Биологическая безопасность продуктов питания

Загрязнение окружающей среды кадмием связано с горнорудной, металлургической, химической промышленностью, с производством ракетной и атомной техники, полимеров и металлокерамики. В воздух кадмий поступает вместе со свинцом при сжигании топлива на ТЭЦ, с газовыми выбросами предприятий, производящих или использующих кадмий. Загрязнение почвы кадмием происходит при оседании содержащих кадмий аэрозолей из воздуха и дополняется внесением минеральных удобрений: суперфосфата (7,2 мг/кг), фосфата калия (4,7 мг/кг), селитры (0,7 мг/кг). Заметно содержание кадмия и в навозе, где он обнаруживается в результате следующей цепи переходов: воздух - почва - растения - травоядные животные - навоз.

В некоторых странах соли кадмия используются как антигельминтные и антисептические препараты в ветеринарии.

Все это определяет основные пути загрязнения кадмием окружающей среды, а следовательно, продовольственного сырья и пищевых продуктов. Источником загрязнения кадмием пищевых продуктов растительного происхождения являются сточные воды некоторых промышленных предприятий, а также фосфорные удобрения. В районах промышленных выбросов он депонируется в почве и растениях. В растения кадмий поступает за счет корневого поглощения и через листья. У многих сельскохозяйственных культур выявлена чувствительность к кадмию. Под его действием у растений может развиться хлороз, искривления стебля, бурые некротические пятна на листьях и т. д. Однако чаще симптомы начинающегося отравления растений этим металлом не проявляются на внешнем виде растения, а только снижается урожайность. Граница чувствительности к кадмию у зерновых и картофеля лежит в пределах 6...12 мг/кг почвы. При этом по чувствительности к кадмию сельскохозяйственные растения располагаются в следующем возрастающем порядке: томаты, овес, салат, морковь, редис, фасоль, горох и шпинат. Больше всего кадмия откладывается в вегетативных органах растений. Так, в листьях моркови, томатов и овса кадмия откладывается в 25 раз больше, чем в плодах и корнях. Содержание кадмия составляет (в мкг/кг) в растительных продуктах: зерновые 28...95, горох 15... 19, фасоль 5... 12, картофель 12...50, капуста 2...26, помидоры 10...30, салат 17...23, фрукты 9...42, растительное масло 10...50, сахар 5...31, грибы 100...500; в продуктах животноводства: молоко 2,4, творог 6,0, яйца 23.250.

В организм человека кадмий поступает в основном с пищей (примерно 80 %), Экспертами ФАО установлено, что взрослый человек с пищей получает в среднем 30 - 150 мкг/сутки кадмия, причем в Европе - 30...60 мкг, в Японии - 30...100 мкг, в кадмиевых геохимических районах - около 300 мкг.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Предельно допустимые концентрации кадмия в основных пищевых продуктах представлены на рис. 3.9.

Примерно 20 % кадмия поступает в организм человека через легкие из атмосферы и при курении. В одной сигарете содержится 1,5...2,0 мкг Cd.

Количество кадмия, попадающее в организм человека, зависит не только от потребления им содержащих кадмий пищевых продуктов, но и в большой степени от качества его диеты. В частности, достаточное количество железа в крови, по-видимому, тормозит аккумуляцию кадмия. Кроме того, большие дозы витамина D действуют как противоядие при отравлении кадмием.

Большое значение в профилактике интоксикации кадмием имеет правильное питание (включение в рацион белков, богатых серосодержащими аминокислотами, аскорбиновой кислоты, железа, цинка, селена, кальция), контроль за содержанием кадмия (полярографический, атомно-абсорбционный анализы) и исключение из рациона продуктов, богатых кадмием.

Всемирная организация здравоохранения считает максимально допустимой величину поступления кадмия для взрослых людей 500 мкг в неделю, то есть ДСП 70 мкг в сутки, а ДСД 1 мкг/кг массы тела.

Мышьяк (А8)

В Аргентине наблюдалось хроническое отравление мышьяком, вызванное потреблением воды, содержащей от 1 до 4 мг/л А&2О3. Аналогичная ситуация наблюдалась в Чили. Употребление колодезной воды, содержащей 0,6мг/л мышьяка, привело к локальным хроническим отравлениям на о. Тайвань.

В Балтиморе была обнаружена территория, где смертность от рака в 4,3 раза выше, чем в городе в целом. Эта полоса окружает бывшую фабрику, производившую в течение 100 лет мышьяк.

Трагический случай произошел в Японии в 1955 г., когда отравилось более 12 000 детей. Их кормили молочной смесью, в состав которой входило сухое молоко, загрязненное оксидом мышьяка (III). Он случайно попал в фосфат натрия, которым стабилизировали порошок молока. Фосфат натрия являлся отходом при выделении алюминия из боксита, в котором содержалось существенное количество мышьяка. Более 120 детей погибли от потребления смеси через 33 дня при ежедневной дозе А$203 5 мг.

Существует также версия об отравлении мышьяком Наполеона Бонапарта. С помощью нейтронно-активационного анализа волос Наполеона разных периодов его жизни эксперты установили, что содержание мышьяка в них в 13 раз превышает обычную норму для человеческих волос, а отложения мышьяка в растущих волосах совпадали по времени с периодом пребывания Наполеона на острове Святой Елены.

Мышьяк принадлежит к тем микроэлементам, необходимость которых для жизнедеятельности организма не доказана. Мышьяк широко распространен в окружающей среде. Он встречается в природе в элементном состоянии, а также в больших количествах в виде арсенитов, арсеносульфидов и органических соединений. В морской воде содержится около 5 мкг/л мышьяка, в земной коре - 2 мг/кг.

Токсичность мышьяка зависит от его химического строения. Элементный мышьяк менее токсичен, чем его соединения. Арсениты (соли трехвалентного мышьяка) более токсичны, чем арсенаты (соли пятивалентного мышьяка). В целом соединения мышьяка можно расположить в порядке снижения токсичности следующим образом: арсины > арсениты > арсенаты > метиларсоновая и диметиларсоновая кислоты.

Очень высокую токсичность проявляет арсин (AsH3) - очень сильный восстановитель, восстанавливающий различные биогенные соединения. Одна из главных мишеней арсина - гем; он представляет собой яд гемолитического действия.

Арсениты являются тиоловыми ядами, ингибирующими различные ферменты. Они взаимодействуют с тиоловыми группами белков, цистеина, липоевой кислоты, глутатиона, кофермента А, присутствующими в организме, нарушая в конечном итоге цикл трикарбоновых кислот. Кроме того, арсениты влияют на митоз, синтез и распаривание ДНК, что связано с блокированием ими тиоловых групп ДНК - полимеразы.

Арсенаты играют роль фосфатного аналога, легко проникают в клетки по транспортным системам фосфата и конкурируют с фосфатами в процессе окислительного фосфорилирования в митохондриях (ингибируют цитохром и глицеролоксидазы). Арсенаты нарушают протекание одной из фосфорилитических реакций - образование АТФ из АДФ, что приводит к прекращению синтеза АТФ.

Неорганические соединения мышьяка более токсичны, чем органические, накапливающиеся в рыбе. Соединения мышьяка хорошо всасываются в пищеварительном тракте. Выделение их из организма происходит в основном через почки (до 90 %) и пищеварительный канал. Он также может выделяться с грудным молоком и проникать через плацентарный барьер.

По данным ФАО суточное поступление мышьяка в организм взрослого человека составляет 0,45 мг, т.е. около 0,007 мг/кг массы тела. Значительно увеличивается поступление мышьяка в тех случаях, когда в рационе повышен удельный вес продуктов моря. ДСД мышьяка для взрослого человека составляет 0,05 мг/кг массы тела (около 3 мг/сутки).

Ежегодное мировое производство мышьяка составляет приблизительно 50 тыс. т в год, увеличиваясь каждые 10 лет на 25 %. Наиболее мощными источниками загрязнения окружающей среды мышьяком являются атмосферные выбросы электростанций, металлургических производств, медеплавильных заводов и других предприятий цветной металлургии, промышленные сточные воды, мышьяксодержащие пестициды. Мышьяк также используется в производстве хлора и щелочей (до 55 % потребляемого промышленностью количества), полупроводников, стекла, красителей. В сельскохозяйственном производстве мышьяк используется в качестве родентицидов, инсектицидов, фунгицидов, древесных консервантов, стерилизатора почвы.

Основными мерами охраны пищевых продуктов от загрязнения этим элементом являются:

охрана атмосферного воздуха, почвы и водоемов от загрязнения мышьяксодержащими выбросами, промышленными сточными водами и твердыми отходами;

ограниченное и регламентированное применение мышьяксодержащих пестицидов и жесткий контроль за ним со стороны органов госсанэпиднадзора;

контроль за содержанием мышьяка при использовании в сельском хозяйстве нетрадиционных кормовых добавок;

контроль за возможной примесью мышьяка в реагентах и материалах, применяемых для обработки пищевого сырья при изготовлении продуктов питания и пищевых добавок.

стоках его концентрация достигает 1 000 мг/л. Продукты растительного происхождения содержат алюминия 10.100 мг/кг, редко - 300 мг/кг; продукты животного происхождения - 1.20 мг/кг. По данным исследований суточное потребление алюминия в среднем составляет 25 мг.

Первые данные о токсичности алюминия были получены в 70-х гг. XX в., и это явилось неожиданностью для человечества. Будучи третьим по распространенности элементом земной коры (8,8 % массы земной коры составляет А1) и обладая ценными качествами, металлический алюминий нашел широкое применение в технике и быту. Обогащение пищи алюминием может происходить в процессе ее приготовления или хранения в алюминиевой посуде. В процессе приготовления пищи в алюминиевой посуде содержание алюминия в ней может увеличиться в 2 раза. Растворимость алюминия возрастает в кислой или щелочной среде. К веществам, усиливающим растворение алюминия, относят антоциановые пигменты из овощей и фруктов, анионы органических кислот, поваренную соль. В последнее время за рубежом алюминий все чаще применяется для изготовления консервных банок, предназначенных для хранения безалкогольных напитков, посуды, фольги, эластичных упаковок. В пиве и безалкогольных напитках, содержащихся длительное время в алюминиевых банках, концентрация алюминия составляла 10 мг/л. Отмечается, что при использовании алюминиевой посуды некоторые пигменты, содержащиеся в продуктах, теряют окраску. Поставщиками алюминия в организм человека также является вода, которая обогащается ионами А13+ при обработке ее сульфатом алюминия на водоочистительных станциях.

Существенную роль в загрязнении окружающей среды ионами А13+ играют кислотные дожди. Не следует злоупотреблять содержащими гидроксид алюминия лекарствами: противогеморроидальными, противоартритными, понижающими кислотность желудочного сока. Как буферную добавку гидроксид алюминия вводят и в некоторые препараты аспирина и в губную помаду. Среди пищевых продуктов наивысшей концентрацией алюминия обладает чай (до 20 мг/кг).

Поступающий в организм человека алюминий в виде нерастворимого фосфата А13+ выводится с фекалиями, частично всасывается в кровь и выводится почками. При нарушении деятельности почек происходит накапливание алюминия, которое приводит к нарушению метаболизма кальция, магния, фосфора и фтора, сопровождающееся ростом хрупкости костей, развитием различных форм анемии. Были обнаружены также и более грозные проявления токсичности алюминия: нарушения речи, провалы в памяти, нарушение ориентации и т.п. Все это позволяет приблизить считавшийся до недавнего времени нетоксичный алюминий к таким супертоксикантам, как свинец, кадмий, ртуть.

Медь (Си)

Медь была одним из первых металлов, которые человечество стало использовать в чистом виде. Это объясняется не только простотой ее извлечения из руд, но и тем, что медь находится в природе в чистом виде. С открытием бронзы - сплава меди с оловом начался бронзовый век. В настоящее время сплавы цинка с медью играют большую роль в жизни миллионов людей в Китае и Индии. Производство меди в мире достигает 6 млн т. Около половины меди используется в электротехнической промышленности, для изготовления водопроводных и отопительных систем, варочного оборудования, в сельском хозяйстве и фармакологии.

Медь является биомикроэлементом, необходимым для нормального течения многих физиологических процессов - остеогенеза, функции воспроизводства и др. Она присутствует во многих металлоферментах и других белках, обусловливая их стабильность и сохранение конформации. Медь существует в одно- и двухвалентном состояниях. Среднее содержание меди в почвах 20 мг/кг, в пресных водах - 0,001.0,2 мг/л, в морской воде -0,02.0,045 мг/л. В организме взрослого человека обнаруживается около 100 мг меди. Суточная потребность взрослого человека в меди 2.2,5 мг, то есть 35...40 мкг/кг массы тела, для детей - 80 мкг/кг. Безопасный уровень потребления меди составляет для взрослого человека 1,5.3,0 мг/сутки. Однако при нормальном содержании в пище молибдена и цинка - физиологических антагонистов меди, по оценке экспертов ФАО, суточное потребление меди может составлять не более 0,5 мг/кг массы тела (до 30 мг в рационе). При поступлении с пищей в кишечнике человека всасывается около 30 % содержащейся меди.

Медь малотоксична. При повышенном поступлении с пищей резорбция ее снижается, что уменьшает риск развития интоксикации. Медь обладает селенантагонистическими свойствами: симптомы дефицита селена обнаруживаются у животных при введении меди в больших количествах. При поступлении в пищу высоких концентраций солей меди у людей и животных наблюдаются токсические эффекты, которые, как правило, обратимы. В некоторых случаях отмечена взаимосвязь между раком легких и накоплением меди. Летальной для организма человека является концентрация меди 0,175^0,250 г/сут.

Высокие концентрации меди наблюдаются в сточных водах промышленных предприятий, особенно цветной металлургии. При применении медьсодержащих удобрений и пестицидов концентрация меди в растениях возрастает в 2.4 раза. Однако основным источником загрязнения пищевых продуктов медью являются изделия из меди (аппаратура, трубопроводы, варочные котлы и др.), применяемые в пищевой промышленности. Поэтому для предупреждения отравлений всю кухонную медную посуду подвергают лужению оловом, содержащим не более 1 % свинца. Медную посуду и аппаратуру без полуды можно использовать только на предприятиях консервной и кондитерской промышленности при условии быстрого освобождения медных емкостей от изготовленной продукции и немедленного мытья и протирания до блеска рабочей поверхности.

Естественное содержание меди в пищевых продуктах составляет 0,4.. .5,0 мг/кг. В количествах 5.. .15 мг/кг медь может придавать продуктам и воде металлический привкус. Повышенное ее содержание может обусловить изменение цвета и прогоркание пищевых жиров и жиросодержащих продуктов.

Олово (Sn)

Олово является примесным микроэлементом. В земной коре его содержание невелико. В организме взрослого человека содержится около 17 г олова. В двухвалентном состоянии олово образует галогениды: SnF2 и SnC12, а также соли органических кислот. Неорганические соединения олова малотоксичны, органические - более токсичны. Для человека при однократном поступлении токсическая доза олова - 5.7 мг/кг массы тела.

Элементное олово и его органические соединения широко применяют в химической промышленности и сельском хозяйстве. Главным источником контаминации пищевых продуктов оловом являются луженые консервные банки из белой жести и оловянная фольга, используемые для упаковки продуктов. Переход олова из покрытия в пищевые продукты зависит от природы пищевого продукта (наличие в нем органических кислот, нитратов и окислителей усиливает растворимость олова), длительности и температуры хранения (до 20 °С олово растворяется медленно), а также защитного лакового покрытия. При этом количество олова в продуктах прогрессивно возрастает со временем хранения или после вскрытия консервных банок. Повышенная концентрация олова в продуктах придает им неприятный металлический привкус, изменяет окраску.

Повышенные концентрации олова в пищевых продуктах могут быть обусловлены также применением олова в качестве пищевых добавок, средств борьбы с насекомыми или стабилизаторов поливинилхлоридных материалов, используемых для изготовления емкостей для различных напитков.

В микроколичествах олово содержится в большинстве пищевых продуктов природного происхождения. Неорганические соединения олова плохо растворимы и обычно не всасываются из пищи в желудочно-кишечном тракте человека.

Для профилактики отравлений продукты, хорошо растворяющие олово, рекомендуется консервировать в стеклянной таре. Ограничивают сроки хранения баночных консервов, покрывают внутренние поверхности банок стойким лаком и контролируют содержание олова в консервированных продуктах.

Хром (Сг)

В природе хром встречается в основном в виде руды хромового железа (БеОхСг2О3). Хром присутствует во всех почвах и растениях. Ежегодно он выбрасывается в окружающую среду в количестве 6,7 тыс. т. Хром может существовать в трехвалентной (Сг3) и шестивалентной (Сг6) формах. В биологических объектах хром присутствует преимущественно в трехвалентной форме. В организме взрослого человека содержится около 6 мг хрома. С возрастом этот элемент аккумулируется в легких, но в количествах, не опасных для здоровья. Безопасный уровень потребления хрома составляет для взрослого человека 50.200 мкг/сутки.

Трехвалентный хром участвует во многих метаболических процессах. Его недостаток в организме приводит к морфологическим изменениям роговицы, снижает мышечную массу и устойчивость к физической нагрузке. Он играет важную роль в метаболизме нуклеиновых кислот и нуклеотидов. Образуя комплекс с инсулином, оказывает влияние на углеводный и энергетический обмены. Этот металл угнетает функцию щитовидной железы, вмешивается в основной обмен. Хром влияет на окислительно-восстановительные реакции, способен конкурировать с некоторыми металлами за белок, вызывая нарушения различных метаболических процессов.

Наиболее хорошо изучено, что хром способен усиливать действие инсулина во всех метаболических процессах, регулируемых этим гормоном. В присутствии инсулина хром ускоряет окисление глюкозы в жировой ткани придатков крыс, повышает скорость проникновения глюкозы в клетки и ее превращение в жир, стимулирует синтез гликогена, но не оказывает влияния на процессы, не зависящие от инсулина. Действие хрома на транспорт сахаров объясняется, по-видимому, его участием в образовании комплекса между инсулином и его рецептором на клеточной мембране.

Исследования на животных и клинические наблюдения свидетельствуют о том, что хром играет также определенную роль в липидном обмене и что дефицит этого элемента может привести к развитию атеросклероза. Показано, что в плазме крови крыс, содержащихся на дефицитной по хрому диете, с возрастом повышаются концентрации глюкозы в крови, взятой натощак, и уровень холестерина, снижается толерантность к глюкозе и увеличивается количество липидов и бляшек в стенках аорты.

Трехвалентный хром всасывается с большим трудом, но его соединения могут появиться в ядре клетки при длительном воздействии на организм низких концентраций шестивалентных форм этого металла, легко проникающих через клеточные мембраны и восстанавливающихся затем до трехвалентного состояния.

В промышленности хром применяется для получения высокопрочных сталей, гальванических покрытий. Причиной повышенного содержания шестивалентного хрома в растительных продуктах могут быть залегания хром-содержащих минералов, загрязненные хромом сточные воды и их осадки, материалы пищевого оборудования и консервных банок. В частности, использование посуды из нержавеющей стали приводит к возрастанию концентрации хрома в пище.

Данные о токсичности хрома разноречивы, по-видимому, вследствие того, что имеют значение валентность хрома, тип соединения, в которое он входит и ряд других факторов. Из всех микроэлементов трехвалентный хром наименее токсичен; данных о его пероральной токсичности нет. Достоверно доказано, что наиболее токсичен шестивалентный хром, который поступает в организм из загрязненной окружающей среды. При этом есть все основания полагать, что для индукции отдаленных последствий на организм человека должны воздействовать во много раз большие дозы шестивалентного хрома, чем те, которые могут содержаться в пищевых продуктах.

Чаще всего концентрация хрома в пищевой продукции и пищевом рационе очень низкая: в овощах она составляет 20.50 мкг/кг, мясопродуктах -20...560 мкг/кг, в морепродуктах - 10...440 мкг/ кг; в суточном рационе -10...100 мкг/кг. Хром, находящийся в пище, усваивается на 10 %, выделяется из организма преимущественно с мочой.

3.3.3 Санитарно-эпидемиологический контроль за содержанием токсичных элементов в продуктах питания

В соответствии с СанПиН 2.3.2.1078-01 в России предусмотрены следующие допустимые уровни свинца, мышьяка, кадмия и ртути в пищевых продуктах (табл. 3.8).

Таблица 3.8

Допустимые уровни содержания токсичных элементов в различных группах продовольственного сырья и пищевых продуктов

Допустимые уровни токсичных элементов, мг/кг, не более
свинец	мышьяк	кадмий	ртуть
0,5...1,0	0,1...1,0	0,05...1,0	0,03...0,2

Группа пищевых продуктов Мясо и мясопродукты; птица, яйца и продукты их переработки; Молоко и молочные продукты*; Рыба, нерыбные продукты промысла и продукты, вырабатываемые из них; Зерно (семена), мукомольно-крупяные и хлебобулочные изделия; Сахар и кондитерские изделия; Плодоовощная продукция;

* Для заквасочных бактериальных культур для производства кисломолочных продуктов, кисло-сливочного масла и сыров допустимый уровень содержания свинца - 1,0 мг/л.

Что касается меди и железа, то расчеты, произведенные в ГУ НИИ питания РАМН, свидетельствуют о том, что их содержание в рационах россиян значительно ниже уровней необходимого поступления (1,5.3,0 и 10.18 мг/сутки). Это позволяет говорить о недостатке меди и железа для организма и изменении методологических подходов к их оценке. Поэтому в СанПиН 2.3.2.1078-01 медь и железо выведены за границу контаминантов химической природы и нормируются только для масла коровьего, топленых животных жиров и маргаринов, поставляемых на хранение (не более 0,4 и 1,5 мг/кг продукта). Медь еще нормируется для пектина (не более 50 мг/кг).

Олово и хром также выведены за границу контаминантов химической природы и нормируются лишь в консервированных продуктах. При этом допустимый уровень олова и хрома в таких продуктах, находящихся в сборной жестяной таре, должен быть не более 200 и 0,5 мг/кг соответственно.

Цинк, являющийся биомикроэлементом и малотоксичным соединением, нормируется только в загустителях, стабилизаторах, желирующих агентах (пектин, агар и др.).

В случаях превышения допустимых уровней токсичных металлов, но не более чем в 2 раза, продукты могут быть использованы для питания человека в условиях максимального рассредоточения: в учреждениях общественного питания при изготовлении многокомпонентных блюд, при условии, что в последних токсичные металлы не будут превышать допустимые уровни. Пищевые продукты с содержанием токсичных элементов, превышающим допустимые уровни более чем в 2 раза, по согласованию с органами ветеринарного надзора могут быть переданы на корм животным.

3.3.4 Пестициды

Классификация и токсиколого-гигиеническая характеристика пестицидов

Ежегодно половину мировых запасов продовольствия пожирают или повреждают насекомые, плесневые грибы, грызуны, птицы и другие вредители. Необходимость борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур ни у кого не вызывает сомнений, проблема состоит в том, как бороться с ними, не принося вреда человеку и окружающей среде. Однако, несмотря на имеющиеся альтернативные методы для борьбы с вредителями и болезнями растений и животных, сорными растениями, вредителями сельскохозяйственной продукции, для регулирования роста растений, предуборочного удаления листьев и подсушивания растений, во всех странах широко применяется группа химических и биологических соединений и препаратов, называемых пестицидами. С последними не следует ассоциировать агрохимикаты - удобрения, химические мелиоранты, кормовые добавки, предназначенные для питания растений, регулирования плодородия почв и подкормки животных.

Начало использования пестицидов относится к 1945 году, когда для уничтожения вшей и блох, отравлявших жизнь солдат во время второй мировой войны, стали широко применять ДДТ - первый синтетический пестицид. В последующие годы было создано множество других синтетических пестицидов для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур, применение которых обеспечивало значительную прибавку урожая.

Однако по мере применения пестицидов стало ясно, что они неблагоприятно воздействуют на человека и окружающую среду. Поступая в организм человека в ничтожных количествах с вдыхаемым воздухом, продуктами питания и водой, пестициды меняют ход биологических процессов в организме, что в отдельных случаях приводит к нарушению его физиолого-биохимических функций. Одной из наиболее сложных проблем является проблема генетической опасности пестицидов для человека: некоторые из них способны оказывать гона-дотоксическое, канцерогенное, мутагенное действие. Существует потенциальная опасность от воздействия пестицидов как возможных сенсибилизаторов и аллергенов. Попадание остаточных количеств пестицидов в пищу приводит к возникновению хронических пищевых отравлений и отдаленных негативных последствий для здоровья у людей.

В растениях, изменяя течение физиолого-биохимических процессов, пестициды стимулируют или угнетают синтез ряда нутриентов и перераспределяют их между отдельными органами растений. Вследствие этого могут изменяться органолептические свойства продуктов (изменение интенсивности окраски, ослабление аромата и т. д.), снижаться пищевая ценность полученной продукции. Так, например, под влиянием фосфорорганических пестицидов в плодово-ягодных и овощных культурах (яблоки, виноград, черная смородина, картофель, морковь, томаты и др.), зерне хлебных злаков, молоке, яйцах кур может изменяться аминокислотный, витаминный, минеральный и углеводный состав, что приводит к нарушению оптимальных соотношений между ними и усвояемости продуктов. Пестициды могут оказывать влияние не только на пищевую ценность, но и на технологические качества пищевой продукции. Под влиянием тех же фосфорорганических пестицидов снижается гидратация клейковины и, следовательно, способность ее к набуханию, изменяются хлебопекарные свойства пшеницы, уменьшается объемный выход хлеба и припек.

По назначению пестициды подразделяются на: акарициды (для уничтожения клещей, вредных для сельскохозяйственных растений и животных), бактерициды (для уничтожения бактерий), гербициды (для уничтожения сорных растений), инсектициды (для уничтожения вредных насекомых), моллюскоциды (для уничтожения моллюсков), нематоциды (для уничтожения вредных для сельскохозяйственных растений нематод), родентициды (для уничтожения грызунов), регуляторы роста растений, фунгициды (для уничтожения или предупреждения развития патогенных грибов и бактерий).

По сравнению с химическими веществами другого назначения пестициды имеют ряд особенностей, определяющих их потенциальную опасность для человека и живой природы:

преднамеренность внесения в окружающую среду;

устойчивость в окружающей среде и неизбежность циркуляции в ней;

возможность контакта с ними больших масс населения;

высокая биологическая активность, направленная на уничтожение вредных объектов;

стойкость к физическим и биохимическим воздействиям при технологической и кулинарной обработке пищевого сырья и продуктов питания.

По гигиеническим критериям опасности пестициды классифицируются по токсичности, степени летучести, кумуляции и стойкости следующим образом (табл. 3.9-3.13).

Таблица 3.9

Классификация пестицидов по степени токсичности (при введении в желудок)

Степень токсичности	JID50 , мг/кг
Сильнодействующие ядовитые вещества Высокотоксичные Среднетоксичные Малотоксичные	до 50 50...200 200...1 000 более 1 000

Таблица 3.10

Классификация пестицидов по кожно-резорбтивной токсичности

Степень токсичности	Кожно-оральный коэффициент	JJD50 , мг/кг
Резко выраженная	< 1	< 500
Выраженная	1 ... 3	500.2 000
Слабо выраженная	> 3	> 2 000
Не выраженная		смертельный исход не наступает

Таблица 3.11

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Классификация пестицидов по степени летучести

Таблица 3.13

Классификация пестицидов по степени стойкости (в почве)

Степень стойкости	Время разложения на нетоксичные компоненты (месяцев)
Очень стойкие Стойкие Умеренно стойкие Малостойкие	>12 6...12 1...6 В течение 1 месяца

Очевидно, что полностью отказаться от применения пестицидов невозможно, поэтому очень важен контроль за их производством и применением. С 1896 г. в России действует автоматизированный мониторинг, дающий информацию об уровнях пестицидов и других хлорорганических соединений в продуктах питания. Наиболее широкий спектр пестицидов обнаружен в следующих продуктах: картофель, капуста, помидоры, огурцы, морковь, свекла, репчатый лук, пшеница, ячмень, рыба прудов и водохранилищ, молоко, яблоки, виноград. При этом допустимый уровень содержания пестицидов часто превышается в 5 раз!

Пестициды, поступающие в организм с пищей, подвергаются биотрансформации. Это затрудняет их обнаружение и осложняет раскрытие механизмов воздействия на человека. Кроме того, промежуточные продукты биотрансформации ксенобиотиков могут быть более токсичны, чем первоначальный ксенобиотик. Поэтому большое значение приобретает опасность отдаленных последствий.

Защита человека от вредного воздействия пестицидов эффективно обеспечивается барьером гигиенических нормативов и регламентов, но при их несоблюдении могут возникать острые и хронические отравления.

В соответствии с федеральным законом № 109-ФЗ от 19.07.97 г. «О безопасном обращении с пестицидами и агрохимикатами» и СанПиН 1.2.1077-01 «Гигиенические требования к хранению, применению и транспортировке пестицидов и агрохимикатов» на территории РФ возможны ввоз, хранение, транспортирование, реализация и применение пестицидов, прошедших токсиколого-гигиеническую экспертизу в учреждениях, аккредитованных Министерством здравоохранения и социального развития РФ в установленном порядке и включенных в Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории России.

Пути контаминации пищевых продуктов пестицидными препаратами

В организм человека пестициды поступают как через технологически необработанные сырьевые продукты, так и через продукцию, прошедшую глубокую технологическую переработку с воздействием физических факторов (консервы, колбасы, молочные продукты, хлебобулочные изделия).

Высокая биологическая активность, преднамеренность внесения в окружающую среду, повсеместность применения, способность миграции по биологическим цепям, опасность для здоровья населения и среды обитания -все это требует повышенного внимания к пестицидам. Именно поэтому во всем мире пестициды регламентируются наиболее строго и в структуре химических загрязнителей пищевых продуктов занимают особое место.

Учитывая, что примерно 80...85 % пестицидов человек получает с пищей, особое внимание должно уделяться именно этому объекту государственного санитарно-эпидемиологического контроля.

Пестицидами могут загрязняться как продукты растениеводства, так и продукты животного происхождения. Эти вредные химические соединения попадают и накапливаются в пищевых продуктах по ходу как биологической, так и пищевой цепи, включающей все этапы сельскохозяйственного и промышленного производства продовольственного сырья и пищевых продуктов, хранение, упаковку и маркировку. Накопление их в продовольственном сырье и пищевых продуктах в пределах выше допустимого уровня (ДУ) связано главным образом с техногенным загрязнением окружающей среды, низкой агротехнической культурой и нарушением агрохимических технологий. Ведущую роль в загрязнении продуктов питания пестицидами играют факторы, непосредственно связанные с их применением; немаловажную роль играют условия, длительность хранения и регламенты технологической переработки продуктов. Однако в 80.96 % случаев установить причины загрязнения продуктов пестицидами практически невозможно.

Растительные продукты интенсивно контаминируются пестицидами главным образом при неправильном их применении: при несоблюдении установленных сроков обработки, норм расходов препаратов, кратности обработки продовольственных, фуражных и технических культур.

В некоторых случаях при нарушении правил хранения протравленных пестицидами семян они могут смешаться с продовольственным или фуражным зерном и таким образом быть использованными для пищевых или кормовых целей. Для предотвращения подобных случаев необходимо строго соблюдать требования безопасности при предпосевной обработке семян, их хранении, транспортировании и высеве, представленные в СанПиН 1.2.107701. Протравливанию подлежат семена, доведенные до посевных кондиций. Перед протравливанием семян необходимо строго рассчитать их требуемое количество для высева в данном хозяйстве. На мешках с протравленным зерном должна быть четкая информация - «протравлено». Не допускается пересыпка расфасованных протравленных семян в другую тару. Отпуск протравленных семян должен производиться по письменному разрешению руководителя хозяйства или организации с точным указанием их количества. Неиспользованные для сева семена возвращаются на склад по акту или передаются другим хозяйствам только для сева. Остаток протравленных семян следует хранить в изолированном помещении до будущего года с соблюдением правил безопасности, установленных для пестицидов.

Не допускается хранение протравленных семян совместно с продовольственным, фуражным зерном и пр., смешивать протравленные семена с непротравленными, сдавать их на хлебопекарные пункты, использовать для пищевых целей, а также на корм скоту и птице. Не допускается также протравленные семена подвергать дополнительным обработкам (очистке, сортировке, калибровке и другим приемам).

Продукты животноводства и птицеводства контаминируются пестицидами вследствие содержания их в кормах и при нарушении правил обработки сельскохозяйственных животных и кур.

В соответствии с правилами применения пестицидов в животноводстве (СанПиН 1.2.1077-01) для обработки сельскохозяйственных животных, птиц и помещений для их содержания должны применяться только пестициды, включенные в каталог, с соблюдением установленных регламентов. Обработка помещений для содержания животных разрешается в отсутствии животных; обработка птичников - после сбора яиц. При клеточном содержании птицы обработку следует проводить в период санитарных разрывов. Размещать животных и птиц в обработанные помещения необходимо, соблюдая установленные сроки ввода, после тщательного проветривания помещений в течение 2.3 часов и мытья полов с применением обезвреживающих средств. Кормушки и поилки должны быть укрыты, а доильный инвентарь и молочная посуда - удалены в специальные чистые герметизированные помещения. При этом необходимо устанавливать очередность в обработке помещений, входящих в состав животноводческих комплексов, ферм, птицефабрик. Лица, ответственные за проведение таких работ, обязаны регистрировать каждую обработку животных, птиц или помещений для их содержания в пронумерованных журналах с указанием наименования пестицида, даты проведения обработки и расхода препарата, в случае вынужденного убоя обработанных животных и птиц вопрос об использовании мяса для питания населения должен решаться в соответствии с заключением органов и учреждений госсан-эпидслужбы.

Для обработки сельскохозяйственных животных, птиц и помещений чаще всего применяются хлор- и фосфорорганические пестицидные препараты. При нарушении правил обработки птичников препаратами этих групп в яйцах птиц, находящихся в обработанных помещениях, пестициды выявляются в течение нескольких месяцев. У свиней, обработанных пестицидами этих же классов, их остатки обнаруживаются в жире на протяжении 4.5 недель. После опрыскивания коров линданом он выделяется с молоком более 3 суток, а в жире молока выявляется в течение 8 недель.

Основные группы пестицидов

Хлорорганические пестициды (ХОП). ХОП применяются в качестве инсектицидов, акарицидов и фумигантов в борьбе с вредителями зерновых и технических культур.

По химической природе пестициды этого класса представляют собой хлорпроизводные ароматических углеводородов, циклопарафинов, терпенов. К ним относятся гексахлорбензол, гексахлорбутадиен, ДДТ и др. Они долго сохраняются в почве (1,5 10 лет), воздействуют на почвенные микроорганизмы, переходят в растения, включаются в пищевые цепи. Некоторые пестициды способны концентрироваться в растениях. Например, концентрация ХОП в почве составляет ~ 10- мг/кг почвы, а в моркови, выросшей на этой почве, - 1.6 мг/кг.

ХОП накапливаются в листовых овощах, капусте, картофеле, тыкве, фасоли. Содержание ХОП в овощах, выращенных при недостаточном увлажнении почвы, ниже, чем при избыточном.

Из-за высокой устойчивости в окружающей среде и способности к биоконцентрации в пищевых цепях ХОП превратились в глобальные загрязнители. Им присуща сверхвыраженная кумуляция.

Большинство ХОП плохо растворимы в воде, но хорошо - в жирах и органических растворителях.

Инсектицид ДДТ: (С1С6Н4)2СНСС13 [2,2,2-трихлор-1,1-бис(пара-хлорфенил)этан] был открыт в 1939 г. швейцарцем Паулем Мюллером (за это открытие ему в 1948 г. была присуждена Нобелевская премия в области медицины). ДДТ сыграл огромную роль в борьбе с малярией. Но из-за высокой стойкости и летучести (период обращения вокруг Земли составляет всего 3.4 недели), токсичности, способности аккумулироваться и передаваться по пищевым цепям (был обнаружен в жировом слое пингвинов, в грудном молоке женщин) в 60-х гг. в большинстве стран ДДТ был запрещен. В СССР ДДТ использовался до 1970 г. для борьбы с клещами - переносчиками энцефалита. ВОЗ разрешила применение ДДТ в беднейших странах для борьбы с малярией. До сих пор ДДТ используют в Австралии, Индии и Китае для опрыскивания садов. Препарат высоко токсичен: ЛД50 = 200 мг/кг; ПДК в воздухе - 0,1 мг/м3; ПДК в воде - 0,1 мг/л; допустимые остаточные количества в почве - 1,0 мг/кг, в овощах и фруктах - 0,5 мг/кг; в других продуктах - не допускается.

Период полураспада ДДТ может составлять 20 и более лет. За это время половина ДДТ разложится до простых соединений. Метаболизм ДДТ во внешней среде и различных биологических средах протекает по механизмам дегидрохлорирования и восстановления через образование ДДД. ДДД - это активный контактный инсектицид, лишь немного уступающий ДДТ по токсичности.

Реакция дегидрохлорирования свойственна и другой группе ХОП, например, продуктам хлорирования циклопарафинов, к которым относится гексахлорциклогексан (ГХЦГ). Под влиянием микроорганизмов ГХЦГ

превращается в трихлорбензол, который взаимодействует с сульфгидриль-ными (-SH) группами аминокислот:

С6н6с16 -- С6н3с13

ГХЦГ трихлорбензол

ХОП обладают эмбриотоксическим, мутагенным, канцерогенным и аллергенным действием. Это явилось основанием для ограничения либо запрещения их применения в РФ.

Фосфорорганические пестициды (ФОП). ФОП - одна из наиболее распространенных и многочисленных групп пестицидов. К ним относятся: бромофос, хлорофос, карбофос, фталофос и др. Большинство ФОП мало растворимо в воде.

По стойкости в окружающей среде ФОП значительно уступают ХОП, но некоторые из них сохраняют свои токсические свойства в почве и на растениях в течение нескольких месяцев. В результате этого возможно их поступление в организм человека с продуктами питания, водой и воздухом. Наиболее устойчивы ФОП в плодах цитрусовых (период полураспада 75.. .100 дней). Это объясняется их растворимостью в маслах кожуры плодов. Долгое время ФОП сохраняются в зерне.

ФОП способны накапливаться в организме человека в меньшей степени, чем ХОП. Симптомы хронических отравлений и острой интоксикации ФОП выражаются в головной боли, ухудшении памяти, нарушении сна, дезориентации в пространстве. Установлены генетические нарушения (рост эмбриональной смертности и врожденных аномалий у потомства) у лиц, перенесших острое отравление ФОП, и у рабочих промышленных предприятий, подвергающихся хроническим воздействиям низких концентраций этих веществ.

Ртутьорганические пестициды (РОП). РОП относятся к сильно действующим ядовитым веществам или высокотоксичным препаратам для теплокровных животных и человека. Их применяют ограниченно - только для обработки семян против бактериальных и грибных заболеваний.

В России, Германии и Японии их применение запрещено. Опасность этих препаратов для людей связана не только с их высокой токсичностью самих по себе, но и с летучестью паров ртути, что может привести к тяжелым отравлениям.

В окружающей среде одним из конечных продуктов превращений РОП является метил-ртуть. При хроническом отравлении этим соединением наблюдается потеря веса, слабость, утомляемость, психические расстройства, зрительные и слуховые галлюцинации.

Арилоксиалкилкарбоновые кислоты (ААКК) и их производные.

ААКК широко используются в качестве гербицидов и регуляторов роста растений. Наиболее широкое распространение получили 2,4-

дихлорфеноксиуксусная кислота (2,4-Д), 2,4-дихлорфеноксипропионовая кислота (2,4-ДП) и их производные.

Многие промышленные гербициды представляют собой соли ААКК с металлами или аминами, а также эфиры. Эфиры являются более сильными гербицидами, чем соли. Практическое применение находят низколетучие эфиры: этиловый, бутиловый, амиловый, гептиловый, октиловый.

96.99 % неразложившихся гербицидов составляют 2,4-Д и 2,4,5-Т (2,4,5-трихлорфеноксиуксусная кислота). Большинство ААКК среднетоксич-ны (ЛД50 для крыс = 100...375 мг/кг).

Действие этих пестицидов на качество воды проявляется в ухудшении ее вкуса и запаха из-за присутствия фенолов.

Наличие 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты и ее солей и эфиров в рыбе, рыбопродуктах, зерне и зернопродуктах не допускается.

Неорганические и органические металлсодержащие пестициды.

Наиболее широкое применение получили неорганические и органические соединения меди (МП - медьсодержащие пестициды). Из МП широко применяют медный купорос, бордосскую жидкость, хлорокись меди.

МП сильно раздражают слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта и верхних дыхательных путей. ЛД для взрослого человека составляет 10 г, а тяжелые отравления наблюдаются при дозах менее 2 г. Кроме того, МП могут оказывать местное раздражающее действие на кожу (экзема, дерматиты).

Из органических металлсодержащих пестицидов в некоторых странах применяются оловоорганические пестициды (ООП) в качестве акарицидов, бактерицидов и антисептиков. ООП высокотоксичны для теплокровных животных и человека. Симптомы отравления аналогичны симптомам при отравлении оловом.

Место пестицидов среди других веществ, представляющих опасность для жизни человека

По данным ООН, из общего числа отравлений химическими средствами со смертельным исходом в мире на долю пестицидов приходится 2,6 %. Согласно той же статистике, обезболивающие лекарства стали причиной смертельных отравлений в 17,4 % случаев, алкоголь - в 10,5 % случаев.

Таким образом, пестициды нельзя отнести к химическим средствам, представляющим реальную угрозу в повседневной жизни человека. Однако существует опасность косвенного (через пищевые цепи) влияния пестицидов на здоровье человека и его наследственный аппарат. Следовательно, токси-колого-гигиенические проблемы, возникающие при применении пестицидов, носят хронический характер.

Попавшие в организм посторонние вещества становятся физиологически активными в том случае, когда они соединяются с рецепторами. В качестве рецепторов могут служить белки клеточных мембран, ферменты и другие белки (актин, миозин), способные встраиваться в биологические процессы. Механизм расщепления пестицидов во многих случаях не установлен. Основные данные относятся к накоплению пестицидов в жировых клетках и материнском молоке.

Инсектициды на основе ХОП проникают в организм человека через пищеварительный тракт и кожу. Располагаясь в мембранах нервных клеток, они изменяют способность к возбудимости.

Алкилфосфаты являются сильными ингибиторами ацетилхолинэстера-зы. Снижение активности этого фермента приводит к накоплению ацетилхолина, что вызывает отек легких, тошноту, понос, ухудшение зрения, повышение артериального давления, мышечные спазмы, судороги.

2,4-Дихлорфеноксиуксусная кислота (2,4-Д) и 2,4,5-трихлорфеноксиуксусная кислота (2,4,5-Т) обладают исключительной устойчивостью, поэтому систематический контроль за их содержанием в пищевой продукции обязателен.

В настоящее время споры о применении или же полном запрете пестицидов продолжаются. Ученые разных областей науки (химики, аграрии, медики) - каждый со своих позиций, приводят убедительные доводы как за, так и против. Очевидно, что лишь общие усилия помогут найти правильное решение этой сложнейшей проблемы.

Мониторинг, проводимый в США на содержание пестицидов в пищевых продуктах, показывает, что 80...90 % их не содержит пестицидов совсем, 10 % содержит допустимые нормы и только 0,7 % - выше нормы. Интересно отметить, что в странах наиболее интенсивного применения пестицидов самая высокая продолжительность жизни людей, что не является признаком положительного действия применения пестицидов на продолжительность жизни, а характеризует лишь отсутствие их достаточно заметного отрицательного влияния при правильном применении. Во всем мире ведется интенсивная работа по совершенствованию ассортимента применяемых пестицидов и уменьшения их вредного воздействия на окружающую среду. В настоящее время на эти работы фирмами - производителями пестицидов, а также из федеральных бюджетов экономически развитых стран, таких как США, Англия, Франция, Япония, Германия, Швейцария, расходуется более 2 млрд долл. в год.

Технологические способы снижения остаточных количеств пестицидов в пищевой продукции

На эффективность снижения остаточных количеств (ОК) пестицидов влияет характер их распределения в разных частях растений.

Основное количество ХОП и ФОП концентрируются в кожуре плодов и овощей или на ее поверхности, почти не проникая внутрь. Поэтому начальным этапом промышленной и кулинарной обработки фруктов, овощей и ягод является их мытье. Оно может осуществляться водой, раствором щелочей, ПАВ. Например, хорошо смываются водой ООП.

Но мытье мало эффективно, когда пищевое сырье содержит препараты, обладающие липофильными свойствами и прочно связанные с восками кутикулы. В этом случае следует использовать салфетки и различные моющие средства, удаляющие жиры и воски (детергенты, сода, спирты).

Более эффективный способ снижения ОК пестицидов в пищевых продуктах (на 90...100 %) - очистка от наружных частей растений.

Освобождение продуктов питания от ОК пестицидов происходит при использовании традиционных технологий их переработки и кулинарной обработки, таких как варка, жарение, печение, консервирование, изготовление варенья, джема.

В процессе сушки в зависимости от ее характера, вида сырья и свойств препаратов может происходить или концентрирование остатков пестицидов, или их удаление и разрушение.

При переработке зерновых культур ОК пестицидов неравномерно распределяются в различных фракциях помола. Наибольшие количества обнаруживаются в отрубях, наименьшие в муке тонкого помола.

При варке мяса ОК пестицидов переходят в бульон, а некоторые пестициды могут трансформироваться в более токсичные соединения.

Скорость деструкции ОК пестицидов в хранящихся продуктах возрастает с увеличением влажности продуктов, температуры, времени хранения.

Государственная санитарно-эпидемиологическая экспертиза новых пестицидных препаратов

В соответствии с федеральным законом № 109-ФЗ от 19.07.97 г. «О безопасном обращении с пестицидами и агрохимикатами» и СанПиН 1.2.1077-01 «Гигиенические требования к хранению, применению и транспортировке пестицидов и агрохимикатов» на территории РФ возможны ввоз, хранение, транспортирование, реализация и применение пестицидов, прошедших токсиколого-гигиеническую экспертизу в учреждениях, аккредитованных Министерством здравоохранения и социального развития РФ в установленном порядке и включенных в Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории России.

К новым химическим веществам, предлагаемым в качестве пестицидов, предъявляются следующие гигиенические требования:

1) в отрасли, использующей пестициды, должны внедряться малотоксичные для теплокровных животных и человека препараты или такие, способы применения которых уменьшают возможность проникновения в организм человека (гранулы, микрокапсулы, применение аппликаторов и т.п.). Исключение составляют зооциды и протравители семян, пока для указанных целей не будут найдены малотоксичные соединения;

нельзя допускать к внедрению вещества стойкие и разлагающиеся в естественных условиях на нетоксичные компоненты позже, чем через 1 год;

нельзя допускать к внедрению вещества, образующие более токсичные и стойкие продукты превращения;

нельзя внедрять препараты с резко выраженной кумуляцией, длительное время задерживающиеся в организме и выделяющиеся с молоком;

не должны внедряться вещества, которые могут привести к отрицательным отдаленным последствиям и обладающие резко выраженными аллергенными свойствами.

Пестицидные препараты должны обладать производственной (должны уничтожать вредных насекомых, возбудителей болезней растений, сорную растительность и при этом не оказывать отрицательного влияния на полезную фауну и флору) и экономической эффективностью. Кроме того, вновь разрабатываемые пестициды должны быть менее токсичными и менее опасными для здоровья населения по сравнению с применяемыми препаратами того же назначения.

Исследователи, изучающие свойства новых пестицидов и разрабатывающие гигиенические регламенты их применения, обязаны:

составить научно обоснованное гигиеническое заключение о возможности и условиях использования изучаемого вещества в сельскохозяйственном производстве;

апробировать способы, методы и формы применения новых препаратов и разработать гигиенические регламенты;

разработать гигиенические нормативы для пищевых продуктов растительного и животного происхождения, воды, воздуха рабочей зоны и атмосферного воздуха;

разработать меры профилактики при применении нового пестицида в разных отраслях народного хозяйства и рекомендации по санитарно-эпидемиологическому контролю за пищевыми продуктами, водоисточниками, атмосферным воздухом, почвой и другими объектами.

Токсиколого-гигиенические исследования новых пестицидов включают следующие основные этапы: