Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Медико-биологические требования и санитарные нормы качества растительного сырья и пищевых продуктов. Учебное пособие
.pdf
41
Глава 2. КЛАССИФИКАЦИЯ ВРЕДНЫХ И
ЧУЖЕРОДНЫХ ВЕЩЕСТВ – КСЕНОБИОТИКОВ.
ОСНОВНЫЕ ПУТИ ИХ ПОСТУПЛЕНИЯ В
ПИЩЕВЫЕ ПРОДУКТЫ
Распределение химических соединений между воздухом,
водой и почвой происходит в соответствии с их физикохимическими свойствами. При этом факторы окружающей среды
играют решающую роль. На рис. 6 представлена схема переноса
веществ в экосфере.
Атмосфера
Экосфера
Животные
Растения
Почва
Рис. 6. Схема процессов переноса веществ в экосфере [1 4 ]
Человек
Вода
Перенос химических соединений на границе раздела
почва – вода играет важную роль в процессе загрязнения природных вод. Из почвы загрязнители поступают в результате внесения
химических средств защиты растений или их поступления с дождем. Загрязнение может также происходить как водой, стекаю-
42
щей по поверхности почвы, так и почвенными водами. Для всех
переходов химических продуктов через границу почва – вода основную роль играют процессы адсорбции.
Переход веществ в природных условиях из водной среды в
атмосферу называют летучестью; этот процесс осуществляется в
результате диффузии. Обратный перенос называют сухим осаждением в воду.
Транспортные процессы между почвой и атмосферой являются наиболее сложными. Переход вещества из почвы в атмосферу путем диффузии в природных условиях называют летучестью из почвы, а обратный процесс – сухим осаждением в почву.
Любое химическое вещество поглощается и усваивается
живыми организмами. Равновесное состояние или состояние насыщения в процессе усвоения достигается в том случае, если его
поступление и выделение из организма происходят с одинаковой
скоростью. Установившаяся при этом в организме концентрация
называется концентрацией насыщения. Если она выше наблю-
дающейся в окружающей среде или продуктах питания, происходит обогащение или аккумуляция (накопление) химических соединений в живом организме. Это нежелательный процесс, так
как внешние загрязнители оказывают отрицательное воздействие
на человека и другие живые организмы.
Процессы аккумуляции химических веществ водными и наземными живыми организмами характеризуются следующими
показателями:
- биоконцентрирование – обогащение организма химическим соединением в результате прямого восприятия из окружающей среды, без учета загрязнения ими продуктов питания;
- биоумножение – обогащение организма химическим соединением непосредственно в результате питания. В природной
водной среде этот процесс идет одновременно с биоконцентрированием;
- биоаккумуляция – обогащение организма химическим
веществом путем его поступления из окружающей среды и пищевой продукции.
По данным зарубежных исследователей, из общего количе-
ства чужеродных химических веществ, проникающих из окру-
43
жающей среды в организм человека, в зависимости от условий
проживания 30–80 % поступает с пищей.
Однако проблема загрязнения воздуха, воды и почвы также
весьма актуальна. Это обусловлено тем, что:
- количество вредных веществ, поступающих в атмосферу,
воду и почву в результате антропогенной деятельности человека,
неуклонно возрастает;
- чужеродные загрязнители распространяются в атмосфере,
воде и почве весьма неравномерно, и в некоторых районах их
концентрация уже достигла размеров, угрожающих здоровью человека;
- многие вещества, попадая через пищевые цепи и системы
в продукты питания, могут оказывать вредное действие на человека и животных даже в очень малых концентрациях – на уровне
тысячных и десятитысячных долей миллиграмма на 1 м2 почвы,
или на 1 м3 воздуха или воды.
Цепи питания являются одним из основных путей поступления чужеродных химических веществ (ЧХВ), или контаминантов, в организм человека (40–50 %). Поступление посторонних
веществ, ухудшение экологической обстановки в мире (работа
промышленных предприятий, применение ядохимикатов, появление неблагоприятных в радиационном отношении зон и т. д.)
приводит к загрязнению пищевого сырья и продуктов.
Загрязнение продовольственного сырья и пищевых продуктов чужеродными веществами, или ксенобиотиками, напрямую
зависит от степени загрязнения окружающей среды и пути миграции чужеродных веществ могут быть различными (рис. 7).
В результате хозяйственной деятельности человека в биосфере циркулирует огромное число различных ксенобиотиков,
как неорганической, так и органической природы, обладающих
токсичностью.
Антропогенная токсикация приобрела настолько значительные масштабы, что наносит ощутимый, реальный вред здоровью человека и грозит перерасти в экологическую катастрофу.
44
Атмосфер
ный
воздух
Респирация
ПИЩАРастения
Почва
Подземные воды Питьевая вода
Открытые
водоемы
Водные организмы
Рис. 7. Пути миграции чужеродных веществ-загрязнителей [14]
Животные
Человек
ПИЩА
Ксенобиотики, попадая в окружающую среду в результате
антропогенной деятельности человека, способны накапливаться
в почвах, водоемах, и с атмосферными и водными потоками распространяться на тысячи километров. Передвигаясь по пищевым
цепям, ксенобиотики попадают в организм человека и вызывают
серьезные нарушения здоровья, от острых отравлений с летальным исходом до заболеваний, проявляющихся порой только
через годы.
Появляются новые технологии и аппаратурные решения,
связанные с новыми жесткими видами воздействия на пищевое
сырье и полуфабрикаты. Широкое распространение получили
разнообразные виды непроверенных пищевых добавок и новые
упаковочные материалы. Общая классификация вредных и посторонних веществ в сырье, питьевой воде, продуктах питания
представлена на рис 8.
45
ПИЩА
Природные компоненты
пищи, оказывающие вред-
ное воздействие
I
Обычные компо-
ненты в необычно
высоких количествах
Антиалиментарные
компоненты
Необычные компоненты из новых ис-
точников сырья
Компоненты с выра-
женной фармакологи-
ческой активностью
Токсичные
компоненты
Вещества из окружающей
среды, оказывающие вредное
воздействие (контаминанты)
II
Химические
(антропогенные)
Биологические
(природные)
Специально вносимые
по технологическим
соображениям вещества
III
Пищевые
добавки
Рис. 8. Классификация вредных и посторонних веществ пищи
Однако глубокое изучение влияния этих факторов на свойства, пищевую ценность и безопасность продуктов питания не
всегда проводится. Появилось большое число малых предприятий, технологический процесс и качество выпускаемых продуктов питания на которых плохо контролируется или не контролируется вообще.
В настоящее время рынок России наводнен импортными
продуктами, часть которых не безопасна для здоровья населения.
Чужеродные вещества, поступающие в человеческий организм с пищевыми продуктами и имеющие высокую токсичность,
называют ксенобиотиками, или загрязнителями.
46
К ним относят:
- металлические загрязнения (ртуть, свинец, кадмий,
мышьяк, олово, цинк, медь и др.) или токсичные элементы;
- радионуклиды;
- диоксины и диоксинподобные вещества;
- полициклические ароматические и хлорсодержащие угле-
водороды;
- пестициды и их метаболиты;
- нитраты, нитриты и нитрозосоединения;
- микроорганизмы, развивающиеся в пищевой продукции и
их метаболиты.
При оценке безопасности пищевой продукции базисными
регламентами являются предельно допустимая концентрация
(ПДК), допустимое суточное потребление (ДСП) и допустимая
суточная доза (ДСД).
Допустимая суточная доза ксенобиотиков (ДСД) – это максимальная доза (в мг на 1 кг массы человека), ежедневное поступление которой с пищей на протяжении всей жизни безвредно, то
есть не оказывает неблагоприятного влияния на жизнедеятельность, здоровье настоящего и будущих поколений.
Допустимое суточное потребление (ДСП) определяют как
произведение ДСД и массы человека (60 кг). Измеряют в мг/сут.
ПДК – предельно допустимая концентрация – предельно
допустимые количества чужеродных веществ с точки зрения
безопасности для здоровья человека.
Предельно допустимая концентрация посторонних веществ
в продуктах питания – установленное законом предельно допустимое, с точки зрения здоровья человека, количество вредного
(чужеродного) вещества.
ПДК – это такие концентрации, которые при ежедневном
воздействии в течение сколь угодно длительного времени не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья,
обнаруживаемых современными методами исследований в жизни
настоящего и последующих поколений.
ПДК ксенобиотика в продуктах рассчитывают, зная ДСД и
средний набор пищевых продуктов в суточном рационе.
47
Возможны 4 варианта токсического действия ксенобиотиков:
1) суммирование эффектов;
2) сверхсуммирование или потенцирование, когда ток-
сический эффект превышает суммирование;
3) нигиляция – эффект меньший, чем при суммирова-
нии;
4) изменение характера токсического воздействия.
При суммировании токсического эффекта, каждый из них
выражают в долях ПДК.
Например, если в воздухе содержание фтора составляет
0,001 мг/м3 (ПДК 0,005), бензола – 0,16 мг/м3 (ПДК 0,8), то в
сумме концентрация загрязнителей меньше 1 ПДК (фтора – 1/5
ПДК, бензола – 1/5 ПДК), то есть суммарное действие концентраций химических веществ безопасно.
Принцип суммирования применяют при расчете комплексного влияния различных загрязнителей. Например, если вещество
поступает в организм человека с атмосферным воздухом, водой и
пищей, то производят расчет по формуле
С
ПДК
атм
атм
С
ПДК
в
С
прод
ПДК
в
прод
,1
á++
где С
, Св, С
атм
– концентрация данного вещества в атмосфере,
прод
воде, продуктах питания; ПДК – предельно допустимая концентрация ксенобиотика в тех продуктах, в которых он может находиться.
Токсическое действие ксенобиотиков различных групп отличается по критериям риска: тяжести, частоте встречаемости и
времени наступления поражения.
48
Глава 3. ВЕЩЕСТВА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
ХИМИЧЕСКОГО (АНТРОПОГЕННОГО)
ПРОИСХОЖДЕНИЯ
Загрязнения из окружающей среды представляют наибольшую потенциальную опасность для здоровья человека. Эта группа соединений включает большое количество различных по химической структуре веществ, которые можно разделить на два
больших класса: микроэлементы и металлорганические соединения и органические вещества. Наиболее опасными из класса органических веществ являются галогенизированные (полициклические) углеводороды.
Загрязнения из окружающей среды химически устойчивы,
способны накапливаться во всех пищевых продуктах, особенно в
рыбе. Вследствие малой интенсивности их удаления и обмена
они накапливаются в тканях, что представляет реальную угрозу
для человека. Необходимо отметить, что токсичность этих веществ для высших млекопитающих обычно выше, чем для видов
более низкого генетического порядка. Например, рыбы, тюлени,
ракообразные могут переносить более высокое содержание ртути
и мышьяка в тканях, чем человек.
Загрязнения из окружающей среды поступают в пищевые
продукты из двух главных источников. Первым и основным из
них является промышленный сброс химических отходов в окружающую среду, особенно в реки. Также нельзя не учитывать возможность загрязнения пищевых продуктов вследствие неправильного использования химических веществ или из-за незнания
возможности накопления некоторых химических веществ в пищевой цепи.
Вторым важным источником загрязнения пищевых продуктов является высвобождение загрязнений из естественных источников (например, из геологических образований).
Большинство загрязнений пищевых продуктов промышленного происхождения – это сложные органические вещества,
которые представляют собой конечные или побочные продукты
промышленных химических процессов. В некоторых случаях
49
неорганическое или металлорганическое вещество высвобождается в результате деятельности человека и загрязняет пищевой
продукт.
В табл. 4 [29] приведены источники некоторых основных
загрязнений промышленного происхождения, которые загрязняют пищевые продукты и способны оказать отрицательное действие на организм человека.
Таблица 4
Загрязнители промышленного происхождения
Химическое вещество
Полихлордифе-
нилы
Источник попадания в пищевые
продукты
Электротехническая промышленность
Загрязняемые продукты
Рыба, женское молоко
Диоксины
Пентахлорфенол
Дибензофураны
Гексахлорбензол
ДДТ и аналогич-
ные ПАУ
Алкильные со-
единения ртути
Свинец
Кадмий
Мышьяк
Олово
Примеси в полихлорфенолах,
хлорфенолах
Консервант древесины
Примеси в полихлорфенолах
Фунгициды, промышленные
побочные продукты
Пестициды
Производства хлора, едкого
натра, ацетальдегида, средств
для обработки семян
Автомобильные выхлопные газы,
сгорание угля, производство
свинца, пайка швов в консервных
банках, глиняная посуда, покрытая свинцовой глазурью
Осадки в канализации, процессы плавки
Процессы плавки
Консервная промышленность
Рыба, коровье молоко,
говяжий жир
Различные продукты
Рыба
Животный жир, молоч-
ные продукты
Рыба, женское молоко
Рыба
Зерновые, овощи, кон-
сервированные молочные продукты, консервированная рыба
Зерновые, овощи, мясные
продукты
Молоко, овощи, фрукты
Консервированные про-
дукты
50
3.1. Токсичные элементы
Среди загрязняющих веществ по масштабам загрязнения и
воздействия на биологические объекты особое место занимают
тяжелые металлы. Источником их являются минеральные удобрения, пестициды, известковые материалы, сточные воды (при
орошении). Накапливаясь в почве в опасных концентрациях, они
негативно влияют на жизнедеятельность почвенной биоты, загрязняют сельскохозяйственную продукцию.
К тяжелым металлам относится более 40 химических элементов периодической системы Д.И. Менделеева, масса атомов
которых составляет свыше 50 атомных единиц. Эта группа элементов активно участвует в биологических процессах, входя в
состав многих ферментов, так называемые микроэлементы. При
повышении уровня ПДК и накоплении данных элементов в почве, воде, воздухе, растениях проявляются их токсические свойства. В таких случаях применяют понятие "тяжелые металлы" [32].
Миграция тяжелых металлов в агроэкосистемах определяется их химическими свойствами, почвенными условиями и биологическими особенностями растений.
Биологически эссенциальные металлы имеют пределы доз,
определяющих их дефицит, оптимальный уровень и уровень токсического действия. Все металлы могут проявлять токсичность,
если они потребляются в избыточных количествах.
Объединенной комиссией ФАО/ВОЗ по пищевому кодексу
к числу компонентов, содержание которых контролируется при
международной торговле продуктами питания, отнесены: ртуть,
кадмий, свинец, мышьяк, медь, стронций, цинк, железо. В России
подлежат контролю еще 6 элементов: сурьма, никель, хром, алюминий, фтор, йод.
Ртуть. Этот металл известен как один из самых опасных и
высокотоксичных элементов, который способен накапливаться в
организме растений, человека и животных.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]