витаминов и питательных веществ в организме. Например, известна активная биохимическая реакция с йодом. Как следствие завышенная доза нитратов может повлиять на работу щитовидной железы. Если вспомнить, что жители центральных регионов нашей страны испытывают чрезвычайный дефицит йода, то можно только предположить, как нитраты могут навредить здоровью эндокринной системы.

Существует ли норма употребления нитратов в организме?

Существует такое понятие, как предельная допустимая концентрация нитратов (ПДК) для человека в сутки. ВОЗ установила этот показатель для человека – 3,7 мг нитратов на 1 кг массы тела .

При этом в каждой стране он может изменяться. Например, в Германии это 50-100 мг в сутки, в Америке - 400-500 мг, в странах Узбекистана, Армении, Грузии — 300 мг.

В России этот вопрос регулируется постановлением N 36 от 14 ноября 2001 г. Главного государственного сан.врача «О введении в действие сан. правил». В данном постановлении для каждого продукта определено максимальное содержание нитратов на килограмм продукта.

Но и тут существуют подводные камни. Даже если овощи содержат предельно допустимое количество нитратов, то превысить эту норму очень легко. Например, если съесть не 100-200 г, а 300 г листового салата.

Существуют и приборы, которые, как нам обещает производитель, позволят установить концентрацию нитратов и подскажут, опасная она или нет для конкретного продукта. Сегодня на рынке эти тестеры-нитратомеры представлены в основном двумя фирмами российского и китайского производства, средняя розничная цена от 5-6 тыс. руб. Другие приборы не являются бытовыми, они рассчитаны на использование профессионалами в условиях лаборатории.

Принцип работы нитратомера основан на измерении электропроводности среды. Из школьного курса химии нам известно, что содержание всех без исключения солей влияет на электропроводность раствора. То есть получается, что тестер будет показывать не только избирательную концентрацию нитратов в овощах, а содержание всех солей. А ведь известно, что, например, помидоры содержат в себе соли калия, меди, магния, а еще хлора, если поливать помидоры обычной водопроводной водой. Следовательно, нитратомер уже заведомо будет искажать значение.

Если вы уже приобрели нитратомер, то можете провести простой опыт, доказывающий сказанное выше. Можете сначала определить нитраты в любом овоще или фрукте, а затем посолить их и снова воспользоваться тестером. При этом вы увидите, что нитратомер определяет завышение концентрации нитратов примерно в 3 раза, хотя добавили вы обычную соль.

Вывод: нитратомеры не производят химический анализ продуктов, а измеряют лишь электропроводимость среды, которая зависит не только от нитратов, но и от содержания любых солей.

Так стоит ли покупать тестер?

Лабораторные испытания нитрат-тестеров: исследования в настоящий момент проведены в лаборатории при Московском государственном университете пищевых производств под руководством ведущего научного сотрудника, кандидата биологических наук Александра Юрьевича Колеснова. Ученый доказал, что оба прибора показывают превышение концентрации нитратов в 5-10 раз в сравнении с определённой химическим методом в лаборатории.

Между тем, в инструкции к нитратомеру прописано, что он определяет содержание ионов, в том числе нитратов, а его погрешность измерения составляет 30%. Закладывая такую погрешность прибора, производитель заведомо уходит от ответственности, ограждая себя тем самым от ненужных споров. Производители тестеров доказывают, что они учли и то, что концентрация солей в разных овощах и фруктах будет отличаться, и ввели поправочный коэффициент на это. Например, для помидора характерно большее содержание солей, чем для огурцов. Но и здесь производитель лукавит.

А. Ю. Колеснов в своих исследованиях пришел к выводу, что содержание солей является величиной, зависимой от условий выращивания, например, от места произрастания и типа почвы. Кроме того, влияют на содержание солей и климатические условия, количество осадков, а также условия хранения плодов после сборки урожая. Поэтому точно предсказать, сколько солей будет в овощах, невозможно. Учитывая такие обстоятельства, погрешность прибора может составить 1000%.

Вывод: не стоит приобретать нитратомер, так как этот прибор не показывает реальное содержание нитратов, а учитывает все соли в растительном продукте.

Как уберечь себя от нитратов

Правило №1 Соблюдайте условия хранения овощной продукции!

Содержание нитратов в овощах существенно снижается при их правильном хранении. Если вы храните картофель в сухом проветриваемом помещении, то уже к февралю содержание нитратов снизится в нем на 30%. Немаловажным фактором является и температура хранения. Не зря 30 лет назад практически у каждого в семье были погреба для хранения. Считается, что идеальной для сохранности овощей является температура в 2-5 ºС. Чем выше температура хранения, тем выше риск перехода нитратов в нитриты.

При закладке на хранение овощи должны быть сухими и без механических повреждений. В противном случае микробы на поверхности овоща будут перерабатывать нитраты в нитриты.

Правило № 2 Выбирайте только сезонные овощи и фрукты в зависимости от вашего места жительства.

Правило № 3 Делайте домашние заготовки овощей и фруктов впрок .

Многие сегодня отказываются от маринования овощей на зиму. Большинство витаминов и полезных веществ теряется при консервировании, а из-за повышенного содержания соли в консервации употреблять маринованные овощи некоторым людям, страдающим скачками давления, бывает вредно. Однако, научно доказано, что в соленых и маринованных овощах содержание нитратов существенно снижается. Спустя две недели после засолки нитраты переходят в рассол и их количество снижается.

Хорошая новость к Великому посту: самыми безвредными маринады считаются к весне, когда количество нитратов может снижаться в два раза.

Кроме того, эффективным методом сохранения овощей и фруктов является их заморозка или сушка.

Правило № 4 Употребляйте те части овощей, в которых нитраты накапливаются в меньшей степени.

• В листовых салатах наибольшая концентрация обнаружена в центральных стеблевых остовах и ближе к корню.
• У укропа, петрушки, кинзы следует выбрасывать стебли.
• С капусты необходимо снимать первые листья, а кочерыжку выкидывать.
• Огурцы и редис накапливают нитраты в кожуре и в разных концах овоща, поэтому их лучше почистить перед употреблением.
• Также около плодоножки накапливаются нитраты у кабачков и баклажанов.
• В дынях и арбузах самая большая концентрация нитратов в корке.
• У свеклы большинство нитратов в верхней и нижней части корнеплода, а у моркови в кожице и в сердцевине.

Правило № 5 Заведите домашний огород.

Выращивать зелень, зеленый лук и листовой салат можно круглый год на подоконнике. Так вы обезопасите себя от лишнего употребления нитратов. Например, полезный кресс-салат уже через 2-3 недели после появления всходов можно употреблять в пищу. Лук является самым неприхотливым и быстро растущим растением для домашнего огорода.
Такие сорта салата, как Витаминный, Новогодний и Лолло Росса, также не требуют дополнительного света и тепла.

Есть расхожее мнение, что нитраты можно выявить, капнув на растения соляную или серную кислоты. Но это не так. Для точной "нитратной диагностики" в домашних условиях нужно приобрести "Раствор дифениламина в серной кислоте". Он продается в темных склянках в специализированных магазинах, торгующих химическими реактивами, лабораторным оборудованием и посудой.

Дифениламин ((C6H5)2 NH) - обладает способностью окрашиваться под воздействием нитрат-ионов в цвета от светло-голубого до темно-синего. Если нитратов мало, окраска будет светло-голубой, если много - близка к синему или синяя.

Определение нитратов в зелени

• Возьмите небольшой кусочек листика или стебля. Разомните в ступке ли рукой. Вам нужно капнуть каплю сока растения на предметное стекло (любая не впитывающая влагу поверхность, но на стекле получится отчетливее). Под стекло подложите белый лист бумаги. Купить стекло можно в том же магазине химических реактивов.
• К соку капните раствор дифениламина в серной кислоте (0,1г дифениламина на 10 мл серной к-ты).
• Оцените получившуюся окраску.

Определение нитратов в овощах и фруктах

• Каплю сока капните на предметное стекло (под него положите белую бумагу) и затем капните к ней каплю раствора дифениламина.
• Оцените окраску.
• Не делайте распространенную ошибку: есть овощи и фрукты, внутри которых сока предостаточно и его можно добыть без труда. Многие люди, которые пытаются найти нитраты с помощью раствора дифениламина, берут слишком большое количество сока, наливают в стаканы/тарелки и льют к нему дифениламин. Так никакого окрашивания не произойдет из-за слишком большого объема сока и его часто очень насыщенного цвета. Поэтому рекомендуем вышеуказанную схему: капля сока + капля дифениламина и все это на предметном стекле - для наглядности и достоверности.

Количество нитратов выдаст нитрат-тестер

Для бытового использования лучше применять портативный нитрат-тестер (тоже, что нитратомер). Используется так: проверяемый фрукт/овощ (или другое) прокалывается специальным зондом, расположенным в нижней части прибора. Уровень нитратов показывается цифрой и цветовым индикатором. Плюсы использования нитратомера:

• Позволяет проверять фрукты, овощи, зелень, свежее мясо, продукты питания для детей; всего около 30 наименований (например, нитратомер "СОЭКС НУК-019-1").
• Позволяет проводить проверку в любом месте в любое время, поскольку большинство моделей малого размера, имеют чехлы, их легко можно носить с собой в кармане.
• В приборе уже заданы нормы ПДК (предельно допустимой концентрации) нитратов для каждого из 30-ти продуктов. Нормы соответствуют действующему на момент покупки прибора СанПиН 2.3.2.1078-01.
• Число нитратов отображается цифрой на дисплее.
• Цветовой индикатор дополняет числовой: спектр от зеленого до красного.

Как найти нитраты "на глаз" в домашних условиях

Распознать продукты питания, перенасыщенные нитратами вы сможете так:

Огурцы . Нитратный огурец практически не имеет запаха, если его разломить (у хорошего запах ярко выражен), цвет часто очень насыщенный, "изумрудный". Нитратный огурец при хранении желтеет и его мякоть становится рыхлой.

Редис . Нитратный редис имеет ботву насыщенного зеленого цвета.

Помидоры . У помидор с нитратами ярко-зеленая ботва, белые прожилки.

Морковь . У моркови с нитратами ярко-оранжевый окрас "мякоти", сердцевина беловатая.

Фрукты . Нитратные яблоки, сливы и груши, как правило, не имеют следов присутствия червячков (червоточин), их поверхность идеально ровная.

Арбузы . Арбуз с нитратами имеет плохо поддающиеся разжевыванию желтоватые "нити", может иметь кисловатый запах. Возьмите немного мякоти и поместите в стакан с чистой водой, размешайте. Если вода стала розовой - арбуз нитратный.

Запомните, что повод для подозрения на нитратность - чрезмерная крупнота плодов, будь то свекла, морковь, кабачки, лук, огурцы или капуста. Овощ - мутант должен вызывать подозрение. Хорошие овощи, как правило, средних размеров. Овощи, которые "доживают свои последние дни" лучше не приобретать - в них нитраты уже вовсю переходят в нитриты.

Укроп, петрушка . Нитратная зелень имеет очень "мясистые, жирные" стебли, если их пожевать - они практически не разжевываются. Нитратная зелень не ароматна, имеет ярко-зеленую окраску.

Капуста . Верхние листья нитратной капусты покрыты черными точками и пятнами. Не путайте их с червоточинами, черные пятна - имеют грибковую природу, а грибки селятся как раз на капусте с повышенным содержанием нитратов.

Картошка . Картошка с нитратами излишне мягкая, режется "как по маслу", не издает характерный хруст. Попробуйте проколоть кожуру ногтем: ноготь прошел легко, никакого хруста не было - это нитратный картофель.

нитрат нитрит продукт питание

Определить по внешнему виду содержание нитратов в овощах и фруктах трудно или вообще невозможно. У вегетирующих (с листьями и стеблями) растений по интенсивности зеленой окраски листьев и черешков, особенно нижних ярусов, можно лишь ориентировочно судить: чем она темнее, тем больше нитратов в них содержится. При осмотре клубней картофеля, корнеплодов, плодов, ягод это сделать еще труднее. Агробиологи советуют при покупке овощей и фруктов выбирать не самые красивые плоды. В блестящих, как будто искусственных плодах нитратов, как правило, предостаточно. Замечено, что корнеплоды моркови одного сорта, но имеющие более яркую окраску, содержат нитратов меньше, чем корнеплоды, окрашенные менее интенсивно. Зеленые стручки фасоли содержат нитратов больше, чем желтые. Сходная зависимость между окраской и содержанием нитратов наблюдается у сортов сладкого перца. В арбузах и дынях много нитратов под коркой и в незрелых плодах. В сочных перезревших арбузах наличие нитратов легко определить по пустотам в мякоти, из которых выпадают семена.

В аналитической химии известно несколько методов качественного определения нитратов и нитритов в растворе.

1. На часовое стекло поместить три капли раствора дифениламина, пять капель концентрированной серной кислоты и несколько капель исследуемого раствора. В присутствии нитрат- и нитрит-ионов появляется темно-синее окрашивание.

2. К 10 мл исследуемого раствора прибавить 1 мл раствора, состоящего из 10%-го раствора реактива Грисса в 12%-й уксусной кислоте, и нагреть до 70-80 °С на водяной бане. Появление розового окрашивания свидетельствует о наличии нитрит-ионов.

Приготовление реактива Грисса. Реактив состоит из двух растворов.

Первый - растворить 0,5 г сульфаниловой кислоты при нагревании в 50 мл 30%-го раствора уксусной кислоты.

Второй - прокипятить 0,4 г a-нафтиламина в 100 мл дистиллированной воды. К бесцветному раствору, слитому с сине-фиолетового осадка, прилить 6 мл 80%-го раствора уксусной кислоты.

Перед применением оба раствора смешать в равных объемах.

3. К 10 мл исследуемого раствора прилить 10-15 капель щелочи, добавить 25-50 мг цинковой пыли, полученную смесь нагреть. Нитраты восстанавливаются до аммиака, который обнаруживается по покраснению фенолфталеиновой бумаги, смоченной в дистиллированной воде и внесенной в пары исследуемого раствора.

4. Оригинальные методы для определения нитратов и нитритов предложены А.Л.Рычковым (1-й Московский медицинский институт имени И.М.Семашко). Для их проведения можно воспользоваться аптечными препаратами: риванолом (этакридина лактат), физиологическим раствором (0,9%-й раствор хлорида натрия в дистиллированной воде), антипирином (1-фенил-2,3-диметилпиразолон-5).

Риванольная реакция. К 1 мл исследуемого раствора прибавляют 1 мл физиологического раствора и смешивают с 1 мл риванольного раствора (таблетку риванола растворяют при нагревании в 200 мл 8%-й соляной кислоты). Если появится бледно-розовая окраска, значит, уровень нитратов и нитритов в питьевой воде недопустим.

Антипириновая реакция. Антипирин в присутствии 50 мг/л нитритов образует нитропроизводное, окрашенное в салатовый цвет. Если в растворе присутствуют следы дихромата калия, то чувствительность реакции сильно возрастает, и при содержании нитритов более 1,6 мг/л появляется розовая окраска.

Для проведения этого анализа 1 мл питьевой воды смешивают с 1 мл физиологического раствора (концентрация нитритов при таком разведении уменьшается вдвое), добавляют 1 мл раствора антипирина (1 таблетку антипирина растворяют в 50 мл 8%-й соляной кислоты) и быстро 2 капли 1%-го раствора дихромата калия. Смесь нагревают до появления признаков кипения. Если в течение 5 мин раствор становится бледно-розовым, то в нем содержится более 1,6 мг/л нитрит-ионов, а в анализируемой питьевой воде их вдвое больше. В этом случае содержание нитрит-ионов превышает предельно допустимую концентрацию.

Количественное определение суммарного содержания нитратов и нитритов проводят с помощью реактива Грисса, переведя предварительно нитраты в нитриты цинковой пылью в кислой среде при рН = 3. Затем 10 капель исследуемого раствора подкисляют 10 каплями уксусной кислоты и прибавляют 8-10 капель реактива Грисса. Через 5-10 мин появляется розовое или красное окрашивание.

Для определения количественного содержания нитрит-ионов используют серию стандартных растворов. Сначала готовят основной раствор, содержащий 1000 мг нитратов в литре. С этой целью 1,645 г нитрата калия, высушенного до постоянной массы при температуре 105 °С, растворяют в 1 л дистиллированной воды в мерной колбе. Из основного раствора готовят рабочие стандартные растворы (в день проведения анализа) с содержанием 100, 50, 25 и 10 мг/л разбавлением его соответственно в 10, 20, 40 и 100 раз. При проведении анализа с градуировочным раствором проводят те же операции, что и с анализируемой пробой. Затем интенсивность окраски исследуемого образца сравнивают с окраской эталонных растворов визуально или на фотоэлектроколориметре.

Муниципальное казённое образовательное учреждение

Дугинская средняя общеобразовательная школа

Исследовательская работа по биологии

«Определение содержания нитратов в овощах и фруктах»

Номинация «Естественные науки»

Выполнила:

Руководитель: ,

учитель биологии и химии

1.Введение.

2. Обзор литературы.

2.1.Общая характеристика нитратов.

2.2. Нитраты в продуктах питания.

2.3. Влияние избытка нитратов на здоровье человека.

2.4. Как обезопасить себя от отравления нитратами.

2.5. Пути попадания нитратов в организм человека.

2.6. Допустимые нормы нитратов для человека.

3. Экспериментальная часть.

3.1. Методы исследования.

3.2. Результаты исследования.

4. Заключение.

5. Литература.

1.Введение

1. Тема исследовательской работы: «Определение содержания нитратов в овощах и фруктах».

1. Овладение методикой определения нитратов.

2. Определение содержания нитратов в овощах и фруктах, купленных в магазине и выращенных на собственном огородном участке.

3. Задачи:

1. Изучение литературы о роли нитратов в питании растений и

влиянии избытка нитратов на здоровье человека;

2. Отработка методики определения нитратов в растительных объектах, анализ результатов и их оформление.

3. Актуальность работы связана с проблемой содержания нитратов в продуктах питания, поскольку их избыточное количество может привести к ряду негативных для человека последствий.

План исследовательской работы:

1. Изучить литературу по данной теме.

2. Познакомиться с общей характеристикой нитратов.

3. Выяснить пути попадания и влияние избытка нитратов на организм человека.

4. Познакомиться с допустимыми нормами нитратов для человека.

5. Овладеть методикой определения нитратов.

6. Определить содержание нитратов в растительных продуктах.

7. Сделать выводы по результатам исследования.

Данная 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.

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».

В последнее время часто слышим слово «нитраты», которое обсуждается людьми в магазинах, на рынке. В словаре выяснили, что означает слово «нитраты». 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. При неправильном их применении в большей степени овощи и фрукты накапливают в себе опасное для человеческого организма количество нитратов.

Нитраты, нитриты и другие азотсодержащие соединения в настоящее время привлекают особое внимание гигиенистов. Они проявляют большой интерес к вопросу об остаточном содержании нитратов в продуктах питания и тем нарушениям в состоянии здоровья человека, которые могут быть вызваны нитратным загрязнением. Систематическое поступление в организм повышенных количеств нитратов чревато неблагоприятными сдвигами в жизнедеятельности организма, возрастанием риска онкологических заболеваний.

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 и фруктах.

Для достижения поставленной цели я решала следующие задачи:

Изучила литературу о нитратах и нитритах;

Используя методику по обнаружению нитратов, я определяла их примерное содержание в овощах и фруктах.

2. Обзор литературы.

2.1. 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 «безнитратных» продуктов 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. Тем не менее, разговоры о вреде нитратов для здоровья не прекращаются. Однако проблема не в самих нитратах, а в том, какое их количество попадает в организм 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.

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. 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. 2.2. Нитраты в продуктах питания.

Каковы же основные источники пищевых нитратов? Практически это 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.

Однако у различных растений есть и свои индивидуальные особенности. Известны «накопители» нитратов. К ним относятся зеленые овощи: салат, ревень, петрушка, шпинат, щавель. Свекла может накапливать до 140 мг нитратов (это предельно допустимая концентрация), а некоторые сорта и больше. А вот в других овощах нитратов значительно меньше. Фрукты, ягоды и бахчевые содержат нитратов очень мало (меньше 10 мг в 100 г плода).

В растениях нитраты распределены неравномерно. В капусте, например, нитраты больше всего накапливаются в кочерыжке, в огурцах и редисе – в поверхностных слоях, в моркови – наоборот.

Теперь, когда все известно о пищевых нитратах, попробуем представить их реальную опасность для здоровья. Рассмотрим основные источники нитратов. Начнем с зеленых овощей (салат, петрушка, укроп и т. д.). Их потребление практически редко превышает 100 г в день, а чаще всего около 50 г, т. е. с одной порцией можно получить менее трети от безопасной суточной дозы. Теперь перейдем к свекле. Ее, как известно, потребляют только в отваренном виде. Поскольку при варке (40%) и зачистке (10%) теряется половина нитратов, а общественное питание рекомендует порцию отваренной свеклы в 125 г, то со свеклой мы можем получить 100 мг нитратов (меньше трети суточной дозы). Картофель и капуста в отваренном виде потребляются порциями по 300 г. С учетом потерь при зачистке и кулинарной обработке с одной порцией этих продуктов можем потребить около 60 мг нитратов.

По способности накапливать нитраты растения можно разделить 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:

1) у свеклы нитраты сконцентрированы в верхней части корнеплода – до 65 %;

2) у моркови - в сердцевине – 90% и в наружной части – 10%;

3) у капусты – в кочерыжке и в толстых черешках листьев;

4) у картофеля в мелких клубнях нитратов больше, чем в крупных,

сосредоточены они под кожурой;

5) маленькие огурцы содержат нитратов меньше, чем большие; в огурце, сорванном утром, нитратов меньше.

Качество овощей зависит от многих причин, в том числе от вносимых удобрений и применяемых средств защиты растений.

Нитраты используются в качестве удобрений и известны как селитры: натриевая (чилийская), калиевая (настоящая), аммиачная (аммонийная) и кальциевая (норвежская). Нитраты – важнейший компонент питания растений, поскольку входящий в них азот – главный строительный материал клетки.
Способность накапливать нитраты у различных культур неодинакова. Наибольшее накопление отмечается у зеленых культур: укропа, петрушки, зеленого лука (от 400 до 2500 мг/кг). Значительно меньшей способностью к накоплению нитратов обладают томаты (10–190 мг/кг), перец сладкий (40–330 мг/кг), баклажаны (80–270 мг/кг).

Для получения овощей с низким содержанием нитратов необходимо правильно использовать чередование культур в севообороте, поливы и оптимальную густоту посева или посадки, рационально применять удобрения. Известно, что томаты, перцы и баклажаны отличаются малым накоплением нитратного азота в плодах, однако в этом имеются значительные сортовые различия и особенное влияние оказывают условия, в первую очередь освещенность. Поэтому загущение 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.

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 чем больше концентрация нитратов, тем интенсивнее протекает процесс их восстановления и больше образуется нитритов.

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.

Предельно допустимые концентрации нитратов
в продуктах растениеводства

2.3. 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.

1. 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.

2. Особенно опасны нитраты для грудных детей, т. к. их ферментная основа несовершенна и восстановление метгемоглобина в гемоглобин идет медленно.

3. Нитраты способствуют развитию патогенной (вредной) кишечной микрофлоры, которая выделяет в организм человека ядовитые вещества токсины, в результате чего идёт токсикация, 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.

4. Нитраты снижают содержание витаминов в пище, которые входят в состав многих ферментов, стимулируют действие гормонов, а через них влияют на все виды обмена веществ.

В этом случае основное средство профилактики - сокращение сроков хранения. Все салаты, а особенно овощные соки и пюре для детей, следует готовить или вскрывать консервированные непосредственно перед употреблением, При необходимости готовые продукты хранить лучше в холодильнике, и не больше суток. Стерилизация (кипячение) соков, супов, убивая микрофлору, также подавляет образование нитритов.

Определение нитратов не займет много времени, если у вас есть специальный прибор нитратомер. А как быть тем, у кого нет этого замечательного прибора?
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.

Известно, что во всех овощах и плодах больше всего нитратов содержится в кожуре. Кроме того, вредных веществ больше в зеленых плодах, чем в зрелых. Богаты нитратами и части растений, расположенные ближе к корню. Проще говоря, в листьях петрушки, сельдерея и укропа их почти вдвое меньше, чем в стеблях, поэтому у пряных трав надо выбрасывать стебли и использовать только листья.

В поверхностной части моркови нитратов на 80% меньше, чем в ее сердцевине. А в огурцах и редиске, наоборот, поверхностные слои (кожура) на 70% богаче нитратами, чем внутренняя (следовательно, огурцы лучше очистить и срезать место прикрепления их к стеблю). У огурцов, свеклы, редиса, к тому же, надо срезать оба конца, здесь самая высокая концентрация нитратов.

Используя в пищу части растений, содержащие наименьшее количество нитратов, можно снизить их поступление в организм практически вдвое. Это очень важно учитывать при приготовлении сырых витаминных салатов. Кроме того, даже предварительная обработка - обязательное мытье и чистка - снизит количество нитратов в овощах на 10-15%.

При длительном (в течение двух часов) вымачивании в воде из листьев петрушки, укропа, салата вымывается 15-20% нитратов. Чтобы снизить на 25-30% содержание нитратов в картофеле, моркови, столовой свекле, капусте, достаточно час подержать их в воде.

В процессе отваривания моркови и свеклы наиболее интенсивный переход нитратов в отвар происходит в первые 30-40 минут, далее процесс практически прекращается. Картофель теряет при варке до 80% нитратов, морковь и капуста - до 70%, свекла - до 40%.

Опасность отравления нитратами действительно существует. Ее можно избежать, следуя следующим советам:

1. Нитраты химически активны и даже при обычном хранении их содержание в плодах быстро уменьшается. При мытье и чистке теряется 10-15%, при варке 40-70% нитратов;

2. Не стоит увлекаться внесезонными тепличными овощами, например употребление в пищу 2 кг тепличных огурцов за один прием может вызвать опасное для жизни отравление. Часто происходит отравление арбузами и дынями, которые вообще не рекомендуется покупать раньше конца августа;

3. Нитраты хорошо растворимы в воде, поэтому свеклу, кабачки, картофель, капусту, тыкву и другие овощи перед приготовлением необходимо нарезать кубиками и 2-3 раза залить водой, выдерживая в ней по 5-10 мин;

4. Варка овощей, квашение, соление уменьшают содержание нитратов, а сушка, наоборот, повышает;

5. Очищенный картофель лучше залить на сутки 1% раствором поваренной соли или аскорбиновой кислоты;

6. У капусты необходимо снимать верхние кроющие листья и выбрасывать кочерыжку;

7. У свеклы и моркови нужно срезать верхнюю и нижнюю части корнеплода;

8. Огурец нужно очищать от кожицы и отрезать у него хвостик;

9. Имейте ввиду, что самое высокое содержание нитратов (мг/кг) отмечается в свекле (), капусте (), салате (), петрушке ();

10. Нитраты накапливаются в таких частях растения:

А) у капусты – в кочерыжке;

Б) у моркови – в сердцевине;

В) у огурцов и кабачков – в кожуре;

Г) у зеленых культур – в стеблях.

ВОЗ считает допустимым содержание нитратов в продуктах до 300 мг на 1 кг сырого вещества (или 45 мг на 1 л сока).

2.5. Пути попадания нитратов в организм человека.

Нитраты попадают в организм человека различными путями.

1. Через продукты питания растительного и животного происхождения. Нитраты в основном скапливаются в корнях, корнеплодах, стеблях, черешках и крупных жилках листьев, значительно меньше их в плодах.

Основная масса нитратов попадает в организм человека с консервами и свежими овощами (40-80% суточного количества нитратов). Незначительное количество нитратов поступает с хлебо-булочными изделиями и фруктами; с молочными продуктами попадает их - 1% (10-100мг на литр). Нитраты содержатся и в животной пище. 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

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.

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.
Все тепличные растения подкармливают нитратами и обрабатывают пестицидами. Превышение допустимых концентраций в почве этих вредных веществ приводит к тому, что они накапливаются в растениях. А чтобы овощи быстрее созрели, в грунт зачастую добавляют стимуляторы роста клеток – так называемые факторы роста. Особенно много химикатов может оказаться в плодах, привезенных из Турции и Египта. А 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. У ребенка еще не полностью сформирована слизистая оболочка пищевого тракта, она не может защитить организм от токсинов. У взрослых начнутся проблемы с желудочно-кишечным трактом – гастриты, язвы, заболевания дыхательной и сердечно-сосудистой системы. Избыток нитратов ведет не только к отравлению, но и к кислородному голоданию клеток и тканей (тканевая гипоксия) и даже к образованию канцерогенов в организме.

Нитратов всегда больше в плодах крупных размеров. Их величину и вес нагоняют многократными подкормками и другими агротехническими приемами.

Между тем, не все растения одинаково накапливают нитраты. Больше всего «яды» любят «селиться» в арбузах, дынях, капусте, картофеле, петрушке, укропе, черной редьке, листовом салате, шпинате, щавеле, ревене, сельдерее, моркови, редисе, свекле. А вот в бобах, фасоли, зерновых, чесноке, смородине, вишне , яблоках и сливах нитраты встречаются лишь в маленьких дозах.

В процессе хранения и переработки продукции количество нитратов, как правило, несколько снижается, однако при нарушении режимов хранения их содержание может расти, и довольно существенно.

Хранение свежих овощей при низкой температуре предотвращает образование нитритов. В глубоко замороженных овощах накопления нитратного азота не происходит. Однако размораживание шпината при комнатной температуре в течение 39 часов приводит к образованию нитритов в продукции. Хранение загрязненных почвой и поврежденных листовых овощей, при температуре выше 5° ускоряет образование нитратов в тканях вследствие проникновения микроорганизмов. В процессе хранения овощей и картофеля при оптимальных условиях влажности и температуры количество нитратов во всех видах продукции снижается. Наиболее заметно их количество падает в период февраль-март у капусты и свеклы столовой, несколько в меньших размерах - у моркови и картофеля. При хранении картофеля на складе с усиленной вентиляцией через 3 месяца сохраняется 85%, а через 6 месяцев - 30% нитратов от исходного уровня. В корнеплодах моркови 70% и 44% соответственно. Оптимальные условия (температура и влажность) хранения обеспечивают снижение уровня нитратов в овощеводческой продукции через 8 месяцев на 50%. Таким образом, степень снижения количества нитратов при хранении зависит от вида продукции, исходного содержания их, режимов хранения и прочих условий.

Овощеводческая продукция используется в пищу человеком как в свежем, так и в переработанном виде. В зависимости от режимов и видов технологической переработки меняется уровень содержания нитратного азота в конечном продукте . Как правило, количество нитратов в продукте в процессе переработки снижается, но при этом следует соблюдать режимы переработки.

В зависимости от способа дальнейшего приготовления пищи количество нитратов снижается неодинаково. При варке картофеля в воде уровень нитратного азота падает на 40-80%. на пару - на 30-70%. При жарении в растительном масле - на 15%, во фритюре - на 60%. При предварительном замачивании картофеля в 1%-ном растворе хлористого калия и 1%-ном растворе аскорбиновой кислоты и дальнейшем жарении во фритюре степень нитратов падает на 90%. В отварной моркови количество нитратного азота снижается в 2 раза. В отварной свекле количество нитратов остается таким же, как и в сырых корнеплодах. Согласно другим сведениям степень снижения уровня нитратного азота в свекле в процессе варки определяется размером корнеплода.

Наибольшее количество нитратов теряет в процессе варки капуста. почти 60% от исходного уровня, морковь, свекла и картофель неочищенный теряют примерно одинаковое их количество (17-20%). Очистка клубней картофеля приводит к резкому (более чем в 2 раза) увеличению потерь нитратов, т. е. кожица клубней является определенным барьером для перехода нитратов в воду.

В плодах соленых томатов количество нитратного азота возрастает в 1,4-1,8 раза. При этом в рассоле в 2,2-2.8 раза больше, чем в исходных свежих плодах, которое обусловлено применением приправы зеленых овощей (укроп, петрушка, чеснок), содержащих повышенное количество нитратов.

В первые дни количество нитратов в плодах огурцов более эффективно снижается при консервировании. Однако на 30-е сутки эффект от засолки и консервирования оказывается примерно равным, количество нитратов составляет свыше 30% от исходного уровня в продукции. При хранении консервированных огурцов (сортов Конкурент и Кустовой) в течение 4-5 месяцев содержание нитратов снижается в 5-6 раз. При квашении капусты содержание нитратов на 5-е сутки снижается в 2,1 раза по сравнению с исходным количеством в свежей капусте. В течение 2 последующих суток уровень нитратов в квашеной капусте практически не меняется.

В томатном соке, подвергающемся термической обработке, количество нитратов уменьшается в 2 раза. При 57%-ном выходе сока моркови и 80%-ном выходе сока из столовой свеклы значительная часть нитратов переходит в жидкую фазу, хотя их количество в соке зависит от вида продукции. Так, в морковный сок из корнеплодов переходит 44% нитратного азота от общего количества их в сырье. У свеклы почти 80% их также переходит в сок. При производстве сухих вин нитраты переходят в сок. Полученные вина могут содержать от 1 до 47,8 мг/л нитратного азота. Известно, что концентрация нитратов выше 8 мг/л существенно сказывается на вкусовых качествах продукта, он приобретает вяжущий кисловато-соленый вкус.

Свежеприготовленные соки могут стать опасными для здоровья, если длительное время не подвергаются дальнейшей обработке вследствие быстрого перехода нитратов в нитриты. При хранении свекольного сока в течение суток при 37°С количество нитритов возрастает от нулевого содержания до 296 мг/л, при комнатной температуре - до 188 мг/л, а в холодильнике - до 26 мг/л. В процессе сушки продукта или упаривания жидкости зачастую происходит увеличение количества нитратов.

С продуктами животного происхождения в организм человека, как правило, поступает незначительное количество нитратов. Тем не менее, накопление нитратного азота в них обусловлено, по всей видимости, с одной стороны, использованием животными кормов с высоким уровнем нитратов, а с другой - поступлением их в продукты в процессе технологической переработки.

Содержание нитратов невелико в рыбе и в свежезамороженных продуктах. В процессе переработки рыбы (горячее копчение) часть нитратов переходит в нитриды. 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. Нитратные соли используются для придания соответствующей окраски получаемым продуктам. В ряде зарубежных стран соли азотной кислоты используются в качестве консервантов.

Табак не является продуктом питания, но на земном шаре курят свыше 1 млрд. человек, которые ежедневно выкуривают 5 трлн. сигарет. Ежегодный прирост курящих составляет свыше 2,1%. В то же время негативное действие табака на организм человека не ограничивается влиянием только никотина. Известно, что растения табака накапливают значительные количества нитратного азота, который в процессе курения превращается в окислы табака.

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. Некоторые государства отказываются от добавления нитратов в мясопродукты из-за их неконтролируемого превращения в нитриты.

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.

Как ни странно, но пока большинство населения страны, теоретически осуждая применение минеральных удобрений и ядохимикатов, широко использует их в своих жилищах и на огородах. Рядового потребителя прельщает очевидная «эффективность» химии: брызнул дихлофосом, и на глазах десяток тараканов «протягивает ноги», влил селитры - и помидоры растут, как на дрожжах. 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 хондроз, и рак встречались гораздо реже?

В силу какой-то страшной логики в нашем сознании живет надежда на чудо, что яды убивают только «вредные» организмы, а для человека они безопасны. Кроме того, рядового потребителя прельщает дешевизна и красивая упаковка опасных ядов. Пока мы будем придерживаться принципа - «числом поболее, ценою подешевле», агрохимии нечего беспокоиться за свою судьбу.

Дешевизна интенсивно химизированных сельхозпродуктов объясняется неоплаченными долгами природе (загрязнение окружающей среды и продуктов).

Эти долги и их проценты оплачивает все общество собственным здоровьем и будущим своих детей.

Интенсивная агрохимизация порождена погоней за наивысшей производительностью труда , за наивысшей прибылью во вред природе и человеку.

Поскольку химизация обусловлена экономическими условиями, погоней за прибылью, 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 за качеством окружающей среды и продуктов.

2.6. Допустимые нормы нитратов для человека.

Допустимая суточная доза нитратов для взрослого человека составляет 325 мг в сутки. 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.

Исследования показали, что токсическое действие нитратов пищевых продуктов проявляется слабее, чем содержащихся в питьевой воде, примерно в 1,25 раза. Фактически безопасно с пищевыми продуктами потреблять 320 мг нитратов в сутки.

Допустимое содержание нитратов для взрослого человека составляет 5 мг на 1 кг массы тела. Относительно легко организм человека справляется с дневной дозой нитратов, равной 15-200 мг, а предельно допустимая доза равна 500 мг.

o Для взрослого человека токсичной дозой становится 600 мг.

o 10 мг нитратов будет достаточно для отравления грудного ребёнка.

В Российской Федерации допустимая среднесуточная доза нитратов - 312мг, но в весенний период реально она может быть 500-800мг/сутки.

Минимальное и максимальное накопление нитратов в овощах.

3. Экспериментальная часть.

3.1. Методика обнаружения нитратов

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.

Мы изучили несколько подходов к методикам обнаружения нитрат-ионов.

1. . Анализ воды из природных источников//Химия в школе, 3,1997,с. 62.

Реактив: 1г дифениламина растворить в 100мл серной кислоты плотностью 1,84. Условия проведения реакции:

1) рн < 7,0

2) температура комнатная.

Выполнение анализа. К 1 мл пробы воды по каплям вводят реагент.

2. . 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 растирают пестиком в ступке. Каплю полученного растительного сока помещают на предметное стекло и добавляют в него несколько капель раствора дифениламина. По изменению окраски судят 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. . Элективный курс «Химия и экология»//Химия в школе,7,2010,с.28.

1) определение нитратов в воде, фруктах и овощах в домашних условиях (риванольный способ);

2) определение нитратов в химической лаборатории (дифениловый способ)

(аналогичный способу, предложенному).

Мы применили методику, взяв из методики таблицу соответствия цвета исследуемого образца с концентрацией нитрат-ионов.

Регистрировали результаты с помощью цифрового фотоаппарата.

Первоначально мы отжимали сок растений в химические стаканы и пробовали приливать дифениламин. Из-за большого количества сока, особенно, непрозрачного, мы не могли увидеть результаты. Методом проб мы отработали капельную методику: каплю растительного сока помещали на предметное стекло, помещенное на белый лист бумаги, капали каплю дифениламина и фотографировали. Эта методика проведения опыта дала большую наглядность, многократно проверенная, показала достоверность.

3.2. Результаты исследования.

1. Для исследования взяты овощи, купленные в магазине и выращенные на приусадебном участке. Результаты эксперимента занесены в таблицу №1.

Таблица №1

По данным исследования лидером на содержание нитратов оказалась капуста, купленная в магазине. Концентрация нитрат-ионов в ней, особенно в кочерыге, намного превышает предельно допустимый уровень. Скорее всего, такой результат является следствием нарушения технологии выращивания белокочанной капусты, ведь эта культура очень отзывчива на азотные удобрения, но внесение избыточных доз и поздние подкормки вызывают накопление нитратов в кочерыге, центральных жилках и листьях.

На втором месте - огурец. Можно сделать вывод, что свежие огурцы, продаваемые зимой, выращиваются в теплицах, поэтому в них накапливаются в больших количествах нитраты.

Исследования показали, что в образцах лука, картофеля и моркови содержание нитратов не превышает ПДК.

2. Для исследования взяты фрукты, купленные в магазине. Результаты эксперимента занесены в таблицу №2.

Таблица №2

Исследования показали, что во всех образцах содержание нитратов не превышает ПДК, так как по мере продвижения нитрат - соединений по стволу дерева, они вступают во множество химических реакций и на плодах особо не отражаются.

4. Заключение

В результате своей работы я сделала следующие выводы:

1. Лучше всего употреблять овощи с собственного огорода и овощи, выращенные в открытом грунте.

2. Не всегда в растениях, выращенных на собственных участках, содержание нитратов минимально. Это зависит от нашего 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. То есть, в капусте – это кочерыжка и зеленые верхние листья, в корнеплодах – это низ (корень), а в огурцах, кабачках и т. п.– это место крепления плодоножки.

4. Каждой порядочной 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.

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 вам правильно питаться и сохранить свое здоровье.

5. Литература.

1. Баранчикова рассказывают / Биология, 24,2010,с. 27.

2. Дорофеева двуликие нитраты /Химия в школе, 5,2002,с.43.

3. Иванова курс «Химия и экология»/ Химия в школе,7, 2010, с. 28.

5. Пичугина и повседневная жизнь человека. М.: Дрофа, 2004.

6. Пичугина знаний о превращении соединений азота в почве и в растениях /Химия в школе, 7, 1997,с. 31.

7. Покровская снижения содержания нитратов в овощах. М.: 1988г., с.42-46.

8. Покровский о питании. – М. Экономика, 1994 г.

9. Русецкая, которую мы едим / Химия в школе, 5,2008, с.19-24.

10. Соколов О., Семёнов В., Агаев В., Нитраты в окружающей среде. Пущино, 1990г., с.216-238.

11. Харьковская воды из природных источников /Химия в школе, 3,1997,с 62.но, 1990г., с.216-238.

12. Химия в школе, № 5, 2002. Дорофеева двуликие нитраты.

13. Чапкявиченс уменьшить содержание нитратов и нитритов в овощах, «Здоровье», №3, 1988 г.

Спектроскопические методы широко применяют для определения нитратов. Методы можно разделить на 4 группы.

• 1. Методы, основанные на нитровании органических соединений, особенно фенолов. Применяют хромотроповую кислоту, 2,4-кесиленол, 2,6-ксиленол, фенолдиульфоновую кислоту и 1-амино-пирен.
• 2. Методы, основанные на окислении органических соединений, например, бруцина.
• 3. Методы, основанные на восстановления нитрата до нитрита или аммиака, которые затем определяют. Лучшим методом этой группы является восстановление до нитрита и определение последнего реактивом Грисса.
• 4. Метод основанный на поглощении нитрата в УФ-области.

Принципиальная схема любого спектрального прибора (рис. 1.1) состоит из трех основных частей: осветительной I, спектральной (оптической) II, и приемно-регистрирующей III.

Спектроскопические методы подчиняются закону Бугера- Ламберта-Бера, который звучит так: определение ослабления пучка монохроматическим светом при его прохождении через поглощающее вещество.

Определения нитратов колориметрическим методом с бруцином.

Сущность метода состоит в том, что нитрат- и нитрит- ионы взаимодействуют с бруцином в среде серной кислоты при различной кислотности: Нитрит-ионы при более низкой концентрации (17 вес,%), нитрат-ионы при более высокой (50 вес. %). Нитрат-ионы образуют с бруцином сначала соединение красного цвета, но затем окраска быстро изменяется на желтую, сильно поглощенную в области 400-420 нм. Чувствительность метода примерно 0,1 мкг NO3-/мл. Наилучшие результаты получаются в диапазоне 1-4 мкг/мл, когда кривая поглощение концентрация NO3- близка клинейной. В смеси H2SO4 и HCIO4 следует спектрофотометрировать раствор при 430 нм. Ошибка определения составляет «плюс, минус» 1,5%. Мешают Fe, Cu, K, Na, Mn, Zn, AI, CI-, F-, B-. В растворах, содержащих NO-3 и NO-2 , нитриты предварительно окисляют до NO-3 с помощью KMnO4. Определение NO-3 в присутствии NO-2 можно проводить также в более кислой среде (>6,5М), причем к анализируемому раствору добавляют KNO3, так как специальными опытами установлено, что присутствие 2-10 мкг NO-2 дает постоянное, легко учитываемое завышение оптической плотности фотометрируемого раствора.

Определения нитратов колориметрическим методом с дифениламином.

Сущность метода определения нитратов колориметрическим методом с дифениламином основан на колориметрировании окрашенных продуктов реакции, получающихся при взаимодействии дифениламина с нитрат ионами в сильно кислой среде. При этом дифениламин окисляется азотной кислотой и образуется хиноидная аммониевая соль дифенилбензидина, окрашенная в интенсивно синий цвет. В пробирку наливают 1 мл анализируемой воды, прибавляют 1 каплю раствора NaCl и осторожно по стенкам пробирки, избегая перемешивания, приливают 2-3мл 0.017 % раствора дифениламина в серной кислоте. В присутствии нитратов на границе соприкосновения растворов образуется голубое кольцо, скорость появления которого и интенсивность окраски зависят от содержания нитратов. Примерное количество нитратов можно определить по данным табл. №1 Раствор дифениламина готовят растворением 170 мг дифениламина в серной кислоте. Для этого 170г дифениламина растворяют в мерной колбе на 1000 мл добавлением дистиллированной воды, в которую перед этим добавляют около 50-100мл концентрированной серной кислоты. После растворения дифениламина колба наполняется до метки серной кислотой. Раствор хлорида натрия готовят растворением 20г NaCl в колбе на 100 мл дистиллированной водой.

Количественное определение нитрат ионов проводят фотоколориметрически на приборе ФЭК салицилатным методом. Сущность метода состоит в образовании нитратов с салицилатом натрия в присутствии серной кислоты комплексов желтого цвета.

К 20 мл пробы добавляют 2 мл салицилата натрия, выпаривают в фарфоровой чашке досуха, охлаждают, добавляют 2 мл концентрированной серной кислоты и оставляют на 10 минут. Добавляют 15 мл дистиллированной воды и 15 мл сегнетовой соли. Переносят в колбу на 50 мл, доводят раствор до метки дистиллированной водой и определяют оптическую плотность при 410 нм в кювете на 2 см. Содержание нитрат ионов определяют по градуировочной кривой, которая строится в диапазоне от 0,1 до 4,0 мг NO3-.

Реактивы:

• 1. Основной стандартный раствор КNO3 0,1 мг N/л: 0,7216 г КNO3 растворяют в мерной колбе на 1 литр и добавляют 1 мл хлороформа.
• 2. Рабочий стандартный раствор: 10 мл раствора № 1 разбавляют в колбе на 100 мл и получают раствор 0,01 мг N/л.
• 3. Раствор салицилата натрия, 0,5 %.
• 4. Щелочной раствор сегнетовой соли. 400 г NaOH и 60 г сегнетовой соли растворяютв 1 литре дистиллированной воды.
• 5. Серная кислота, х.ч или ч.д.а., концентрированная.
• 6. Гидроксид алюминия, суспензия. Растворяют 125 г алюмокалиевых или алюмоаммонийных квасцов в 1 л дистиллированной воды, нагревают до 60° С и медленно при непрерывном перемешивании прибавляют 55 мл концентрированного раствора аммиака. Дают постоять 1 час, переносят в большую бутыль (8л) и промывают осадок многократной декантацией дистиллированной водой.

Градуировочная кривая

Определение восстановлением до аммиака

Сущность методасостоит в том, что нитраты восстанавливаются до аммиака действием сплава Деварда или металлического алюминия в щелочной среде. Аммиак отгоняют в раствор борной кислоты и определяют титриметрическим или фотометрическим методом.

Мешающие вещества. Определению мешают ионы аммония и свободный аммиак. Для удаления их раствор подщелачивают и аммиак отгоняют, при этом можно его определить в отгоне. Нитриты восстанавливаются в ходе анализа вместе с нитратами до аммиака, их определяют вместе с последними. Если содержание нитритов велико, то лучше их предварительно разрушить, и затем отделить содержимое одних нитратов.

При относительно малом содержании нитритов. К 100 мл анализируемой воды приливают 2 мл раствора едкого натра или едкого кали и для удаления концентрируют кипячением до объема 20 мл. Затем переносят раствор в колбу или цилиндр Несслера, разбавляют до 50 мл дистиллированной, не содержащей аммиака водой и вводят 0,5 г сплава Деварда. Чтобы защитить сосуд от попадания в него пыли и в то же время не препятствовать выделению водорода, закрывают сосуд пробкой клапаном Бунзена и оставляют на 6 ч. Затем переносят раствор в колбу для перегонки, разбавляют 200 мл водой, не содержащей аммиака, отгоняют аммиак в раствор борной кислоты и заканчивают определение аммиака титриметрическим или фотометрическим методом.

При высоком содержании нитритов. Пробу 100 мл анализируемой воды, нейтрализуют титрованным раствором кислоты или щелочи, прибавляют 10 мл буферного раствора, вводят 0,2 г хлорида аммония и выпаривают досуха на водяной бане. Нитриты при этом реагируют с ионами аммония, образуя азот. Остаток растворяют в 100 мл дистиллированной воды, прибавляют едкого натра и упаривают раствор при кипячении до объема 25 мл, удаляя таким способом аммиак. Дальше продолжают, как описано в разд. 1 , и получают содержание азота нитратов, поскольку нитриты были удалены предварительной обработкой.

Реактивы.

Дистиллированная вода, не содержащая аммиака.

Едкий натр или едкое кали, раствор. Раствор 250 г NaOH или КОН в 1250мл дистиллированной воды, прибавляют несколько полосок алюминиевой фольги и дают водороду выделиться в течении ночи. Затем раствор доводят кипячением до 1 л.

Хлорид аммония и сплав Деварда.

Определение нитратов восстановлением до нитритов.

Сущность метода. Предназначен для определения нитратов в поверхностных водах с содержанием 0,01-0,035 мг /л. В случае более высоких концентраций нитратов пробу перед определением необходимо разбавлять дважды дистиллированной водой.

Принцип метода метод основан на восстановлении нитратов металлическим кадмием

NO3- + Cd + H2O= NO2- +2OH- +Cd2

И последующем определении образующихся нитритов с реактивом Грисса или N-(нафтаил)- этилендиамином и сульфаниламидом. Эффективность кадмия как восстановителя значительно возрастает, если он предварительно обработан раствором соли меди. Восстановленная при этом медь оседает на поверхности кадмия, образуя с ним гальваническую пару. Степень восстановления нитратов зависит от pH раствора и максимальная при рН =9,6. Продолжительность работы кадмиевого редуктора достаточно велика несколько сотен проб.

Оптическую плотность раствора нитритов определяют при л = 536 нм (v=18600 см-1). Линейная зависимость между оптической плотностью растворов и концентраций нитритов сохраняется в пределах от 0,010 до 0,35 мг N/л.

Характеристики метода. Минимальная определяемая концентрация 0,010 мг N/л. Относительное стандартное отклонений U при концентрациях от 0,100 до 0,300 составляет 5,0 % (N=30). Продолжительность определения единичной пробы 1 ч. Серия из 6 проб определяется в течении 2 ч.

Мешающие влияния. Определению мешают гумусовые вещества. Последние вступают во взаимодействие с медью и кадмием с образованием комплексных соединений, накапливающихся на поверхности металла и нарушающих нормальную работу редуктора. Поэтому при анализе окрашенных вод необходима предварительная обработка исследуемой пробы активированной окисью алюминия, не содержащей нитратов.

Для этого в пробу окрашенной воды объемом 300-350 мл насыпают окись алюминия объемом примерно равным 25мл, хорошо взбалтывают, дают немного отстояться и фильтруют через неплотный фильтр (белая или красная лента).

При значительном содержании сероводорода предварительно добавляют CdCI2 в небольшом избытке к сульфид-иону и отфильтровывают или центрифугируют осадок CdS. В противном случае на поверхности кадмия образуется сульфид, нарушающий работу редуктора.

Для анализа отбирают две порции исследуемой воды: 25 и 100 мл. В первой из них определяют нитриты, а во второй проводят восстановление нитратов до нитритов. Для этого к 100 мл анализируемой воды, помещенным в колбу или стакан на 250 мл, прибавляют 2 мл раствора хлорида аммония. Содержимое колбы перемешивают и пропускают через кадмиевый редуктор со скоростью 8-10 мл/ мин по секундомеру. Первые 70 мл пробы, прошедшие через редуктор, отбрасывают, последующие 25мл отбирают в отдельный приемник и сразу добавляют около 10мг сухого реактива Грисса.

Смесь перемешивают и через 40 мин измеряют оптическую плотность раствора на спектрофтометре (л+536 нм, v=18600см-1) . Содержание нитритов находят по калибровочной кривой.

Построение калибровочной кривой.

Для построения калибровочной кривой в мерные колбы емкостью 100 мл приливают 0; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 мл рабочего стандартного раствора и доводят объем до метки дистиллированной водой. Концентрации этих растворов соответственно равны 0; 0,025; 0,050; 0,10; 0,15; 0,20; 0,30 мг N/л. Проводят определение нитратов. Строят калибровочную кривую, откладывая на оси абсцисс концентрацию нитратов в мг N/л, на оси ординат- оптическую плотность.

Расчет. Содержание нитритов Cх в мг N/л рассчитывают по формуле: Cх= Сn- C1, где С-концентрация (мг N/л) нитратов и нитритов в растворе, пропущенном через редуктор. Последнюю находят по калибровочной кривой для нитритов; n- степень разбавления исходной пробы воды (в случае, если исследуемую пробу не разбавляю, n=1; если взято 20 мл и разбавлено до 100 мл, n=5); C1 - концентрация нитритов в исследуемой воде, найденная по калибровочной кривой для нитритов, мг N/л.

Раствор хлорида аммония х.ч. 175 мг хлорида аммония растворяют в дистиллированной воде и объем раствора доводят водой до 500 мл. Устойчив в течении нескольких месяцев.

Раствор сульфата меди х.ч. растворяют в дистиллированной воде и объем раствора доводят, до 1 л.

Кадмий металлический, 99,9% омедненный. Редуктор заполняют омедненным кадмием в виде опилок.

Соляная кислота, 5%-ная. 143 мл концентрированной соляной кислоты разбавляют до 1л. дистиллированной водой.

Реактив Грисса, х.ч. Готовый сухой реактив перед употреблением растирают в ступке.

Окись алюминия, квалифицированная. 50 г окиси алюминия заливают 200 мл 2 н. КОН на 10 ч, а затем деконтацией отмывают до нейтральной реакции по индикаторной бумаге. Хранят в склянке с притертой пробкой.

Раствор едкого кали КОН, х.ч. , 2 н 22,4 г КОН растворяют в небольшом количестве дистиллированной воды и объем раствора доводят до 200 мл. Раствор готовят перед употреблением.