Исследовательский проект по химии на тему: Влияние нитратов на здоровье человека

Муниципальное образовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа села Березина Речка Саратовского района Саратовской области»











Исследовательский проект по химии на тему:



Влияние нитратов

 на здоровье

 человека





Работу выполнил

ученик 9 класса

Пономарев Андрей

Руководитель работы: учитель химии Пономарева Татьяна Юрьевна



Саратов 2011 г.







Содержание



Введение……………………………………………………………………………………...3

Роль азота и его соединений………………………………………………………………..4

Накопление нитратов в растениях………………………………………………………….5

Практическое исследование. Обнаружение нитратов в продуктах питания…………….7

Влияние нитратов на организм человека…………………………………………………..8

Рекомендации по снижению количества нитратов в продуктах питания………………..9

Выводы………………………………………………………………………………………10

Используемая литература………………………………………………………………...…11























































Введение



Мы понимаем, что не можем в полной мере защитить своё здоровье от потребления вредной продукции.

В то же время, наука может дать точные оценки вредности того или иного товара на основе  накопления факторов использования и влияния на организм человека.

Исходя из выше изложенного, мы пришли к выводу, что данная проблема является достаточно актуальной. Поэтому  в предлагаемой работе мы рассматриваем вопрос о нитратах.

Цель работы: Выявить вред соединений азота для здоровья человека и определить их содержание в пищевых продуктах.

Задачи: 

Узнать из источников литературы о вреде нитратов для организма человека.

Собрать сведения и определить содержание нитратов в питьевой воде и продуктах питания.

Изучить методы снижения количества нитратов в пищевых продуктах.

Объект исследования: продукты питания

Предмет исследования: нитраты, содержащиеся в продуктах питания

Гипотеза: Нитраты, содержащиеся в продуктах питания вредно влияют на здоровье человека





















Роль азота и его соединений



Азот- это один из самых важнейших химических элементов в жизни растений и животных, т.к. он необходим для синтеза аминокислот, из которых образуются белки. Растение получает азот из почвы в виде солей.

Метаболизм азота в растениях – это сложный процесс:

              HNO3  HNO2  (HNO)2  NH2OH + NH3

Нитраты восстанавливаются до нитритов.

Впервые заговорили о нитратах в нашей стране в 70-х годах прошлого века, когда в Узбекистане случилось насколько массовых желудочно-кишечных отравлений арбузами, при их чрезмерной подкормке аммиачной селитрой (1;20).

В мировой науке о нитратах знали уже гораздо раньше. Сейчас общеизвестно, что нитраты обладают высокой токсичностью для человека и сельскохозяйственных животных:

        При несоблюдении норм внесения азотных удобрений в почву накапливается большое количество нитратов. Выше допустимых норм они при этом содержатся не только в почве, но и в воде, в растениях- как продовольственных, так и кормовых. Сами нитраты не отличаются высокой токсичностью. Но под действием микрофлоры кишечника идёт элементарный химический процесс – восстановление их в нитриты – соли азотистой кислоты. А это уже принципиально иное дело, поскольку нитриты во много раз токсичнее – особенно для детей и пожилых людей, для больных дизбактериозом кишечника, а ещё для страдающих заболеваниями дыхательной и сердечно – сосудистой систем. И вот почему. Нитриты, взаимодействуя с гемоглобином крови, переводят его двухвалентное железо в трёхвалентное, свойственное метагемоглобину, лишая его способности транспортировать кислород и мешая тем самым нормальному тканевому дыханию. И ещё одно обстоятельство: избыточные нитриты в организме участвуют в образовании более сложных соединений – нитрозоаминов, которые считаются канцерогенными.

         Высокие дозы азотных удобрений, особенно не сбалансированными с другими удобрениями или внесённых в конце вегетации, когда растение уже не успевает «переварить» избыточную пищу, далеко не исчерпывают причины высоких концентраций нитратов в овощах. На их содержание влияют характер почв, погодные условия, густота посевов и многое другое. 



Накопление нитратов в растениях

             Различные растения в силу своих биологических особенностей обладают разной способностью к накоплению нитратов: из овощей несомненные лидеры – зеленные культуры (укроп, салат, петрушка и т. д.), за ними идёт свёкла, дальше с существенным отставанием – капуста и морковь. У картофеля, занимающего в нашем рационе особое место, к счастью, менее развита склонность к такому накопительству.

     Нитраты распределяются в разных овощах неравномерно, концентрируясь в определённых зонах. Например, капуста накапливает нитраты в кочерыжке и верхних листьях, огурцы и патиссоны – в кожуре, кабачки, свёкла, морковь – в нижней части плода, картофель в середине. Специалисты рекомендуют удалять нитратные «зоны», а картофель предварительно вымачивать.

       Чтобы оценить пригодность овощей в пищу, потребовались ориентиры. Большой группой специалистов созданы нормативы, утверждённые Минздравом России. Вот эти цифры: допустимое содержание нитратов (в мг/ кг по нитрат – иону) в картофеле – 80, капусте белокочанной – 300, моркови – 300, томатах – 60, луке репчатом – 60, в огурцах – 150, в арбузах – 45, дынях – 45, свёкле – 140. Для ранних овощей и выращенных в защищённом грунте эти нормативные цифры увеличиваются вдвое. При повышении норматива до двухкратного овощи используют в условиях рассредоточения, т. е. в составе многокомпонентных блюд вроде салатов. Или после отваривания: в отвар переходит до 50% исходного количества нитратов и более, особенно, если овощи перед варкой были нарезаны. Сочетание этих способов – рассредоточение и варка – вполне приемлемо и даже полезно использовать в домашних условиях.

     Как избавится от нитратов в продуктах? Нитраты хорошо растворяются. Именно поэтому овощи следует варить. В отвар уйдёт большая часть вредных соединений. При варке картофеля и моркови в воде окажется до 60, у свеклы до 40, а у капусты до 70% нитратов, содержащихся в этих продуктах. Кроме того, необходимо помнить, что корни и стебли более «богаты» нитратами, поэтому их лучше срезать или же варить дольше чем обычно и тоже в большой воде.

       Есть ещё способ избавиться от нитратов. При солении, мариновании или квашении их число значительно уменьшается ( в рассол уходит до 60%). Например, в квашенной капусте содержится намного меньше нитратов, чем в сырой.

     Восстановление нитратов в нитриты происходит также под воздействием поверхностной микрофлоры овощей при их травмировании или измельчении. Отсюда дополнительные рекомендации. На хранение следует закладывать хорошо отсортированные, неповреждённые и чистые овощи.

     При хранении овощей наблюдается значительное снижение нитратов через несколько месяцев. Тогда главным в контроле за нитратами становится время перед уборкой урожая. Согласно установленному порядку за неделю – полторы до сбора урожая на полях и плантациях по определённой схеме отбирают пробы овощей для исследования в специальных лабораториях

      Накопление нитратов в овощах зависит не только от доз и сроков внесения минеральных подкормок. Их количество определяется и биологическими особенностями культуры, и погодными условиями, и тем, в каких условиях освещения произрастал данный овощ.

Таким образом, накопление нитратов в растениях зависит от комплекса многих причин:

От биологических особенностей самих растений и их сортов. Выяснено, что больше всего нитратов содержится в редисе сорта «Красный великан» по сравнению с другими её сортами. Содержание нитратов зависит и от возраста растений: в молодых органах их больше (кроме шпината и овса). Меньше накапливается нитратов в гибридных растениях. Нитратов больше в ранних овощах, чем в поздних.

Среди семейств, охватывающих овощные культуры, наибольшей способностью к накоплению нитратов отличаются капустные, тыквенные, сельдерейные, пасленовые. Наибольшее количество нитратов накапливают редька белая, свекла столовая, салат, шпинат, редис, такие же культуры, как томаты, перец сладкий, баклажаны, чеснок, горошек, отличаются низким содержанием нитратов.

От режима минерального питания растений. Так, микроэлементы (особенно молибден) снижают содержание нитратов в редисе, редьке и цветной капусте; цинк и литий – в картофеле, огурцах и кукурузе. Уменьшается содержание нитратов в растениях и в результате замены минеральных удобрений на органические (навоз, торф и др.), которые постепенно разлагаются и усваиваются растениями. Органические удобрения положительно влияют на капусту, морковь, свёклу, петрушку, картофель, шпинат. Нерациональное, халатное использование химических удобрений, чрезмерные дозы их приводят к сильному накоплению нитратов, особенно в столовых корнеплодах. Содержание нитратов возрастает сильнее при использовании нитратных удобрений, чем при употреблении аммонийных. 

Накопление нитратов зависит и от факторов окружающей среды (температуры, влажности воздуха,  почвы, интенсивности и продолжительности светового освещения):



Практическое исследование.

Обнаружение нитратов в продуктах питания.



Цель работы:  определить наличие нитратов в сырых овощах и предложить меры по предотвращению отравления нитратами.



Оборудование: набор разновесов, весы, пробирки с этикетками для стандартных растворов, мерные цилиндры, пипетки, мелкая тёрка, марля, сырые овощи, раствор дифиниламина в концентрированной серной кислоте, дистилированния вода, сухой нитрат калия.



Ход работы.



Готовим стандартные растворы по известным значениям ПДК нитрат – анионов в сырых овощах ( картофель - 80 мг/кг, огурцы – 150 мг/кг, морковь – 300 мг/кг), используя нитрат калия. Реактивом на нитрат – анион служит раствор дифениламина в концентрированной серной кислоте, дающий синее окрашивание разной интенсивности.

Из приготовленных растворов отбираем наиболее интенсивно окрашенные и проводим исследование тех продуктов, ПДК нитрат – анионов которых соответству

ет отобранным растворам. Для этого сок каждого растения наливаем в пробирки и проводим реакцию с дифиниламином, сравнивая окраску раствора со 

стандартным раствором для данного продукта. По разнице окраски можно судить о превышении ПДК. Можно определить приблизительное значение концентрации нитратов в данном продукте, сравнивая окраску с другими стандартными растворами.

Используя полученные данные, рассчитываем массу нитратов, съеденных с продуктами одним человеком. Результаты заносим в таблицу:





Название продппродукта

Значение концентрации NO3- , мг/кг

m продукта съеденного семьёй, кг

m (NO3-), съеденного всей семьёй с продуктами

Число членов семьи, съевших продукт, h

m (NO3-), съеденного с продуктами одним членом семьи

Картофель



Огурцы





Морковь

100





250





350

1,5





0,5





0,3

60





0,5





42

4





4





4

15





0,125





10,5

         



Итого: один член семьи съел нитрат – анионов 15+0,125+10,5= 25,625 мг

Вывод: С пищей человек потребляет огромное количество нитратов. 



Влияние нитратов на организм человека

Сейчас общеизвестно, что нитраты обладают высокой токсичностью для человека и сельскохозяйственных животных:

		нитраты под воздействием фермента нитратредуктазы восстанавливаются до нитратов, которые взаимодействуют с гемоглобином крови и окисляют в нём 2-х валентное железо в 3-х валентное. В результате образуется вещество метгемоглобин, который уже не способен переносить кислород. Поэтому нарушается нормальное дыхание клеток и тканей организма (тканевая гипоксия),  в результате чего накапливается молочная кислота, холестерин, и резко падает количество белка.

		Особенно опасны нитраты для грудных детей, т.к. ферментная основа младенцев несовершенна и восстановление  метгемоглобина в гемоглобин  идёт медленно.

		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; увеличение печени, желтизна белков глаз; головные боли, повышенная усталость, сонливость, снижение работоспособности; одышка, усиленное  сердцебиение, вплоть до потери сознания; при повышенном отравлении – смерть.

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

		У беременных женщин возникают выкидыши, а у мужчин – снижение потенции.

		При длительном поступлении нитратов в организм человека (пусть даже в незначительных дозах) уменьшается количество йода, что приводит  к увеличению щитовидной железы.

		Установлено, что нитраты сильно влияют на возникновение раковых опухолей в желудочно-кишечном тракте у человека.

		Нитраты способны вызывать резкое расширение сосудов, в результате чего понижается кровяное давление.

	При всём вышеизложенном следует помнить, вред наносят организму человека не сами нитраты, а нитриты, в которые они превращаются

	

           Рекомендации  по снижению нитратов в продуктах питания.

		Термическая обработка снижает количество нитратов в  овощах на 60-80%.

	При этом следует помнить, что при усиленной мойке и бланшировании (обваривании кипятком) овощей в воду уходят не только нитраты, но и ценные вещества: витамины, минеральные соли и др.

		Вымачивание овощей способствует выведению нитратов: 

	в капусте на 58%; в свёкле на 20%; в картофеле на 40%.

	3)  Овощи следует очищать от кожуры.

У огурцов, свёклы, редьки необходимо срезать оба конца.

Хранить овощи нужно в холодильнике.

	Маринад консервированных овощей не рекомендуется употреблять в пищу – в нём содержится до 70% нитратов.

	Зелень – петрушку, укроп, салат и другое – необходимо поставить, как букет, в воду на прямой солнечный свет. В таких условиях нитраты в  листьях в течение 2-3ч почти полностью перерабатываются. 

		Естественные нейтрализаторы нитратов – это черная и красная смородина, другие ягоды и фрукты, зелёный чай.

		Салаты следует готовить непосредственно перед употреблением и сразу съедать, не оставляя на потом.(8:91)

	Чтобы оградить себя от влияния нитратной пищи, необходима физическая активность, не следует переедать даже самые полезные овощи. 

	

	

Выводы

Работая над рефератом, мы пришли к мысли, стоит ли пытаться «химизированными» продуктами, чтобы потом болеть? Нужны ли нам за такую цену «дары» агрохимии?

Как ни странно, но пока большинство населения страны, теоретически осуждая  применение минеральных удобрений, широко использует их в своих жилищах и на огородах. Рядового потребителя прельщает очевидная «эффективность» химии: 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?

Дешевизна интенсивно химизированных  сельхозпродуктов объясняется неоплаченными долгами природе (загрязнение окружающей среды и продуктов). Эти долги и их проценты оплачивает всё 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 её можно экономическими же средствами, - лишив производителя прибыли, разорительными штрафами и налогами за  загрязнение среды. Для реализации экономических санкций необходима система контроля за качеством окружающей среды и продуктов.

Не смотря на нынешнее разнообразие продуктов питания на прилавках магазинов, не стоит забывать о влиянии каждого на наше здоровье, причём как положительное, так и отрицательное. Внешняя оболочка продукта не всегда соответствует своему внутреннему содержанию. 

В нашем реферате ответы на проблемы здорового питания найдёт каждый, кто неравнодушен к своему здоровью. В связи с этим в пищу, предпочтительнее употреблять продукты экологически чистые.

А если встречаются овощи, насыщенные нитратами, то следует воспользоваться советами по снижению вредного влияния соединений азота на организм человека.







     

                                           Используемая литература



Боговский П.А., «Азотные удобрения и проблемы рака», Орел, «Вестник», 1980.

Борисов В.А., «Экологические проблемы накопления нитратов в окружающей среде», Москва, «Просвещение», 1990.

Габович Р.Д. Припутина Л.С., «Гигиенические основы охраны продуктов питания от вредных химических веществ.», Новосибирск, «Синяя птица», 1990.

Э. Гроссе, Х. Вайсмантель, «Химия для любознательных», Ленинград, «Химия», 1979

Зарубин Г.П. Дмитриев М.Т. Приходько Е.И. Мищихина В.А. «Гигиеническая оценка нитратов в пищевых продуктах.» «Гигиена и санитария.», Мурманск, «Дракон»,  1990.

В.И. Крицман, «Книга для чтения для неорганической химии», Москва, Просвещение. 1984

Ж.И. Хата, «Здоровье человека в современной экологической обстановке»,  Москва, «Грант», 2001







3