Загрязнение пищевого сырья токсичными веществами, применяемыми в растениеводстве

Пестициды

Особую опасность в пищевых продуктах представляют пестициды. Их сотни наименований и каждый год выпускаются новые наименования. Постоянное обновление ассортимента пестицидов обусловлено привыканием, приспособлением вредителей сельскохозяйственных растений к используемым ядохимикатам.

Пестициды -вещества химического и биологического происхождения, применяемые для уничтожения сорняков (гербициды), насекомых, грызунов (инсектициды), возбудителей болезней растений (фунгициды), микроорганизмов (бактерициды), в качестве дефолиантов (для уничтожения листьев).

В настоящее время предусмотрено использование около 600 препаратов на основе 300 действующих веществ, относящихся к различным группам химических соединений. Пестициды подразделяются на хлор-, ртуть- и фосфорорганические соединения, синтетические пиретроиды, медьсодержащие фунгициды и т.д.

С гигиенической позиции принята следующая классификация пестицидов:

По токсичности при однократном поступлении в организм через желудочно-кишечный тракт пестициды делятся на:

- сильнодействующие ядовитые вещества, их ЛД ₅₀ составляет до50 мг/кг;

- высокотоксичные, ЛД₅₀ составляет от 50 до 200 мг/кг;

- среднетоксичные, ЛД₅₀ составляет от 200 до1000 мг/кг;

- малотоксичные, ЛД₅₀ составляет более 1000 мг/кг

По кумулятивным свойствам, т.е. способности накапливаться в организме, пестициды делятся на вещества, обладающие:

- сверхкумуляцией, их коэффициент кумуляции менее 1;

- выраженной кумуляцией, коэффициент кумуляции от 1 до 3;

- умеренной кумуляцией, коэффициент кумуляции от 3 до 5;

- слабовыраженной кумуляцией, коэффициент кумуляции более 5.

Коэффициент кумуляции – отношение суммарной дозы вещества, вызывающей определенный эффект (например, смертельный) при многократном введении к дозе, вызывающей этот эффект (например, гибель 50% животных) при однократном введении.

По стойкости пестициды подразделяются на:

- очень стойкие – время разложения на нетоксичные компоненты свыше 2х лет;

- стойкие, время разложения от 0,5 до 1 года;

- умеренно стойкие, время разложения от 1 до 6 мес.;

- малостойкие, время разложения до 1 мес.

Нарушение гигиенических норм хранения, транспортировки и применения пестицидов, низкая культура работы с ними приводит к накоплению их в кормах, продовольственном сырье и пищевых продуктах.

Применение на больших площадях токсичных препаратов вызывает загрязнение окружающей среды, включая водный и воздушный бассейны. Пестициды включаются в биогеохимический круговорот, переносятся с потоками воздуха и воды. Особенно опасны хлорорганические стойкие пестициды прошлых лет, выпущенные без учета требований экологической безопасности и обладающие канцерогенной, мутагенной и другими видами активности. Так, дихлордифенилтрихлорметилметан (ДДТ) циркулирует в биосфере десятки лет после снятия с производства в конце 60-х годов прошлого века, накапливается в некоторых объектах пищевой цепи в результате биоаккумуляции до опасного уровня. ДДТ находят в организмах животных, птиц и водных обитателей от Арктики до Антарктиды. В настоящее время хлорорганические пестициды запрещены.

Биоаккумуляция - накопление организмом химических веществ, поступающих из окружающей среды в концентрации большей, чем находится в окружающей среде. Коэффициент биоаккумуляции выражается отношением концентрации вещества в организме к концентрации в окружающей среде. Так, креветки могут иметь коффициент биоаккумуляции 1000, устрицы — 10000, рыбы — до 100000.

Вредное воздействие пестицидов на окружающую среду и здоровье человека проявляется в загрязнении воды, почвы, продуктов питания, развитии хронических заболеваний и острых отравлений, врожденных аномалий развития, детской смертности. С 1986 года в России действует автоматизированный отраслевой мониторинг, обеспечивающий информацию об уровнях этих веществ в продуктах питания. При мониторинге определяются остаточные количества 154 пестицидов.

Результаты мониторинга последних лет показывают возрастание общего содержания пестицидов в продуктах растительного и животного происхождения, включая рыбу. В большей степени это касается таких продуктов, как: картофель, лук репчатый, капуста, помидоры, огурцы, морковь, свекла, яблоки, виноград, рыба прудов и водохранилищ, молоко. Продукты превращений сложных пестицидов в организме в результате метаболизма могут быть более токсичными, чем сами пестициды, и такие последствия трудно предугадать при создании новых препаратов. Статистически достоверное превышение допустимого уровня пестицидов в 5 раз и более понимается как экстремальное загрязнение.

Данные мониторинга свидетельствуют о реальной опасности комбинированного воздействия на организм множества высокотоксичных пестицидов, позволяют оценить степень такой нагрузки, определить необходимость первоочередных испытаний продукции на безопасность и возможные меры профилактики.

Следует выделить следующие мероприятия по устранению опасности попадания пестицидов в пищевые продукты:

- строго соблюдать сроки применения и дозировку пестицидов, выдерживать срок ожидания, указанный в инструкции, до съема плодов;

- информировать население о неблагоприятном воздействии пестицидов на организм.

- использовать результаты мониторинга в санитарно-гигиенической практике.

Допустимые уровни содержания пестицидов для отдельных групп пищевых продуктов нормируются техническими регламентами.

Регуляторы роста растений

Применяют в сельском хозяйстве регуляторы роста растений с целью повлиять на процессы роста и развития растений, способствовать повышению их урожайности, а также улучшить их качество.

Природные регуляторы – соединения, присущие растениям, которые выполняют роль фитогормонов: ауксины, гиббереллины, цитокинины и др. Они не являются опасными для человека.

Синтетические регуляторы – соединения, которые получают химическим или микробиологическим путем, могут оказывать вредное воздействие на организм человека как ксенобиотики. Их используют также для увеличения сроков хранения картофеля, моркови, репы, риса. При этом сохраняются водный баланс, вкусовые качества, витамины, минеральные вещества и другие показатели пищевой ценности. Однако остаточные количества регуляторов роста растений в продовольственном сырье и пищевых продуктах проявляют токсичные свойства. Опасность регуляторов роста растений для человека усугубляется стойкостью этих соединений в окружающей среде и продуктах питания.

Удобрения

Удобрения применяют в сельском хозяйстве для повышения плодородия почв и увеличения урожайности сельскохозяйственных культур. Необходимость в удобрениях объясняется тем, что естественный круговорот азота, фосфора, калия, микроэлементов не может восполнить потери этих биоэлементов, уносимых из почвы урожаем. Внесение удобрений в почву:

- предотвращает ее истощение и способствует повышению урожайности.

- улучшает качество продукции – повышает содержание сахара в свекле и винограде, крахмала в картофеле, белка в зерне, увеличивает прочность волокон хлопка и льна;

- повышает устойчивость растений к болезням, холоду и засухе;

- снижает общие затраты труда на выращивание урожая на 35–40 %.

По природе происхождения удобрения делятся на органические и минеральные.

Органические удобрения (навоз, компост, торф) – играют важную роль в улучшении плодородия почв, состоят из веществ животного и растительного происхождения, которые, разлагаясь, образуют минеральные вещества, при этом в приземный слой выделяется диоксид углерода, необходимый для фотосинтеза растений. Органические удобрения благотворно влияют на водное и воздушное питание растений, способствуют развитию почвенных бактерий и микроорганизмов, которые живут в симбиозе с корнями овощных культур и помогают им получить доступные питательные элементы.

Минеральные удобрения вырабатывают на химических предприятиях.

В зависимости от химического состава различают: азотные, фосфорные, калийные, известковые, микроудобрения, бактериальные, комплексные и др.

Азотные удобрения.

В зависимости от формы соединения азота существуют следующие виды азотных удобрений:

• аммонийные – азот представлен ионом аммония (например, сульфат аммония);

• аммиачные – азот присутствует в форме свободного аммиака (жидкий водный и безводный);

• нитратные – азот находится в составе остатка азотной кислоты (натриевая и кальциевая селитры);

• аммонийно-нитратные – содержат азот в аммонийной и нитратной формах (аммиачная селитра);

• амидные – представлены мочевиной – амидом карбаминовой кислоты, превращающейся в почве под воздействием уреазы бактерий в углекислый аммоний.

Азот играет важную роль в жизнедеятельности растений в качестве компонента белков, НК, витаминов, и др. биологически активных веществ.

Фосфорные удобрения. В растительной клетке фосфор играет важную роль в энергетическом обмене, участвует в разнообразных процессах обмена веществ, деления и размножения, повышает урожай и его качество. Самое распространенное фосфорное удобрение – суперфосфат простой и суперфосфат двойной.

Калийные удобрения. Калийные удобрения увеличивают урожайность, улучшают качественные характеристики выращиваемой продукции: способствуют повышению сопротивляемости растений к заболеваниям, повышению лёжкости плодов при хранении и стойкости при транспортировке. В качестве калийных удобрений используют природные калийные соли и продукты их переработки, калиймагнезиальное удобрение, калийно-аммиачная селитру.

Микроудобрения – необходимы для обогащения почвы микроэлементами. Наибольшее распространение из них получили борные, молибденовые, медные, марганцевые, цинковые, кобальтовые.

Комплексные удобрения – содержат комплекс питательных для растений элементов (фосфорно-азотные, фосфорно-калийные).

Избыточное использование минеральных удобрений приводит к накоплению большого количества отдельных элементов и их соединений в почве и сельскохозяйственном сырье, загрязняя тем самым пищевые продукты. Минеральные удобрения могут иметь в своем составе тяжелые металлы в качестве технологических примесей.