Аккумуляция вредных веществ во фруктах. Возможные последствия

3

Министерство образования и науки Украины

Киевский национальный торгово-экономический университет

Реферат

По курсу: «Основы экологии и безопасности товаров народного потребления»

На тему: «Аккумуляция вредных веществ во фруктах. Возможные последствия»

Студентки 5курса 1группы

Заочного отделения ТВФ

Москвичевой Анны Сергеевны

Киев - 2001

План:

1 Пути попадания вредных веществ в почву

2 Классификация загрязнений

2.1 Загрязнение агрохимикатами

2.2 Загрязнение пестицидами

2.3 Загрязнение тяжелыми металлами

2.4 Загрязнение радиоактивными веществами

3 Состояние почвы в Украине

ВСТУПЛЕНИЕ

Фрукты для человека являются ценными поставщиками разнообразных минеральных веществ, особенно калия, магния, кальция, железа.

Наряду с указанными выше элементами фрукты могут содержать некоторые тяжелые металлы в дозах, значительно превышающих ПДК (предельно допустимая концентрация), что является следствием загрязнения окружающей среды, применения средств защиты от вредителей и болезней. Медь, свинец, мышьяк попадают на фрукты при обработке растений химическими препаратами; фтор, стронций, уран, радий и др. могут попадать вместе с некоторыми минеральными удобрениями, особенно фосфорными или калийными.

Аккумуляция вредных веществ во фруктах в основном происходит через почву.

1 ПУТИ ПОПАДАНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОЧВУ

Различные вредные вещества, большинство из которых антропогенного характера, можно разделить по источнику поступления этих загрязнений в почву:

С атмосферными осадками.

Многие химические соединения, попадающие в атмосферу в результате работы предприятий, затем растворяются в капельках атмосферной влаги и с осадками выпадают в почву. Это, в основном, газы - оксиды серы, азота и др. Большинство из них не просто растворяются, а образуют химические соединения с водой, имеющие кислотный характер. Таким образом и образуются кислотные дожди.

При непосредственном поглощении почвой газообразных соединений.

В сухую погоду газы могут непосредственно поглощаться почвой, особенно влажной.

С растительным опадом.

Различные вредные соединения, в любом агрегатном состоянии, поглощаются листьями через устьица или оседают на поверхности. Затем, когда листья опадают, все эти соединения поступают опять-таки в почву.

2 КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

2.1 Загрязнение агрохимикатами

Ведение интенсивного сельского, хозяйства невозможное без применения минеральных удобрений для поддержания и повышения плодородия грунту. Практика применения удобрений расширяется и усовершенствуется. Рядом с минеральными удобрениями расширяются масштабы использования органических удобрений. Тем не менее химизация земледелия предусматривает рациональное использование удобрений.

Вредное действие начинает давать себя знать при проникновении в водные источники, накоплении выше допустимых норм в растениях, фитотоксичному действию (при слишком высоких дозах внесения) и нарушении естественного кругооборота элементов. Причиной этого может быть несоблюдение технических условий транспортирования и сохранение удобрений, технологии использования и недостаточное очищение от вредных примесей.

Главными причинами отрицательного влияния минеральных удобрений есть несовершенство используемых форм и недостаточная изученность закономерностей влияния их на биосферу. Прежде всего это касается процессов миграции другие среды, влияния на плодородие грунту и токсичности для живых организмов при чрезмерном накоплении.

Несмотря на то что минеральные удобрения используют уже свыше полутора столетие, проблема оптимизации темы их использования разработанная недостаточно. Такое состояние поясняется тем, что на протяжении продолжительного времени этот процесс рассматривался односторонне, преимущественно в аспекте получения максимального урожая. Вопросом влияния их на естественную среду отводилось мало внимания. Лишь под влиянием отрицательных фактов, которые свидетельствовало о том, что интенсивное использование минеральных удобрений может иметь вредные следствия, научные поиски в этом направлении расширились. Тем не менее и сегодня одна из важнейших проблем рационального использования удобрений - определение оптимальной дозы, которая бы обеспечивала довольно высокие урожаи сельскохозяйственных культур и не приводила к загрязнению окружающей среды, - остается нерешенной.

Применение чрезмерно высоких доз минеральных удобрений как правило, приводит к накоплению неорганических их форм в продукции растениеводства и миграции в другие среды.

Наиболее экологически опасными являются азотные удобрения, в особенности нитратные их формы. Содержимое нитратов в растениях резко повышается при внесении свыше 500 кг/га.

В растениях нитраты под действием ферментов и с участием молибдена, других микроэлементов превращаются у аминокислоты и белки. Некоторое количество свободных радикалов постоянно имеющаяся в плазме растений. Попадая с пищей в желудок, нитраты могут превращаться в нитриты или в нитрозоамины.

В Украине проводятся мероприятия по снижению нитратов в сельскохозяйственных продуктах. Тем не менее отсутствие хорошо оснащенных лабораторий, сложность методов контроля пока что не разрешают обеспечить тотальный контроль за качеством сельхозпродукции.

В то же время данные научно-исследовательских учреждений и опыт свидетельствуют о том, что нитраты легко растворимые в воде, поэтому при надлежащем промывании водой, вымачивании и кипячении их содержимое в продуктах резко уменьшается (на 20-40 %).

Источником нитратного и аммонийного загрязнения могут также быть сточные воды промышленных, коммунальных предприятий и животноводческих комплексов, выбросы комбинатов по производству удобрений и т.п. Часть действующего вещества минеральных удобрений может попадать в речки и озера из неприспособленных для их сохранения складов, при транспортировании и внесении, в частности авиацией. Все перечисленные источники характеризуются сравнительно локальным распространением загрязняющих веществ, высокой их концентрацией и продолжительным влиянием на среду.

Значительно меньшие потери действующего вещества наблюдаются при внесении фосфорных удобрений. Благодаря способности к адсорбции их комплексообразования в присутствии кальция, железа, алюминия фосфора связывается в грунте и может потом постепенно использоваться растениями. Но это не снижает загрязнения им водных систем, поскольку большое количество фосфора попадает в речки и озера с отходами коммунальных предприятий и животноводческих комплексов.

Использование калия хлорида при внесении калийных удобрений приводит к накоплению в грунте хлора, который неблагоприятно действует на ряд сельскохозяйственных культур.

Итак, чрезмерное внесение минеральных удобрений не только не повышает плодородие грунта, а и в значительной мере вызовет угрозу загрязнения естественных вод и надпочвенного пласта воздуха, ухудшает качество урожая сельскохозяйственных культур, комулятивным характером действия опасно влияет на здоровье человека.

2.2 Загрязнение пестицидами

Отрутохимикаты, которые используются для защиты растений и животных, получили название пестицидов.

Под термином «пестициды» теперь объединяется близко 1000 химических соединений, на основе которых мировая промышленность выпускает свыше 80 тыс. продуктов. Общее производство пестицидов в мире достигло 2 млн. т. В среднем на один гектар в мировом масштабе вносится 0,3 кг пестицидов, а в странах Западной Европы - свыше 3 кг.

В зависимости от назначения пестициды делятся на такие основные группы: гербициды (для борьбы с сорняками растений), зооциди (для борьбы с вредными позвоночными, большей частью грызунами), инсектициды (для борьбы с вредными насекомыми), фунгициды (для борьбы с болезнями растений, которые вызываются грибами) и др.

Ведение сельского и лесного хозяйства в современных условиях немыслимое без использования пестицидов. Известно, что в экономически слаборазвитых странах до 50% урожая гибнет от сорняков, вредителей и болезней, а в промышленных государствах - лишь 5,5-25%. За данными ФАО, ежегодные потери урожая в сельском хозяйстве мира оцениваются в 75 млрд. долларов, в т.ч. от вредителей потери оцениваются в 30, от болезней - в 25 и от сорняков - в 20 млрд. долларов. В США затраты на пестициды составляют ежегодно близко 4 млрд. долларов и разрешают получить дополнительной продукции на 15-18 млрд. долларов.

Несмотря на то что к производству, сохранение и внесение пестицидов существуют отдельные требования (должны быть отравляющими для вредных организмов и безопасными для человека, свойских животных и окружающей фауны; должны быть стандартными за составом, стабильными при сохранении и иметь маленькие дозы расходования), они все же имеют высокую степень ядовитости, и в особенности те, которые содержат стойкие соединения. Таким образом, обработка сельскохозяйственных или других угодий пестицидами загрязняет окружающая среду. Они адсорбируются органическими веществами грунтов и минеральными коллоидами.

Несмотря на относительно локальное применение пестицидов, некоторые из них распространились на всей планете. Например, в Антарктиде за десятки тысяч километров от зон применения пестицидов ледниковый панцирь нагромоздил свыше 2000 т ДДТ (наиболее канцерогенный и мутагенный препарат), который был запрещен для применения еще свыше 20 лет тому. В организме рыб и пингвинов, которые живут возле берегов этого материка, и теперь находят этот пестицид.

За данными многих научных учреждений, с течением времени вредители вырабатывают стойкость не только до одного, а даже до нескольких пестицидов. Поэтому приходится повышать дозу отрутохимикатов на единицу сельскохозяйственной продукции, которая приводит к возрастанию поступления их в окружающую среду. Итак, пестициды все большее привлекаются в кругооборот веществ в природе и становятся отрицательным действующим фактором в биосфере. Стойкость к факторам среды (солнечный свет, кислород, микробиологическое разложение, возможность отрутохимикатов длительное время сохраняться) большей частью определяет их опасность. Наиболее стойкие к разложения являются хлорорганичные соединения. Фосфорорганитчные и карбамидные соединения раскладываются на протяжении нескольких десятков дней после применения. Часто продукты распада обнаруживаются токсичнее, чем исходное вещество. Наиболее опасная концентрация этих веществ в цепях питания.

Большинство пестицидов токсичные для многих живых организмов, в т.ч. и человека. Накопляясь в растительных тканях, они попадают при поедании кормов скотом у ткани животных, где откладываются в недопустимой концентрации. С фруктами человек поглощает и накопленные в них пестициды или продукты их распада, которые постепенно накопляются в организме, вызывая ряд физиологических нарушений с нежелательными следствиями.

Как свидетельствует мировая практика, при неправильном применении пестициды для человека очень токсичные. При специальном изучении выявленная их мутагенная активность - способность изменять наследственность. Часть пестицидов есть канцерогенными. У некоторых людей пестициды вызовут аллергическую реакцию.

Вследствие широкого применения пестицидов резко сократилось количество опылителей на посевах сельскохозяйственных культур. Довольно сказать, что 80% всех растений опыливаются насекомыми, поэтому их гибель приводит к снижению урожая.

Несмотря на отрицательное влияние на живые организмы, пестициды пока что не могут быть снятые с производства, так как с их помощью сохраняется значительная часть урожая. Сделать это можно лишь тогда, если будут найденной эффективные и безвредные для окружающей среды мероприятия борьбы с вредителями, болезнями растений и сорняками. Уже применяется интегрированная система защиты растений. Она предусматривает для борьбы с вредителями и болезнями рядом с пестицидами применения агротехнических и мелиоративных мероприятий и использование биологических методов.

Все составные части этой системы дополняют одна одну, и лишь выполнение всего комплекса мероприятий обеспечивает высокую экономическую эффективность и относительную приемлемость для окружающей среды. Биологические методы регулирования количества вредителей есть наиболее перспективными.

В Государственной программе охраны окружающей среды и рационального использования естественных ресурсов Украины на 1991 -1995 гг., и на период до 2005 г. предусмотрены применения биологических средств защиты сельскохозяйственных культур под вредителей и болезней на площади 20 млн. га, почти на каждом втором гектаре сельскохозяйственных угодий.

Многообещающим направлением есть создание бактериальных и вирусных препаратов селективного действия для насекомых-вредителей. Такие препараты уже проходят проверку во многих странах.

Еще одним важным направлением борьбы с вредителями сельского и лесного хозяйства станут так называемые пестициды третьего поколения. Речь идет про препараты из числа гормонов, антигормонов и других веществ, которые действуют на биохимические системы соответствующих видов насекомых и организмов.

Охрана грунтов от излишка удобрений имеет ряд общих организационных мероприятий с охраной грунтов от излишка пестицидов. В Украине давно ведется контроль над загрязнением грунтов сельскохозяйственных районов, в окружении городов и промышленных центров, а также на фоновом уровне. В грунтах сельхозугодий контролируются все пестициды, их содержимое определяется сразу после обработок, а также в следующие периоды, чтобы определить скорость разложения.

С целью исследования токсичности и возможных отдельных следствий от применения пестицидов при поступлении их в кормовые цепи в 60-тые годы в Киеве был созданный Всесоюзный (ныне Киевский) научно-исследовательский институт гигиены и токсикологи пестицидов, он изучает токсикологию как отечественных, так и зарубежных препаратов. На базе института функционирует единая государственная система контроля за содержимым пестицидов в пищевых продуктах. Принятое решение о включении в ДЕСТ на пищевые продукты данных о содержимом остатков пестицидов. Установленные также нормы содержимого пестицидов в воде и других объектах окружающей среды.

Грунты территорий, которые прилегают к городам и промышленным комбинатам, контролируются на содержимое в них трудных металлов. В выделенных пунктах Украины 2-3 разы на год отбирают пробы грунта и снега для дальнейшего анализа на органические и неорганические загрязняющие вещества. Складывается карта распределения загрязнение на территории Украины. Эти данные есть ценным источником информации, их используют при разработке и употреблении мер по снижению загрязнения окружающей среды отрутохимикатами.

2.3 Загрязнение тяжелыми металлами

Данный вид загрязнений уже представляет значительную опасность, так как тяжёлые металлы нередко обладают высокой токсичностью и способностью к аккумуляции в плодах. Из тяжёлых металлов, соединения которых загрязняют почву, можно назвать Cd (кадмий), Cu (медь), Cr (хром), Ni (никель), Co (кобальт), Hg (ртуть), As (мышьяк), Mn (марганец).

2.4 Загрязнение радиоктивными веществами

Радиоактивные соединения стоят несколько обособленно по своей опасности, прежде всего потому, что по своим химическим свойствам они практически не отличаются от аналогичных не радиоактивных элементов и легко проникают во все живые организмы, встраиваясь в пищевые цепочки. Из радиоактивных изотопов можно отметить в качестве примера один наиболее опасный - 90Sr (стронций-90). Данный радиоактивный изотоп имеет высокий выход при ядерном делении (2 - 8%), большой период полураспада (28,4 года), химическое сродство с кальцием, а, значит, способность откладываться в костных тканях животных и человека, относительно высокую подвижность в почве. Совокупность вышеназванных качеств делают его весьма опасным радионуклидом. 137Cs (цезий-137), 144Ce (церий-144) и 36Cl (хлор-36) также являются опасными радиоактивными изотопами. Хотя существуют природные источники загрязнений радиоактивными соединениями, но основная масса наиболее активных изотопов с небольшим периодом полураспада попадает в окружающую среду антропогенным путём: в процессе производства и испытаний ядерного оружия, из атомных электростанций, особенно в виде отходов и при авариях, при производстве и использовании приборов, содержащих радиоактивные изотопы и. т. д.

3 СОСТОЯНИЕ ПОЧВЫ В УКРАИНЕ

Лабораториями ежегодно проводится анализ загрязнений почвы, прежде всего, почвенные образцы проверяются на наличие пестицидов. Большинство показателей отражают, в целом, благополучную ситуацию с почвой.

Однако, пестицидная нагрузка колеблется по районам от 0,31 кг/га до 4,06 кг/га.

Ассортимент пестицидов, применяемых в Украине, в последние 5 лет претерпел существенные изменения. На смену хлорорганическим и фосфорорганическим соединениям пришли пестициды нового поколения из группы сульфонилмочевин, триазолов, перетроидов. Существенно снижено применение ртутьсодержащих препаратов, фунгициды представлены, в основном, медьсодержащими препаратами. Норма расхода таких препаратов низкая и составляет 5-200 г/га.

Для охраны здоровья населения Украины и окружающей природной среды, необходимо принимать меры по наведению порядка регламента применения пестицидов. Это особенно касается фермерских и крестьянских хозяйств. Сейчас фитосанитарная обстановка в их садах не контролируется службой защиты растений, фермеры не обучаются правилам работы с пестицидами, а их продукция недостаточно контролируется на содержание токсических элементов и остаточного количества пестицидов.

Предотвратить попадание вредных и ядовитых минеральных веществ на фрукты возможно путем соблюдения доз и сроков химической обработки и внесения удобрений, рационального сочетания биологических, механических и химических средств защиты, органических и минеральных удобрений.

ЛИТЕРАТУРА

«Влияние атмосферного загрязнения на свойства почв» - М.: МГУ, 1990.

Государственный доклад «О санитарно-эпидемиологической обстановке в Украине в 1994 году» - Киев: Комитет Госсанэпиднадзора Украины, 1995.

Добровольский Г.В., Гришина Л.А. «Охрана почв» - М.: МГУ, 1985.

Ильин В.Б. «Тяжёлые металлы в системе почва-растение» - Новосибирск: Наука, 1991.

Круглов Ю.В. «Микрофлора почвы и пестициды» - М.: Агропромиздат, 1991.

Рэуце Н., Кырста С. «Борьба с загрязнением почвы» - М.: Агропромиздат, 1986.

Соколова Т.А., Дронова Т.Я. «Изменение почв под влиянием кислотных выпадений» - М.: МГУ, 1993.