Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Безопасность товаров (продовольственных). Учебное пособие
.pdf
шое содержание железа и нередко марганца в напорных подземных водах, эксплуатируемых глубокими скважинами, является геохимической особенностью белорусского региона,
особенно на территориях со значительной заболоченностью.
В среднем 70% всех артезианских скважин содержат железо
в концентрациях, превышающих ПДК (0,3 мг/л). На крупных
водозаборах эта проблема решается путем создания систем
обезжелезивания, в сельских же населенных пунктах вода, как
правило, напрямую подается потребителям.
Водная среда является источником возбудителей различных заболеваний. Вследствие загрязнения воды сточными водами распространяются брюшной тиф и азиатская холера,
которые поражают пищеварительный тракт человека. В прошлом брюшной тиф распространялся главным образом через
загрязненную воду, а в настоящее время – через продукты питания, которые загрязняются в процессе их производства скрытыми бациллоносителями. Холера распространяется в основном через воду и пищевые продукты, приготовленные с использованием загрязненной воды.
Однако брюшной тиф и холера – не единственные бактериальные заболевания, передающиеся через загрязненную воду.
Паратиф, дизентерия (в том числе и амебная), лямблиоз и другие заболевания, связанные с расстройством желудочно-ки шечного тракта, также могут распространяться с водой. Около 5%
населения земного шара заражены шистосомозом (бильгарци-
озом). Причиной этого заболевания является шис тосома –
червь-паразит, который обитает в венах инфицированных людей, вызывая заболевания печени и мочевых путей. Личинки
червя проникают через кожу человека при поверхностном контакте с загрязненной водой. Это может происходить при купании, мытье или просто при вхождении в воду.
Загрязненная вода может стать и источником вирусных заболеваний – полиомиелита, гепатита, различных респиратор-
ных заболеваний. Источником гепатитов являются также устрицы или другие съедобные моллюски, места обитания которых
загрязнены сточными водами.
Обеззараживание воды производится с помощью хлорирования. Одной из альтернатив процессу хлорирования воды является ее обеззараживание с помощью озона. Процесс озонирования, как и процесс хлорирования, осуществляется путем
контакта воды с газом. Озон – сильный окислитель, разрушающий бактерии и вирусы. В отличие от хлорирования, при ко-
тором хлор может соединяться с углеводородами, содержащимися в воде, при озонировании хлорированные углеводороды,
являющиеся канцерогенными веществами, не образуются. Напротив, озон может разрушать присутствующие в воде углеводороды путем их окисления. Более того, озон эффективно
обесцвечивает воду и не создает в ней постороннего привкуса
и запаха. Однако озонирование не находит широкого применения из-за того, что в воде не остается свободного озона, который дезинфицировал бы воду в случае ее возможного повторного загрязнения болезнетворными микробами.
Для оценки уровня загрязнения воды органическими веществами применяют три показателя: биохимическое потребление кислорода, химическое потребление кислорода и общее
содержание органического углерода.
Биохимическое потребление кислорода (БПК) – количество
кислорода, которое необходимо для окисления бактериями
и простейшими в 1 л загрязненной воды, выражается в миллиграммах на литр. Величина БПК – важный показатель загрязнения воды органическими веществами, поскольку он показывает, какое предельное количество кислорода может быть удалено из воды за счет биологического окисления отходов. Считается, что большинство органических веществ полностью
окисляется за 20 суток, поэтому БПК за этот период приравнивается к полной биохимической потребности в кислороде.
Величина БПК в диапазоне 3...3,9 мг О
грязненные воды; 4...10 мг О
/л – грязные. В Беларуси для
2
/л идентифицирует за-
2
оценки загрязнения речных вод органическими веществами принята ПДК для величины БПК, которая составляет 3 мг О
/л.
2
Химическое потребление кислорода (ХПК) дает более полную количественную оценку содержания органических веществ в воде. Чем больше загрязненность воды органическими веществами, тем меньше содержание растворенного кислорода, что приводит к ухудшению условий развития живых
организмов рек и водоемов.
Общее содержание органического углерода (ООУ) характеризует суммарную концентрацию органических веществ.
Попадающие в природные водоемы органические соединения, фосфаты и нитраты служат источником питания для фотосинтезирующих водорослей, численность которых может достигать катастрофических размеров. Этот процесс называется
эвтрофизацией. В ночное время, когда водоросли в эвтрофных водоемах поглощают кислород при дыхании, его уровень
12 13
в воде может упасть ниже значения, необходимого для других
водных организмов. Эвтрофированные озера могут восстанавливаться, если поступление фосфатов и нитратов в них прекращается.
Помимо органических веществ воду загрязняют и неорганические соединения, в частности кадмий, мышьяк, свинец,
железо, марганец, нитраты и ртуть.
Естественного появления кадмия в воде в заметных количествах практически неизвестно. Предполагается, что широкое использование на тепловых электростанциях нефти вместо каменного угля увеличивает содержание в воздухе кадмия,
мышьяка и свинца. Из воздуха эти загрязнения вымываются
дождями и попадают в природные воды. Помимо роста концентраций в воздухе и в воде имеются данные о том, что кадмий и свинец, содержащиеся в канализационных сбросах или
фосфорных удобрениях, способны повысить содержание этих
элементов в пищевых продуктах. Кадмий можно удалить путем умягчения воды, обычно применяемого при обработке питьевой воды. Для питьевой воды установлена ПДК кадмия, равная 0,01 мг/л.
Большая часть мышьяка (80%) попадает в воду из пестицидов и дефолиантов, применяемых в сельском хозяйстве. Поскольку мышьяк содержится также в дыме при сжигании угля,
то поверхностные воды вблизи предприятий, использующих
его в качестве топлива, или сельскохозяйственные поля могут
загрязняться мышьяком.
Свинец попадает в природные воды в результате производственной деятельности человека. Он широко используется
в химическом машиностроении, атомной промышленности,
при производстве аккумуляторов, хрусталя, пластмасс и др.
При этом ежегодно в природные воды попадает 500...600 тыс. т
этого опасного элемента. Для питьевой воды предельно допустимая концентрация свинца не должна превышать 0,03 мг/л.
Железо и марганец могут загрязнять источники питьевой
воды. В большинстве случаев высокие концентрации этих металлов – результат дренирования шахт и отвода из них воды.
Особую опасность представляют нитраты. Вода, содержащая более 10 мг/л нитратов, считается не пригодной для питья,
так как она токсична, особенно для грудных детей. У некоторых детей в желудке не выделяется достаточного количества
кислоты, чтобы предотвратить развитие бактерий, преобразующих нитраты в высокотоксичные нитриты.
В последнее время установлено, что нитраты в питьевой
воде могут оказаться вредными также для подростков и взрослых людей, так как в желудке возможно образование нитрозосоединений.
Не менее серьезную опасность как источник загрязнения
воды представляет собой ртуть, преобразующаяся в водной
среде в метилртуть. Ртуть можно назвать постоянным загрязнителем в том смысле, что, попав в окружающую среду,
она в процессе своего круговорота переходит из воздуха
в воду, в водные организмы, в пищу людей, и эти циклы представляются бесконечными. Из-за токсичности и тенденции накапливаться в живых организмах предельная концентрация
ртути в питьевой воде установлена на уровне 0,0005 мг/л.
Безопасность питьевой воды гарантируется национальными стандартами, в которых устанавливаются максимально
допус тимые уровни неорганических и органических веществ,
бак те рий кишечной группы, мутности воды и ее радиоактивности. Для Республики Беларусь качество холодной и горячей
воды, используемой для технологических, питьевых и хо зяйственно-бы товых нужд, должно соответствовать требованиям СанПиН 10-124 РБ 99 «Вода питьевая. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого
водоснабжения. Контроль качества», утвержденных постановлением Главного государственного санитарного врача Республики Беларусь от 19 октября 1999 г. № 46.
Устройство систем водоснабжения и канализации предприятий должно отвечать требованиям СанПиН 2.1.4.12-3-2005 «Санитарные правила для хозяйственно-питьевых водопро водов»,
утвержденных постановлением Главного государствен но го санитарного врача Республики Беларусь от 16 марта 2005 г. № 27.
Почва. Химические соединения, содержащиеся в почве,
делят на всегда имеющиеся в почве и поступающие извне.
К веществам, всегда имеющимся в почве, но концентрация
которых может возрастать в результате антропогенной деятельности, относятся, например, металлы – свинец, ртуть, кадмий,
медь и др. Повышенное содержание свин ца может быть вызвано внесением в почву удобрений, пестицидов и т.п.
Среднее содержание мышьяка в почве составляет 4 ⋅ 10
–4
%.
Ртуть в обычных почвах содержится в количестве от 90 до
250 г/га; за счет средств протравливания зерна ежегодно ее содержание может увеличиваться на 5 г/га; примерно такое же
коли чество попадает в почву с дождем. ПДК мышьяка и рту-
14 15
ти в почве не должна превышать 2 мг/кг. Для свинца и цинка
она составляет 20 мг/кг, для меди – 3 мг/кг.
Одним из основных источников загрязнения почв являются кислотные дожди, появление которых связано с функционированием нефтеперерабатывающих и химических организаций. В течение десятилетий кислотные загрязнения действуют
на буферную емкость почвы. В отношении многих почв отмечается вымывание катионов, важных для питания растений,
сорбционно связанных с коллоидными частицами почвы, и в
результате они мигрируют в глубинные слои, становясь недосягаемыми для корней растений. Поэтому даже если рН почвы
остается постоянным, плодородие почвы снижается. Продолжающееся закисление почвы можно определить, например, по
понижению концентрации ионов Fe
ния А1
3+
. Независимо от выделения ионов А13+ и других ка-
2+
и Mg2+, а также алюми-
тионов, в том числе и тяжелых металлов, изменение рН почвы
может приводить и к другим изменениям ее свойств. Так, снижение рН препятствует развитию микроорганизмов так же,
как это происходит в несозревших гумусовых почвах. К подобным организмам относятся, в частности, грибы Mykorrhiza,
которые способствуют усвоению минеральных веществ корнями растений. Ощутимым результатом разрушения микроорганизмов почвы является нарушение ее дыхания.
Закисление почвы оказывает большое влияние на многие,
но не на все металлы. При увеличении кислотности становятся более подвижными кадмий, свинец и цинк и наиболее легко усваиваются растениями и животными. Наряду с закислением почв и увеличением концентрации в них тяжелых металлов и пестицидов почвы могут содержать полихлорированные
бифенилы в концентрациях до 100 мг на 1 кг сухой массы.
Они очень медленно распадаются в почве и по этой причине
в ней накапливаются.
Загрязнение пищи происходит из почвы с экстремально
высоким или, наоборот, низким содержанием некоторых минералов, ядовитыми высшими растениями или микроорганизмами, которые обитают в качестве паразитов или сапрофитов
на продовольственных растениях или в готовой пище. Кроме
того, некоторые опасные вещества могут попадать в пищевые
продукты через цепи питания.
Примером такого загрязнения является выращивание зерновых культур с высоким естественным содержанием селена.
В этом случае сера в таких аминокислотах, как цистеин, мети-
онин, замещается селеном. Образовавшиеся «селеновые» аминокислоты могут привести к отравлению животных и человека. Недостаток молибдена в почве приводит к накоплению
в растениях нитратов; в присутствии природных вторичных
аминов начинается последовательность реакций, которые могут инициировать у теплокровных организмов развитие онкологических заболеваний.
В Республике Беларусь основными загрязнителями почвы
являются кадмий, цинк и свинец. Загрязнение почв кадмием
характерно для 72% городов, цинком – для 77, свинцом – для
62%. Превышение допустимого уровня кадмия в 2 раза и более отмечено в 8 городах, цинка – в 14, свинца – в 9. Медь
в повышенных концентрациях встречалась на территории четырех городов. В почвах 44 городов Беларуси, обследованных
за период с 2006 по 2010 г., отмечено накопление нефтепродуктов и тяжелых металлов, в меньшей степени – сульфатов
и нитратов. В организациях, специализирующихся на производстве лаков и красок, основными загрязнителями почв являются полихлорированные бифенилы, концентрации которых
в отдельных случаях в 100 раз и более превышают допустимый уровень.
В процессе превращения органических веществ в почве
большую роль играют как абиотические, так и биотические
реакции, протекающие под воздействием находящихся в почве живых организмов, а также свободных ферментов.
Таким образом, антропогенные химические вещества, попадающие в окружающую среду – воздух, воду, почву, могут
быть индифферентными, нежелательными или токсичными.
1. 1.2. Классификация чужеродных веществ — ксенобиотиков
Чужеродные вещества, поступающие в человеческий организм с пищевыми продуктами и имеющие высокую токсичность, называют ксенобиотиками или загрязнителями. К ним
относятся:
металлические загрязнения (ртуть, свинец, кадмий, мы-
шьяк, олово, цинк, медь и др.);
радионуклиды;
пестициды и их метаболиты;
полициклические ароматические и хлорсодержащие угле-
водороды;
диоксины и диоксинподобные вещества;
16 17
метаболиты микроорганизмов, развивающихся в пище-
вой продукции.
При поступлении в организм человека с водой и пищей избыточных количеств нитратов и нитритов возникает опасное
заболевание метгемоглобинемия с нарушением кислород нотранспортной функции крови. Эти соединения участвуют
в образовании сильных канцерогенов и мутагенов – N-нитрозаминов.
Теоретически возможны четыре варианта токсического действия ксенобиотиков:
суммирование эффектов;
сверхсуммирование, или потенцирование, когда токсиче-
ский эффект превышает суммирование;
нигиляция – эффект меньший, чем при суммировании;
изменение характера токсического воздействия.
Меры токсичности веществ. Количественная характерис-
тика токсичности веществ достаточно сложна и требует многостороннего подхода. Судить о ней приходится по результатам воздействия вещества на живой организм, для которого
характерна индивидуальная реакция, так как в группе испытуемых животных всегда присутствуют более или менее восприимчивые к действию изучаемого токсина индивидуумы.
Существуют две основных характеристики токсичности –
ЛД
и ЛД
50
вызывает гибель 50 или 100% экспериментальных жи вотных.
Дозу обычно определяют в размерности концентрации. Токсичными считаются те вещества, для которых ЛД мала. Принята
следующая класссификация веществ по признаку острой токсичности (ЛД
чрезвычайно токсичные – меньше 5;
высокотоксичные – 5...50;
умеренно токсичные – 50...500;
малотоксичные – 500...5000;
практически не токсичные – 5000...15 000;
практически безвредные – больше 15 000.
При хронической интоксикации решающее значение приобретает способность веществ проявлять кумулятивные свойства, т.е. накапливаться в организме и передаваться по пищевым цепям. Необходимо также учитывать комбинированное
действие нескольких чужеродных веществ при одновременном и последовательном поступлении в организм и их взаимодействие с макро- и микронутриентами пищевых продуктов,
. Летальная доза (ЛД) при однократном введении
100
– для крысы при пероральном введении, мг/кг):
50
так как человек может получать в течение всей жизни с пищей
целый комплекс чужеродных веществ либо в виде кон та минантов-загрязнителей, либо в виде добавок к пищевым продуктам.
Комбинированный эффект является результатом физических или химических воздействий, индукции или ингибирования ферментных систем, других биологических процессов.
Действие одного вещества может быть усилено или ослаблено
под влиянием других веществ. Различают два основных эффекта: антагонизм – эффект воздействия двух или нескольких
веществ, при котором одно вещество ослабляет действие другого (например, действие ртути и селена в организме человека
и животных); синергизм – эффект воздействия, превышающий
сумму эффектов воздействия каждого фактора, например комбинированное воздействие хлорсодержащих соединений, фосфорорганических пестицидов, ксенобиотиков и некоторых медикаментов.
В связи с хроническим воздействием посторонних веществ
на организм человека и возникающей опасностью отдаленных
последствий важнейшее значение приобретают канцерогенное
(возникновение раковых опухолей), мутагенное (качественные
и количественные изменения в генетическом аппарате клетки)
и тератогенное (аномалии в развитии плода, вызванные струк-
турными, функциональными и биохимическими изменениями
в организме матери и плода) действия ксенобиотиков.
На основе токсикологических критериев (с точки зрения
гигиены питания) международными организациями ООН –
ВОЗ, ФАО (Организацией ООН по продовольствию и сельскому хозяйству) и другими, а также органами здравоохранения
некоторых государств приняты следующие базисные (основные) показатели: предельно допустимая концентрация (ПДК),
допустимая суточная доза (ДСД), допустимое суточное потреб ление (ДСП).
Предельно допустимая концентрация – предельно-допусти мые количества чужеродных веществ в атмосфере, воде,
продуктах питания с точки зрения безопасности их для человека. ПДК в продуктах питания – установленное законом предельно-допустимое с точки зрения здоровья человека количество вредного вещества. ПДК – это такие концентрации, которые
при ежедневном воздействии в течение сколь угодно длительного времени не могут вызвать заболеваний или откло нений
в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными мето-
18 19
дами исследований, в жизни настоящего и последующих поколений.
В соответствии с СН 245-7 и ГОСТ 12.1.007–76 БТ все
вредные вещества по степени воздействия на организм человека делят на четыре класса опасности:
I – чрезвычайно опасные, ПДК < 0,1 мг/м
0,001 мг/м
II – высокоопасные, ПДК 0,1...1,0 мг/м
серная кислота – 1 мг/м
III – умеренно опасные, ПДК 1,1...10,0 мг/м
ловый – 5 мг/м
IV – малоопасные, ПДК > 10,0 мг/м
20 мг/м
спирт этиловый – 1000 мг/м
3
);
3
);
3
; дихлорэтан – 10 мг/м3);
3
; ацетон – 200 мг/м3; бензин, керосин – 300 мг/м3;
3
).
3
(свинец, ртуть –
3
(хлор – 0,1 мг/м3;
3
(спирт мети-
3
(например, аммиак –
По характеру воздействия на организм человека вредные
вещества можно разделить на следующие группы: раздража-
ющие (хлор, аммиак, хлористый водород и др.); удушающие
(оксид углерода, сероводород и др.); наркотические (азот под
давлением, ацетилен, ацетон, четыреххлористый углерод и др.);
соматические, вызывающие нарушения деятельности организма (свинец, бензол, метиловый спирт, мышьяк).
Допустимая суточная доза ксенобиотиков – это мак симальная доза (миллиграм на килограмм массы человека), ежедневное пероральное поступление которой на протяжении всей
жизни безвредно, т.е. не оказывает неблагоприятного влияния на
жизнедеятельность, здоровье настоящего и будущих поколений.
Умножая ДСД на массу человека (60 кг), определяют допус-
тимое суточное потребление (миллиграмм в сутки) в составе
пищевого рациона.
Зная ДСД, ПДК и средний набор пищевых продуктов в суточном рационе, рассчитывают ПДК ксенобиотика в тех продуктах, в которых он может находиться.
Установлено, что в большинстве случаев, особенно при воздействии малых доз загрязнителей, наблюдается суммирование токсического эффекта. Это позволяет рассчитать аддитивный эффект двух и более факторов, выражая каждый из них
в долях предельно допустимой концентрации. Например, если
в воздухе концентрация фтора составляет 0,001 мг/м
0,005), бензола – 0,16 мг/м
3
(ПДК 0,8), то в сумме концентра-
3
(ПДК
ция загрязнителей меньше 1 ПДК (фтора – 1/5 ПДК и бензола – 1/5 ПДК), т.е. суммарное действие этих концентраций химических веществ безопасно.
Например, если вещество поступает в организм человека
с атмосферным воздухом, водой и пищей, то производят расчет по следующей формуле:
где С
С
атм
/ ПДК
атм
, Св, С
+ Св / ПДКв + С
атм
– концентрация данного вещества в атмо-
прод
прод
/ ПДК
прод
< 1,
сфере, 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.
1. 1.3. Упаковочные материалы для пищевых продуктов
и экологический аспект их использования
Для упаковывания пищевых продуктов применяются различные упаковочные материалы, которые, кроме того, что должны обладать защитной функцией должны быть безопасными
для здоровья потребителей. Охарактеризуем основные группы
таких материалов.
Полимерные материалы. Полимерная упаковка в настоящее время является важнейшим сегментом мирового упаковочного рынка. Благодаря комплексу полезных свойств и своему
многообразию полимерные материалы используются для со здания потребительской, промежуточной и транспортной упаковки. Особенно широкое применение полимеры находят в пищевой промышленности для упаковки консервированной, хлебопекарной, кондитерской, мясомолочной и рыбной продукции.
Полимерная тара и упаковка должны отвечать санитарногигиеническим требованиям, быть физиологически безвредны
и химически безопасны, так как при контакте с пищевыми
продуктами в них могут мигрировать остаточные мономеры
из полимерных материалов, различные низкомолекулярные
продукты, стабилизаторы, красители и другие вещества, обладающие токсичностью и наносящие вред здоровью человека.
Для производства полимерной тары и упаковки применяются нижеследующие полимеры.
Полиэтилен и его разновидности (ПЭ) занимают первое
место по производству среди полимерных материалов во всем
мире, примерно 1/3 всех применяемых пластмасс также при-
20 21
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]