Тежки метали в соята в храните. Тежки метали и нитрати: наистина ли са опасни? Стандартен метод за определяне на калай

Въведение

Напоследък проблемът, свързан със замърсяването на хранителни продукти с тежки метали и други химикали, придоби голямо значение за аналитичната химия. Има огромно изпускане на токсични вещества в атмосферата от всички видове индустрии: фабрики, фабрики и т.н. Попадайки в атмосферата и водата, те замърсяват почвата, а с нея и растенията. Растенията от своя страна са в основата на всички хранителни продукти.

Тежките метали също попадат в месото и млякото, тъй като животните, като консумират растения, по този начин консумират и токсични елементи, тоест тежки метали, които се натрупват в растенията. Последната връзка в тази верига е човек, който консумира голямо разнообразие от храни.

Тежките метали могат да се натрупват и трудно се отстраняват от тялото. Те имат пагубен ефект върху човешкото тяло и здравето като цяло.

Ето защо важна задача за аналитичната химия е разработването на методи за определяне на токсични вещества в хранителни продукти.

В същото време много важен въпрос е и определянето на средното и максимално допустимото съдържание на метални концентрации в хранителните продукти.

Целта на курсовата работа е да систематизира литературни данни за методи за определяне на съдържанието на тежки метали и други компоненти в хранителните продукти, определяне на фалшификацията на млякото с амониеви съединения, определяне на киселинността на млякото и др.

1. Източници на замърсяване на храните с тежки метали

Терминът "тежки метали" се свързва с висока относителна атомна маса. Тази характеристика обикновено се идентифицира с идеята за висока токсичност. Една от характеристиките, която ни позволява да класифицираме металите като тежки, е тяхната плътност.

Според информацията, представена в "Наръчник по елементарна химия" изд. A.T. Pilipenko (1977), тежките метали включват елементи, чиято плътност е повече от 5 g / cm3. Въз основа на този показател 43 от 84-те метала в периодичната таблица на елементите трябва да се считат за тежки.

Така тежките метали включват повече от 40 химични елемента с относителна плътност над 6. Броят на опасните замърсители, като се вземат предвид токсичността, устойчивостта и способността за натрупване във външната среда, както и мащабът на разпространение на тези метали, е много по-малък.

Преди всичко интерес представляват тези метали, които се използват най-широко и в значителни количества в промишлените дейности и в резултат на натрупване във външната среда представляват сериозна опасност по отношение на тяхната биологична активност и токсични свойства. Те включват олово, живак, кадмий, цинк, бисмут, кобалт, никел, мед, калай, антимон, ванадий, манган, хром, молибден и арсен.

В атмосферния въздух тежките метали присъстват под формата на органични и неорганични съединения под формата на прах и аерозоли, както и в газообразна елементарна форма (живак). В този случай аерозолите от олово, кадмий, мед и цинк се състоят предимно от субмикронни частици с диаметър 0,5-1 микрона, а аерозолите от никел и кобалт се състоят от груби частици (повече от 1 микрона), които се образуват главно по време на изгаряне на дизелово гориво. Във водната среда металите присъстват в три форми: суспендирани частици, колоидни частици и разтворени съединения. Последните са представени от свободни йони и разтворими комплексни съединения с органични (хуминови и фулвинови киселини) и неорганични (халогениди, сулфати, фосфати, карбонати) лиганди. Хидролизата има голямо влияние върху съдържанието на тези елементи във водата, което до голяма степен определя формата на поява на елемента във водната среда. Значителна част от тежките метали се транспортират от повърхностните води в суспендирано състояние.

В почвите тежките метали се съдържат във водоразтворими, йонообменни и слабо адсорбирани форми. Водоразтворимите форми обикновено са представени от хлориди, нитрати, сулфати и органични комплексни съединения. В допълнение, йони на тежки метали могат да бъдат свързани с минерали като част от кристална решетка.

Таблица 1 показва биогеохимичните свойства на тежките метали.

Таблица 1. Биогеохимични свойства на тежките метали

V - високо, U - умерено, N - ниско.

Добивът и обработката не са най-мощният източник на замърсяване с метали. Брутните емисии от тези предприятия са значително по-малко от емисиите от топлоенергийните предприятия. Не металургичното производство, а именно процесът на изгаряне на въглища е основният източник на много метали, постъпващи в биосферата. Всички метали присъстват във въглищата и нефта. В пепелта от електроцентрали, промишлени и битови пещи има значително повече токсични химични елементи, включително тежки метали, отколкото в почвата. Емисиите във въздуха от изгаряне на гориво са от особено значение. Например, количеството на живак, кадмий, кобалт и арсен в тях е 3-8 пъти по-високо от количеството на добитите метали. Известни са данни, че само един котел на съвременна топлоелектрическа централа, работеща на въглища, отделя в атмосферата средно 1-1,5 тона живачни пари годишно. Тежки метали се съдържат и в минералните торове.

Наред с изгарянето на минерални горива, най-важният начин за техногенно разпръскване на метали е изпускането им в атмосферата по време на високотемпературни технологични процеси (металургия, печене на циментови суровини и др.), както и транспортиране, обогатяване и сортиране от руда.

Техногенното навлизане на тежки метали в околната среда става под формата на газове и аерозоли (сублимация на метали и прахови частици) и като част от отпадъчните води. Металите се натрупват сравнително бързо в почвата и се отстраняват от нея изключително бавно: периодът на полуразпад на цинка е до 500 години, на кадмия - до 1100 години, на медта - до 1500 години, на оловото - до няколко хиляди години.

Значителен източник на замърсяване на почвата с метали е използването на торове, направени от утайки, получени от промишлени и пречиствателни станции.

Тежките метали в емисиите от металургичното производство са предимно в неразтворима форма. Когато се отдалечите от източника на замърсяване, най-големите частици се утаяват, делът на разтворимите метални съединения се увеличава и се установява съотношението между разтворими и неразтворими форми. Аерозолното замърсяване, навлизащо в атмосферата, се отстранява от нея чрез естествени процеси на самопречистване. Атмосферните валежи играят важна роля в това. В резултат на това емисиите от промишлени предприятия в атмосферата и изхвърлянето на отпадъчни води създават предпоставки за навлизане на тежки метали в почвата, подземните води и откритите водоеми, в растенията, дънните утайки и животните.

Суспендираните вещества и дънните утайки имат максимална способност да концентрират тежки метали, следвани от планктон, бентос и риба.

2. Методи за определяне на тежки метали в хранителни продукти

1 Токсични компоненти

Арсенът е силно токсична кумулативна протоплазмена отрова, която засяга нервната система. Смъртоносна доза 60-200 мг. Хронична интоксикация възниква при консумация на 1-5 mg на ден. FAO/WHO установи седмична безопасна доза от 50 mcg/kg. В рибите съдържанието на арсен може да достигне 8 mg/kg, а в стридите и скаридите – до 45 mg/kg.

Токсичният ефект на арсеновите съединения се дължи на блокирането на сулфхидрилните групи на ензими и други биологично активни вещества.

Арсенът в диапазона 1-50 mg/l може да се определи с колориметрични методи за анализ на базата на сребърен диетилдитиокарбамат. Удобен метод е атомно-абсорбционната спектроскопия. Основава се на определянето на арсин, получен от редукция на арсенови съединения. Наличните в търговската мрежа устройства за изолиране на арсин се използват в комбинация със стандартно оборудване. При анализиране на арсен се препоръчва използването на пламък от азотен оксид-ацетилен. Поради молекулярната абсорбция на пламъчните газове може да възникне смущение в горната ултравиолетова област на спектъра, където се намират най-чувствителните линии на арсен. Тази намеса се елиминира чрез регулиране на фона.

Анализът на неутронно активиране е успешно използван за определяне на следи от арсен. Това позволи да се направят точни определения

арсен в много малки проби, като например един косъм.

Често е необходимо да се определи вида на химичното съединение на арсен. За разграничаване на тривалентния арсен от петвалентния арсен във водни разтвори е използвана инверсионна полярография. Използвана е газово-течна хроматография за отделяне на органични съединения на арсен от неорганични.

Арбитражен метод - колориметрия със сребърен диетилдитиокарбамат след дестилация на арсен от хидролизата (или пепелния разтвор) под формата на арсенов хидрид или трихлорид. Определянето на атомна абсорбция е възможно само след предварително концентриране под формата на AsH3 хидрид и използване на графитна клетка.

Кадмият е силно токсична кумулативна отрова, която блокира работата на редица ензими; засяга бъбреците и черния дроб. FAO/WHO е установила седмична безопасна доза от 6,7-8,3 mcg/kg. Може да се натрупа в значителни количества в стридите и черния дроб на животни и риби; в растителни продукти зависи от дозата на суперфосфатния тор.

Токсичният ефект на кадмиевите съединения върху тялото се дължи на факта, че йоните на тези метали взаимодействат със сулфхидрилните SH групи на протеини, ензими и аминокиселини. Когато металните йони взаимодействат с SH групи, се образуват слабо дисоцииращи и, като правило, неразтворими съединения. Следователно блокирането на сулфхидрилните групи води до потискане на ензимната активност и сгъването на протеина. Двувалентните метални йони блокират две SH групи едновременно:

Таблица 2 показва средното съдържание и максимално допустимите концентрации на Cd в хранителните продукти.

Таблица 2. Средно съдържание и ПДК на Cd в хранителни продукти.

Определянето на кадмий обикновено изисква предварителна концентрация, тъй като съдържанието на метала в хранителните продукти обикновено е ниско. Комитетът по аналитични методи препоръчва киселинна минерализация със сярна киселина плюс водороден пероксид. При сухо опепеляване може да има загуби на кадмий, тъй като при температури над 500ºC той се изпарява. Съдържанието на кадмий може да се определи и чрез образуване на комплекси с амониев тетраметилендитиокарбамат, както и чрез екстракция на кадмий с изобутилметил кетон.

Базираният на дитизон колориметричен метод може също да се използва за определяне на кадмий в хранителни екстракти.

Понастоящем най-широко се използва атомно-абсорбционната спектрофотометрия. Използването на ацетиленов въздушен пламък дава добри резултати, но пламъкът трябва да се контролира внимателно. Безпламъчната атомно-абсорбционна спектрофотометрия позволява определянето на кадмий на ниво от 5 μg/kg. Въпреки това, поради химическото влияние на някои съединения, като например калиеви соли, резултатите могат да бъдат изкривени.

Има данни за определяне на кадмий чрез волтаметрия с анодно разтваряне. Резултатите са в добро съответствие с данните от атомно-абсорбционната спектрометрия. Достатъчно надеждни и точни данни могат да бъдат получени с помощта на анализ на неутронно активиране. С използването на ново оборудване и повишена точност стана ясно, че данните, получени преди това с помощта на атомно-абсорбционна спектрофотометрия и по-малко точна пламъчна фотометрия, не са надеждни. Това се дължи на несъвършенството на съвременните аналитични методи.

Определяне на кадмий в обезмаслено мляко на прах

Необходими реактиви. Първичен кисел амониев фосфат, 0,5% разтвор w/v. (използван за химическа модификация на аналита). Следи от метални примеси в модификатора трябва да бъдат отстранени чрез APDC комплексообразуване и MIBK екстракция. Дейонизирана дестилирана вода. TRITON X-100, 0,01% разтвор във вода (v/v).

приготвяне на пробата

Разтворете мляко на прах (1,25 g) в дейонизирана дестилирана вода (25 ml) с добро разбъркване с помощта на магнитна бъркалка или ултразвукова баня. Малко TRITON X-100 0,01% об. (1 ml) може да се добави, за да се получат по-добри диспергиращи свойства.

Приготвяне на разтвори за калибриране

Водни стандарти: изходен стандарт 1000 µg Cd/L в 1 М азотна киселина. Пригответе разтвор за калибриране с концентрация 10 µg Cd/l чрез разреждане на оригиналния разтвор.

Процедура за калибриране

Чрез стандартен метод на добавяне с помощта на програмируем дозатор за проби. Препоръчителният обем на пробата е 10 µl, обемът на стандартните добавки е 5 и 10 µl, 10 µl модификатор и празен разтвор до общ обем от 30 µl за всички разтвори.

Тъй като Cd обикновено присъства в малки количества, разтворът за калибриране на Cd трябва да има концентрация от 5 µg/L или по-малко. За кадмий температурата на опепеляване трябва да бъде не повече от 750ºС.

Оловото е силно токсична кумулативна отрова, която засяга нервната система и бъбреците. Хронична интоксикация възниква при консумация на 1-3 mg на ден. FAO/WHO е установила обща седмична безопасна доза от 50 mcg/kg телесно тегло. Тъй като известно количество олово идва от въздуха и водата, човек може да консумира 300-400 mcg на ден чрез храната.

Съдържанието на олово в черупчестите може да достигне 15 mg/kg. В консервирани (в метални съдове) храни, съдържащи киселини, особено плодове и зеленчуци, съдържанието на олово може да се увеличи 10 пъти или повече в сравнение с естествените нива.

Оловото се отлага главно в скелета (до 90%) под формата на слабо разтворим фосфат:

Използват се както сухо опепеляване с добавяне на магнезий или алуминий и калциев нитрат, така и мокро опепеляване със смес от азотна и перхлорна киселина, не се препоръчва използването на сярна киселина. За текущите изследвания - колориметрия с дитизон, към който е добавен калиев цианид, за да се елиминират смущаващите ефекти на цинка и калая. Губи се в забележими количества в присъствието на хлориди. Опепеляването на вещества, съдържащи олово, се извършва при температура (500-600)ºC.

Определянето се извършва в съответствие с GOST 26932-86, ISO 6633-84.

Живакът е силно токсична, кумулативна отрова, която засяга нервната система и бъбреците. Някои органични съединения са най-токсични, особено метилживакът, който съставлява 50 до 90% от общия живак в рибата. Седмичната безопасна доза общ живак е установена на 5 mcg/kg телесно тегло, включително метилживак на 3,3 mcg/kg. В най-големи количества се намира в рибите, обикновено пропорционално на възрастта и размера им, като съдържанието му е особено високо в хищните риби. При готвене на риба се губят около 20% от живака.

Токсичният ефект на живачните съединения върху тялото се дължи на факта, че йоните на тези метали взаимодействат със сулфхидрилните SH групи на протеини, ензими и аминокиселини. Когато металните йони взаимодействат с SH групи, се образуват слабо дисоцииращи и, като правило, неразтворими съединения. Следователно блокирането на сулфхидрилните групи води до потискане на ензимната активност и сгъването на протеина. Двувалентните метални йони блокират две SH групи едновременно:

Поради летливостта на елемента са възможни загуби дори по време на съхранение и сушене на пробата. Поради това се препоръчва само мокро опепеляване със смеси от азотна, сярна и понякога перхлорна киселина с добавяне на перманганат или молибдат при ниски температури и в специално запечатано оборудване.

Определянето на живак в храни и други биологични обекти изисква прецизност и високо умение. Понастоящем живакът се определя чрез три основни аналитични метода: колориметричен, пламъчна атомно-абсорбционна спектрометрия и анализ на неутронно активиране.

Колориметричен метод. Този метод се основава на прехвърлянето на метала, съдържащ се в пробите, в комплекс с дитизон, който се екстрахира с органичен разтворител и след това се колориметризира. Тези операции са дълги; границата на откриване е около 0,05 mg/kg. Определянето изисква голяма проба (5 g) от пробата.

Пламъчен атомно-абсорбционен спектрометричен метод. Понастоящем методът на пламъчната атомно-абсорбционна спектрометрия се използва широко за определяне на живак. Налично е оборудване за адаптиране на стандартната атомна абсорбционна спектрометрия към така наречената техника на студено изпаряване. В този случай се използват циркулационни и нециркулационни методи. В първия случай съдържанието на живак в пробата се измерва чрез стойността на моментната абсорбция на живак, когато неговите пари преминават през абсорбционната клетка. При циркулационните методи живачните пари се натрупват постепенно, докато се постигне постоянна абсорбция. Калаеният хлорид се използва за превръщане на живачните йони в молекулярна форма. Методът е приложим за разтвори, съдържащи живак във форма, която може лесно да се редуцира с калаен хлорид.

За определяне на живака се използват и други аналитични методи.

Анализът на неутронно активиране например се характеризира с висока селективност и точност. Той е ефективен за определяне на живак в малки порции по време на общ анализ на храната.

Арбитражният метод е атомна абсорбция, използваща технология за студена пара с ниска температура. За текущите изследвания - колориметрия с меден йодид. Колориметрията с дитизон не се препоръчва, тъй като за повечето продукти не позволява определяне на стойностите на MPC. Метилживакът се определя чрез газово-течна хроматография. Съдържанието на живак също се определя в съответствие с нормативните документи GOST 26927-86.

2.Нетоксични компоненти

Цинкът е основен елемент, участващ във функционирането на редица важни ензими и хормона инсулин. Повишените количества цинк са токсични. Така се установяват признаци на токсичност при продължителна консумация на вода със съдържание на цинк 0,04 mg/kg. Много се съдържат в пшеничните трици и стридите – до 150 мг/кг. При съхранение на киселинни продукти в поцинковани контейнери съдържанието на елемента може да се увеличи няколко пъти.

Дитизон-колориметричният метод все още се използва широко за качествено и количествено определяне на цинк. Оцветеният комплекс се екстрахира с органичен разтворител и се сравнява със стандартите, като се използва подобно приготвен цинков разтвор. Границата на откриваемост е 0,7 mg/l.

Най-широко използваният метод в момента е атомно-абсорбционната спектрофотометрия. Методът е чувствителен и други елементи практически не пречат на определянето.

Също така определям цинка по стандартния метод за определяне съгласно GOST 26U34-86.

Таблица 3. Средно съдържание и максимално допустима концентрация на цинк в хранителни продукти

Желязото е необходим елемент в човешкия живот, но при повишени нива е токсично. Установено е, че при консумация на желязо >200 mg на ден възниква чернодробна сидероза. Желязото е дори по-силен окислител от медта и причинява същите нежелани ефекти. Поради това желязото в продуктите често се регулира на по-ниско ниво от необходимото за токсикологични показатели (например в мазнини и масла 1,5-5 mg/kg). Много се намира в бобовите растения и в черния дроб и бъбреците на животните (250-400 mg / kg). В напитките, когато се съхраняват в незащитени метални съдове от черни метали, съдържанието на желязо може да достигне 7 mg/kg и повече.

Опепеляването на проби, съдържащи желязо, се извършва при температура (500-600) ºС, понякога до 800 ºС. Обикновено не се добавят окислители, но азотната киселина и нитритите ускоряват окислението. Когато проби, съдържащи хлориди, се опепеляват, малко желязо се губи.

Желязото в биологичните материали се определя лесно чрез колориметрични, спектрофотометрични и други инструментални методи. Способността на преходните метали да образуват цветни комплекси се използва в много колориметрични методи. Ниските концентрации на желязо се определят лесно чрез пламъчна и безпламъчна атомно-абсорбционна спектрофотометрия. Ацетиленовият въздушен пламък обикновено е най-ефективен, без да се намесват други неорганични вещества. Преди анализ пробите или се подлагат на киселинна минерализация, или се опепеляват и след това се разтварят в разредена киселина. Въпреки това, когато се анализират директно течни хранителни продукти, възникват трудности поради вискозитета и повърхностното напрежение на течността (растително масло), както и наличието на разтворен въглероден диоксид (бира). За да разрешите тези проблеми, можете да използвате метода на добавка, както и дегазиране на напитки, съдържащи въглероден диоксид.

Има доказателства, че по време на определяне на атомна абсорбция, наличието на лимонена киселина в разтвор с концентрация от 200 mg/l намалява абсорбцията с повече от 50%. Увеличаването на височината на пламъка и добавянето на фосфорна киселина елиминира този ефект. Установено е, че използването на пламък от азотен оксид-ацетилен елиминира практически всички смущения.

3.Методи за определяне на йод в хранителни продукти

Методите за идентифициране и количествено определяне на йод в хранителни продукти, хранителни суровини и биологично активни хранителни добавки са една от най-трудните процедури в аналитичната химия. Сложността на анализа на йод се свързва с неговата поливалентност и летливост, способността да влиза в окислително-възстановителни реакции с компонентите на анализирания продукт, както и с ниското му съдържание в някои случаи в изследвания обект.

За определяне на йодиди (йодати) се използват както доста чувствителни, прости и достъпни методи (титриметрични, фотометрични, йонометрични, волтаметрични), така и по-малко достъпни, високо информативни и чувствителни методи, но изискващи добра апаратура или специални реактиви. Последното може да включва методи за изотопно разреждане, анализ на неутронно активиране и масспектрометрия с индуктивно свързана плазма (ICP-MS).

Почти всички методи за анализ на йод изискват предварителна подготовка на пробите, което е един от критичните етапи на анализ за определяне на съдържанието на йод в хранителни продукти и хранителни суровини. При повечето методи за откриване на йод, органичното съдържание на хранителния продукт пречи на анализа. За да се елиминира този ефект, се използва техниката на алкално сухо изгаряне („сухо“ пепелене) в муфелна пещ при температура от 400 до 500 ° C или обработка със силни киселини в присъствието на окислители („мокро“ пепеляване). Най-често използваният метод за подготовка на пробите е анализираната проба да се третира с разтвор на натриев хидроксид или натриев карбонат, като се постига пълно намокряне и набъбване на пробата.

3.1 Титриметричен метод

Титриметричният метод за анализ е един от най-разпространените методи за количествено определяне на йод в различни обекти на околната среда. Този метод се препоръчва за определяне на йод в питейна вода, хляб и хлебни изделия. Международната асоциация на официалните аналитични химици (AOAC) препоръчва титриметричния метод като официален стандартен метод за определяне на свободен йод в стандартен разтвор, йод в хранителни продукти, при оценка на нивото на йодиране на сол, анализ на йод в лекарства съдържащи йод, а също и при оценка на абсорбирания йод в масла. При оценката на титриметричния метод за определяне на йод в обекти на околната среда трябва да се отбележи неговата достъпност и простота, както и висока чувствителност при определяне на всички форми на йод - молекулярни, йодиди и йодати. В същото време трябва да се има предвид, че обектите на изследване, по-специално хранителни продукти и хранителни суровини, могат да съдържат вещества (органичен и неорганичен произход), които могат както да окисляват, така и да редуцират различни форми на йод, което значително влияе върху резултата на анализа. Прясно приготвен 1% разтвор на нишесте се използва като индикатор в йодометрията. При взаимодействието на йод с нишестето протичат 2 процеса - комплексообразуване и адсорбция, в резултат на което се образуват сини съединения. Нишестето трябва да се добавя към титрувания разтвор само когато основното количество йод вече е титрувано, в противен случай нишестето образува много силно съединение с излишък от йод; в този случай се наблюдава прекомерна консумация на натриев тиосулфат, което води до изкривяване (надценяване) на резултатите от анализа. Йодометричното титруване трябва да се извършва на студено, тъй като при повишени температури има загуба на йод поради изпаряването му от разтвора. В допълнение, с повишаване на температурата, чувствителността на индикаторната йодна реакция нишесте намалява. Титруването не може да се извърши в алкален разтвор, тъй като в алкална среда йодът образува хипойодид и някои други продукти на реакцията. В тази връзка се препоръчва титруване да се извършва в кисела среда (pH 3-5). При титруване в силно киселинни разтвори съществува опасност от окисление на йодида (I) от атмосферния кислород.

При извършване на титриметрично определяне на йод, в допълнение към горепосочените характеристики на анализа, е необходимо да се вземе предвид, че натриевият тиосулфат, използван за титруване, когато стои, може да се превърне в сулфит под въздействието на киселина (дори слаб като въглища), което води до повишаване на тиосулфатния титър. Освен това, когато разтворът престои, се наблюдава намаляване на титъра на тиосулфата поради окисляването на последния от атмосферния кислород до сулфати. Процесът на окисляване се катализира от следи от медни соли. За стабилизиране на разтвора се препоръчва да се въведе малко количество натриев карбонат. Друга причина за намаляването на титъра на тиосулфата е неговото разлагане от редица микроорганизми, които винаги са във въздуха. Разтворите на нишестето също се разграждат, когато се съхраняват няколко дни под въздействието на бактерии. За да се предотврати действието на микроорганизмите, към разтвора на тиосулфата се добавя малко количество (до 0,5 ml) хлороформ и/или натриев карбонат.

При извършване на титриметричен анализ се използват точно измерени обеми от разтвори на 2 реагиращи вещества. Титриметричният метод за анализ се основава на окислително-редукционна реакция съгласно следната схема:

I2 +2е = 2I- (1)

За увеличаване на разтворимостта на I2 се използват разтвори на калиев йодид. В този случай се образуват йодидни комплекси I3-, които практически не засягат потенциала на двойката I2/2I-. При тази реакция свободният йод (или I3-) в разтвора е окислителят, а йодидът (I-) е редуциращият агент. Йодът, освободен в резултат на окисляването на йодидния йон, обикновено се титрува с натриев тиосулфат (в присъствието на нишесте като индикатор) в концентрация, определена от уравнението:

S2032- +I2=S4062- +2I- (2)

Йодометричното титруване е основата за количественото определяне на йодати (IO3-) и йодиди (I-). Основа за йодометрично определяне на йодати

(IO3-) е реакцията:

3-+ 5I- + 6H+=3I2 + 3H2O (3)

Излишно количество йодид (I-) се добавя към тестовия разтвор, съдържащ йодат (IO3-), за да се извърши редокс реакция в кисела среда с освобождаване на свободен йод. По-нататъшната процедура за количествено определяне на свободния йод, образуван от йодат, се извършва титриметрично в съответствие с уравнение 2.

Същността на волтаметричния метод за анализ на йод в хранителни продукти е превръщането на всички форми на йод в електрохимично активната форма на йодид (I-), последвано от определяне на йодидни йони с помощта на стрипинг волтаметрия (IV). Методът се основава на способността на йодидните йони да се натрупват върху повърхността на живачен електрод под формата на слабо разтворимо съединение с живак, последвано от неговата катодна редукция при условия на линейно променящ се потенциал при pH=2 в инертен газ заобикаляща среда. Аналитичният сигнал е величината на катодния пик на йодида, пропорционална на концентрацията му при оптимални условия. Количеството йодид се определя чрез стандартния метод на добавяне. Границата на откриване на йодиди е 0,5 μg на 100 g продукт, обхватът на определените концентрации на йод (като йодид) е 1-500 μg на 100 g продукт, постоянството на резултатите зависи от концентрацията на йод и варира от 10 до 18%.

Йодът под формата на йодат може да се определи и чрез волтаметрия, проведена върху неподвижен живачен електрод в среда от инертен газ при pH = 10-12 и потенциал 1240 ± 30 mV. Разработеният по-рано метод на потенциометрично титруване дава възможност да се определи потенциалът на индикаторния сребърен електрод, който се променя по време на титруването на йодидни йони със сребро (Ag+). Количеството йодидни йони се определя от количеството сребро, използвано за потенциометрично титруване. Този метод се използва за анализ на голям брой продукти в широк диапазон от концентрации - от 0,2 до 500 mg/kg.

3 Методи на газо-течна и високоефективна течна хроматография

Методът на газово-течна хроматография (GLC) е разработен за определяне на общия йод в хранителни продукти. Органичната матрица на пробата се разрушава чрез алкална пиролиза; полученият йодид се разтваря във вода и се окислява до свободен йод чрез добавяне на дихромат в присъствието на сярна киселина. Освободеният йод реагира с 3-пентанон, давайки 2-йодо-3-пентанон, който се екстрахира с n-хексан и се анализира чрез GLC с помощта на електронен улавящ детектор (ECD). Точността на метода е 91,4-99,6%, границата на определяне е 0,05 μg/g. По подобен начин методът GLC се използва за определяне на йод в мляко и биологични проби. В този случай вместо 3-пентанон се използва бутанон или ацетон. Стандартно отклонение -1,9%, точност на метода - 95,5%.

Високоефективна течна хроматография (HPLC) се използва за определяне на йодиди в течно мляко и мляко на прах. Протеините и неразтворимият материал в течното и възстановеното мляко се отстраняват с помощта на мембранни филтри. Йодидът във филтрата се отделя от другите йони чрез течна хроматография с йонни двойки с обърната фаза и се анализира чрез селективно откриване с помощта на електрохимичен детектор. При концентрация от 0,5-4,6 μg йод в 1 g мляко на прах средното определяне на йод е 91%, стойността на конвергенция е 9,0%, а степента на възпроизводимост е 12,7%. При съдържание на йод от 300 mcg в 1 литър мляко, точността на метода е 87%, стойността на конвергенция е 8,2%, а степента на възпроизводимост е 8,3%. Разработен е нов метод за йонна хроматография, като се използва директно ултравиолетово (UV) откриване при 210 nm на неорганични аниони в солеви разтвори (изкуствена морска вода), използвайки октадецилна силиконова колона, модифицирана с цвитерион (3-(N,N-диметилмиристиламониев)пропансулфонат. Граница на откриване на йодид -0,80 µg/kg, относително стандартно отклонение<1,2%.

По този начин съществува широк арсенал от методи за количествено определяне на йод в различни храни, вода и биологични обекти. Всеки от тях има своите предимства и недостатъци. Трябва да се отбележи, че много от методите, които се използват за определяне на йод, съдържащ се в хранителни продукти, хранителни суровини и биологични среди, не са лесно достъпни за използване в широко разпространената аналитична практика, въпреки че имат висока чувствителност и надеждност. В същото време най-достъпните и прости методи (титриметрични, фотометрични и др.) Често се характеризират с ниска чувствителност, недостатъчна селективност и ниска възпроизводимост на резултатите от анализа.

Оборудване за анализ на храни

Волтаметричният анализатор Ecotest-VA е предназначен за определяне на електрохимично активни елементи и вещества при анализ на проби от вода, водни разтвори или екстракти, получени от различни материали, лекарства, хранителни продукти и др.

На негова основа е създаден универсален комплекс за измерване на микроколичества (до 10 -10 mol/l) тежки метали, йод, селен и арсен, токсични органични и неорганични компоненти в голямо разнообразие от обекти с помощта на стриппинг волтаметрия и полярография.

Дизайнът на волтаметричния анализатор Ecotest-VA е показан на фигура 1.

Фигура 1. Волтаметричен анализатор Ecotest-VA

Обекти на анализ:

· питейна вода, природни води, отпадъчни води, морска вода;

· хранителни продукти, напитки, хранителни суровини;

· почва, храна;

· козметика, лекарства, биологични обекти.

Дефинирани компоненти:

· метали: Zn, Cd, Pb, Cu, Hg, Mn, Co, Fe, Ni, Mo, Sn, Cr;

· неметали: As, Bi, Se, I;

· органични молекули: метанол, ацеталдехид, формалдехид, диетилен гликол, фенол и неговите производни;

· други електроактивни органични и неорганични вещества.

Границите на откриване на някои компоненти без концентрация на пробата са дадени в таблица 4.

Таблица 4. Граници на откриване на някои компоненти без концентрация на пробата

Поларограф ABC-1.1 е ново поколение универсален компютърен комплекс за волтаметричен анализ на тежки метали в питейни, природни и отпадъчни води, храни и хранителни суровини, биологични и други материали. Устройството извършва измервания по метода на стрипинг волтаметрия (SVA) върху твърди електроди.

Полярографът ABC-1.1 е икономична алтернатива на скъпите спектроскопични инструменти и успешно се конкурира с тях при анализа на тежки метали.

Оригиналният дизайн на сензора гарантира надеждна и дълготрайна работа и осигурява високи метрологични характеристики на определянията. Използваните в сензора стъкловъглеродни и други инертни метални електроди отговарят на най-добрите постижения в тази област. Отличават се с механична якост, химическа инертност и широк диапазон на експлоатационен потенциал.

Структурата на полярографа ABC-1.1 е показана на фигура 2.

Фигура 2. Полярограф ABC-1.1

Наред с едновременно определените елементи Cu, Pb, Cd, Zn, йони Hg, Ni, Bi, As, J и други елементи се определят чрез последователен анализ; Уредът е широко тестван при анализ на хранителни продукти и обекти от околната среда.

Границите на откриване за някои компоненти са дадени в таблица 5.

Таблица 5. Граници на откриване на метали без концентрация на пробата

Анализаторът на живак Юлия-2 все още е най-разпространеното устройство в домашните контролни и аналитични лаборатории за определяне на живак в храни и обекти на околната среда.

Недостатъците на това устройство включват висока грешка (15-25%), както и ниска надеждност при извършване на измервания поради кондензация на влага върху прозорците на кюветата и нарушения на херметичността на крайните й уплътнения.

Предимствата на това устройство са неговата ниска цена, лекота на работа и издръжливост.

Юлия-2 е оборудвана с реакторна система от циркулационен тип, направена под формата на приставка.

Фигура 3 показва диаграма на кръгова инсталация за концентриране на живак.

Фигура 3. Диаграма на циркулационна инсталация с верига за концентрация на живак

Реактор, 2 - хладилник, 3 - нажежаема фуния с калаен хлорид, 4 - контур със сорбент, 5 - електрическа пещ, 6 - спектрофотометърна кювета, 7 - циркулационна помпа, 8 - колба с абсорбционен разтвор.

Атомно-абсорбционен спектрометър SpectrAA -50B е предназначен за анализ на следи от тежки метали в хранителни продукти и хранителни суровини, като позволява определянето на олово, кадмий, живак и арсен.

Хромато-масспектрометър 220-MS - многоцелеви инструмент, който ви позволява да анализирате проби с неясен състав с идентифициране на компоненти с помощта на масова спектрална библиотека. При анализа на хранителни продукти най-често се използва за откриване на фалшификации на продукти от коняк, вина, сокове, кафе, чай и др. Използването на автоматична твърдофазова микроекстракция, заедно с уникалната чувствителност на масспектрометъра, позволяват анализ както на течни проби, така и на аромати без предварителна подготовка на пробите. Тандемната система за масова спектрометрия позволява да се опрости стандартната подготовка на пробите при анализиране на органофосфатни пестициди.

Има и много модерно оборудване за анализ на храни, като високоефективен течен хроматограф , газов хроматограф 430-GC и други.

5. Експериментална част

1 Мерки за безопасност

При изпълнение на практическата част бяха взети предвид особеностите на провеждане на експеримента в съответствие с правилата за безопасност.

В лабораторията беше забранено да се яде, пие вода, да се работи самостоятелно или да се идентифицират вещества по вкус и мирис. Цялата работа се извършваше в специално облекло.

Цялата работа с киселини, основи, органични разтворители и други вредни вещества се извършва в абсорбатор.

В работата са използвани минимални количества реактиви с минимално необходимите концентрации. Отработените реагенти бяха поставени в подходящи дренажи.

Работата с нагревателни уреди се извършва в съответствие с общите правила за работа в аналитична лаборатория. Категорично се забранява поставянето на херметически затворени колби и други съдове върху електрически печки, нагряването на органични течности и вещества, както и работата без защитни очила и престилки.

Постоянно се проверяваше заземяването на устройствата, наличието на гумени постелки, изправността на електрическите контакти, наличието на противогази, пясък и противопожарно оборудване.

Работното място се поддържаше чисто и подредено.

Реактиви и разтвори не са внасяни в лабораторията без разрешението на лицето, отговарящо за безопасността и началника на отделението.

2 Колориметричен метод за определяне на амоняк в млечни продукти

Принцип на метода:

Не се допуска наличието на неутрализиращи вещества (амониеви съединения) в млякото, доставяно на предприятията от млечната промишленост. При съмнение за подправяне на мляко с тези вещества, наличието на амониеви съединения се открива чрез качествен метод, базиран на използването на качествена реакция, изразяваща се в промяна на цвета на изолираната суроватка при взаимодействие с реактива на Неслер.

Реактивът на Неслер е най-разпространеният и широко разпространен реактив за определяне съдържанието на амоняк и амониеви соли. Съдържа живачен (II) йодид и калиев йодид. Методът на Неслер се основава на образуването на колоид, оцветен в червено-кафяво, чрез взаимодействие на амоняк и амониеви соли с реактив на Неслер - алкален разтвор на калиев живачен йодид (К2) съгласно следната реакция:

NH3 + 2HgI42- → NH2Hg2I3 + 5I- .

Той образува стабилни суспензии само при много ниски концентрации, поради което по време на фотометрично определяне е необходимо да се добавят защитни колоиди към разтвора - гума арабика, желатин или поливинилалкохол.

Чувствителността на метода според GOST е 6-9 mg% амоняк.

Инструменти, реагенти и реактиви: чаши от 50 ml, градуиран цилиндър от 25 cm3, пипети от 1 и 2 cm3, епруветки, реактив на Неслер, 10% разтвор на оцетна киселина, продукт за анализ (мляко).

Изследването на млякото е извършено по следния метод:

В чаша с цилиндър се отмерват 20±2 cm3 мляко и се загряват 2-3 минути на водна баня при t = 40-45 oC. Към загрятото мляко се добавя 1 cm3 воден разтвор с обемна част на оцетната киселина 10%. Сместа се оставя да престои 10 минути, за да може казеинът да се утаи. С пипета (с памуче в долния край, за да не влиза казеин) се вземат 2 cm3 от утаената суроватка и се прехвърлят в епруветка. С помощта на устройство за измерване на течности или пипета с гумена круша добавете 1 cm3 реактив на Nessler в същата епруветка и незабавно разбъркайте съдържанието, като наблюдавате промяната на цвета на сместа за не повече от 1 минута. Появата на лимоненожълт цвят на сместа показва наличието на амоняк в количество, характерно за млякото. Появата на оранжев цвят с различна интензивност показва наличието на амоняк в млякото над естественото му съдържание.

За изследвано мляко е избрано млякото от фирмите „Добриня”, „Веселий молочник” и земеделската фирма „Шахтер”.

Резултатите от експеримента са показани в таблица 6.

Таблица 6. Резултати от експеримента

Резултатите показват, че в анализираното мляко амонякът присъства в количество, характерно за млякото, за което говори лимоненожълтият му цвят.

хранителен продукт тежък метал

5.3 Определяне на киселинността на млякото

Принцип на метода:

Киселинността на млечните продукти се определя от обема (cm3) на 0,1 mol/dm3 разтвор на натриев хидроксид, необходим за неутрализиране на киселините в 100 cm3 мляко; киселинността се изразява в градуси Turner (°T). Киселинната реакция на млякото се дължи на наличието на казеин, киселинни соли на фосфорната и лимонената киселина и CO2. Под въздействието на млечнокисели бактерии в млякото се образува млечна киселина. Киселинността на прясното мляко е около 16-18 °Т; ако киселинността достигне 27-30 °Т, тогава при кипене млякото се подсирва.

Понякога киселинността на млякото и млечните продукти се изразява чрез съдържанието (%) на млечна киселина (CH3CHONCOOH, относително молекулно тегло

Mr= 90,00); 1 cm3 от 0,1 mol/dm3 разтвор на NaOH (т.е. 1 °T) съответства на 0,009 g млечна киселина. Ако, например, киселинността е 20 °T, тогава в 100 g (или cm3) мляко съдържанието на киселина по отношение на млечна киселина е 20·0,009 = 0,18 g, или 0,18% (wt).

Уреди, реактиви и реагенти: натриев хидроксид, 0,1 mol/dm3 стандартен разтвор; фенолфталеин, разтвор на етанол с концентрация 1%; бюрета с вместимост 25 cm3; пипети с вместимост 10 и 20 cm3; титруваща колба с вместимост 100 cm3; аналитични везни; анализиран продукт (мляко).

Киселинността се определя по следния метод:

Отпипетирайте 10 cm3 мляко в колба за титруване, добавете 20 cm3 вода, 2-3 капки фенолфталеин и титруйте с разтвор на NaOH. Първо се добавя 1,0 cm3 разтвор на NaOH, след което се добавя титрантът на капки при разбъркване до поява на устойчиво розово оцветяване.

Киселинността (K, °T) се изчислява по формулата:

където VNaOH е обемът на разтвора на натриев хидроксид, изразходван за титруване на 10 cm3 мляко, cm3; CNaOH - концентрация на разтвор на натриев хидроксид, mol/dm3;

Обем на взетото за титруване мляко, cm3; 0,1 е коефициентът на преобразуване за киселинността на млякото за обем от 0,1 mol/dm3 разтвор на натриев хидроксид.

Като мляко за изследване е взето мляко от фирмите „Добриня”, „Веселий молочник” и земеделско дружество „Шахтер”.

Резултатите от експеримента са показани в таблица 7.

Таблица 7. Резултати от експеримента

Резултатите показват, че киселинността на анализираното мляко от фирма “Веселий молочник” и земеделско дружество “Шахтер” отговаря на установения стандарт. Но киселинността на млякото Dobrynya надвишава нормата, това показва неговата остарялост.

Заключение

Проблемът на съвременната аналитична химия е търсенето на по-точни методи за откриване на замърсители (тежки метали, амоняк, йод и др.) в хранителните продукти.

Днес най-модерните и точни методи за анализ на храни са колориметричният метод с използване на различни съединения, пламъчна и безпламъчна атомно-абсорбционна спектрометрия, волтаметрия, неутронно-активационен анализ и пламъчна фотометрия. Тези методи за анализ позволяват да се определят тежки метали като желязо, олово, кадмий, живак, цинк и др.

При написването на курсовата работа систематизирах литературните данни за методите за определяне на съдържанието на тежки метали и други компоненти в хранителните продукти, а в експерименталната част определих подправянето на млякото с амониеви съединения и киселинността на млякото.

Резултатите от експеримента показват, че изследваното мляко съдържа амоняк в количества непревишаващи нормата, а киселинността на млякото също отговаря на нормата.

Списък на използваната литература

1. Аналитична атомно-абсорбционна спектроскопия. Учебник/Алемасова А.С., Рокун А.Н., Шевчук И.А. - Севастопол: "Вебер", 2003 г.

Химия и осигуряване на храна на човечеството. пер. от английски/Ред. Л. Шимилта. - М.: Мир, 1986. -616 с.

3. Константинов С. Г. Възможности на потенциометричния метод за определяне на редица метали: резюмета, Могилев: Издателство на Могилевския технологичен институт, 2000 г.

Методи за анализ на храни. Проблеми на аналитичната химия. - Т.VIII/повт. на изд. Klyachko Yu.A., Belenky S.M. - М.: Наука, 1988. - 207 с.

http://www.varianinc.ru.

http://www.ecolife.org.ua.

http://www.bioiod.ru.

Някои метали са необходими за нормалното протичане на физиологичните процеси в човешкото тяло. Но при повишени концентрации те са токсични. Металните съединения, влизащи в тялото, взаимодействат с редица ензими, потискайки тяхната активност.

Тежките метали проявяват широко разпространени токсични ефекти. Това излагане може да бъде широко разпространено (олово) или по-ограничено (кадмий). За разлика от органичните замърсители, металите не се разграждат в тялото, а са способни само на преразпределение. Живите организми имат механизми за неутрализиране на тежките метали.

Хранителното замърсяване възниква, когато културите се отглеждат в полета в близост до промишлени предприятия или са замърсени с битови отпадъци. Медта и цинкът са концентрирани главно в корените, кадмият - в листата.

Hg (живак): живачните съединения се използват като фунгициди (например за третиране на семена), използвани при производството на хартиена маса и служат като катализатор при синтеза на пластмаси. Живакът се използва в електрическата и електрохимическата промишленост. Източници на живак включват живачни батерии, багрила и флуоресцентни лампи. Заедно с промишлените отпадъци живакът в метална или свързана форма навлиза в промишлените отпадъчни води и въздуха. Във водните системи живакът с помощта на микроорганизми може да се превърне от сравнително ниско токсични неорганични съединения в силно токсични органични (метилживак (CH 3) Hg). Замърсени са предимно рибите.

Метилживакът може да стимулира промени в нормалното развитие на мозъка при деца и в по-високи дози да причини неврологични промени при възрастни. При хронично отравяне се развива микромеркуриализъм - заболяване, което се изразява в бърза умора, повишена възбудимост с последващо отслабване на паметта, неувереност в себе си, раздразнителност, главоболие и треперене на крайниците.

Насоките на Codex CAC/GL 7 определят ниво от 0,5 mg/kg за всеки вид риба, търгуван в международен план (с изключение на хищни риби), и 1 mg/kg за хищни риби (акула, риба меч, риба тон).

водя .

Основният източник на олово, постъпващо в тялото, е растителната храна.

Веднъж попаднало в клетките, оловото (както много други тежки метали) деактивира ензимите. Реакцията протича при сулфхидрилните групи на протеиновите компоненти на ензимите с образуването на -S-Pb-S-.

Оловото забавя когнитивното и интелектуалното развитие при децата, повишава кръвното налягане и причинява сърдечно-съдови заболявания при възрастните. Промените в нервната система се изразяват в главоболие, световъртеж, повишена умора, раздразнителност, нарушения на съня, нарушение на паметта, мускулна хипотония и изпотяване. Оловото може да замести калция в костите, превръщайки се в постоянен източник на отравяне. Органичните оловни съединения са още по-токсични.

През последното десетилетие нивата на олово в храните са спаднали значително поради намаляването на емисиите от автомобилите. Пектинът, съдържащ се в портокаловите кори, се оказа високоефективен свързващ елемент за оловото, което навлиза в тялото.

Codex STAN 230-2001 определя следните максимални нива на олово в хранителни продукти:

Cd (кадмий): Кадмият е по-активен от оловото и е класифициран от СЗО като едно от най-опасните вещества за човешкото здраве. Все повече се използва в галванопластиката, производството на полимери, пигменти, сребърно-кадмиеви батерии и батерии. В областите, участващи в човешката икономическа дейност, кадмият се натрупва в различни организми и може да се увеличи с възрастта до стойности, критични за живота. Отличителните свойства на кадмия са високата летливост и способността лесно да прониква в растенията и живите организми поради образуването на ковалентни връзки с органични протеинови молекули. Тютюневото растение натрупва в най-голяма степен кадмий от почвата.

Кадмият е близък по химични свойства до цинка и може да замести цинка в редица биохимични процеси в организма, нарушавайки ги (например действайки като псевдоактиватор на протеини). Доза от 30-40 mg може да бъде смъртоносна за хората. Особеност на кадмия е дългото време на задържане: за 1 ден около 0,1% от приетата доза се отстранява от тялото.

Симптоми на отравяне с кадмий: белтък в урината, увреждане на централната нервна система, остра болка в костите, генитална дисфункция. Кадмият влияе върху кръвното налягане и може да причини образуването на камъни в бъбреците (натрупването в бъбреците е особено интензивно). За пушачи или заети в производството, използващо кадмий, се добавя емфизем.

Възможно е да е човешки канцероген. Съдържанието на кадмий трябва да се намали преди всичко в диетичните продукти. Максималните нива трябва да бъдат определени толкова ниски, колкото е разумно постижимо.

Какво представляват тежките метали

Има много дефиниции на тежките метали - в зависимост от атомната маса (т.е. стойността на масата на атома, изразена в единици за атомна маса), плътността и други критерии. Ако си спомняте как е структурирана периодичната таблица, тогава знаете, че елементите в нея са подредени, наред с други неща, в реда на увеличаване на атомната маса. Тези. колкото по-близо до края на масата, толкова по-тежък е елементът.

Според Големия енциклопедичен речник „тежките метали са цветни метали с плътност, по-голяма от тази на желязото: Pb (олово), Cu (мед), Zn (цинк), Ni (никел), Cd (кадмий), Co (кобалт), Sb (антимон), Sn (калай), Bi (бисмут), Hg (живак).“ Някои класификации също класифицират арсена като тежък метал, ефектът от който не е необходимо да се обсъжда отделно.

Къде можете да намерите тежки метали?

Металите са природни елементи, намиращи се в големи количества в околната среда и в микроскопични дози в тялото на всеки от нас. Още повече, че в количествата, осигурени от природата, тялото ни се нуждае от тях за нормално функциониране. Въпреки това Парацелз (швейцарско-германски лекар и алхимик от 16 век) учи, че всяко вещество е отрова, всичко зависи само от дозата. При тежките метали този израз е стопроцентов удар.

Хората влизат в контакт с тежките метали на много места: присъстват във въздуха, който дишаме, във водата, която пием и с която се мием, в почвата и съответно в нашата храна, козметика и т.н. В тази статия искаме да се съсредоточим конкретно върху тежките метали в храните.

Въпреки че е важно да избягвате навлизането на тежки метали в тялото си, това не винаги е възможно. Европейският орган за безопасност на храните (EFSA) определи максималните дози от различни тежки метали, които могат да се консумират ежедневно и седмично през целия живот без особен риск за здравето. Тези дози са посочени в милиграми от веществото на килограм телесно тегло - тази доза би била приемлива за ежедневна или седмична консумация.

Как тежките метали попадат в нашата храна?

Автомобилните изгорели газове и димните емисии от промишлените предприятия съдържат високи концентрации на тежки метали. Чрез тези емисии металите попадат във водата, почвата и въздуха, а оттам във флората и фауната, чиито представители след това ядем. Освен това храната може да се замърси с тежки метали в резултат на неправилно съхранение и лошо качество на опаковката.

За самите тежки метали

Няма да говорим за всички тежки метали, в противен случай тази статия ще стане твърде дълга, но ще говорим за няколко от най-популярните тежки метали, които са на устните на всички като основни истории на ужасите (които, за съжаление, те наистина са).

Водя

Оловото е навсякъде в околната среда: във водата, въздуха, скалите. За хората обаче оловото е токсичен тежък метал, отравянето с което може да доведе, наред с други неща, до рак, костни патологии и тежка дисфункция на мозъка, бъбреците, червата и др.
Отравянето с олово е най-често срещаното отравяне с тежки метали. Хората влизат в контакт с оловото чрез вдишване на изгорели газове от автомобили, използване на индустриална козметика и дори храна. За повишаване на октановото число към бензина, с който работят повечето автомобили, се добавя тетраетилолово - оловно съединение, което е силна отрова за хората, отравянето с което засяга мозъка и нервната система, което води до психични разстройства и дори смърт.

живак

Живакът и неговите съединения са много токсични за хората. Не напразно нашите майки ни плашеха със счупени термометри, когато бяхме деца. Живакът може да има естествен или антропогенен произход. В природата се появява в атмосферата поради изветрянето на скали, съдържащи живак, а живакът от антропогенен произход навлиза в атмосферата предимно при изгаряне на въглища в електроцентрали. Отравянето с живак, подобно на отравянето с манган, има целенасочен ефект върху нервната система, нарушавайки нормалното й функциониране.

Около половината от целия промишлено произведен живак завършва в океаните. Това означава, че яденето на всякакви морски дарове и риба е потенциален риск от получаване на доза живак от храната, и то значителен, т.к. концентрацията на това вещество в тъканите на живите същества ще бъде много по-голяма, отколкото във водата.
Учените обаче са открили, че има продукт, чиято употреба помага на живака, съдържащ се в рибата, да не се абсорбира по време на храносмилането, а да се отдели от тялото в „непокътната“ форма. Изненадващо, този продукт е ягода. А също и фъстъчено масло. И растителен протеин от коноп. Страхотно, нали?

Кадмий

Кадмият навлиза в околната среда с отпадъци от металургичната промишленост, инсталациите за обработка на отпадъци и чрез неправилно изхвърляне на никел-кадмиеви източници на енергия (батерии). Кадмият е опасен за хората поради канцерогенните си свойства и способността си да се натрупва в организма. Ако в организма има излишък от кадмиеви съединения или поради отравяне (например чрез вдишване на пари от кадмиев оксид), нервната система е засегната, метаболизмът на фосфор-калций, ензимните процеси и структурата на протеиновите молекули се нарушават. Хроничното отравяне води до анемия и разрушаване на костите.

Ванадий

Ванадиеви съединения се използват в стоманодобивната, фармацевтичната и текстилната промишленост и се добавят като добавки към багрила, щрихи, мастила и др. Отравянето с ванадий е неприятно нещо. Подобно на оловото, ванадият има политропен ефект върху тялото, т.е. не засяга нито един определен орган или система, а много системи едновременно. В резултат на отравяне с ванадий се нарушава регулацията на биохимичните процеси в организма, започват възпалителни процеси на кожата и лигавиците на дихателните пътища, функционални промени в кръвоносната система, отслабен имунитет и др.

Кобалт

Кобалтът се използва за производството на материали, които се характеризират с топлоустойчивост и за твърди инструменти - фрези и свредла. В медицината металът се използва за стерилизиране на лекарства и инструменти, както и при лъчева терапия.

Отравяне с кобалт възниква главно при работници в стоманодобивната промишленост или когато храна или напитки са замърсени с кобалт. Такова отравяне може да причини сърдечна недостатъчност, хиперплазия (т.е. доброкачествено патологично увеличение) на щитовидната жлеза и нарушаване на нейните функции, както и нарушено обоняние, загуба на апетит, дихателна недостатъчност и дори бронхиална астма.

Металите са елементи, необходими за пълноценния живот и нормалното функциониране на организма в допустими количества в храната. Но в същото време прекомерното съдържание на тежки метали вреди на човешкото тяло, причинявайки редица заболявания. Те могат да попаднат в хранителни продукти по различни начини: във въздуха, почвата, водата или поради нарушаване на правилата за технологична обработка на хранителни продукти и суровини. Следователно е необходимо да имате представа за съдържанието на максимално допустимото съдържание на тежки метали и техните последствия, на което е посветена статията при изучаване на ефектите на тежките метали върху цялостна жива система.

тежки метали

заболяване

1. Жидкин В.И., Сулдина Т.И. Радиоактивно замърсяване на хранителни продукти, техните последици за човешкото здраве и радиозащита чрез хранене // Интеграция на образованието в условията на иновативна икономика: материали на Междунар. научно-практически конф.: в 2 части. – Саранск, 2014. – С. 118-122.

2. Жидкин В.И., Семушев А.М. Основни замърсители на хранителни суровини и хранителни продукти // Втори четения в памет на професор O.A. Зауралова: материали на Междунар. научно-практически конф. (Саранск, 12 май 2010 г.). – Саранск, 2010. – с. 28-31.

3. Жидкин В.И., Семушев А.М. Начини на замърсяване на храните // Трети четения в памет на професор О.А. Зауралова: материали на Междунар. научно-практически конф. (Саранск, 13 май 2011 г.). – Саранск, 2011. – С. 20-23.

4. Семушев А.М. Влиянието на замърсителите върху качеството на хранителните продукти от растителен произход // Сътрудничество в системата на общественото възпроизводство: материали на Междунар. научно-практически конф. (Саранск, 9-10 април 2013 г.) в 2 часа - Саранск: Печат-Издат, 2013. - Част 2. - С. 221-223.

5. Жидкин В.И., Семушев А.М. Замърсяване на хранителни продукти с нитрати, пестициди и тежки метали // Предприемачество. – 2014. – № 5. – С. 190-198.

6. Жидкин В.И., Семушев А.М. Екология. Замърсяване на хранителни продукти: учебник. Саран. кооперация Институт на RUK. – Саранск: Принт-Издат, 2013. – 80 с.

7. Позняковски В.М. Хигиенни основи на храните, безопасност и проверка на стоките. – 5-то изд., рев. и допълнителни / Изявление на Министерството на отбраната и науката на Руската федерация. – Новосибирск: Сибир. Универ. издателство, 2007. – 485 с.

Сред замърсителите на биосферата, които представляват най-голям интерес за различни служби за контрол на качеството, металите (предимно тежки, т.е. с атомно тегло над 50) са сред най-важните. Тежките метали са мед, хром, цинк, молибден, манган, олово, кадмий, никел, арсен, живак; в много малки количества влизат в състава на биологично активни вещества, необходими за нормалния живот на растенията и хората; присъстват във въздуха, който дишаме, във водата, която пием и с която се мием, в почвата, където се усвояват от растенията и участват в хранителните вериги и съответно в нашата храна, козметика и т.н.

Много тежки метали, като желязо, мед, цинк, молибден, участват в биологични процеси и в определени количества са микроелементи, необходими за функционирането на растенията, животните и хората. От друга страна, тежките метали и техните съединения могат да имат вредно въздействие върху човешкото тяло и да се натрупват в тъканите, причинявайки редица заболявания. Метали, които нямат полезна роля в биологичните процеси, като олово и живак, се определят като токсични метали. Някои елементи, като ванадий или кадмий, които обикновено имат токсични ефекти върху живите организми, могат да бъдат полезни за някои видове.

Средната концентрация на тежки метали в почвата е около 10 mg на 1 kg. Както техният дефицит, така и излишъкът в почвата ще доведе до нежелани последствия. Някои тежки метали (например арсен) се класифицират като канцерогени.

Живакът е много токсична отрова с кумулативно действие (т.е. способна да се натрупва), така че при младите животни е по-малко, отколкото при старите, а при хищниците (риба тон, риба меч, акула - 0,7 mg / kg) повече, отколкото в тези обекти на които хранят. Ето защо е по-добре да не злоупотребявате с хищни риби във вашата диета. Сред другите животински продукти „акумулатор” на живак са животинските бъбреци (в суров вид) – до 0,2 mg/kg; Тъй като бъбреците по време на кулинарната обработка се накисват предварително многократно за 2-3 часа със смяна на вода и се варят два пъти, съдържанието на живак в останалия продукт намалява почти 2 пъти. Сред растителните продукти най-много живак има в ядките, какаовите зърна и шоколада (до 0,1 mg/kg). В повечето други продукти съдържанието на живак не надвишава 0,01-0,03 mg/kg.

Живакът може да стимулира промени в нормалното развитие на мозъка при деца и в по-високи дози да причини неврологични промени при възрастни. При хронично отравяне се развива микромеркуриализъм - заболяване, което се изразява в бърза умора, повишена възбудимост с последващо отслабване на паметта, неувереност в себе си, раздразнителност, главоболие и треперене на крайниците.

Оловото е силно токсична отрова. В повечето растителни и животински продукти естественото му съдържание не надвишава 0,5-1,0 mg/kg. Най-много олово се съдържа в хищни риби (риба тон до 2,0 mg/kg), мекотели и ракообразни (до 10 mg/kg). Основно увеличение на съдържанието на олово се наблюдава в консерви, поставени в т. нар. готови ламаринени съдове, които са запоени отстрани и към капака с припой, съдържащ известно количество олово. За съжаление, запояването понякога е с лошо качество (образуват се пръски от спойка) и въпреки че кутиите са допълнително покрити със специален лак, това не винаги помага. Има случаи, макар и доста редки (до 2%), когато консервите от този съд натрупват, особено при продължително съхранение, до 3 mg/kg олово и дори повече, което, разбира се, представлява опасност за здравето , поради което продуктите в този сглобяем ламаринен съд не се съхраняват повече от 5 години.

Попадайки в клетките, оловото (както много други тежки метали) деактивира ензимите, където реакцията протича в сулфхидрилните групи на протеиновите компоненти на ензимите с образуването на -S-Pb-S-. Оловото забавя когнитивното и интелектуалното развитие при децата, повишава кръвното налягане и причинява сърдечно-съдови заболявания при възрастните. Промените в нервната система се изразяват в главоболие, световъртеж, повишена умора, раздразнителност, нарушения на съня, нарушение на паметта, мускулна хипотония и изпотяване. Оловото може да замести калция в костите, превръщайки се в постоянен източник на отравяне. Органичните оловни съединения са още по-токсични. Пектинът, съдържащ се в портокаловите кори, се оказа високоефективен свързващ елемент за оловото, което навлиза в тялото.

Понастоящем са установени следните максимални нива на олово в хранителни продукти: мляко; продукти за новородени - 0,02 mg/kg; плодове зеленчуци; месо от говеда, овце и свине, птици; животински и птичи мазнини, растителни масла; млечна мазнина - 0,1 mg/kg; малки плодове, ябълки и грозде; зърнени култури, боб, вино - 0,2 mg/kg; хранителни субпродукти от говеда, свине и птици - 0,5 mg/kg.

Кадмият е много токсичен елемент, хранителните продукти съдържат приблизително 5-10 пъти по-малко от оловото. Повишени концентрации се наблюдават в какаото на прах (до 0,5 mg/kg), бъбреците на животните (до 1,0 mg/kg) и рибите (до 0,2 mg/kg). Съдържанието на кадмий се увеличава в консервите от сглобяеми калаени контейнери, тъй като кадмият, подобно на оловото, преминава в продукта от лошо изработена спойка, която също съдържа известно количество кадмий.

Повишено съдържание на кадмий може да възникне в резултат на поглъщането му от околната среда, например замърсени с кадмий площи се използват за отглеждане на култури или животни. В този случай рисковата група са зеленчуците, плодовете, месото и млякото. Пшеницата съдържа три пъти повече кадмий от ръжта. Кадмият се натрупва предимно в гъбите, в много растения (особено зърнени, зеленчуци и бобови растения, както и ядки) и животни (предимно водни). Тежкият метал прониква в растенията от почвата. Някои почви първоначално се характеризират с високо съдържание на кадмий, други са замърсени с промишлени отпадъци или третирани с торове, съдържащи кадмий. Естественият кадмий в хранителните продукти е приблизително 5-10 пъти по-малко от оловото. Повишени концентрации се наблюдават в какаото на прах (до 0,5 mg/kg), бъбреците на животните (до 1,0 mg/kg) и рибите (до 0,2 mg/kg).

Кадмият е близък по химични свойства до цинка и може да замести цинка в редица биохимични процеси в организма, нарушавайки ги (например действайки като псевдоактиватор на протеини). Доза от 30-40 mg може да бъде смъртоносна за хората. Особеност на кадмия е дългото време на задържане: за 1 ден около 0,1% от приетата доза се отстранява от тялото.

Симптоми на отравяне с кадмий: белтък в урината, увреждане на централната нервна система, остра болка в костите, генитална дисфункция. Кадмият влияе върху кръвното налягане и може да причини образуването на камъни в бъбреците (натрупването в бъбреците е особено интензивно). За пушачи или заети в производството, използващо кадмий, се добавя емфизем.

Арсенът, химичен елемент, присъстващ в околната среда, е нещо, което хората не могат да контролират по никакъв начин. Източници на замърсяване с арсен на храна и вода: битови отпадъци, промишлени емисии, химическо замърсяване, земеделие, пестициди в полетата, които след това попадат в подпочвените води и реките заедно с дъжда, да не говорим за високи нива на арсен в самата почва. Поради широкото си разпространение, арсенът присъства в нашата хранителна верига от началото на времето. Изследванията показват, че днес нивата на арсен са се увеличили катастрофално поради човешката дейност.

Арсенът се съдържа в следните храни: бял и кафяв ориз, ябълков сок, пиле, протеинови шейкове и протеин на прах.

Дългосрочното излагане на значителни концентрации на арсен провокира рак на черния дроб, бъбреците, пикочния мехур, белите дробове или простатата. Признаци на отравяне с арсен: диария, остра коремна болка, повръщане, ако дозата е твърде висока, тялото не може да го елиминира, последвано от изтръпване на краката, ръцете, мускулни крампи и смърт. Ако арсенът редовно присъства в питейната ви вода или храна, вие неизбежно ще развиете рак или кожни патологии. Възможни са и следните последици: развитие на сърдечно-съдови заболявания, диабет. Редовното отравяне с арсен в малки дози се проявява с промени в пигментацията, хиперкератоза - прекомерно удебеляване на роговия слой на кожата (на дланите, стъпалата на краката), след пет години отравяне ракът на кожата е неизбежен, хиперкератозата е предвестник на рак на кожата - това е официалното становище на СЗО. В допълнение към рак на кожата, продължителното излагане на арсен може също да доведе до рак на пикочния мехур и белия дроб, увреждане на кръвоносните съдове, кожни брадавици и дисфункция на нервната система. Международната агенция за изследване на рака (IARC) класифицира арсена и арсеновите съединения в нашата храна и вода като канцерогенни. Редовното излагане на бременни жени на ниски нива на арсен води до дефекти в развитието на плода.

Медта е основен микроелемент, необходим на тялото за редица функции – от образуването на кости и съединителна тъкан до производството на специфични ензими. Според препоръките на СЗО дневната нужда от мед за възрастни е 1,5 mg. Медта присъства във всички тъкани на тялото, но основните й запаси са в черния дроб, по-малко в мозъка, сърцето, бъбреците и мускулите. Въпреки че медта е третият най-разпространен микроелемент в човешкото тяло след желязото и цинка, тя се съдържа в тялото само около 75-100 mg.

Около 90% от медта в кръвта се намира в съединения, които транспортират желязото до тъканите и също така действат като ензими, които ускоряват неговото окисление, тоест обработката и усвояването му. Ето защо много често симптомите на дефицит на желязо (например нисък хемоглобин) всъщност означават дефицит на мед.

В допълнение, медта е компонент на лизил оксидазата, ензим, който участва в синтеза на колаген и еластин, два важни структурни протеина, намиращи се в костите и съединителната тъкан. Най-важният ензим, тирозиназата, който превръща тирозина в меланин, пигментът, който придава цвета на кожата и косата, също съдържа мед. Медта се намира и във веществата, които изграждат меланиновата обвивка, която защитава нервите.

Прекомерната консумация на мед може да причини коремна болка и колики, гадене, диария, повръщане и увреждане на черния дроб. В допълнение, някои експерти смятат, че повишените нива на мед, особено при дефицит на цинк, могат да бъдат фактор, допринасящ за шизофрения, хипертония, депресия, безсъние, ранно стареене и предменструален синдром. Следродилната депресия също може да бъде следствие от високи нива на мед. Това се случва, защото по време на бременност медта се натрупва в тялото при приблизително двойна доза и са необходими до три месеца, за да се намали нивото й до нормално.

Тъй като излишъкът от мед се отделя чрез жлъчката, отравяне с мед може да възникне при хора с чернодробни проблеми или други заболявания, свързани с намалена жлъчна функция.

Токсичният ефект от повишените нива на мед в тъканите се наблюдава при пациенти с болестта на Wilson, генетично нарушение на способността за натрупване на мед в различни органи, което води до нарушен синтез на протеина, който транспортира медта в кръвта.

Съдържанието на цинк в тялото на възрастен е малко - 1,5-2 г. Дневната нужда от цинк е 10-15 мг. Горното допустимо ниво на прием на цинк е 25 mg на ден. Той действа върху нашето тяло на клетъчно ниво, участвайки пряко в метаболизма: този основен микроелемент е част от всички витамини, ензими и хормони, всъщност заема 98% от всички наши клетки.

Цинкът е незаменим за нормалното функциониране на човешкото тяло и, разбира се, на духа, защото „в здраво тяло има здрав дух“. Наличието на този микроелемент в организма осигурява нормалното функциониране и благополучие на човека. Напротив, дефицитът му може да причини редица сериозни проблеми: репродуктивна дисфункция; неизправности в работата на имунната система; алергични реакции; дерматит; лошо кръвообращение; анемия; забавяне на лечебния процес; инхибиране на нормалния растеж и пубертета; загуба на вкус и мирис; косопад; сред спортистите - намаляване на получените резултати; при юноши - склонност към алкохолизъм; за бременни - прекъсване на бременността; преждевременно раждане; раждането на отслабени деца с ниско тегло.

И така, най-много цинк се намира в зърнени и бобови растения и ядки. Рекордьорите по съдържание на това полезно вещество на 100 грама обаче са стридите. Богати на цинк са също варените змиорки и пшеничните трици, месните продукти, сухата или пресована мая. Цинк се съдържа и в птиче месо, сирена, лук, картофи, чесън, зелени зеленчуци, елда, леща, соя, ечемично брашно, суха сметана, целина, аспержи, репички, хляб, цитрусови плодове, ябълки, смокини, фурми, боровинки, малини, касис.

Токсичните елементи могат да попаднат в хранителните продукти от суровините и по време на технологичната обработка в концентрации, опасни за хората, само ако са нарушени съответните технологични инструкции. По този начин те могат да се появят в растителните суровини, ако се нарушават правилата за използване на пестициди, съдържащи токсични елементи като живак, олово, арсен и др.. Повишено количество токсични елементи може да се появи в района в близост до промишлени предприятия, които замърсяват въздух и вода с недостатъчно пречистени отпадъци производство.

Таблицата показва съдържанието на пределно допустимите концентрации на тежки метали (Таблица 1).

В концентрираните растителни и животински продукти (сушени, лиофилизирани и др.) максимално допустимата концентрация на тежки метали се определя по правило по отношение на оригиналния продукт.

Задачата на специалистите от хранително-вкусовата промишленост е постоянно да наблюдават хранителните суровини и готовите продукти, за да осигурят производството на безвредни за здравето хранителни продукти.

При домашните храни също е необходим контрол, който се състои в недопускане на замърсяване на консервирани храни с олово. Препоръчително е отворените консерви от сглобяеми тенекиени кутии да се поставят в стъклени или порцеланови съдове, дори за краткосрочно съхранение, тъй като под въздействието на атмосферния кислород корозията на консервите се увеличава рязко и буквално след няколко дни оловото (и съдържанието на калай в продукта се увеличава многократно. Също така не трябва да съхранявате мариновани, осолени и кисели зеленчуци и плодове в поцинковани съдове, за да избегнете замърсяване на продуктите с цинк и кадмий (цинковият слой също съдържа известно количество кадмий).

Не можете да съхранявате или приготвяте храна в декоративни порцеланови или керамични съдове (т.е. в съдове, предназначени за декорация, но не и за храна), тъй като много често глазурата, особено жълтата и червената, съдържа оловни и кадмиеви соли, които лесно се пренасят в храната, ако такива прибори се използват за хранене.

маса 1

За приготвяне и съхранение на храна използвайте само съдове, предназначени специално за хранителни цели. Същото важи и за хубавите найлонови торбички и пластмасови прибори. Те могат да съхраняват сухи храни само за кратък период от време.

За да премахнете тежките елементи от тялото, е необходимо възможно най-често да ядете млечни продукти, съдържащи калций, големи количества фибри, повече зеленчуци, сушени плодове и зърнени продукти. Тогава тежките метали ще се утаят в стомашно-чревния тракт и ще бъдат елиминирани от тялото, без да се абсорбират.

Библиографска връзка

Пестициди

Строгото регулиране на съдържанието на химически замърсители в селскостопанските продукти се отнася преди всичко за пестицидите. Пестицидите са единственият замърсител, който хората съзнателно въвеждат в околната среда.

При определяне на допустимите концентрации на пестициди в продуктите се приема, че 80% от дневния им прием в човешкото тяло се получава с храната. Случайни проби от продукти за съдържание на пестициди показват наличието им в почти 50% от случаите. Ето защо контролът върху съдържанието на пестициди в селскостопанските продукти е важна бариера за елиминиране на отрицателното им въздействие върху човешкото здраве.

Установено е, че въздействието на пестицидите се проявява под формата на общотоксичен ефект, а също така води до по-отдалечени прояви – канцерогенни, тератогенни и др. Най-ефективни и в същото време най-опасни за човешкото здраве са хлорорганичните пестициди. Тези пестициди са слабо разложени в почвата и водата, причинявайки остро и хронично отравяне с увреждане на черния дроб, централната и периферната нервна система и други органи. Една от характерните черти на органохлорните пестициди е способността да се натрупват в хранителните вериги до нива, които причиняват необратими промени в телата на животните и хората. Като се има предвид това, използването на тази група пестициди е значително ограничено, а най-токсичните са забранени.

Но днес е невъзможно изобщо да не се използват пестициди - това е практически единственият начин за борба с селскостопанските вредители. Широкото използване на биологични методи за растителна защита ще намали степента на замърсяване с пестициди. За да се премахнат тежките последици от употребата на пестициди, е важно преди всичко да се подобри културата на селскостопанското производство и да се премахне основната неграмотност и невежество при използването на химикали.

Тежки метали

Замърсяването на атмосферата, почвата и водата с тежки метали е сериозен проблем, тъй като все повече културни ландшафти попадат под тяхното влияние, което от своя страна се отразява както на продуктивността на земеделските култури, така и на качеството на продуктите.

Атмосферните валежи могат да бъдат източници на навлизане на тежки метали в почвата. Утайката може да съдържа олово, кадмий, арсен, живак, хром, никел, цинк и други елементи.

Най-големият източник на тежки метали е, разбира се, индустрията. Тежките метали навлизат в атмосферата под формата на аерозоли, прах, разтвори в отпадъчни води и боклук. Значително замърсяване се дължи на транспорта, особено на автомобилите.

Тежките метали в минералните торове са естествени примеси, съдържащи се в селскостопанските руди. Някои пестициди също съдържат тежки метали.

При отглеждане на селскостопански продукти в райони, замърсени с тежки метали, е необходимо да се решат два проблема:

· първо, изберете най-устойчивите на замърсяване култури, които могат да растат в условия на екстремно замърсяване;

· второ, важно е токсичните количества тежки метали да не се концентрират в търговската част на завода.

Изследванията показват, че тежките метали се намират най-много в корените, следвани от стъблата и листата и накрая в семената, грудките и кореноплодните зеленчуци. Понякога съдържанието на тежки метали в корените е сравнимо със съдържанието им в листата и стъблата. Това се обяснява с факта, че кореновата култура има корени с проводяща система, която прониква в дебелината му. Клубените ще бъдат най-чисти от тежки метали, тъй като нямат проводими снопове. Замърсяването на клубените с олово възниква в резултат на дифузия поради контакт със замърсена почва. Поради това почти цялото олово се задържа в кората на клубена.

На замърсени почви картофите и доматите произвеждат по-чисти продукти от кореноплодните зеленчуци като моркови и репички. Ето защо, когато отглеждате хранителни култури върху почви, съдържащи значителни количества тежки метали, трябва да избягвате поставянето върху тях на растения, чиито листа (салата, спанак, лук, киселец и др.), стъбла и корени се използват за храна.

За отглеждане на култури върху замърсени почви се провеждат редица превантивни мерки. На първо място се извършва комплексна агрохимична обработка, която се състои в увеличаване на съдържанието на хумус и неутрализиране на киселинността на почвата. Впоследствие на тези полета се поставят култури, в които части от растения, които слабо натрупват тежки метали (домати, пъпеши, картофи), се използват за храна. Ако по някаква причина не е практично да се обработват цялостно отделни замърсени полета, върху тях трябва да се поставят технически култури: лен, коноп, рицин, картофи за преработка в нишесте или алкохол, захарно цвекло за производство на захар, както и етерично-маслени растения за производство на растителни масла или суровини за парфюмерийната индустрия. В някои случаи тези площи могат да бъдат разпределени за замяна на зеленчукови или фуражни култури.

Замърсените почви не могат да се използват за отглеждане на фуражни култури, тъй като тези части от растенията най-често се използват за храна на добитъка и в тази фаза на развитие, когато в тях има забележимо натрупване на метали и съответно натрупване на вредни вещества в месо и мляко от животни.

Разбира се, зеленчуците, които се преработват в бебешка храна (спанак, моркови и др.), не могат да се поставят върху замърсени почви.

От 1986 г., под въздействието на последствията от аварията в атомната електроцентрала в Чернобил, земеделските земи и горите са замърсени със смес от продукти на ядрения разпад и неутронно активиране. Основните радионуклиди, които определят радиационния фон, са цезий - 137 и стронций - 90. Това е най-актуално за териториите в съседство с 30-километровата забранена зона и териториите, засегнати от радиационния отпечатък.

Най-голяма опасност за човешкото здраве като източник на радионуклиди представляват животинските продукти, произведени в замърсени райони. Най-неблагоприятни в това отношение са говедовъдството и овцевъдството, докато свиневъдството и птицевъдството, когато животните обикновено се отглеждат на закрито и се хранят с концентрирани фуражи, са в сравнително по-добри условия. Критичният продукт в случай на замърсяване на пасищата е млякото. Опасни радионуклиди като йод-131, стронций-90 и други могат да попаднат в човешкото тяло в значителни количества с млякото. Йод-131 представлява особена опасност в началния период, което се дължи на високия му добив в реакциите на делене на уран и плутоний и високата му миграционна способност.

В райони с радионуклидни отлагания замърсяването на млякото може да достигне 300–400 Bq/l с допустимо ниво не повече от 100 Bq/l, месото 250–800 Bq/kg с допустимо ниво 200 Bq/kg. Това се дължи на консумацията на фураж от добитък от замърсени земи и пасища, особено през лятото. Но най-замърсените продукти в такива райони са горските продукти.

Протеиново-витаминни концентрати

През последните десетилетия животновъдството започна да допринася за екологичните проблеми.

През 80-те години на ХХ век широко се разпространява производството на комбинирани фуражи за добитък с помощта на протеиново-витаминни концентрати (PVC) или друго име паприн.

Факт е, че основната консумация на енергия на човешкото тяло се осъществява чрез консумацията на животинска храна и на първо място месо. Хората усвояват 90-98% от протеините, мазнините и въглехидратите от месо, мляко и яйца и 70-95% от картофи и зеленчуци. Съответно за храненето на животните е необходимо да се използват пълноценни фуражи, наситени с протеини, витамини и други биологично активни вещества.

Такива вещества са открити в микроорганизми, синтезирани на базата на въглеводородни суровини (продукти от преработката на нефт и газ). На тяхна основа са създадени БВК.

Последните обаче, както се оказа по-късно, не са толкова безобидни.

Първо, самото им производство предизвика избухване на редица заболявания сред персонала, като различни алергии, дерматити, бронхиална астма, а в някои случаи и рак.

На второ място, това е болест на животните, натрупването в телата им на вредни за човешкото здраве вещества.

По-специално, при хранене на животни с BVK, както е установено от експерименти, еозинофилия може да се появи в чревната лигавица (увеличаване на гранулираните левкоцити в кръвта), грануломатозни образувания (нодуларни израстъци) в черния дроб, дълбоки промени в надбъбречните жлези и подобно може да се развие.

Доказано е също, че BVK съдържа излишък от нуклеинови киселини 12-15 пъти повече, отколкото в традиционните фуражи. Известно е, че тези биологични полимери осигуряват съхранението и предаването на наследствена информация, като по този начин влияят върху генетичния код на добитъка, птиците и съответно на хората. Основният компонент на нуклеиновите киселини, съдържащи се в BVK, е рибонуклеиновата киселина (РНК). При хората предизвиква повишено натрупване на пикочна киселина в кръвта и урината, а солите на последната бързо се отлагат в организма. Следователно консумацията на животински продукти с високи нива на РНК може да причини сериозни здравословни усложнения.

Предозирането на BVK в менюто на животните води до натрупване на мазнини в черния дроб, повишаване на холестерола, а излишъкът му води до метаболитни нарушения.

В тази връзка ограниченията за добавяне на паприн към фуражи за добитък са определени на 20%, а за домашни птици на 10–15%, въпреки че това често се прави на око.

Науката все още не е „стигнала до дъното” на останалите неясни свойства на BVK. Следователно само стриктното спазване на препоръчителните стандарти на BVK в храните за животни, заедно с други балансирани компоненти, ще избегне заплаха за човешкото здраве.