Тяжелые металлы как загрязнители продуктов питания и кормов.

Распространенное представление об

обязательной токсичности тяжелых металлов (ТМ) для растений

является заблуждением, т.к. в эту группу входят медь, цинк,

молибден, кобальт и марганец – такие элементы, биологическое

значение которых хорошо известно. Медь и кобальт относятся к

микроэлементам, которые вносят в качестве удобрений. Вполне

справедливым будет связывать представление об их опасности для

растений только с большими концентрациями в почве в результате

промышленного или иного загрязнения. В полной мере «тяжелые»,

в смысле «токсичные», следует относить только к ртути, кадмию и

свинцу.

Допустимое количество тяжелых металлов, которое человек

может потреблять с продуктами питания без риска заболеть,

колеблется в зависимости от вида металла: свинец – 3 мг, кадмий

0,4 - 0,5, ртуть – 0,3 мг в неделю. Хотя эти уровни условны, тем не

менее, они служат основой для контроля содержания тяжелых

металлов в продуктах питания.

В живых организмах тяжелые металлы играют двоякую роль.

В малых количествах они входят в состав биологически активных

веществ, регулирующих нормальный ход процессов

жизнедеятельности. Нарушение в результате техногенного

загрязнения сложившихся эволюционно концентраций тяжелых

металлов приводит к отрицательным и даже катастрофическим

последствиям для живых организмов. Поступившие, например,

в организм человека тяжелые металлы накапливаются

преимущественно в печени и выводятся крайне медленно.

Первоначально они накапливаются главным образом в почвах.

Продукция растениеводства, выращенная даже на

слабозагрязненных почвах, способна вызвать кумулятивный

эффект, обусловливая постепенное увеличение содержания

тяжелых металлов в организме теплокровных (человек, животные).

Поступая в растения, тяжелые металлы распределяются в их

органах весьма неравномерно. Многими исследованиями было

показано, что при выращивании растений на почвах с повышенным

содержанием тяжелых металлов они обычно накапливаются

в вегетативных частях растений, а в генеративных их содержание

повышается меньше. Растение как бы стремится сохранить свою

генеративную часть в чистоте. Зачастую корневые системы

растений содержат больше цинка, чем надземные органы. В

надземных органах цинк концентрируется преимущественно в

старых листьях. Корни пшеницы отличаются более высоким

содержанием свинца и кадмия по сравнению с листьями. В целом

уровень накопления тяжелых металлов в различных частях растений

зависит от биологических особенностей культуры, физиологической

роли элемента, его содержания в почве и доступности для растений.

Знание особенностей распределения тяжелых металлов

в растениях представляет интерес для потребителя, поскольку

позволяет рационально использовать продукцию в процессе

технологической переработки и при употреблении в пищу в сыром

виде. Важно знать особенности распределения тяжелых металлов

в овощных культурах. Например, в корнеплодах моркови их

содержание (кроме железа) убывает от кончика до головки. Для

железа характерно высокое содержание в головке и равномерное

распределение в остальной части корнеплода. В центральной части

корнеплода содержится повышенное количество цинка и свинца, а

в коре – повышенное количество меди, марганца, кадмия и железа.

Минимальное количество кадмия, цинка и свинца находится

в мякоти клубней картофеля. Повышенное количество железа

характерно для периферийной части клубней. Медь распределяется

равномерно во всех частях клубня. Для зеленных культур

характерно более высокое содержание свинца в черешках, чем

листовых пластинках. Растения салата отличаются наиболее

высоким содержанием свинца в корнях, тогда как растения

петрушки и хрена – наименьшим. Среди зеленных культур

наибольшее количество свинца во всех органах растений

наблюдается у укропа, щавеля и салата.

Таким образом, зная распределение тяжелых металлов

в отдельных зонах и тканях различных органов растений, можно

оценить их опасность в зависимости от объема, который они

занимают в данном органе. Это дает основание для механического

удаления опасной части органа.

Одним из важнейших звеньев производства экологически

продукции является нормирование содержания тяжелых металлов.

Это является важным шагом на пути снижения поступления

вредных веществ в организм человека и животных. В таблице 6

приведены ПДК тяжелых металлов в пищевых продуктах. Однако

не следует преувеличивать значение этих показателей. По своей

сути они являются лишь своеобразными «опорными точками» для

сравнительных оценок. Имеющиеся ПДК загрязнителей позволяют

сравнивать качественное состояние продукции по уровню ее

загрязненности, разрабатывать и реализовывать необходимые

охранные мероприятия и т.д. Во многих странах разработаны

национальные нормативы ДОК. Сопоставление этих норм

свидетельствует о том, что у них есть как сходство, так и различия.

Например, в Германии ДОК кадмия в овощах в 3 раза выше, чем

принято в России.

Техногенное поступление в окружающую среду тяжелых

металлов существенно снижает продуктивность плодовых растений,

качество и питательную ценность плодов. Наиболее токсичными

среди металлов являются свинец и никель, присутствие которых

в продуктах питания строго нормируется. Такие биогенные

элементы, как цинк, железо и медь, необходимы для протекания

нормальных физиологических процессов в организме человека,

однако при высоких концентрациях проявляется токсический

эффект. Как показали многолетние исследования Всероссийского

НИИ селекции плодовых культур, содержание токсических

элементов в плодах не превышает санитарно-гигиенических норм и

варьирует в следующих пределах: свинец – 0,025-0,230, никель –

0,035-0Э380 мг/кг, а ПДК соответственно 0,4 и 0,5 мг/кг. По

содержанию свинца в плодах и ягодах плодовые культуры

располагаются по возрастающей в следующем порядке:

слива< земляника < красная смородина < крыжовник <

груша < яблоня < черная смородина < вишня.

Было также установлено, что 10-20% свинца и 15-30% никеля

можно удалить при мытье фруктов. Для уменьшения загрязнения

плодово-ягодной продукции тяжелыми металлами рекомендуется

размещать садовые насаждения не ближе 500 м от автомагистралей.

Применяя такие агротехнические приемы, как известкование,

внесение минеральных и органических удобрений можно на разных

стадиях производства свести к минимуму вероятность накопления

тяжелых металлов в вырабатываемой продукции. В опытах на

песчаной почве было установлено, что извлечение овсом никеля при

сильной кислотности почв и невысоком содержании гумуса

возрастало, а при известковании уменьшалось. Например, этот

прием заметно ослаблял отрицательное действие никеля и снизил

его поглощение растениями. Положительное действие гумуса

связывают с образованием устойчивых комплексных соединений с

этим элементом.

Общая площадь аэротехногенного загрязнения в Мурманской

области составляет 21 тыс. км2, причем основным источником

являются металлургические предприятия. Чувствительность

растений, прежде всего, выражается в угнетении их роста, что

связано, как правило, с повышением количества металлов в тканях

растений. Золу растений рассматривают как одну из существенных

показателей качества. Повышенное содержание золы является, как

правило, признаком накопления ТМ. Специалистами Кольского

научного центра РАН было изучение влияние аэротехногенного

загрязнения на качество кормовых трав, выращенных в

Мончегорском районе. По результатам агрохимического

обследования почвы пахотных участков (иллювиально-гумусовый

подзол) можно отнести к хорошо окультуренным: их реакция

слабокислая или близкая к нейтральной, они содержат

повышенное количество подвижного фосфора и среднее

подвижного калия. Кислотно-щелочные свойства почвы во многом

определяют накопление и миграцию тяжелых металлов в почве.

В кислой среде возрастает их подвижность и возможность

поглощения растениями. Для большинства кормовых растений,

выращиваемых в Мурманской области, эта реакция близка

оптимальной.

Тем не менее, эти почвы нуждаются в известковании с учетом

их постоянного аэротехногенного загрязнения. По количеству меди

и никеля почвы следует отнести к загрязненным. Группировки почв

по градациям их содержания следующие: для меди при < 60 мг/кг –

первая, 60-180 мг/кг – вторая; для никеля при 180-540 мг/кг – вторая

из пяти имеющихся, основанных на геометрической прогрессии

нарастающих концентраций этих элементов. Для кобальта

отсутствует ПДК в почвах нашей страны по валовому содержанию,

но предложен ПДК по подвижным формам – 5 мг/кг почвы.

Агрохимическая служба России ориентируется на ПДК для меди

100 мг/кг и никеля 150 мг/кг.

Влияние загрязнения выражается в заметной низкорослости

растений и неразвитой корневой системе. Содержание золы

в растениях позволяет выявить общее количество минеральных

веществ, поступающих из почвы. В зависимости от ее типа, климата

и агротехники, зольный состав может значительно меняться. По

нашим данным, которые согласуются с полученными в Мурманской

области другими специалистами (Чемисов и др., 1978), в составе

сухих веществ на долю золы у кормовых трав обычно приходится 4-

8%, у турнепса 9-11%. В определяемых растениях показатель

зольности выше, что свидетельствует о повышенном в 1,3-2 раза

содержании ряда элементов, особенно кальция. В значительной

мере это объясняется и накоплением ТМ. Для сравнения следует

привести данные, полученные в Норвегии. Большинство образцов

трав, собранных в июне-июле содержало кальция в среднем 0,65 с

колебаниями от 0,17 до 1,8%. Минимальный уровень для злаковых

трав был определен в 1%. В районах, примыкающих к российской

территории, и находящихся в зоне воздействия предприятия

цветной металлургии, отмечено накопления цинка - 47,5 мг/кг и

меди - 44,0 мг/кг. Количество клетчатки для овса и турнепса –

обычное для условий области, хотя относительно средних данных

для этих культур оно немного выше. Для смеси гороха и рапса нет

нормативов для сравнения, но с учетом того, что у гороха клетчатки

бывает 24-26%, показатель можно отнести к нормативному. В

турнепсе и горохе с рапсом примерно вдвое больше общего и

белкового азота, чем в овсе, что надо объяснить не столько

биологическими особенностями этих культур, сколько условиями

аэротехногенного загрязнения, в которых они выращиваются.

Значительная доля этого азота состоит из нитратов – у турнепса

32%, у гороха с рапсом 14% и только у овса 4% от общего азота.

Такое содержание азота соответственно ведет к уменьшению

величины БЭВ и легкогидролизуемых углеводов из-за расходования

на синтез белка. Промышленное загрязнение атмосферы

фитотоксичными газами и большой запас в почве элементов

минерального питания часто приводят к накоплению

дополнительного количества азота в надземной части травянистых

растений. Содержание жира находится в норме у всех культур.

Каротина оказалось либо больше, либо меньше потребности

животных. По содержанию нитратов у всех растений есть

превышение ПДК, особенно у турнепса, что исключает возможность

его использования для кормления животных. Во всех растениях

повышено количество никеля, а меди меньше ПДК, равного 10 мг/кг

сырой массы (что при тех же исходных данных по влажности

соответствует 32 мг/кг сухого вещества). В растительном корме

содержание никеля не должно быть выше 0,4 мг/кг сухого вещества.

Все полученные нами данные многократно перекрывают это

уровень. Для меди оптимум находится в пределах 8-11 мг/кг сухого

вещества. Зарубежные данные близки отечественным – 4-10 мг/кг и

2-15 мг/кг сухого вещества.

Приведенные данные подтверждают негативную роль ТМ для

сельскохозяйственных растений и, в частности, овса. Опытами

установлено, что фитотоксичным считается такое содержание

металла в почве, при котором продуктивность растений снижается

на 10% относительно контроля. В описанном выше эксперименте

это показатель составлял 41-75%.

Изучение содержания меди, никеля и кобальта в

окультуренных альфегумусовых подзолистых почвах показало, что

оно довольно подвижно во времени. Некоторые специалисты

считают, что стационарного состояния ТМ в почве не бывает. Такое

положение является весьма существенным при оценке перспектив

мелиорации загрязненных почв и выращивания на них

сельскохозяйственных культур. Следует отметить, что даже

кардинальные технологические решения, которые позволили бы

полностью прекратить техногенное загрязнение в районе

Мончегорска, приведут лишь к некоторой стабилизации

существующего состояния окружающей среды. Возобновление

естественной растительности в зоне интенсивного выпадения

загрязненных осадков возможно только через несколько столетий

после их прекращения. Причем восстановление фитоценозов будет

идти лишь на участках со слабым или умеренным повреждением.

Таким образом, еще достаточно длительный период будут

использоваться в земледелии почвы с повышенным содержанием

сульфатов и тяжелых металлов.

Использование и регулирование почвенного плодородия при

воздействии промышленного загрязнения должно быть основано на

соблюдении принципов экологического земледелия (Каштанов,

Щербаков и др., 1993). Первый из них формирует соответствие

сельскохозяйственных культур условиям, к которым они

экологически наиболее приспособлены. Из 7 многолетних и 3

однолетних видов кормовых трав, преимущественно

распространенных в Мурманской области, в районе

непосредственного влияния комбината «Североникель»

выращивают, в основном, овес, горох, тимофеевку луговую и

кострец безостый. Наиболее предпочтительными из них следует

считать однолетние травы, которые аккумулируют в надземной

части меньше тяжелых металлов, чем многолетние (если травы не

предназначены для кормления животных, а в качестве

мелиоративного приема, тогда лучше высевать многолетние травы).

Несомненно, что с учетом всех нормативных требований к качеству

растительной продукции, ведение земледелия в таких условиях

нежелательно. Хотя в опытах и не обнаружено прямой связи между

степенью загрязнения почв медью, никелем, кобальтом и их

поступлением в растения, в 15-км зоне вокруг предприятия

накопление этих элементов в травах всегда превышает ПДК. В них

отмечается также повышенное количество кальция и нитратов.

Однако сложившаяся инфраструктура и природные условия не

позволяют рассчитывать на освоение других территорий без весьма

значительных затрат. На основе изложенного допустимо

возделывать на удалении 15 км и более от предприятия цветной

металлургии, что способствует получению более качественной

кормовой продукцию. Это согласуется с результатами исследований

микробиологов, которые констатировали снижение

фитотоксичности почв именно с такого расстояния (Евдокимова,

1989).

Второй принцип устанавливает, что антропогенные

воздействия на почву, растения и атмосферу не должны превышать

пределы, за которыми снижается производительность

агроэкосистемы. Граничное состояние для окультуренной

подзолистой почвы, как между обладающей определенным

плодородием и бесплодной, находится в диапазоне содержания

меди и никеля каждого по 0,01-0,05% в присутствии

техногенной двуокиси серы. В связи с этим в зоне аэротехногенного

воздействия необходим ежегодный контроль над реакцией почвы и

содержанием в ней ТМ.

Третий принцип следует из предыдущего и заключается

в отсутствии целесообразности повышать производительность

агроэкосистем без одновременного совершенствования всех

элементов при использовании определенной системы земледелия.

Комплекс агротехнических мероприятий в таком районе должен

быть направлен не только на создание оптимальных условий

питания растений, но и снижения негативного влияния ТМ. Для

поддержания существующего уровня плодородия следует

соблюдать следующие правила: ежегодное совместное внесение

минеральных удобрений (не менее N120P80K80) и навоза (не менее

80 т/га); систематическое применение извести на кислых почвах.

Соблюдение предложенных практических мер позволяет

возделывать кормовые травы в зоне влияния предприятия цветной

металлургии при постоянном контроле над их качеством, особенно,

содержанием золы, тяжелых металлов и нитратов.

Нитраты. Сельскохозяйственной продукции без нитратов не

бывает, поскольку они являются основным источником азота

в питании растений. Нитраты (NO3

-) представляют собой соли

азотной кислоты, а нитриты (NO2

-) – азотистой. Соли азотной

кислоты используют в качестве удобрения (натриевая селитра,

аммиачная селитра, кальциевая селитра и др.). Для получения не

только высоких, но и высококачественных урожаев необходимо

вносить в почву минеральные азотные удобрения и органику.

Потребность растений зависит от многих факторов: вида, сорта,

погодных условий, свойств почвы и количества ранее

применявшихся удобрений.

Как вещества, обладающие токсическими свойствами,

нитраты и нитриты известны давно. Широкую известность

получило заболевание под названием «метгемоглобинемия»,

особенно опасное для детей грудного возраста. При этом

заболевании нитратный ион, взаимодействуя с гемоглобином крови,

образует метгемоглобин, который не способен транспортировать

кислород крови, что приводит к удушью. При поступлении

значительных количеств нитратов в организм человека

проявляется цианоз (темно синяя или фиолетово-синяя окраска

слизистой и кожного покрова), понижается кровяное давление,

наблюдается сердечная и легочная недостаточность.

Проблема нитратов в сельскохозяйственной продукции тесно

связана с крайне низкой культурой земледелия, как

в государственном, так и в частном секторе. Неграмотное

применение азотных удобрений в высоких дозах ведет к тому, что

избыток азота в почве вызывает поступление нитратов в растения в

больших количествах. Как правило, содержание нитратов выражают

в мг/кг или мг/100г. Нитраты являются главным элементом питания

растений, произрастающих на земле, поскольку в них входит азот –

основной строительный материал. В естественных условиях (в лесу

или на лугу) содержание нитратов в растениях небольшое (1-30

мг/кг сухой массы), они почти полностью переходят в органические

соединения. В культурных растениях при возделывании на

удобренной почве количество нитратов возрастает во много раз (от

40 до 12000 мг/кг сухой массы). Нитраты присутствуют во всех

средах: почве, воде, воздухе. Сами нитраты не отличаются высокой

токсичностью, однако под воздействием микроорганизмов или в

процессе химической реакции восстанавливаются до нитритов,

опасных для человека и животных. В организме теплокровных

нитриты участвуют в образовании более сложных (и

наиболее опасных) соединений – нитрозаминов, которые обладают

канцерогенными свойствами.

Среди возделываемых культур наибольшее количество

нитратов (в мг/кг сухой массы) накапливается в свекле столовой

(200-4500), салате (400-2900), шпинате (600-4000), укропе (400-

2200), редисе (400-2700), редьке 1500-1800). Томат, перец,

баклажан, чеснок, горошек и фасоль отличаются низким

содержанием нитратов (от 10 до 350 мг/кг).

В связи с опасностью, которую нитраты могут представлять

для нормального питания человека, в различных странах

разработаны ПДК нитратов в продуктах питания. Так как нитраты

поступают в организм человека преимущественно из овощей,

то особое внимание обращают на динамику их содержания в овощах

и продуктах их переработки. ПДК установлены для продукции как

открытого, так и защищенного грунта (для которого характерны

более высокие показатели, т.к. испытывая недостаток света,

растения накапливают значительное их количество). Например,

установлены следующие предельно допустимые концентрации

нитратов в некоторых пищевых продуктах (мг/кг сырой массы):

картофель – 250; капуста белокочанная – 900; морковь

ранняя – 400; томаты – 150 (для защищенного грунта – 300);

свекла столовая – 1400; лук репчатый – 80; лук зеленый – 600; арбуз

– 60; дыня – 90; яблоки – 60; груши – 60.

Для снижения содержания нитратов в продуктах питания

важно правильно выбрать способ выращивания культур, способы

хранения и переработки, а также методы контроля. Накопление

нитратов различными культурами имеет сортовую специфику. Это

значит, что одна и та же культура в зависимости от сорта может

накапливать различное количество этих соединений. Широкое

распространение сортов с низкой способностью к накоплению

нитратов должно стать основой для улучшения биологического

качества растениеводческой продукции.

Уменьшению накопления нитратов в растениях способствует

рациональная система применения удобрений, предполагающая

правильное определение форм, доз, сроков и способов внесения.

Лучшие формы азотных удобрений – сульфат аммония и мочевина.

Большое внимание следует уделять дозе азотного удобрения. Она не

должна превышать 20 г на 1 м2 по азоту. Вносить удобрения лучше

перед перекопкой участка, локальным способом, когда удобрения

вносят рядками (лентами) на глубину 10-12 см (расстояние между

рядками 15-20 см). Навоз лучше применять, предварительно

прокомпостировав его с соломой или торфом.

Убранную продукцию следует правильно хранить и

перерабатывать, поскольку нарушение условий хранения и режимов

переработки может вызвать повышение количества нитратов

в конечном продукте. Колебания в содержании нитратов при

хранении зависят от вида продукции, исходного содержания их и

режимов хранения. Хранение свежеубранных овощей при низкой

температуре способствует их образованию. К накоплению нитратов

приводят сильная загрязненность листовых овощей и корнеплодов,

механические повреждения, оттаивание свежезамороженных

овощей в течение длительного времени при комнатной температуре.

При хранении овощей и картофеля в оптимальных условиях

(температура и влажность воздуха) количество нитратов во всех

видах продукции снижается, причем наиболее заметно в феврале –

марте.

В зависимости от режимов и видов технологической

обработки меняется содержание нитратного азота в конечном

продукте. Как правило, количество нитратов в продукте в процессе

переработки снижается. При этом важно соблюдать режимы

переработки. Предварительная подготовка продукции (очистка,

мойка, сушка) приводит к снижению количества нитратов в

продукции на 3-35%. В процессе переработки продукции быстро

разрушаются ферменты и гибнут микроорганизмы, что

останавливает дальнейшее превращение нитрата в нитрит.

Например, при варке картофеля уровень нитратного азота падает на

40-80%, при жарении в растительном масле – на 15%. При

квашении, мариновании и консервировании часть нитратов

переходит в нитриты, количество которых постепенно падает, и к

седьмому дню они полностью исчезают. По этой причине

использовать консервированные продукты в пищу в течение первой

недели не рекомендуется. В томатном соке, подвергающемся

термической обработке, количество нитратов уменьшается в 2 раза.

Пестициды и их остаточное количество. В современном

сельскохозяйственном производстве используется широкий

ассортимент химических средств, предназначенных для повышения

урожайности, защиты и регуляции роста растений. С точки зрения

загрязнения продуктов питания и влияния на здоровье населения к

числу наиболее опасных химических средств относятся химические

средства защиты растений (пестициды).

В настоящее время применяют около 3,2 млн. т пестицидов (в

среднем по 0,5 кг на одного жителя планеты). Пестициды – общее

наименование всех химических соединений, которые применяются

в сельском хозяйстве для защиты культурных растений от вредных

организмов. В качестве пестицидов используют около 900 активных

химических соединений, входящих в состав 60 тыс. препаратов.

Ими обрабатывают более 4 млрд. га земли.

По объектам применения пестициды разделяют на следующие

основные группы: акарициды - для борьбы с вредными клещами;

инсектициды – с вредными насекомыми; моллюскоциды –

моллюсками; нематициды – нематодами; роденцидами –

грызунами; бактерициды – для защиты растений от бактериальных

болезней; фунгициды – от грибных растений; гербициды – для

борьбы с сорными растениями; десиканты – препарате для

предуборочного подсушивания растений; дефолианты – для

удаления листьев; репелленты – препараты для отпугивания

вредных насекомых; аттрактанты – для привлечения насекомых;

хемостерилянты – для химической стерилизации насекомых;

феромоны – вещества, продуцируемые насекомыми или их

синтетические аналоги для воздействия на особей другого пола;

регуляторы роста растений – вещества, влияющие на рост и

развитие растений; ретарданты – для торможения роста растений;

поверхностно-активные вещества, адъюванты - добавки к

гербицидам, усиливающие их действие. Среди химических средств

защиты растений наибольшей токсичностью по отношению к

теплокровным животным и человеку отличаются инсектициды, а

наименьшей – гербициды. В Список пестицидов и агрохимикатов,

разрешенных к применению на территории Российской Федерации

включены около 130 инсектицидов для борьбы с вредными

насекомыми. По способу проникновения и действия на вредный

организм инсектициды делятся на контактные, вызывающие

гибель насекомых при контакте вещества с их телом; кишечные,

вызывающие отравление организма при попадании яда с пищей в

кишечник; системные, способные передвигаться по проводящей

системе растения и отравлять поедающих его насекомых;

фумиганты – вещества, действующие на насекомых в паро- или

газообразном состоянии через органы дыхания.

Химические средства борьбы с сорной растительностью –

гербициды – могут быть избирательного и сплошного действия.

Первые уничтожают растения, относящиеся к отдельному классу

(однодольные, многолетние корневищные, корнеотпрысковые),

семейству (злаки), виду (овсюг, пырей, виды осота); вторые –

любую растительность.

Особое беспокойство вызывает возможность загрязнения

почв, воды, растений, в том числе урожая и продуктов его

переработки, остаточными количествами пестицидов. Пестициды

могут приводить к образованию злокачественных опухолей у

человека. Примерно 70% применяемых соединений попадает в

организм человека с мясом, молоком и яйцами, а 30% - с

растительной пищей.

Основная причина накопления остаточных количеств

пестицидов в продуктах – нарушение правил и регламентов

применения препаратов (завышение рекомендуемых доз, нарушение

сроков обработки сельскохозяйственных культур, неправильный

выбор препаративной формы и способа применения и т.п.). При

оценке возможности допуска нового препарата проводят

экотоксикологическую проверку. При этом делают упор не только

на выявление характерных особенностей поведения пестицида

в окружающей среде, но и его действия на растения и животных

в процессе их биологического развития, т.е. контроль должен

распространяться и на качество конечной продукции, используемой

для питания. Критерием оценки содержания пестицидов является

ПДК или ДОК. В разных странах эти нормативы неодинаковы, что

затрудняет обмен продовольствием. Основная причина таких

различий – использование разных методов определения остаточных

количеств препаратов и продуктов их распада.

Наиболее часто в пищевых продуктах содержатся остатки

дихлордифенилтрихлорэтана (ДДТ) и изомеров

гексахлорциклогексана (ГХЦГ). В то же время

фосфороорганические пестициды нестабильны, практически не

накапливаются в продуктах питания. Для того чтобы избежать

возможной аккумуляции остаточных количеств пестицидов в

окружающей среде, снизить риск возникновения резистентных

видов вредных организмов, необходимо чередовать препараты с

разным механизмом действия.

Растения по степени накопления остаточных количеств

хлороорганических пестицидов (ХОП), которые в течение

нескольких десятилетий занимали одно из первых мест по

масштабам использования в сельском хозяйстве, в продуктивных

органах располагаются в следующем порядке:

морковь > петрушка > картофель > свекла > многолетние

травы > томат > кукуруза > капуста белокочанная.

В корнеплодах ХОП накапливаются в основном в кожуре и

в меньших количествах – в мякоти. Накопление пестицидов и

продуктов их распада в пищевой продукции связано с процессами

метаболизма, с биохимическим составом растений. Длительному

сохранению химических средств защиты растений в зерне, плодах и

ягодах способствует наличие в продуктах моносахаридов и

полисахаридов, которые являются стабилизаторами токсикантов

(в фармакологии это свойство сахаров используют для

приготовления таблеток).

Основную роль в устойчивом функционировании

агроэкосистем играют почвы с их уникальными свойствами и

способностью к самоочищению от загрязняющих веществ, в том

числе и от остаточных количеств пестицидов. Важными факторами

в процессах трансформации загрязняющих веществ являются

гранулометрический состав, содержание гумуса в почве и его

состав. Гумус инактивирует продукты распада пестицидов и

препятствует тем самым загрязнению экосистем. Вместе с тем

сорбированные гумусовыми соединениями ксенобиотики могут

сохраняться в почве длительное время, представляя постоянную

угрозу токсикации отдельных компонентов экосистем.

Диоксины. Опасность диоксинов как веществ, относящихся к

разряду супертоксикантов, с последней четверти прошлого века

приобрела общепланетарные масштабы. Угрозу человечеству от

этой группы веществ можно сравнить с последствиями применения

ядерного оружия. Особо опасны для окружающей среды и человека

главным образом тетразамещенные диоксины – 2,3,7,8-ТХДД

(тетрахлорбибензол-n-диоксин) входит в состав пестицидов

комплексного действия в качестве микропримеси. Наиболее важные

химические характеристики диоксинов – чрезвычайная

стабильность в сильнокислых и щелочных растворах, высокая

устойчивость к окислителям. Период полураспада диоксинов в

почве составляет около 10 лет, в воде 1-2 года. Диоксины прочно

связываются с частицами почвы, поэтому плохо вымываются

дождями. Однако подвижность диоксинов резко снижается с

увеличением содержания в почве органического вещества.

Диоксины концентрируются в основном в верхнем 15-см

слое почвы.

Диоксины имеют исключительно техногенное

происхождение. Их появление в окружающей среде связано в

первую очередь с производством и использованием

хлорорганических соединений и утилизацией их отходов. В

воздушную среду диоксины попадают с дымом при сжигании

промышленных и бытовых отходов, а также с выхлопными газами

автомобилей. С воздушными массами диоксины переносятся на

значительные расстояния и могут быть причиной глобального

загрязнения.

Накопление диоксинов осуществляется главным образом по

пищевым цепям. Большинство диоксинов легко попадают в живые

организмы через желудочно-кишечный тракт, кожные покровы. Эти

вещества очень медленно выводятся из живых организмов, а из

организма человека практически не выводятся. Даже при очень

малых концентрациях диоксины вызывают подавление иммунной

системы и нарушают способность организмов к адаптации в

изменяющихся условиях внешней среды. Это приводит к резкому

подавлению жизнедеятельности.

Диоксины концентрируются наиболее активно в организме

рыб и дойных коров. В молоке коров, содержащихся на фермах,

расположенных вблизи мусоросжигательных печей, химических,

целлюлозно-бумажных и металлургических заводов,

аккумулируется повышенное количество диоксинов. Вблизи этих

объектов загрязняются диоксинами главным образом вода и корма.

Предельно допустимая норма суточного и соответственно

недельного «потребления» диоксинов выражается в диоксиновом

эквиваленте (ДЭ), т.е. в пересчете на такую массу 2,3,7,8 – ТХДД,

систематическое попадание которой в организм приводит к

появлению одного пострадавшего на 1 млн. человек. Суточное

потребление диоксинов не должно превышать 0,1 пг/кг (1 пг = 10-12

г). Принято считать непригодными для проживания человека

районы, где содержание диоксинов выше 1 мкг ДЭ в 1 кг почвы. В

России установлены максимально допустимые концентрации

диоксинов: для пищевых продуктов – 0,036 нг/кг, для молока – 5,2 и

для рыбы 8,8 нг/кг.

Кроме перечисленных ксенобиотиков опасность для здоровья

человека имеют также следующие соединения, которые могут

попадать через продукты питания - полициклические ароматические

углеводороды (преимущественно 3,4-бенза(а)пирен – БП),

полихлорированные бифенилы (арохлоры, канехлоры, соволы,

фенохлоры, хлорфены), регуляторы роста растений (абсцизовая

кислота, ауксины, гиббереллины, цитоксины, этилен и др.),

лекарственные средства (антибиотики, сульфаниламидные

препараты, нитрофураны, гормональные препараты). микотоксины

(продукты жизнедеятельности различных видов микроскопических

грибов).

К началу XXI века более 10 млн.га сельскохозяйственных

земель подвержены загрязнению тяжелыми металлами,

радионуклидами и другими токсикантами.

Генетически модифицированная продукция. К генетически

модифицированным или трансгенным продуктам (ГМП) относят

полученные из организмов, преимущественно растений, в ДНК

которых введен особый, не данный им от природы, ген. В процессе

развития этот ген наделяет своего «хозяина» новыми свойствами.

Например, выведен картофель, вредный для колорадского жука:

поев его листьев, тот мгновенно умирает. Трансгенные томаты или

огурцы дольше хранятся и не портятся. Коровы дают молоко

повышенной жирности. Генетически модифицированным культурам

нипочем сорняки, вредители и неблагоприятные температуры,

повышенная влажность или засуха, они успешнее сопротивляются

болезням и инфекциям. Использование таких растений позволяет

отказаться от многих средств защиты растений и удобрений.

Первое трансгенн