Проблема токсичного накопления опасных элементов и соединений в сельскохозяйственной продукции

Эффективность применения пестицидов в значительной мере зависит от формы препарата и условий, при которых происходит его контакт с вредными организмами. Для применения в сельском хозяйстве изготовляют разные препаративные формы пестицидов: смачиваемые порошки (с.п.); водные концентраты суспензий (к.с.), концентраты эмульсий (к.э.), водные растворы (в.р.), гранулированные пестициды (г.), водорастворимые гранулы (в.г.). У микрокапсулированных препаратов действующее вещество помещено в оболочку (капсулу), которая легко разрушается под влиянием тех или иных веществ, света, механическим путем или при нагревании. Размер капсулы - 5-100 мкм. Эти препараты применяют тогда, когда необходимо исключить прямой контакт человека, животных и растений с действующим веществом на определенное время или замедлить его влияние. Микрокапсулирование пестицидов перспективно и будет приобретать более широкие масштабы в меру увеличения выпуска дешевых пленкообразующих веществ [15,16].

К новым препаративным формам пестицидов принадлежат текучие суспензии, которые являются микрогранулами, растворимыми в воде с образованием стойкой суспензии. Приобретают распространение пестициды в форме смачиваемых порошков, текучей пасты и т.п. При разведении водой они образуют смесь суспензии и эмульсии, которая эффективнее, чем простая суспензия.

Выбор способа применения пестицидов предопределяется формой препарата, видом вредного организма и растения, а также необходимостью безопасности для окружающей среды.

Опрыскивание - нанесение на обрабатываемую поверхность пестицидов в капельножидком состоянии. Опрыскивание - универсальный, наиболее распространенный способ применения пестицидов, характеризуется небольшой затратой действующего вещества на единицу площади, разнообразным его распределением на обработочной поверхности, обеспечивает хорошее прилипание и удержание на объектах, применение комбинированных соединений.

В зависимости от нормы затраты рабочей жидкости опрыскивание может быть многолитражным, малообъемным, ультрамалообъемным.

Многолитражное опрыскивание эффективно в тех случаях, когда препарат имеет только контактное действие, фитотоксичный и требует сильного смачивания (промывания) растений. В основном такое опрыскивание применяют в борьбе с болезнями, сосущими насекомыми (в случае использования контактных инсектицидов), против зимующих стадий вредных организмов. Технология опрыскивания развивается в направлении снижения норм затрат жидкости и уменьшения размера капель.

Преимущества малообъемного опрыскивания перед многолитражным состоит в повышении мобильности, биологической и хозяйственной эффективности. При малообъемном опрыскивании количество рабочей жидкости значительно меньше, концентрация препарата выше, капли во время распыления очень маленькие (приближены к туману). Повышается производительность агрегатов и уменьшаются затраты на проведение опрыскивания.

Ультрамалообъемное опрыскивание (УМО) - нанесение пестицидов без разведения в тонкодисперсном состоянии на обрабатываемую поверхность. Инсектициды в мелких каплях значительно токсичнее, чем в больших. По сравнению с малообъемным опрыскиванием УМО повышает производительность обработки более чем в 4 раза и значительно удешевляет работу. Для УМО нужны специальные препаративные формы пестицидов.

К прогрессивным способам применения рабочих жидкостей пестицидов принадлежат ленточное внесение на посевах пропашных культур, дискретное опрыскивание садовых насаждений, гербигация.

Суть ленточного внесения гербицидов состоит в том, что они наносятся только на те места поля, которые не могут быть обработаны почвообрабатывающими орудиями, то есть в зоне рядки посева на ширину 15-20 см. При этом затраты рабочей жидкости и препаратов уменьшаются в 2-4 раза в зависимости от ширины междурядий [15,16].

Для дискретного опрыскивания садовых насаждений на серийный опрыскиватель устанавливают устройство, которое путем ультразвукового излучения опознает кроны деревьев и подает в этот момент рабочую жидкость в коммуникацию опрыскивателя через магнитный клапан. В промежутках между деревьями опрыскивание не проводится. Дискретное опрыскивание можно широко использовать в садах с несомкнутой кроной с целью экономии препарата.

Гербигация - применение гербицидов вместе с поливной водой с помощью дождевальных установок или при капельном орошении. Гербигация снижает затраты и повышает экономическую эффективность.

Другие способы применения пестицидов - опыление, фумигация, пестицидные аэрозоли, отравляющие приманки, внесение гранулированных препаратов, протравка семян и посадочного материала [16].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 2 Собственные исследования

 

 

2.1 Допустимые уровни нитратов в овощах

 

 Продовольственной и сельскохозяйственной комиссией ФАО ООН установлено предельно допустимое количество ( ПДК ) потребления человеком нитратов в сутки – 500 мг.  В странах СНГ для взрослого человека допустимая суточная доза нитратов принята равной 300-325 мг (среднее 312,5 мг), для детей и рассчитывают исходя из 5 мг нитратов на 1 кг массы тела.

 Поскольку овощи в сыром виде употребляют относительно небольшими порциями ( на порцию в качестве приправы расходуется 35 г салата,  для гарнира вместе с другими продуктами 75г ), то опасность нитратного отравления практически невелика. Токсичной является доза 700 мг нитратов для взрослого человека массой 70 кг. Для получения такой  дозы человек должен съесть в один прием 1750 г тепличных огурцов, 1165 г капусты, 1750 г моркови, 777 г свеклы, 875 г редиса или 1000 г салата ( по максимальному уровню ). Так как эти овощи в таких количествах не употребляются,  это снижает опасность нитратного отравления при включении их в рацион питания[17].

 Регламенты допустимого содержания нитратов в продуктах питания разработаны с учетом реальных уровней нитратов, обнаруживаемых в овощах Украины, их суточной нагрузки на население, а также с учетом возможности практического  достижения рекомендуемых концентраций. В ряде стран гигиенические регламенты имеют большие величины. Во всех странах ЕЭС нормативы установлены только для листовых и салатных овощей ( до 3000 –2500 мг/кг ) и для детского питания, к нему требования жестче ( 200 мг/кг).

 Всемирная организация здравоохранения  ( ВОЗ ) при ФАО, установила ПДК нитратов и нитритов. Суточная допустимая доза составляет 3,7 мг нитратов на 1 кг массы тела, а нитритов – 0,2 мг на кг массы тела. Это означает, что человек массой 70 кг может без опасности для своего организма потреблять до 250 мг нитратов в сутки (в пересчете на нитрат натрия до 350 мг ) и нитритов до 15 мг в сутки.

Однако нитраты поступают в организм не только с овощами. Определенное количество их попадает с питьевой водой. Доказано, что влияние нитрат – ионов, содержащихся в пище, почти на четверть слабее, чем растворенных в воде. Причем в воде они в чистом виде, не в связанном, как в растениях, а именно «чистые» нитраты для организма намного опаснее. По ГОСТу в одном литре воды может содержаться до 45 мг/л нитратов. В среднем человек выпивает 2 л воды в сутки. Поэтому на долю растительных и других продуктов остается до 235 мг. Это количество распределяется на все основные виды растительных продуктов ( мясные и молочные в расчете не учитывается, поскольку содержание нитратов в них незначительно ).

 Исследования показали: избыточное накопление нитратов отмечено в продукции защищенного грунта. Особенно много их обнаружено в тепличном салате, редисе и луке зеленом, а в отдельных случаях – и в огурцах. Это связано с выращиванием растений на богатых органикой и азотным питанием грунтах, и неблагоприятными, особенно в зимний период, условиями синтеза нитратов[18].

Но учитывая, что ассортимент и удельная масса потребления ранних овощей (с коротким вегетативным периодом) и овощей из защищенного грунта, сравнительно велики, регламенты для них увеличены в 2 раза. В продуктах детского питания (консервированные овощи ) допустимо иметь не более 200 мг нитратов в расчете на 1кг сырой массы ( в Болгарии и Венгрии – 400 мг ).

В настоящее время в Европе появляются  так называемые «чистые» фермерские хозяйства. В данных хозяйствах абсолютно вся продукция выращивается в значительном удалении от каких бы то ни было возможных источников загрязнения, а также без применения не только любых видов удобрений, но и использования сельскохозяйственной техники ( только ручной труд ). Для защиты, например, от вредителей в таких хозяйствах применяют не химические способы, а естественных врагов и конкурентов для насекомых вредителей. Вся продукция маркируется специальным символом, который отличает ее от других на рынке продуктов питания. В основном продукция с таких хозяйств используется для детского питания, хотя продукты полученные таким способом являются весьма дорогостоящими они находят своего покупателя [18].

         

 2.2 Биологические особенности растений и накопление нитратов

 

 Накопление  нитратов в овощных растениях во многом определяется их биологическими особенностями 6 разные виды обладают неодинаковой способностью аккумулировать нитраты.

 К овощам, характеризующимся способностью аккумулировать большое количество нитратов, относятся зеленые – салат кочанный, шпинат, укроп, кольраби, ревень, редис, редька и свекла столовая.

Склонны к избыточному поглощению таких соединений патиссоны и тыквы. В них содержание этих веществ колеблется от 1200 до 5000 мг/кг сырой массы. Среднее положение (100 – 1000 мг/кг) занимают баклажаны, дыни, капуста, морковь, огурцы, петрушка, сельдерей, чеснок, фасоль.

 Сравнительно низкая концентрация нитратов ( 60 - 90 мг/кг ) свойственна арбузам, зеленому горошку, картофелю, луку, перцам, томатам. Как правило, концентрация нитратов в овощах защищенного грунта больше в 2 раза, чем в овощах открытого грунта. По возрастанию концентрации нитратов тепличные растения располагаются в следующем порядке: томаты, огурцы, лук репчатый на зелень, капуста цветная, редис, салат кочанный, салат листовой [19].

В растениях, выращенных в оптимальных условиях, нитраты содержатся  в низких концентрациях. При нарушении обмена в растениях их накапливается значительное количество ( табл.4 ).

 

 

Таблица 4-Минимальное и максимальное накопление нитратов в овощах

 

Продукты	Количество нитратов в мг/кг
	максимальное	минимальное
Арбузы	38	96
Баклажаны	55	303
Зелёный горошек	4	112
Капуста белокочанная	30	1520
Кольраби	283	1540
Картофель	10	362
Лук репчатый	10	200
Морковь	115	606
Огурцы	20	359
Перцы сладкие	26	220
Ревень	300	350
Редис	70	3520
Редька	350	13320
Салат кочанный	63	6690
Свекла столовая	306	8969
Сельдерей	226	2860
Томаты	9	136
Тыквы	200	3250
Укроп	310	3250
Фасоль, стручки	44	970
Шпинат	62	6900
Щавель	663	3000

 

Содержание нитратов связано также с морфологическими признаками и физиологическими особенностями отдельных органов растений: типов листьев, размеров листовых черешков и жилок, диаметром корнеплодов, длиной и диаметром плода. В различных частях растений содержится разное количество нитратов. Больше всего их в тех частях,  в которых находится больше ксилемных тканей и в которых хорошо развиты вакуоли, то есть в частях, обеспечивающих транспортировку из почвы питательных веществ в другие части растения. В генеративных органах растений нитратов мало. Наибольшее количество нитратов содержится в корнях, жилках и черенках листьев, стеблях, наименьшее – в мякоти листьев и плодах. В кожице и поверхностных слоях плодов содержание нитратов значительно выше. Зная особенности накопления и распределения нитратов в различных органах овощных растений при технической или биологической спелости, можно определить степень использования их в питании человека. В капусте белокочанной нитраты распределяются неравномерно. Верхние кроющие листья кочана содержат нитратов примерно в два раза больше ( 150 мг на 1 кг сырой массы), чем внутренние (78 мг/кг). Поэтому перед употреблением срезают верхние листья и из кочана удаляют кочерыгу. Её можно употреблять отдельно, но в очень ограниченных количествах [19].

Удобрения неодинаково воздействуют на накопление нитратов в различных органах растений. Пример: с увеличением доз азота количество нитратов у капусты цветной в большей степени возрастает в стеблях, чем в головках.

В картофеле низкий уровень нитратов отмечен в мякоти клубня  (51,5 мг), тогда как  в кожице и сердцевине их содержится в 1,1 – 1,3 раза больше. Чтобы снизить количество нитратов в загрязненных клубнях, их моют, очищают, а затем на сутки 1% раствором поваренной соли или аскорбиновой кислоты. В плодах перца сладкого красного количество нитратов невысокое, лишь в плодоножке оно повышается. Поэтому перед употреблением у плодов срезают верхнюю часть, примыкающую к плодоножке. Подобное распределение нитратов характерно и для плодов баклажана [19].

Овощные растения семейства тыквенные ( огурец, кабачок, патиссон, тыква, арбуз, дыня) характеризуются повышенной способностью к накоплению нитратов в плодах. Однако распределяются они неравномерно. В огурцах количество нитратов возрастает от верхушки плода к его основанию ( от 61 до 147 мг), в поверхностном слое значительно больше (255 мг), чем во внутренней части плода (40 мг). Если сорвать огурцы с грядки, то в жидкости вытекающей из плодоножки может находиться до 90% нитратов от общего их количества в соке. Чтобы уменьшить количество нитратов в огурцах, их лучше всего перед употреблением тщательно помыть, очистить от кожицы и отрезать плодоножку.