Экотоксикологические свойства нитратов,нитритов и нитрозоаминов

Нитрозамины

Выше уже упоминалось  о том, что нитраты при некоторых  условиях могут восстанавливаться  в нитриты. В кислой среде нитриты  дают азотистую кислоту, а она, взаимодействуя со вторичными и третичными аминами, образует канцерогенные нитрозамины:

В зависимости от природы  радикала могут образоваться весьма разнообразные нитрозамины, из них канцерогенным действием обладают более 100 соединений. Наиболее часто в пищевых продуктах обнаруживаются нитрозодиметиламин и нитрозодиэтиламин. Больше всего нитрозаминов встречается в копченых мясных изделиях, колбасах, приготовленных с добавлением нитритов, – до 80 мкг/кг, в соленой и копченой рыбе – до 110 мкг/кг. (В свежем мясе и рыбе нитрозамины не обнаруживаются или находятся в следовых количествах – менее 1 мкг/кг.) Из молочных продуктов нитрозамины обнаружены главным образом в сырах, прошедших фазу ферментации (до 10 мкг/кг). Из растительных продуктов нитрозамины обнаруживаются в основном в солено-маринованных изделиях, а из напитков – в пиве, где суммарное содержание их может достигать 12 мкг/л.

Нитрозамины встречаются  в копченой рыбе и в пиве

 

 

 

Качество овощей и условия их выращивания

Качество овощей зависит  от многих причин, в том числе  от вносимых удобрений и применяемых  средств защиты растений. 
Нитраты используются в качестве удобрений и известны как селитры: натриевая (чилийская), калиевая (настоящая), аммиачная (аммонийная) и кальциевая (норвежская). Нитраты – важнейший компонент питания растений, поскольку входящий в них азот – главный строительный материал клетки. 
Способность накапливать нитраты у различных культур неодинакова. Наибольшее накопление отмечается у зеленых культур: укропа, петрушки, зеленого лука (от 400 до 2500 мг/кг). Значительно меньшей способностью к накоплению нитратов обладают томаты (10–190 мг/кг), перец сладкий (40–330 мг/кг), баклажаны (80–270 мг/кг). 
Для получения овощей с низким содержанием нитратов необходимо правильно использовать чередование культур в севообороте, поливы и оптимальную густоту посева или посадки, рационально применять удобрения. Известно, что томаты, перцы и баклажаны отличаются малым накоплением нитратного азота в плодах, однако в этом имеются значительные сортовые различия и особенное влияние оказывают условия, в первую очередь освещенность. Поэтому загущение посевов культур увеличивает опасность накопления нитратов. По этой же причине увеличивается содержание нитратов в тепличных овощах. 
Важную роль играет форма применяемых азотных удобрений и сроки их внесения. Максимальное количество нитратов в овощной продукции накапливается при применении аммиачной и натриевой селитры, а минимальное – при внесении мочевины, сульфата аммония и мочевинно-формальдегидного удобрения. Под овощи дозы вносимого азота не должны превышать 20 г/м². Известкование кислых почв способствует снижению содержания нитратов в почве в течение четырех последующих лет. Минеральные удобрения лучше вносить вместе с органическими в оптимальных соотношениях, не забывая и о микроэлементах. 
Азотные подкормки прекращают за 1,5 месяца до уборки (после 10–15 июля их лучше не вносить). 
На накопление нитратов в овощной продукции оказывает влияние влажность почвы. Более умеренное азотное питание растений отмечается при режиме орошения на уровне 80–90% наибольшей влажности. 
Пестициды нужно применять с осторожностью, т.к. вместе с нитратами они могут создать дополнительный неблагоприятный фон. Следует подбирать сорта растений, в наименьшей степени накапливающие нитраты, регулярно уничтожать сорняки, рыхлить почву, широко использовать биологические средства защиты растений. 
Соблюдение перечисленных условий позволит увеличить урожай овощей и улучшить их качество.

Определение нитратов в растениях

На предметное стекло положить несколько срезов той или иной части растения. Затем на каждый срез нанести по одной капли 1%-го раствора дифениламина и следить  за появлением синей окраски. Интенсивность  этой окраски сравнить с табл. 2 и  с цветной шкалой, показывающей степень  нуждаемости растений в азотных  удобрениях. Содержание нитратов снижается  с возрастом растений, а к цветению они почти исчезают.

Таблица 2

Шкала потребности  растений 
в азотных удобрениях

Визуальные признаки  окраски среза	Содержание  нитратов
Бледно-голубоватая,  очень быстро наступает обугливание	Низкое
Синяя, постепенно исчезающая	Среднее
Темно-синяя или темно-фиолетовая,  быстро наступающая, устойчивая	Высокое

Бледно-голубая окраска  среза от дифениламина свидетельствует  об острой нуждаемости растения в  нитрат-ионах. Синяя окраска говорит о недостатке азота в растении, а темно-фиолетовая – о том, что растение обеспечено азотом.

Определение нитритов в растениях

Оборудование и реактивы. Лезвие, пипетка, дифениламин (кристаллический), серная кислота (конц.), раствор стрептоцида (таблетку 0,5 г растворить в 50 мл аптечной соляной кислоты), раствор антипирина (одну таблетку растворить в 50 мл аптечной соляной кислоты). 
В результате участия ферментов и углеводов в растениях происходит восстановление нитратов до аммиака через нитриты:

Образующийся аммиак взаимодействует  с органическими кислотами, в  результате получаются аминокислоты:

NH₃ + органическая кислота 

 аминокислота.

Однако избыточное количество нитратов не восстанавливается и, попадая  в организм человека, оказывает неблагоприятное  воздействие на него. При попадании  в желудочно-кишечный тракт человека нитраты превращаются в нитриты, которые вызывают отравление организма: появляется головокружение, снижается  работоспособность, увеличивается  содержание в крови молочной кислоты, холестерина, белков, блокируется гемоглобин, т.к. нитриты могут вступать во взаимодействие с ним, образуя метгемоглобин. В  результате нарушается тканевое дыхание. При больших дозах развивается  «синюха» и наступает смерть.

Ход определения

В воде на свету зелень  быстро теряет нитраты

Для проведения качественной пробы на присутствие нитритов в  растениях на поверхность свежего  среза наносят несколько кристалликов дифениламина и смачивают их двумя  каплями концентрированной серной кислоты. Интенсивное синее окрашивание  среза указывает на наличие большого количества нитритов, розовое –  на небольшое их содержание и отсутствие окрашивания – на отсутствие нитритов или на очень незначительное их содержание. 
Для определения нитритов и нитратов можно воспользоваться доступными аптечными препаратами: антипирином (пирамидон) и стрептоцидом, которые выполняют функцию восстановителя, при этом появляется характерное окрашивание. 
Для исследования были взяты овощи, выращенные на собственном земельном участке и купленные в магазине. Обнаружено, что томаты, бананы, груши и огурцы не содержат нитратов и нитритов. Персики, капуста, редис, перец, яблоки содержали небольшое количество нитритов. А баклажаны, морковь и апельсины содержали очень большое количество нитритов. Значит, употреблять их в пищу нежелательно. Что же делать, если в продукции присутствует избыток нитритов? 
Зелень – петрушку, укроп, салат и другое – необходимо поставить, как букет, в воду на прямой солнечный свет. В таких условиях нитраты в листьях в течение 2–3 ч полностью перерабатываются и потом практические не обнаруживаются. После этого зелень можно без опасений употреблять в пищу. Свеклу, кабачки, капусту, тыкву и другие овощи перед приготовлением необходимо нарезать мелкими кубиками и 2–3 раза залить теплой водой, выдерживая по 5–10 мин. Нитраты хорошо растворимы в воде, особенно теплой, и вымываются из овощей. Варка овощей снижает содержание нитратов на 50 и даже 80%. Квашение, соление, маринование также уменьшают содержание нитратов в овощах. А вот сушка, приготовление соков и пюре, наоборот, повышают концентрацию нитратов. 
Владение информацией о накапливании нитратов в растениях и о превращении нитратов в нитриты и N-нитрозамины поможет вам правильно питаться и сохранить свое здоровье.

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ  ЛИТЕРАТУРА

Бандман А.Л., Волкова Н.В. и др. Вредные химические вещества. Неорганические соединения элементов V–VIII групп. Справочное издание. Под ред. В.А.Филова и др. Л.: Химия, 1989, 592 с.;Дорофеева Т.И. Эти двуликие нитраты. Химия в школе, 2002, № 5, с. 45; 
Мельниченко Г.Ф., Кирсанова В.Ф., Биткова Н.П. Выращивание экологически чистой овощной продукции: томаты, перец, баклажаны. Благовещенск, 1993, 62 с.; 
Скурихин И.М., Нечаев А.П. Все о пище с точки зрения химика. М.: Высшая школа, 1991, 288 с.; 
Щитова Э.П. Опыты по химии с экологической направленностью. Благовещенск, 1993, 27 с.

Т.ДУРНОВЦЕВА, 
И.П.ФИЛИНОВА, 
учитель химии и экологии 
школы № 172 
(пос. Архара, Амурская обл.)