- •Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Экология»
- •Содержание
- •Введение
- •Работа № 1 Биотический круговорот веществ Теоретическая часть
- •Экспериментальная часть
- •Работа № 2 Химические загрязнители и их влияние на организм человека Теоретическая часть
- •Экспериментальная часть
- •Работа № 3 Определение жесткости воды Теоретическая часть
- •Экспериментальная часть
- •Работа № 4 Определение перманганатной окисляемости воды Теоретическая часть
- •Экспериментальная часть
- •Работа № 5 Кислотные осадки Теоретическая часть
- •Экспериментальная часть
- •Работа № 6 Определение нитратов в различных растениях и их плодах Теоретическая часть
- •Экспериментальная часть
- •Работа №7 Анализ почв теоретическая часть
- •Экспериментальная часть
- •Литература
Работа № 6 Определение нитратов в различных растениях и их плодах Теоретическая часть
Азот является одним из важнейших биогенных элементов, необходимых для всех живых организмов. Он входит в состав белков нуклеиновых кислот (генетического материала живых организмов) и аминокислот.
Растения способны усваивать азот, лишь связанный с кислородом или водородом, т.е. переведенный в формы – аммиака NH3, ионы аммония NH4+ или нитрат-ионы NO3–. Соли, содержащие нитрат-ионы, называются нитратами.
Интенсивное применение азотных и калийных удобрений (например, NH4NO3, NaNO3, KNO3) привело к появлению проблемы нитратов. Избыточное внесение азотных удобрений ведет к аккумуляции этих соединений в растениях. Также происходит загрязнение водоемов и грунтовых вод остатками удобрений.
Наука располагает достоверными данными о накоплении нитратов в овощах, выращенных на полях, получавших низкие нормы минеральных удобрений или вообще их не получавших. Аккумуляции нитратов способствуют теплые и влажные условия выращивания растений, нарушение режимов освещения, а также повреждение и неправильное хранение готовой продукции. Внесение высоких норм навоза также приводит к нитратному загрязнению растений и грунтовых вод.
Разные виды и сорта растений обладают различной способностью к накоплению нитратов. Накопителями нитратов являются семейства тыквенных, капустных. Наибольшее их количество содержится в листовых овощах: петрушке, укропе, сельдерее. Наименьшее количество – в томатах, баклажанах, чесноке, зеленом горошке, винограде, яблоках. Зимние сорта капусты накапливают значительно меньше нитратов, чем летние.
Наибольшее количество нитратов содержится в корнях, стеблях, черешках и жилках листьев. Так у капусты наружные листья содержат в 2 раза больше нитратов, чем внутренние. В жилке листа и кочерыжке содержание нитратов в 2-3 раза больше, чем в листовой части. У кабачков и огурцов содержание нитратов убывает от плодоножки к верхушке.
Допустимые нормы нитратов (по данным ВОЗ) составляют 5 мг (по нитрат-иону) в сутки на 1 кг массы здорового человека, т.е. при массе 50-60 кг – 220 – 300 мг, а при 60-70 кг – 300-350 мг.
При использовании экологически чистых продуктов человек в сутки потребляет около 100 – 200 мг нитратов. Если продукция выращена на “переудобренных” нитратами почвах, то доза получения нитратов превышает норму в 2-5 раз.
Предельно допустимые концентрации (ПДК) нитратов в различных видах и сортах растений приведены в табл. 1.
Таблица 1
Допустимое содержание нитратов в растительном сырье
Растительное сырье |
ПДК нитратов, мг/кг продукта |
Арбузы |
100 |
Виноград |
60 |
Продолжение таблицы 1 | |
Капуста ранняя |
900 |
Капуста поздняя |
500 |
Картофель |
250 |
Морковь ранняя |
400 |
Морковь поздняя |
250 |
Огурцы в открытом грунте |
150 |
Огурцы в закрытом грунте |
300 |
Томаты |
150 |
Свекла |
1400 |
Тыква |
800 |
Груши, яблоки |
60 |
Кабачки |
400 |
Лук репчатый |
800 |
Лук перо |
600 |
Овощи листовые (салат, петрушка, укроп) |
2000 |
Перец сладкий |
300 |
Дыня |
90 |
В организме избыточные нитраты не успевают выводиться или расходоваться на синтез биомолекул (белков, аминокислот), а превращаются в нитриты NO2–. Именно нитриты представляют угрозу здоровью человека. Восстанавливают нитраты в нитриты различные микроорганизмы, заселяющие преимущественно кишечник. Степень восстановления нитратов зависит от количества нитратов в продуктах и условий жизнедеятельности микроорганизмов. Для развития кишечной микрофлоры благоприятна слабощелочная и нейтральная среда. Поэтому наиболее чувствительны к нитратам люди с пониженной кислотностью желудка: дети до года и больные гастритом и диспепсией. У таких людей микрофлора толстого кишечника может проникать в желудок, и тогда резко увеличивается процент восстановления нитратов по сравнению со здоровыми людьми. К избытку нитратов в воде и пище наиболее чувствительны дети, особенно первого года жизни. Противонитратные механизмы у ребенка формируются только к одному году.
Нитриты, всасываясь в кровь, способствуют понижению содержания гемоглобина и нарушению его транспортной функции. Также они окисляют фермент клеточного дыхания, что вызывает нарушение усвоения кислорода клетками. В результате развивается гипоксия, которая вызывает накопление кислых продуктов промежуточного обмена веществ – кетоновых тел (альдегиды, ацетон, бета-оксимасляная кислота и др.), вызывающих развитие дистрофических изменений во внутренних органах и системах.
Кроме того, нитриты в организме взаимодействуют с аминокислотами и другими азотсодержащими веществами, образуя нитрозоамины и гидроксиламины, обладающие иммунодепрессивным, канцерогенным, тератогенным и другими биологическими действиями.
Нитриты обладают также сосудорасширяющим действием, вызывают падение артериального давления и ослабляют сердечную деятельность.
Содержание нитратов можно уменьшить вымачиванием, кипячением продуктов, удалением тех частей, которые содержат большое количество нитратов.