0
Экологический клуб
 
"STENUS"
 
 
 
Калужский краеведческий Интернет-портал


 
Лыков И.Н., Логинов А.А.   Влияние техногенного и антропогенного загрязнения окружающей среды на качество пищевых продуктов   / /   ИЗВЕСТИЯ КАЛУЖСКОГО ОБЩЕСТВА ИЗУЧЕНИЯ ПРИРОДЫ. Книга седьмая. (Сборник научных трудов)   Под ред. С.К. Алексеева и В.Е. Кузьмичева   Калуга:   КГПУ им. К.Э. Циолковского   -   2006 C. 11-17.




Влияние техногенного и антропогенного загрязнения

окружающей среды на качество пищевых продуктов


И.Н. Лыков, А.А. Логинов

Институт естествознания КГПУ им. К.Э. Циолковского, Калуга


РЕЗЮМЕ: В статье рассматриваются проблемы антропогенного загрязнения продуктов питания человека и воздействия на человеческий организм.


Качество пищевых продуктов определяется совокупностью свойств, отражающих пищевую ценность, органолептические и физико-химические показатели, безопасность для потребителя. В составе пищевых продуктов должны отсутствовать (или содержаться в пределах ПДК) несвойственные им химические вещества, такие как соединения тяжелых металлов, антибиотики, гормональные препараты, пестициды, микотоксины и т.п.
Например, молоко загрязняется токсикантами задолго до поступления на перерабатывающие предприятия. Степень его загрязнения определяется средой обитания животного и технологическими факторами производства. Наиболее распространенные токсиканты (тяжелые металлы, пестициды и микотоксины) поступают в молоко в основном из почвы, воды, атмосферы, кормов. Кроме того, в кормлении животных сегодня используют более 500 различных рационов и кормовых добавок. Они включают отходы пищевой промышленности, продукты микробиологического синтеза, микроэлементы, витаминные препараты, ферменты, аминокислоты, антибиотики, транквилизаторы, сорбенты, антиоксиданты, вкусовые препараты, небелковые азотистые вещества, гормоны, сульфаниламиды, нитрофураны, химические консерванты кормов и др.
В процессе производства качественных и санитарно безопасных продуктов питания важная роль принадлежит состоянию почвы. Почва представляет собою гигантскую экологическую систему со своей внутренней атмосферой, своеобразным водным режимом, определенной фауной и флорой, а также составом минеральных элементов. Согласно биогеохимической теории академика В.И. Вернадского, в ней происходит миграция и обмен всех экзогенных химических веществ, которые из почвы через питьевую воду, продукты питания и атмосферный воздух поступают в организм человека и животных.
В организме химические вещества участвуют в биохимических процессах, образуя при этом от 5 до 10 млн. разнообразных комплексных соединений с кислородом, азотом, ферментами, аминокислотами, белками, нуклеиновыми кислотами и др. У человека половина всех тканевых белков расщепляется и строится заново в течение 80 суток. Белки печени и сыворотки крови обновляются каждые 10 суток, а отдельные ферменты печени – каждые 2-4 часа. На эти процессы определенное влияние оказывают различные факторы окружающей среды.
Известно, что в среде обитания человека циркулирует свыше 10 тыс. химических соединений и в течение суток они могут попадать в организм человека разными путями. Контакт человека с загрязнениями почвы происходит по экологическим цепям:
  • почва – вода – человек; почва – атмосферный воздух – человек;
  • почва – растение – человек;
  • почва – растение – животное – человек.
Этому способствует изменение кислотности почвы, снижение содержания гумуса, изменение механического состава. Такие почвенные условия повышают подвижность тяжелых металлов, в результате чего появляется вероятность загрязнения дренажных, грунтовых и поверхностных вод. При уменьшении кислотности и добавлении гумуса в почву тяжелые металлы переходят в неподвижное состояние и закрепляются почвенными частицами.
Тяжелые металлы обладают способностью накапливаться в организме человека и животных даже при употреблении их в небольших дозах, оказывая отрицательное воздействие на жизненно важные функции. К числу таких металлов, прежде всего, относятся ртуть, кадмий, свинец, олово, медь, цинк. Из группы неметаллических веществ наибольшую опасность представляет мышьяк.

Ртуть и ее соединения обладают повышенной возможностью распределения и биопереноса в окружающей среде. Соединения ртути передвигаются и накапливаются по водным и земным цепям питания, попадая в конечном итоге в организм человека, вызывая при накоплении выше предельно допустимой концентрации поражение печени, почек, половых органов, нарушение иммунитета. Повышенное содержание ртути в почве способствует росту заболеваемости нервной и эндокринной систем.

Наиболее активны органические соединения ртути. Наличие у них углеводородного радикала обеспечивает относительно быструю миграцию через клеточные мембраны и накопление во всех тканях и органах. В почвах легкого механического состава, кислых и бедных гумусом процессы миграции ртути усиливаются. В таких почвах проявляется также процесс испарения органических соединений ртути, которые обладают свойством летучести.

Большую опасность для здоровья населения представляет накопление в почве кадмия. Кадмий в микродозах необходим человеку. Но при повышенных концентрациях в любом состоянии кадмий чрезвычайно токсичен. Чтобы вызвать отравление достаточно незначительного количества кадмия, т.к. металл хорошо растворяется в органических кислотах и легко переходит в пищевые продукты. Продолжительное поступление в организм этого металла вызывает тяжелые необратимые изменения в почках, костях, сердечно-сосудистые заболевания.

Свинец в почве может находиться в виде элементного свинца, в виде сульфатов и карбонатов. Наиболее ядовитым соединением является тетраэтилсвинец, который добавляют к бензину для подавления детонации. При сгорании 1 л горючего в воздух попадает 200-400 мг свинца. В год один автомобиль выбрасывает около 1 кг свинца.

В результате многочисленных исследований установлено повышенное содержание кадмия, свинца, цинка и меди в почве и растениях вблизи автострад. Из всех перечисленных металлов наиболее велико содержание свинца. Например, в радиусе 100 м от автострад с интенсивным движением 20-30 тыс. автомобилей в сутки возможно накопление свинца в скошенной траве в несколько раз выше предельно-допустимой концентрации. Известно, что травы, скошенные машинным способом, содержат вдвое больше тяжелых металлов, чем скошенные вручную. Это объясняется захватом большого количества пыли и частичек почвы при косьбе машинным способом.
Накопление в почве свинца и попадание его в организм приводит к патологическим изменениям кроветворной, иммунной, репродуктивной систем, органов внутренней секреции, аллергическим заболеваниям. Имеются сведения о том, что в присутствии свинца агрессивность канцерогенных углеводородов увеличивается в несколько раз. Свинец обладает свойством кумуляции в организме, особенно в костной ткани.

Кроме изменений со стороны крови, при свинцовой интоксикации развиваются поражение периферической и центральной нервной системы. Свинец оказывает прямое влияние на умственное психологическое состояние детей.

Хром обладает канцерогенными свойствами, которые находятся в прямой зависимости от его валентности. Наиболее опасен шестивалентный хром.

Такой загрязнитель, как никель, токсичен для растений, почвенных микроорганизмов и человека. С никелем, загрязняющим почву, связывают случаи заболевания шизофренией.
Цинк и медь менее токсичны, чем остальные тяжелые металлы. Но и они могут накапливаться в организме от применения в сельском хозяйстве фунгицидов, таких как трихлорфенолят меди, медный купорос, хлорокись меди, цинеб, цирам, фосфид цинка.

Следует отметить резкое увеличение токсичности тяжелых металлов при их совместном действии.

Помимо техногенного загрязнения почвы тяжелыми металлами большое значение имеет их фоновое содержание. Среди незагрязненных почв особое место занимают те, которые сформировались над близко залегающими к поверхности рудными телами. В них содержится повышенное содержание тяжелых металлов.

Между почвами геохимически аномальными и техногенно загрязненными наблюдаются различия в статусе тяжелых металлов. В первом случае на фоне небольшого накопления их в гумусовом горизонте прослеживается увеличение содержания с глубиной почвенно-геологического профиля, тогда как при техногенном загрязнении они концентрируются в приповерхностном слое.

Неодинаковы также формы нахождения тяжелых металлов в почве. При техногенном загрязнении в почве накапливаются преимущественно окисные или металлические формы.

Геохимические аномалии наблюдаются и в Калужской области. Это касается, прежде всего, месторождения бурых углей и фосфоритов. Геохимический фонд фосфоритовых песчаников содержит фосфор, стронций, уран, редкоземельные металлы, иттрий, фтор. В отложениях бурых углей содержатся стронций, барий, ртуть, торий, иттрий и мышьяк. Из этого геохимического фонда перечисленные соединения могут попадать в подземные воды (рассеиваться или концентрироваться в них в зависимости от гидрохимической обстановки), в почвы. Свыше 60% территории Калужской области характеризуется повышенным, по сравнению с фоновым, содержанием меди.

Токсиканты, попадающие в окружающую среду посредством загрязнения ее отходами различных производств, а также в результате сельскохозяйственной деятельности, различными путями мигрируют из почвы, воды и атмосферы в растения и далее в продукцию сельскохозяйственного производства. Например, при производстве сыра свинец, кадмий и цинк кумулируются в белковом комплексе сыра, а при сепарации молока – в обезжиренном молоке. То же относится и к природному повышенному содержанию токсикантов в объектах окружающей среды.

Помимо солей тяжелых металлов большую опасность представляют микотоксины, продуцируемые плесневыми грибами. По своей токсичности они превосходят некоторые отравляющие вещества. Среди микотоксинов самыми сильными гепатоканцерогенами являются афлатоксины, продуцируемые Aspergillus flavus и Aspergillus parasiticum. В естественных условиях эти плесневые грибы размножаются на арахисе, кукурузе, зерновых культурах, бобах какао и ряде других пищевых продуктах, а также в кормах сельскохозяйственных животных.

Загрязнение афлатоксинами является серьезной проблемой при производстве сельскохозяйственной продукции растительного происхождения. Афлатоксины накапливаются при неправильном хранении сена, силоса, зерна, например, при самовозгорании зерна.

В естественных условиях встречаются афлатоксины В1, В2 и С1, С2. Среди них высокими токсичными свойствами и наиболее широкой распространенностью выделяется афлатоксин В1.

С молоком коров, потреблявших корма, загрязненные афлатоксинами В1 и В2, может выделяться до 3% потребленных афлатоксинов в виде соответствующих гидроксилированных метаболитов – афлатоксинов М1 и М2. В настоящее время существуют убедительные эпидемиологические данные, указывающие на прямую корреляцию между частотой первичного рака печени и уровнем содержания афлатоксинов в пищевых продуктах.

На фоне общей массы загрязнителей пестициды представлены менее значительно. Однако эти вещества опасны вследствие их высокой биологической активности. В настоящее время мировой ассортимент насчитывает более ста тысяч препаратов на основе около 1000 химических соединений. В России используется около 560 наименований пестицидов, среди которых следует выделить хлорорганические и фосфорорганические соединения, производные трикарбоновых кислот, препараты меди и др.

Широкое применение хлорорганических соединений привело к их накоплению в почве, воде, донных отложениях, наземных и водных организмах. Они представляют собою чрезвычайно стойкие жирорастворимые вещества, обладающие свойством кумуляции в органах и тканях.

Фосфорорганические вещества менее стойки во внешней среде и имеют слабо выраженные кумулятивные свойства. Однако их широкое применение с нарушением технологии обработки приводит к загрязнению ими кормовых трав, открытых водоемов и почвы. В результате неправильного применения в настоящее время насчитывается более 200 видов вредителей сельскохозяйственных культур и переносчиков болезней животных, устойчивых к пестицидам.

Наличие остатков пестицидов в пищевых продуктах в количествах, превышающих предельно допустимые, представляет реальную опасность возникновения мутагенных, тератогенных и канцерогенных проявлений.

В пищевых продуктах могут встречаться также и остатки антибиотиков, которые применяются для профилактики заболеваний животных, улучшения качества и сохранности кормов. Имеются случаи намеренного введения антибиотиков в молоко для увеличения сроков его хранения.

Наличие остаточных количеств антибиотиков в пищевых продуктах способствует развитию резистентности микроорганизмов и снижению эффективности применения антибиотиков в лечебных целях. Кроме того, наличие антибиотиков в молоке отрицательно сказывается на производстве сыров и кисломолочных продуктов.

Важное значение имеет контроль за содержанием уровня гормонов в пищевых продуктах и, в первую очередь, предназначенных для детского питания. Доказано, что ряд гормонов при попадании в определенных дозах в организм человека может привести к серьезным заболеваниям.

Имеются три основных источника поступления гормонов в молоко:

1. Накопление в молоке естественных эндогенных гормонов. Их количество в молоке зависит от сезона, стадии лактации, условий кормления и содержания.

2. Массовое введение в организм лактирующих коров гормональных препаратов при нарушении воспроизводительной функции. Высокий уровень гормонов в молоке может быть обусловлен также применением ряда ветеринарных препаратов и биологически активных веществ, осуществляемого с нарушением установленных требований.

3. Использование гормонов в качестве стимуляторов продуктивности животных. При этом в крови животных, а затем и в молоке, наблюдается повышение содержания гормонов.

Таким образом, вмешательство человека в окружающую среду обусловило загрязненность пищевого сырья и продуктов питания токсичными веществами. Многие из этих веществ могут мигрировать по пищевым цепям. Причем в отдельных звеньях пищевой цепи может наблюдаться нарастание токсикантов, если они не разлагаются и не выводятся из организма. В связи с этим возникает необходимость разработки и внедрения системы экологического мониторинга для обеспечения производства качественных и санитарно-безопасных продуктов питания. Она заключается в предварительном контроле всей среды обитания животных, выявления геохимических аномалий, зон техногенного и антропогенного загрязнения, зонировании территории области. Внедрение этой системы позволит получать экологически чистое сырье для производства пищевых продуктов, снизить затраты на сертификацию и повысить их конкурентоспособность на внутреннем и внешнем рынке.


***


Influence of the technoogenous and anthropogenous

environment pollution on quality of foodstuff


I.N. Lykov, A.A. Loginov

Institute of Science, Kaluga State Pedagogical University, Kaluga

In this article the problems of anthropogenous pollution of human foodstuff and influence on human organism are considered.




Скачать.rar



Сайт создан при поддержке РОССИЙСКОГО ГУМАНИТАРНОГО НАУЧНОГО ФОНДА проект № 09-06-59610 а/Ц "Создание экологического Интернет-портала, как регионального компонента экологического образования"; № 10-06-59629 а/Ц"Создание региональной экологической Интернет-библиотеки"


© Авторы статей