Міри токсичності речовин 2 страница

R^• + О₂ RО₂^• і RОО^• + RН RООН + R^• – ланцюгові реакції.

Цим процесам надають особливе значення в розвитку променевого ураження, оскільки це приводить до руйнування клітинних мембран і загибелі клітки. У організмі при його опроміненні спостерігається зниження загального вмісту ліпідів, їх перерозподіл між різними тканинами із збільшенням рівня в крові і печінці (що, ймовірно, пов'язано із змінами вуглеводного обміну). Крім того, спостерігається пригноблення ряду антиоксидантів, що, у свою чергу, також сприяє утворенню, токсичних гідропероксидів.

По характеру розподілу в організмі людини радіоактивні речовини можна умовно розділити на наступні три групи.

1. Що відкладаються переважно в скелеті (так звані остеотропні ізотопи — стронцій, барій, радій та інші).

2. Що концентруються в печінці (церій, лантан, плутоній та інші).

3. Що рівномірно розподіляються по системах (водень, вуглець, інертні гази, залізо та інші). Причому одні мають тенденцію до накопичення в м'язах (калій, рубідій, цезій), а інші – в селезінці, лімфатичних вузлах, наднирниках (ніобій, рутеній).

Особливе місце займає радіоактивний йод – він селективно акумулюється щитовидною залозою.

Найбільші зміни в навколишньому середовищі були відмічені у період використання різних видів ядерної зброї та при серйозних аваріях на радіоактивно небезпечних об'єктах, наприклад при аварії на Чорнобильській АЕС понад 43% радіоактивних речовин від загальної їх кількості припадає на ¹³¹I, ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs та ¹³⁴Cs

Стронцій-90 – радіоактивний елемент – джерело β-випромінювання, який має період напіврозпаду 29 років. Будучи аналогом кальцію, стронцій при надходженні в організм вступає в мінеральний обмін.

В організмі стронцій-90 добре всмоктується в шлунково-кишковому тракті, значні його кількості відкладаються у скелеті. Це призводить до внутрішнього опромінення не тільки самих кісток та кісткового мозку, але й інших тканин. Величина відкладання ⁹⁰Sr в організмі тварин та людини залежить від віку особини, кількості радіонукліду, інтенсивності росту нової кісткової тканини тощо. Велику небезпеку ⁹⁰Sr чинить для дітей, в організм яких він надходить з молоком і накопичується в кістковій тканині, яка швидко росте.

Період напіввиведення стронцію-90 з м'яких тканин становить 2,5 – 8,5 діб, а з кісток – 90 – 154 доби.

Цезій-137 – радіоактивний ізотоп, ядра якого випромінюють β-частинки та g-промені. Його період напіврозпаду становить 30 років. Це один з основних компонентів радіоактивного забруднення біосфери.

Ступінь всмоктування цезію-137 у шлунково-кишковому тракті становить 100%, так як він не утворює важкорозчинних сполук. В молодих організмах його засвоєння більше, ніж у старих.

Найбільше цезію накопичується в м'язах, серці, печінці, нирках. Цей елемент в організмі бере участь в обмінних процесах, поряд з калієм, який, як відомо, є основним елементом кровотворення.

Йод-131 – радіоактивний елемент – джерело β- та g-випромінювань. За рахунок порівняно невеликого періоду напіврозпаду (8 днів) його фізіологічна дія на організм відбувається лише протягом 50 днів. За цей час його кількість зменшується приблизно у 128 разів. Радіоактивний йод попадає в організм людини зі свіжим молоком, свіжими овочами та яйцями. Він накопичується у щитовидній залозі, забруднюючи її значно більше, аніж інші органи.

Використання в їжу продуктів, які містять радіоактивні речовини навіть в невеликих кількостях, може викликати у споживачів порушення функцій ендокринної, кровотворної, серцево-судинної, імунної, нервової, статевої, дихальної та інших систем з розвитком тяжких патологічних захворювань (лейкемії, злоякісних новоутворень, дистрофії, ожиріння тощо).

Зменшення надходження радіонуклідів в організм з їжею можна досягти шляхом зменшення їх кількості в продуктах харчування за допомогою різних технологічних та кулінарних обробок харчової сировини. За рахунок обробки харчової сировини – ретельного миття, чистки продуктів можливо видалити від 20 до 60% радіонуклідів. Так, перед миттям деяких овочів необхідно видаляти верхні більш забруднені шари (капуста, цибуля ріпчаста та інші). Картоплю та коренеплоди обов'язково миють двічі: перед очисткою та після.

Найбільш ефективним методом кулінарної обробки сировини в умовах підвищеного забруднення радіонуклідними речовинами є варіння, при якому значна частина радіонуклідів переходить у відвар. Для отримання відвару необхідно варити продукт у воді 10 хв. Потім воду злити і продовжувати варіння у новій порції води.

М'ясо перед приготуванням потрібно порізати на шматочки, замочити на дві години в холодній воді, потім воду злити, залити другою водою і варити протягом 10 хв., потім слід воду злити і варити у новій порції води до готовності. При смаженні м'яса та риби на поверхні з'являється кірка, котра перешкоджає виведенню радіонуклідів та інших шкідливих речовин. Тому при ймовірному забрудненні харчових продуктів потрібно надавати перевагу відварним м'ясним та рибним стравам, а також стравам, приготовленим на парі.

Зниження вмісту радіонуклідів у молочних продуктах можна досягти шляхом отримання із молока жирових та білкових концентратів. При переробці молока у вершки залишається не більше 9% цезію і 5% стронцію, в сирі – 21% цезію та 27% стронцію, в сирах 10% цезію і 45% стронцію, вершковому маслі – біля 2% цезію від його вмісту в молоці.

Миття і тушкування квасолі сприяє зменшенню кількості стронцію на 56%. При очищенні помідорів від шкірки після занурення у гарячу воду вміст того ж радіоізотопу зменшується на 39%. Стерилізація стручкової квасолі в домашніх умовах зумовлює зниження стронцію на 50%. Миття зелені і салатів 2%-им розчином лимонної кислоти зменшує кількість цезію на 57% і стронцію на 19%.

Фрукти і овочі, крім кулінарної обробки у домашніх умовах, у великій кількості переробляють у промислових умовах.

Особливий інтерес становить вплив технологічного режиму виробництва на плодові і овочеві консерви. При нормальній технологічній переробці основних фруктів і овочів вміст стронцію у готовому продукті зменшується майже у 6 разів порівняно із сировиною. Вміст радіоізотопу зменшується при консервуванні у такому порядку: молодого гороху – у 3,5 рази, моркви – у 1,3, помідорів – 1,5 і персиків у 2 рази. При переробці у промислових умовах фруктів і овочів, забруднених радіонуклідами лише ззовні, рекомендується такий режим попередньої обробки:

· промивання протягом 1 – 2 хв. водяним струменем з метою усунення основної частини механічно затриманих радіонуклідів;

· обробка протягом 10 хв. десорбуючим розчином соляної кислоти (1%);

· повторне миття водним струменем протягом однієї хв. для усунення решти розчину з поверхні фруктів та овочів.

Аварія на Чорнобильській АЕС значно посилила дію іонізуючого випромінювання на значну кількість людей, які проживають на величезних територіях та відрізняються за віком, статтю, станом здоров'я та умовами життя. Забезпечення радіаційної безпеки при підвищеному вмісті ізотопів в навколишньому середовищі пов'язане з нормуванням та контролем концентрації радіоактивних речовин в об'єктах навколишнього середовища та організмі людини. Для обмеження радіоактивного опромінення людини встановлені допустимі рівні (ДР) вмісту радіонуклідів (цезію-137 та стронцію-90) у продовольчій сировині та харчових продуктах, які розроблені на основі гранично допустимих добових доз їх надходження в організм у складі харчових раціонів (таблиця 2).

Таблиця 2.Допустимі рівні вмісту радіонуклідів цезію-137 та стронцію-90 у продуктах харчування

та питній воді (ДР-97) в Україні, Бк/кг, Бк/л

Назва продукту	Цезій-137	Стронцій-90
Хліб, хлібопродукти
Картопля
Овочі (листові, коренеплоди, столова зелень)
Фрукти
М'ясо і м'ясопродукти
Риба і рибні продукти
Молоко і молочні продукти
Яйця (шт.)
Вода
Молоко згущене і концентроване
Молоко сухе		100%
Свіжі дикорослі ягоди і гриби
Сушені дикорослі ягоди і гриби
Лікарські рослини
Інші продукти
Спеціальні продукти дитячого харчування

4.3 Забруднення нітратами та нітритами

Нітрати – це солі азотної кислоти, які є природними сполуками і добре розчиняються у воді, а при нагріванні можуть переходити у нітрити з виділенням кисню. Нітрати є нормальним продуктом обміну азотистих речовин будь-якої живої істоти. Тому «безнітратних» продуктів у природі не існує. Навіть в організмі людини за добу утворюється та використовується в обмінних процесах більше 100 мг нітратів.

Основними джерелами надходження нітратів в організм людини є, в першу чергу, продукти рослинного походження (від 58,7 до 86% добового надходження нітратів припадає на овочі). Середньодобове надходження нітратів в організм людини з деякими овочами і плодами за даними НДЦ Міністерства охорони здоров'я України наведено в таблиці 3.

Таблиця 3. Розрахункове середньодобове надходження нітратів в організм людини з деякими овочами і плодами

Овочі, плоди	Спожи-вання за добу, г	Коефіці-єнт їстівної частини	Споживання їстівної частини, г	Вміст нітратів, мг/кг	Коефіці-єнт нітратів після кулінар-ної обробки	Надход-ження нітратів, мг
Допустимий	Фактичний
Картопля		0 72		180*	58,4	0,5	29,2
Морква		0,80	36,2	450*	15,8	0,7	11,1
Капуста		0,80	78,8	600*		0,7	32,9
Буряки столові		0,80	28,8		40,3	0,7	28,2
Томати		0,95	35,2	150**	5,3	0,9	4,8
Огірки		0,93	35,3	300**	10,63	0,9	9,5
Баклажани		0,9	9,9		7,7	0,7	2.1
Редиска		0,8	6,4		5,2	0,9
Редька		0,85	4,3		6,8	0,9	4,7
Кабачки		0,9	17,1		6,6	0,7	4,8
Перець солодкий		0,75			3,8	0,9	0,5
Цибуля		0,8	6,4	600*	7,2	0,9	3,4
Салат		0,8	3,2	2250**	6,4	0,9	6,5
Шпинат		0,74		2250**	7,2	0,9	4,9
Щавель		0,8	3,2	2250**	7.2	0,9	6,5
Кріп		0,8	3,2	2250**	7,2	0,9	6,5
Петрушка		0,8	3,2	2250**	6,5	0,9	6,5
Яблука		0,88	108,2			0,5	6,2
Груші		0,9	17.2			0,95	0,9
Виноград		0,87	16,5		0,7
Дині		0,64	7,7				0,7
Кавуни		0,6	17,4
РАЗОМ	176,3

* Середня величина для ранніх і пізніх культур

** Середня величина для культур у відкритому та захищеному грунті

Нітрати входять до складу мінеральних добрив, а також є натуральним компонентом харчових продуктів рослинного походження. У рослини нітрати надходять з ґрунту. Концентрація нітратів в продуктах харчування залежить в основному від неконтрольованого використання азотних добрив. Основним джерелом нітратів у сировині та продуктах харчуванні крім азотовмісних сполук є нітратні харчові добавки, які вводять у м'ясні вироби для покращення їх харчових показників і пригнічення мікроорганізмів.

В Україні майже шоста частина сільськогосподарської плодоовочевої продукції містить нітрати у дозах, які перевищують максимально допустимий рівень. У першу чергу надмірний вміст нітратів у харчових продуктах сприяє розвитку онкологічних і алергічних захворювань.

Надмірний вміст нітратів у плодоовочевій продукції - не лише наслідок неправильного використання азотних добрив, а й результат сорбції окисів азоту безпосередньо з атмосфери, які утворюються при спалюванні різних видів палива. Основними причинами надлишку нітратів у овочах із закритого ґрунту (парники, теплиці тощо) є недостатнє освітлення, ущільнення посівів.

Вміст нітратів у рослинах залежить від видових і сортових особливостей, часу збирання та ін. За однакових умов невелику кількість їх нагромаджують баклажани, томати, цибуля; підвищену – салати, капуста, ревінь, петрушка, редька, редиска. При звичайному вирощуванні нітрати не нагромаджуються в яблуках, ягодах, вишні, сливі, смородині, аґрусі.

Менше нітратів містять дозрілі рослини. У харчових м'ясо-молочних продуктах наявність нітратів залежить від їх рівня в організмі тварин, а в кормових культурах – від видового складу, сорту, дози внесення азотних добрив, грунтово-кліматичних умов вирощування та інших агротехнічних факторів.

Велике значення для зниження вмісту нітратів має технологічна обробка сільськогосподарських продуктів. Так, при митті кропу, салату, петрушки й інших зелених культур кількість нітратів знижується на 20%, а після двогодин­ного вимочування у воді на 30 – 60%. Відварювання до готовності картоплі, буряків, моркви (після чистки і миття) дозволяє значно знизити концентрацію цих речовин.

Разом з тим, слід відмітити важливе значення нітритів у кольороутворенні м'ясних виробів. У виробництві м'ясних виробів для запобігання небажаної зміни забарвлення м'яса використовують суміш нітритів NaNO₂ та KNО₂, яка надає м'ясному продукту приємного для споживача яскраво-рожевого кольору після термічної обробки.

В чому ж полягає небезпека нітратів? При вживанні в збільшеній кількості нітрати (NО₃^–) під час травлення частково відновлюються до нітритів (NО₂^–). Механізм токсичної дії нітритів в організмі заключається в їх взаємодії з гемоглобіном крові і в утворенні метгемоглобіну, нездатного зв'язувати і переносити кисень. 1 Мг нітриту натрію (NaNO₂) може перевести вметгемоглобін біля 2000 мг гемоглобіну.

Згідно даним ФАЗ/ВОЗ, ДДД (допустима добова доза) нітриту складає 0,2 мг/кг тіла, виключаючи грудних дітей. Гастра інтоксикація настає при одноразовій дозі в 200 – 300 мг, летальний вихід – при 300 – 2500 мг. Токсичність ніиритів буде залежати від харчового раціону, індивідуальних особливостей організму, а саме від активності ферменту метгемоглобінредуктази, здатного відновлювати метгемоглобін в гемоглобін. Хронічна дія нітритів приводить додії різних негативних факторів, в тому числі і онкогенних. Нітрати, як вже зазначалося вище, самі по собі не володіють вираженою токсичністю, однак одноразове вживання 1 – 4 г нітратів викликає у людей гостре отруєння, а доза 8 – 14 г може бути смертельною. ДДД в перерахунку на нітрат і ОН^–, складає 5 мг/кг маси тіла, ГДК (гранично допустима концентрація) нітратів в питній воді – 45 мг/л.

Крім того, із нітритів за наявності різних амінів иожуть утворитися N –нітрозоаміни:

де R, R₁ – алкільні, арильні, гетероциклічні радикали.

Залежно від природи радикалу можуть утворюватися різні нітрозоаміни, 80% з яких мають канцерогенну мутагенну тератогенну дію, при цьому канцерогенна дія цих сполук є переважною.

Нітрозоаміни можуть утворюватися в навколишньому середовищі, так з добовим раціоном людина отримує приблизно 1 мкг нітрозосполук, з питною водою – 0,01 мкг; з повітрям – 0,3 мкг. Але ці величини можуть значно коливатися залежно від ступеня забруднення навколишнього середовища. В результаті технологічної обробки сировини, напівфабрикатів (інтенсивна термічна обробка, коптіння, соління, тривале зберігання і т.п.) утворюється широкий спектр нітрозосполук. Крім того нітрозоаміни утворюється в організмі людини в результаті ендогенного синтезу із нітратів і нітритів.

Найбільш поширеними є наступні нітрозосполуки:

N–нітрозодиметиламіни (НДМА)

N–нітрозодіетиламіни (НДЕА)

N–нітрозодипропіламіни (НДПА)

N–нітрозодибутиламіни (НДБА)

N–нітрозопіперидина (НПіП)

N–нітрозопіролідин (НПіР)

Таблиця 4. Максимально допустимі рівні нітратів у плодоовочевій продукції

Назва овочів, плодів	Норма нітратів, на 1 кгсирого продукту, за нітрат-йоном, мг/кг
Картопля рання (до 1 вересня) пізня (після І вересня)
Капуста білоголова рання пізня
Морква рання пізня
Томати у ґрунті відкритому захищеному
Огірки у грунті відкритому захищеному
Буряки столові
Цибуля ріпчаста
Цибуля-перо у ґрунті відкритому захищеному
Зелені овочеві культури у відкритому ґрунті
Те саме в захищеному ґрунті
Перець солодкий у ґрунті відкритому захищеному	–
Кабачки
Кавуни
Дині
Гарбузи (для виготовлення консервів для дітей)
Виноград столових сортів, яблука, груші
Продукти дитячого харчування консерви на фруктовій основі консерви на овочевій основі

9.4. Забруднення продуктів харчування пестицидами

Пестициди (лат. pestis – зараза; sidus – вбиваю) – загальна назва різних хімічних засобів, призначених для боротьби із шкідливими організмами рослинного і тваринного походження. Але вони надають лише тимчасову допомогу, оскільки з часом сприяють виробленню стійкості до постійно застосовуваних засобів. Це викликає необхідність використання нових, ще сильніших речовин, які паралельно посилюють негативний вплив на ґрунт, воду, повітря, якість продукції, на корисну флору і фауну, тим самим прискорюючи процес порушення біологічної рівноваги в природному середовищі. Дослідження показують, що в посівах кукурудзи майже 30 видів бур'янів, раніше чутливих до гербіцидів, набули до них стійкості. Розповсюдження пестицидів у навколишньому середовищі відбувається як фізичним, так і біологічним шляхом. Перший спосіб – розсіювання з допомогою вітру в атмосфері та поширення через водостоки. Другий – перенесення живими організмами. Із просуванням організмів до вищих ланок харчового ланцюга концентрації шкідливих речовин зростають, нагромаджуючись у внутрішніх органах, переважно в печінці та нирках.

Пестициди поділяють на: гербіциди – речовини, призначені для знищення бур'янів, інсектициди – для знищення комах; фунгіциди – для знищення грибів (збудників хвороб); акарициди – для знищення кліщів; зооциди – для знищення гризунів; овіциди – для знищення яєць комах; родентициди – для знищення мишей, пацюків та інших гризунів; овіциди – для боротьби зі шкідливими птахами та інші.

До організму людини вони потрапляють через шкіру, дихальні шляхи чи шлунково-кишковий тракт; при безпосередній роботі з пестицидами або через їжу. Пестициди можуть міститися не лише в продуктах рослинного походження, а й у молочній та м'ясній продукції, тому що в організмах сільськогосподарських тварин залишаються пестициди, що були присутні у кормі. Разом з талими, дощовими та ґрунтовими водами ці речовини у великій кількості потрапляють до водойм. За даними недавніх досліджень якості дніпровської води, пестициди присутні в усіх видах риб, причому рівень токсичних речовин в ор­ганізмах річкових жителів значно вищий, ніж у самій воді.

Таким чином, в людському організмі опиняється незначна кількість шкідливих речовин, що мають властивість накопичуватись й викликати різноманітні хронічні захворювання шлунково-кишкового тракту чи нервової системи, а також дерматити та розлад дихання. Деякі пестициди здатні передаватися з молоком матері. Наприклад ДДТ, який хоч і заборонений зараз у багатьох країнах, міститься «всередині» кожного жителя планети, успадкований від попереднього покоління.

Обіг пестицидів в світі виріс за 5 років на 17% з 26,8 млрд. доларів в 1991 р. до 31,3 млрд. в 1996 р. До 2001 року обіг пестицидів становить 38,5 млрд. Цей ріст обумовлений збільшенням потреб у використанні пестицидів у США, Західній Європі, Японії.

В 1996 році в світі було вироблено 2,4 млн. тон пестицидів. Основними їх виробниками та споживачами є країни Північної Америки (30% обігу), Західної Європи (26%), Японії і Китаю (24%), обіг пестицидів у країнах Східної Європи і країнах СНГ (5%).

В світі щорічно проводять досліди приблизно 500 тис. різних хімічних сполук на пестицидну активність, причому із цього величезного числа практич­ний вихід отримують приблизно 10 – 15 нових пестицидів. В економічно розви­нених країнах витрати на науково-дослідницькі роботи складають приблизно 2 млрд. дол., що складає 10 – 15% від суми реалізації готової продукції.

Інтенсивне забруднення природного середовища значною мірою є наслідком нераціонального сільськогосподарського виробництва. Щороку з мінеральними добривами на сільськогосподарські угіддя надходить 193 тис. т Флуору, 1,6 тис. т Цинку, 620 тис. т Купруму та 622 т Калію. Отруйні речовини, які знаходяться у мінеральних добривах, хімічних меліорантах й отрутохімікатах, проникають в організми людей, викликаючи їх захворювання.

У світі щорічно реєструється від 500 тис. до 2 млн. випадків отруєння людей пестицидами, більшість яких припадає на сільських жителів.

Механізм дії пестицидів різних класів різноманітний і вивчений ще недостатньо. Більшість пестицидів характеризуються загальною токсичною дією на організм; зазвичай вони вражають внутрішні органи (печінку, нирки) та нервову систему. Ознаки отруєння: загальна слабкість, головокружіння, подразнення слизових оболонок очей та дихальних шляхів. Крім цього, більшість з них є сильнодіючими отруйними речовинами з мутагенною та канцерогенною діями.

Дата добавления: 2015-05-24