- •Чернігівський державний технологічний університет
- •Костенко Ігор Андрійович, кандидат технічних наук, доцент
- •Екологічний моніторинг повітряного басейну
- •Лабораторна робота 1
- •1.2 Короткі теоретичні відомості
- •1.3 Експериментальна частина
- •1.3.1 Визначення концентрації пилу гравіметричним методом
- •1.3.2 Визначення концентрації пилу за допомогою приладу ікп–1
- •1.5 Тестові запитання для контролю самостійної роботи
- •Екомоніторинг водного басейну
- •Лабораторна робота 2 Екомоніторинг водойм Методи очистки стічних вод від неорганічних забруднювачів
- •2.2 Короткі теоретичні відомості
- •Експериментальна частина
- •2.3.1 Порядок виконання роботи на приборі фек кфк-2
- •2.3.2 Вимірювання оптичної густини
- •2.3.3 Визначення вмісту міді в стічній воді
- •2.5 Тестові запитання для контролю самостійної роботи
- •Лабораторна робота 3 Екомоніторинг водойм за органічними забруднювачами
- •3.2 Короткі теоретичні відомості
- •3.3 Експериментальна частина
- •3.5 Тестові запитання для контролю самостійної роботи
- •Лабораторна робота 4 Електрохімічні методи очистки стічних вод Очистка стічних вод від міді методом електролізу
- •4.2 Короткі теоретичні відомості
- •4.3 Експериментальна частина
- •4.5 Тестові запитання для контролю самостійної роботи
- •Лабораторна робота 5 Контроль якості води. Визначення твердості води господарсько-питного призначення
- •5.2 Короткі теоретичні відомості
- •5.3 Експериментальна частина
- •5.3.1 Визначення загальної твердості води
- •5.3.3 Обробка результатів
- •5.5 Тестові запитання для контролю самостійної роботи
- •Екомоніторинг харчової сировини і продуктів
- •Лабораторна робота 6 Екомоніторинг радіоактивності харчових продуктів Профілактика радіаційних уражень
- •6.2 Короткі теоретичні відомості
- •6.3 Експериментальна частина
- •6.3.2. Підготовка приладу до роботи
- •6.3.3 Вимірювання фонових рівнів
- •6.3.4 Підготовка проби до вимірювання
- •6.3.5 Вимірювання активності проби
- •6.3.6 Оцінка отриманих результатів
- •6.5 Тестові запитання для контролю самостійної роботи
- •Лабораторна робота 7 Екомоніторинг харчових продуктів Визначення концентрації нітратів у продуктах харчування
- •7.2 Короткі теоретичні відомості
- •7.3 Експериментальна частина
- •7.5 Тестові запитання для контролю самостійної роботи
- •Екомоніторинг літосфери
- •Лабораторна робота 8 Екомоніторинг забруднення ґрунту
- •8.2 Короткі теоретичні відомості
- •8.3 Експериментальна частина
- •Забрудненості ґрунту
- •8.5 Тестові запитання для контролю самостійної роботи
- •Екомоніторинг енергетичних забруднень
- •Лабораторна робота 9 Екомоніторинг акустичного забруднення (шум) Захист населення від шуму
- •9.2 Короткі теоретичні відомості
- •9.3 Експериментальна частина
- •9.5 Тестові запитання для контролю самостійної роботи
- •Перелік посилань
6.3.6 Оцінка отриманих результатів
Показання на табло приладу будуть відповідати дійсним при дотриманні наступних умов:
об’єм проби –0,5 л;
питома маса зразка, який досліджується близька до одиниці (вода, молоко), в цьому випадку об’ємна активність проби відповідає його питомій активності – 1 кБк/л = 1 кБк/кг.
Якщо кількість проби недостатня для проведення точних вимірів, результат вимірювання необхідно помножити на поправочний коефіцієнт (табл. 6.7).
Таблиця 6.7 – Поправочний коефіцієнт для оцінки вимірювань
Об’єм, мл |
Поправочний коефіцієнт |
200 |
2,9 |
300 |
1,6 |
400 |
1,2 |
500 |
1,0 |
Якщо питома маса проби відрізняється від одиниці, тоді дослідний зразок потрібно зважити і перерахувати результат, індицьований на табло.
Приклад:об’єм, що займає проба – 500 мл,
маса проби – 400 г,
об’ємна активність – 1,6 кБк/л
Тоді питома маса проби дорівнює: 400/500 = 0,8 кг/л.
Питома активність – 1,6/0,8 =2,0 кБк/кг.
6.4 Висновки:Експериментально встановлена об’ємна активність питної води ... кБк/л, питома активність (вказати продукт) ... кБк/кг, що (не)перевищує допустимий рівень (вказати рівень).
6.5 Тестові запитання для контролю самостійної роботи
Вкажіть джерела та види іонізуючих випромінювань. В чому їх небезпека?
Які радіоізотопи мають найбільше розповсюдження в довкіллі?
Наведіть загальні принципи нормування ІВ.
Які величини підлягають нормуванню при внутрішньому надходженні радіонуклідів до організму разом з їжею?
За якими параметрами оцінюється небезпека зовнішнього опромінення радіонуклідами?
Вкажіть допустимі значення забрудненості радіонуклідами продуктів харчування.
Наведіть основні методи захисту від негативної дії ІВ.
З якою метою встановлюються санітарно-захисна зона та зона спостереження? Яка різниця між ними?
Яким чином відбувається вимірювання вмісту радіонуклідів гама-радіометром РУГ – 91 “АДАНИ”? В яких випадках вимірюється питома активність, а в яких об’ємна активність продуктів харчування?
Як встановлюється точне значення вмісту радіонуклідів в продукті, якщо кількість проби недостатня для проведення точних вимірів?
Література: [8-11,13-15, 28, 43, 44, 51].
Лабораторна робота 7 Екомоніторинг харчових продуктів Визначення концентрації нітратів у продуктах харчування
7.1 Мета роботи. Визначити концентрацію небезпечної речовини – NO3– в харчових продуктах
7.2 Короткі теоретичні відомості
Самі нітрати не токсичні. Потенційна токсичність їх зумовлена тим, що в надмірних кількостях при надходженні до організму людини вони перетворюються в нітрити (NO3–→ NO2–), які спричиняють зміни стану здоров'я. Перетворення нітратів у нітрити відбувається під дією ферментів, мікроорганізмів слинної залози, шлунку і кишок, звідки вони потрапляють у кров і тканини, після чого частина їх вступає в сполуки з іншими речовинами, а друга (50-80%) через 10-12 годин виходить з організму через нирки і сечовий міхур.
Нітрити діють на гемоглобін крові, внаслідок чого двовалентне залізо (Fе2+) гемоглобіну перетворюється в тривалентне (Fе3+). Гемоглобін перетворюється в метгемоглобін, який має темно-коричневе забарвлення. При нормальному вмісті в харчових продуктах нітритів в організмі утворюється близько 2% метгемоглобіну, який завдяки ферментам червоних кров'яних тілець дорослої людини перетворюється знову в гемоглобін. У зв'язку з тим, що діти віком від 2 міс. до 1 року мають інший склад гемоглобіну, ферментна система якого не здатна "боротися" з нітритами, вони захворюють на метгемог-лобінемію, яка характеризується темно-синім або фіолетовим забарвленням слизової оболонки і шкіри, зниженням кров'яного тиску, серцевою і легеневою недостатністю. Перші ознаки з'являються при вмісті в крові 6-7% метгемоглобіну, легка форма – 10-20, середня – 20-40 і тяжка - при вмісті його більше ніж 40%. Це захворювання спостерігається не тільки у немовлят, а й у дітей старшого віку і дорослих. Метгемоглобінемія у дорослих не має клінічних ознак.
Жіноче молоко може містити нітратів від 0,22 до 42,4, а за даними деяких авторів, - від 50 до 90 мг на 1 л. Навіть при незначних дозах нітратів діти отруюються. Токсична доза нітратів для дорослих становить 600 мг, для дітей раннього віку - 100, для немовлят 10 мг.
Чутливі до нітратів і особи похилого віку, хворі на анемію, серцево-судинну, дихальну, видільну системи. Чутливість людей до нітратів зростає в умовах підвищеного вмісту в навколишньому повітрі оксидів азоту, оксиду і діоксиду вуглецю (вуглекислого – СО2 та чадного газу - СО). Навколишнє середовище дедалі більше забруднюється цими хімічними сполуками через викиди різних промислових підприємств, транспорту, стічні води тощо. до того ж можуть утворюватись канцерогенні нітрозо-сполуки.
Доведено, що при достатньому вмісті вітаміну С (аскорбінова кислота) і Е (токоферол), пектинових речовин, поліфенолів в їжі людини, які діють як інгібітори утворення метгемоглобіну, можна запобігти розвитку злоякісних пухлин. Клітковина, яка міститься в овочах і плодах, затримує всмоктування нітрозоамінів у кров.
Отже, засобами запобігання утворенню нітрозоамінів в організмі людини можуть бути зменшення вмісту нітратів і нітритів у продуктах харчування, особливо в плодоовочах, вживання вітамінних препаратів, спеціальна дієта, яка включає такі компоненти їжі, як піктин, клітковину, вітамін Е у певних співвідношеннях.
В природі проходить кругообіг сполук азоту:
N2 ↔2N (фіксація), 2N+3Н2↔2NН3 (7.1)
NН3+Н2О↔ NН4+ (7.2)
за рахунок нітрифікації:
2NН3+3О2↔2Н++2 NO2–+2Н2О (7.3)
2NO2–+О2↔2 NO3– (7.4)
тобто
NН4+↔ NO2–↔ NO3– (7.5)
NO3– асимілюється організмом і іде на утворення амінокислот, протеїнів. Це позитивна його роль. Але в надлишку він дуже шкідливий. В певних умовах нітрати за рахунок денітрифікації перетворюються (відновлюються) в оксиди азоту або азот:
NO3–→ NO2→ NO2–→ NO→ N2O↔ N2 (7.6)
Тому треба завжди враховувати швидкості реакцій азотфіксації, нітрифікації та денітрифікації.
Крім того, надлишок сполук азоту сприяє прискоренню росту водоростів. Аміак видаляють із стічних вод аерацією в баштах (з кільцями Рашига), =92%. Для очистки від нітратів застосовують коагуляцію сполуками заліза та вапном, з наступною фільтрацією виділених осадів, або використовують адсорбцію іонообмінними смолами (амберліт ІРА 410), сульфокатіоніти (ГКР). Залишкова концентрація СNO3– = 1 млн–1.
За забрудненням ґрунту по азоту, %; розрізняють чисті ґрунти (N 0,0068; NН3 0,0007; NO3– 0,0126) та забруднені (N до 1,895; NН3 до 0,073).
Таблиця 7.1 – Схема для оцінки ступеня забрудненості ґрунту
Показник санітарного стану ґрунту |
Забруднення ґрунту | ||
відносне |
помірне |
сильне | |
Азот /загал./, мг/кг,. |
104 |
>104 |
2·104 |
Аміак органічн., мкг/кг |
<2,5·104 |
>2,5·104 |
5·104 |
Сполуки азоту (NOx) - одні із поширених токсичних речовин , які забруднюють повітря (в промисловій атмосфері - до 10%). Основні джерела: природні (лісові пожежі), антропогенні (промисловість), автотранспорт, ТЕС, в промислових містах в атмосферному повітрі - до 0,2 мг/м3 NOx (ГДКNO2мр=0,085мг/м3, ГДКNO2сд=0,04мг/м3, клас небезпеки – 2; ГДКNOмр=0,4мг/м3, ГДКNO2сд=0,06мг/м3, клас небезпеки – 3; в повітрі робочої зони ГДКNO2 рз=5мг/м3 клас небезпеки – 2; ГДКв=10 мг/л (за загальносанітарним ЛПШ, ГДКрг=0,1 мг/л ).
Основними факторами, що сприяють та впливають на накопичення нітратів у продуктах рослинництва, є:
надмірна кількість азотних добрив, порушення технології внесення їх та незбалансованість за основними макро- і мікроелементами;
тип ґрунтів;
коливання температур;
висока вологість ґрунтів та повітря;
низька освітленість;
біологічні особливості культур і сортів;
технологія виробництва (загущеність посівів, засміченість, шкідники, хвороби та ін.);
• строки збирання врожаю.
Середній вміст нітратів в продуктах рослинництва наведено в таблиці 7.2.
Таблиця 7.2– Вміст нітратів в овочах і плодах по Україні
-
Овочі, плоди
Середній вміст нітратів, мг/кг
Картопля
108,7 + 6,5
Капуста білоголова
337,7 + 33.3
Буряки столові
1049,7 ±158.3
Морква
253,2 + 9,7
Огірки у відкритому ґрунті
165,5 ±12,9
Томати
76,4 ±3,1
Кавуни
37,9 ± 12,8
Дині
83,3 + 8,3
Цибуля-перо
381,6 + 31,4
Цибуля ріпчаста
237,9 ±41,3
Яблука
39,7 ±5,3
Огірки у захищеному ґрунті
237,8 ±41,3
Томати
144.5 ±16.7
Вміст нітратів в овочах можна зменшити, насамперед добираючи сорти, які накопичують мало нітратів, дотримуючи рекомендацій щодо внесення добрив, а також використовуючи досягнення вчених у галузі застосування підживлень мікроелементами, повільнодіючих азотних добрив. Ці добрива являють собою гранули, покриті спеціальними речовинами, які знижують розчинність їх у ґрунтах і надходять у рослини поступово. Вчені працюють над отриманням добрив, які розчиняються із заданою швидкістю. Використання інгібіторів нітрифікації, які стримують утворення нітратів у ґрунті, дає змогу зменшити вміст шкідливих солей в овочах у 2-5 разів. Внесення добрив смугами також знижує кількість нітратів в овочах і підвищує врожаї. Зменшенню нітратів сприяє багаторазове внесення азотних добрив під час вегетації та припинення підживлень за 1-2 міс. до збирання врожаю. Живлення овочів повинно бути збалансоване за макро- і мікроелементами з врахуванням біологічних особливостей окремих овочів та інших факторів, що впливають на накопичення нітратів.
Міністерством охорони здоров'я України затверджено (21 квітня 1988 р.) максимально допустимі рівні нітратів (МДР) у плодоовочевій продукції (табл.7.3).
Таблиця 7.3 – Допустимий вміст нітратів в продуктах харчування
Продукти харчування |
Вміст нітратів, мг/кг |
1 |
2 |
Картопля рання (до 1 вересня) –//– пізня (після 1 вересня |
240 120 |
Капуста білоголова рання –//– пізня |
800 400 |
Морква рання –//– пізня |
600 300 |
Томати у ґрунті відкритому –//– захищеному |
100 200 |
Огірки у ґрунті відкритому –//– захищеному |
200 400 |
Буряки столові |
1400 |
Цибуля ріпчаста |
90 |
Цибуля-перо у ґрунті відкритому –//– захищеному |
400 800 |
Продовження таблиці 7.3
1 |
2 |
Зелені овочеві культури у відкритому ґрунті (салат, шпинат, щавель, капуста салатна, петрушка, селера, кінза, кріп) |
1500 |
Те саме (у захищеному ґрунті) |
3000 |
Перець солодкий у ґрунті відкритому –//– захищеному |
200 – |
Кабачки у ґрунті відкритому –//– захищеному |
400 – |
Кавуни |
60 |
Дині |
90 |
Гарбузи (для виготовлення консервів для дітей) |
60 |
Виноград столових сортів, яблука, груші |
60 |
Продукти дитячого харчування консерви на фруктовій основі консерви на овочевій основі |
50 100 |