Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Экология продуктов питания. Учебное пособие
.pdf
чувствительные формы популяции и выживают резистентные формы,
которые получают преимущество и становятся доминирующей частью
популяции. Выявлена резистентность у 91 вида фитопатогенов к 40 фунгицидам, у 7 видов грызунов к ротентицидам, у более 50 видов сорных
растений к гербицидам. Так, возбудитель милдью винограда обладает
пятикратной устойчивостью к бордоской жидкости, возбудитель пиренофороза овса – восьмикратной устойчивостью
к этилмеркурхлориду.
Обнаружены популяции колорадского жука с 300-кратной резистентностью к децису, тепличной белокрылки с 100…600-кратной резистентностью к актелику и всей группе пиретроидов.
Явлению резистентности вредных организмов присущи следующие
отрицательные факторы.
Понижение разрешающей способности пестицидов (например,
эффективность перитроидных препаратов против доминантных вредителей снизилась с 83 до 18…56 %, а срок
токсического действия –
до 3…8 дней).
Повышение вредоносности объектов борьбы и их численности
(хлопковой совки – в 3 раза, колорадского жука – в 5 раз, плодовых
клещей – в 11 раз).
Трансформация ранее отсутствовавших либо второстепенных
вредных организмов в доминантные. Так, обработка против клопачерепашки на зерновых колосовых выработала резистентность у сопутствующих клопов в 15…20 раз
выше, чем у основного вредителя.
Еще одна проблема была выявлена сравнительно недавно. Установлено, что почвенные микроорганизмы адаптируются к пестицидам
и начинают разрушать или использовать их. В результате пестициды
становятся неэффективными в борьбе с сорняками или насекомыми, а
их постоянно увеличивающееся количество включается в пищевые
цепи.
Альтернативу использованию пестицидов представляет экологизи
рованная система защиты от болезней, вредителей и сорняков, включающая биологические методы борьбы и органическое земледелие.
-
4.2. ТОКСИКОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ
ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕСТИЦИДОВ
В условиях постоянного повышения роли химических воздействий
в окружающей и производственной среде проблема оценки степени
потенциальной опасности пестицидов – одна из ключевых.
61
Ко всем пестицидам предъявляются весьма жесткие требования в
отношении последствий их систематического применения.
По сравнению с химическими веществами другого назначения пестициды имеют ряд особенностей, определяющих их потенциальную
опасность для человека и живой природы:
преднамеренность их внесения в окружающую среду;
непредотвратимость циркуляций в окружающей среде;
возможность контакта с
ними больших масс населения;
высокую биологическую активность;
направленность на уничтожение вредных живых объектов.
Критериями токсичности пестицидов служат величины токсических и смертельных доз при разных путях поступления в организм –
через кожу, легкие или желудочно-кишечный тракт. Помимо острой
токсичности пестициды могут вызвать отдаленные последствия для
человека, животных и
прочих живых организмов, так как при обработке растений 99…99,9 % вносимых пестицидов попадают в почву, водоемы, атмосферу и в конечном результате в сельскохозяйственное
сырье.
Многие малотоксичные вещества опасны в связи с возможностью
мутагенного, тератогенного и канцерогенного действия на организм
уже в небольших количествах, близких к реально встречающимся. Они
могут оказывать токсическое
действие на плод, не принося вреда организму матери и, выделяясь с молоком, затем отрицательно влиять на
рост и развитие младенца. Опасность пестицидов для человека определяют рядом критериев, характеризующих возможность поступления в
организм и способность оказывать неблагоприятное действие.
критериям опасности относят их устойчивость в окружающей
К
среде, стойкость к химическим, физическим и прочим факторам при
технологической и кулинарной обработке пищевого сельскохозяйственного сырья и продуктов питания.
В соответствии со стандартом все вредные вещества подразделяют
на четыре класса опасности:
1) чрезвычайно опасные, ПДК < 0,1 мг/м
2) высокоопасные, ПДК 0,1…1,0 мг/м
3) умеренно опасные, ПДК 1,1…10,0 мг/м
4) малоопасные, ПДК > 10,0 мг/м
3
.
3
;
3
;
3
;
Для оценки опасности пестицидов разработана классификация по
накоплению (кумуляции) их в организме (табл. 11).
62
Таблица 11
Малоопасные
стандартного прото-
компоненты –
сичные компо-
Отсутствие сенси-
в течение 1 мес.
Достаточные
ненты –
4…6 мес.
Ограниченные доказательства
на нетоксичные
Время разложения
опасные
Умеренно
Время разложе-
ния на неток-
Классы
Время разложения на нетоксич-
ные компоненты – 6…12 мес.
кола исследований
билизирующего
эффекта в рамках
доказательства
сенсибили-
зирующего
действия
на животных
63
сочетании с достаточными до-
казательствами сенсибилизиру-
аллергенности для человека в
эпидемиологических и/или
клинико-аллергологических
исследованиях (при ограничен-
ных возможностях специфиче-
ющего действия на животных
ского аллерготестирования) в
Менее 50 51…200 201…1000 Более 1000
Менее 100 101…500 501…2500 Более 2500
Общая гигиеническая классификация пестицидов
Чрезвычайно опасные Опасные
Показатель
Средняя смертельная доза
Средняя смертельная доза
при введении в желудок,
при нанесении на кожу,
мг/кг
мг/кг
Менее 500 501…2000 2001…20 000 Более 20 000
3
Средняя смертельная кон-
центрация в воздухе, кг/м
Менее 1 1…3 3,1…5 Более 5
Время разложения на неток-
сичные компоненты –
, 2 мес.)
50
Коэффициент кумуляции
(1/10 ЛД
Достаточные доказательства
аллергенности для человека
более 1 года
Стойкость (в почве)
в эпидемиологических и/или
клинико-аллергологических
исследованиях, подтвер-
жденные специфическими
аллерготестами в сочетании
с доказательством сенсиби-
лизирующего действия на
животных или при их отсут-
ствии
Аллергенность
63
В основу классификации положен коэффициент кумуляции K,
представляющий собой отношение суммарной дозы, вызывающей гибель животных при повторном воздействии, к ЛД
(полулетальная до-
50
за) при однократном введении. Чем меньше коэффициент K, тем опаснее вещество.
Для оценки токсичности пестицидов в продуктах питания используют допустимую суточную дозу. Наибольшая доза, которая в экспериментах не вызывает никаких заболеваний, называется «концентрация нулевого воздействия» – КНВ (no effect level). Для того, чтобы эти
нормы
распространить на человека, значение КНВ делят на 100, полу-
чая таким образом «допустимую суточную дозу» (ДСД) для человека:
ДСД = 0,01 × КНВ. (3)
Для установления максимально допустимых концентраций пестицидов в различных продуктах питания необходимо знать количество
продуктов питания, употребляемых в пищу ежедневно, а затем для
расчета дозы – массу тела потребителя. Для пестицидов суточная до
пустимая доза потребления может быть определена по следующей
формуле:
-
ДСП =
ДСД (масса тела)
.
(4)
суточное потребление пищи, кг
Для решения проблем гигиены и токсикологии пестицидов необходимы глубокие фундаментальные гигиенические, токсикологические и
химические исследования, гарантирующие охрану здоровья человека.
Рассмотрим некоторые основные группы пестицидов.
Хлорорганические пестициды (ХОП) применяют в сельском хо-
зяйстве в качестве активных инсектицидов, акарицидов и фумигантов
в борьбе с вредителями зерновых и технических культур.
Хлорорганические пестициды представляют собой хлорпроизводные многоядерных углеводородов (ДДТ) и циклопарафинов (гексахлорциклогексан), соединения диенового ряда (гептахлор), терпенов,
бензола и т. д. Важнейшая отличительная черта большинства хлорорганических соединений – стойкость к воздействию различных факторов окружающей среды (температура, солнечная радиация, влага и др.)
и нарастание концентраций их в последующих звеньях биологической
цепи.
Из-за высокой устойчивости в окружающей среде и способности к
биоконцентрации в пищевых цепях ХОП превратились в глобальные
64
загрязнители. Им присуща сверх- или выраженная кумуляция. Большинство ХОП плохо растворимо в воде, но хорошо – в органических
растворителях, в том числе жирах.
ХОП обладают эмбриотоксическим действием (гексахлорбутадиен,
линдан, ДДТ, каптан, кельтан, мильбекс); вызывают пороки развития
(ДДТ, эупарен) и мутагенные изменения (ДДТ, линдан, кельтан, каптан). Некоторые из ХОП представляют
собой канцерогены (ГХЦГ,
гептахлор, каптан, линдан, фталан) и аллергены (каптан, линдан), что
стало основанием для ограничения либо запрещения их применения в
отдельных регионах России.
Фосфорорганические пестициды (ФОП) – одна из наиболее рас-
пространенных и многочисленных групп пестицидов. Фосфорорганические пестициды представляют собой сложные эфиры: фосфорной
кислоты (диметилдихлорвинилфосфат – ДДВФ); тиофосфорной кислоты (метафос, метилнитрофос); дитиофосфорной кислоты (карбофос,
рогор); фосфоновой кислоты (хлорофос). Преимущество фосфорорганических пестицидов заключается в их относительно малой химической и биологической устойчивости. Большая часть их разлагается
растениях, почве, воде в течение одного месяца, но отдельные инсектициды и акарициды внутрирастительного действия (рогор, сейфос и
др.) могут сохраняться в течение года.
Токсичность ФОП зависит от строения алкильных радикалов при
атоме фосфора. Для млекопитающих и человека производные фосфорной кислоты значительно токсичнее, чем тиофосфорной. Для насекомых имеет
место обратная зависимость. Первым широко используемым пестицидом из этой группы был тетраэтилпирофосфат (ТЭПФ).
Из-за высокой токсичности для млекопитающих он впоследствии был
заменен на другие соединения. Среди ФОП обнаружены не только эффективные пестициды, но и вещества, чрезвычайно токсичные для человека.
По стойкости в окружающей среде ФОП значительно
уступают
ХОП. Однако некоторые из них сохраняют свои токсические свойства
в почве и на растениях в течение нескольких месяцев и более, в результате чего возможно их поступление в организм человека с продуктами питания, воздухом и водой. Кроме того, ФОП присутствуют в
хранящихся в течение довольно длительного времени продуктах пита
ния, например в зерне.
Хотя ФОП не накапливаются в организме так интенсивно, как
ХОП, они все же обладают кумулятивными свойствами в результате
суммирования токсических эффектов –
функциональной кумуляции.
65
в
-
Симптомы хронических отравлений и острой интоксикации ФОП
сходны между собой. Они выражаются в головной боли, ухудшении
памяти, нарушении сна, дезориентации в пространстве, понижении
роговичных рефлексов. Для некоторых ФОП характерны невриты и
парезы.
Достоверно установлены генетические нарушения (повышение эмбриональной смертности и врожденных аномалий у потомства) у лиц,
перенесших острые отравления ФОП
, и у рабочих промышленных
предприятий, подвергающихся хроническому воздействию низких
концентраций этих веществ. Все ФОП – нейротоксиканты.
Ртутьорганические пестициды (РОП) относятся к сильнодей-
ствующим ядовитым веществам, или высокотоксичным препаратам,
для теплокровных животных и человека. Их применяют ограниченно –
только для обработки семян в борьбе с бактериальными и грибными
заболеваниями.
В некоторых странах, например в России, Германии и Японии,
применение их запрещено. Опасность этих препаратов для людей свя-
зана с их не только высокой токсичностью, но и летучестью, вследствие которой пары ртути распространяются при комнатной и более
низкой температуре, что может привести к тяжелым отравлениям.
В окружающей среде РОП трансформируются: один из конечных
продуктов этих превращений – метилртуть. При хроническом отравле-
метилртутью наблюдаются потеря веса, слабость, утомляемость,
нии
психические расстройства, зрительные и слуховые галлюцинации,
стоматит.
Арилоксиалкилкарбоновые кислоты и их производные (ААКК)
широко используют в качестве гербицидов, альгицидов и регуляторов
роста растений. Среди ААКК большое распространение получили такие препараты, как 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота (2,4-Д) и ее
производные, 2,4-дихлорфеноксипропионовая кислота (2,4-ДП) и ее
производные и др.
Многие промышленные гербициды представляют собой не свобод-
ные ААКК, а их соли (с металлами и аминами) или эфиры
. Последние – более сильные гербициды, чем соответствующие соли. Из большего числа эфиров 2,4-Д практическое применение нашли низколетучие этиловый, бутиловый, амиловый, гептиловый, октиловый и др.
Обнаружено, что 96…99 % неразложившихся гербицидов – это
2,4-Д и 2,4,5-Т. Большинство гербицидов группы ААКК среднетоксичны. Действие этих пестицидов на качество воды проявляется главным
66
образом в ухудшении ее вкуса и запаха, связанных с присутствием фенолов. ПДК ААКК составляют до 1 мг/дм
3
. Присутствие 2,4-Д кисло-
ты, ее солей и эфиров в рыбе и рыбопродуктах, зерне и зернопродуктах
не допускается.
Неорганические и органические металлсодержащие пестициды
МП). Из них наиболее широкое применение получили неорганические
(
и органические соединения меди (МП). Из МП в настоящее время применяют медный купорос, бордоскую жидкость, хлорокись меди и т. п.
Несмотря на то что медь – микроэлемент, она широко распространена в природе. Ее препараты ядовиты для человека и теплокровных
животных. Они сильно раздражают
слизистые оболочки желудочнокишечного тракта и верхних дыхательных путей. Смертельная доза для
взрослого человека составляет 10 г, а тяжелые отравления наблюдаются при дозах менее 2 г.
Острое отравление МП сопровождается рвотой, рвотные массы
окрашены в зеленоватый или голубой цвет. Кроме того, медьсодержащие пестициды могут оказывать местное раздражающее действие на
кожу (
сыпь с зудом, экзема, дерматиты).
Из органических металлсодержащих пестицидов в некоторых странах применяют оловоорганические пестициды (ООП) в качестве акарицидов, фунгицидов и бактерицидов, а также как антисептики; кроме
того, эти соединения обладают альгицидным и моллюскоцидным дейтвием.
Для снижения остаточных количеств пестицидов в пищевом сырье
и продуктах необходима тщательная кулинарная
и технологическая
переработка сельскохозяйственного сырья и продукции.
4.3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ СНИЖЕНИЯ
ОСТАТОЧНЫХ КОЛИЧЕСТВ ПЕСТИЦИДОВ
В ПИЩЕВОМ СЫРЬЕ И ПРОДУКТАХ ПИТАНИЯ
На эффективность снижения остаточных количеств пестицидов
влияет характер распределения их в разных частях растений. Как известно, основное количество ФОП и ХОП концентрируется в кожуре
плодов и овощей или на ее поверхности, практически не проникая
внутрь плода. Следовательно, начальным этапом промышленной и кулинарной переработки фруктов, овощей и ягод должна быть
их мойка.
Она может осуществляться водой, растворами щелочей, поверхностноактивными веществами. Мойка малоэффективна, если пищевое сырье
67
содержит остаточное количество препаратов или веществ, обладающих липофильными свойствами и прочно связывающихся с восками
кутикулы. Производные карбаминовой и тиокарбаминовой кислот,
оловоорганические соединения достаточно хорошо смываются водой.
Эффективность мойки значительно повышается при использовании
салфеток, а также различных моющих средств, удаляющих жиры и
воск (детергенты, каустическая сода, спирты). Соотношение между
объемами продукта
и моющей жидкости должно быть не менее 1:5.
Более эффективный способ снижения остаточных количеств пестицидов в пищевых продуктах –
очистка от наружных частей рас-
тений. Например, при удалении кожуры у цитрусовых, яблок, груш,
бананов, персиков достигается их максимальное освобождение от пестицидов – на 90…100 %, хотя такие пестициды, как ливинфос, монокротофос, ортен, дравин, темик, кропетон, удаляются не более чем на
50…70 %. Достаточно высокой степени снижения остаточных концентраций пестицидов можно добиться при очистке картофеля, огурцов
и
томатов, при удалении наружных листьев у капусты и листовых овощей.
Освобождение продуктов питания от пестицидов происходит при
использовании
традиционных технологий их переработки и кули-
нарной обработки, таких как варка, жарение, печение, консервирова-
ние, изготовление варенья, джема, мармелада и т. д.
Традиционные процессы изготовления квашеных, маринованных
капусты, огурцов, томатов и яблок не снижают загрязнений остаточными количествами ФОП, устойчивых в кислой среде (метафос, хлорофос и др.).
В процессе
сушки в зависимости от ее характера, вида сырья и
свойств пестицидов происходит либо увеличение концентрации остаточных количеств пестицидов, либо их удаление и разрушение.
При переработке зерновых культур пестициды неравномерно распределяются в различных фракциях помола. Наибольшее количество
загрязнителей обнаруживается в отрубях, наименьшее – в муке тонкого помола.
Скорость деструкции пестицидов
от
условий хранения, в частности, от температурных параметров,
в хранящихся продуктах зависит
влажности среды, продолжительности хранения, а также от вида продукта, его назначения и других условий.
При низких температурах (–18…–23
о
С) остаточные количества пе-
стицидов обычно снижаются незначительно даже в тех случаях, когда
68
длительность хранения превышает два года. С повышением температуры степень деструкции увеличивается. При 2…10
о
С остаточные ко-
личества фенсульфотиона в корнеплодах снижались на 52…92 %.
С увеличением длительности хранения деструкция пестицидов повышается. Так, остаточные количества паратиона в кетчупе были стабильны на протяжении четырех месяцев, а через 6 месяцев снижались
на 93 %.
В бытовых условиях мойка перед закладкой на хранение может
способствовать более быстрому снижению уровня остаточных коли
честв: при хранении в течение 3…6 дней в немытых томатах разрушалось 30 % ботрана, а в мытых – 93 %. Однако иногда за счет потери
влаги у хранящихся продуктов уровень остаточных количеств может
повышаться.
Содержание пестицидов в мясных и молочных продуктах можно
снизить их
термической обработкой. Наиболее эффективно в этом
отношении отваривание мяса в воде. При этом необходимо помнить о
возможности перехода остаточных количеств пестицидов в бульон, а
также учитывать, что пестициды могут трансформироваться с образованием более токсичных соединений.
Таким образом, защита человека от вредного воздействия пестицидов эффективно обеспечивается установлением гигиенических нормативов и
регламентов. При их несоблюдении могут возникать острые и
хронические отравления и другие нарушения здоровья.
4.4. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ
КОЛИЧЕСТВ ПЕСТИЦИДОВ В ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ
И ПРОДОВОЛЬСТВЕННОМ СЫРЬЕ
-
Основные лабораторные методы исследования пищевых продуктов
на содержание остаточных количеств пестицидов – газовая и тонкослойная хроматография. Доля таких методов, как хромато-энзимный,
полярографический, фотометрический, с каждым годом снижается и
составляет сейчас менее 1 % исследований. Эти методы характеризуются низкой чувствительностью и селективностью.
Хроматографические методы (капиллярная газожидкостная хромотография, высокоэффективная жидкостная, хроматомасс-спектро
метрия) недостаточно широко применяются в нашей стране для количественного определения пестицидов из-за дорогостоящего обслуживания приборов. Во многих регионах, в том числе производящих сель-
69
-
скохозяйственную продукцию, основным методом контроля стала тонкослойная хроматография, которая по чувствительности, объективности и точности количественного определения уступает методам инструментального хроматографического анализа.
В настоящее время в качестве арбитражного метода определения
хлорорганических пестицидов, нормируемых в пищевых продуктах и
сырье, используют
капиллярную газожидкостную хроматографию.
Арбитражный метод определения хлорорганических пестицидов
основан на экстракции пестицидов из образца продукта этилацетатом,
очистке экстракта серной кислотой или силикагелем, концентрировании очищенного экстракта и последующем анализе на газовом хроматографе с электронозахватным детектором. Полученная хроматограмма служит основой для качественного и количественного анализа смеси веществ.
Службы, занимающиеся контролем безопасности
пищи, должны
выяснять факторы, способствующие загрязнению окружающей среды
и, в частности продуктов питания, пестицидными препаратами.
Безопасность применения пестицидов должна базироваться на
строгом научно обоснованном отборе их ассортимента и регламентации условий использования, а также на тщательном соблюдении апробированных с позиций гигиены профилактических рекомендаций.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ
1. Как классифицируются пестициды?
2. Какие основные проблемы в сфере обеспечения безопасности
пищевых продуктов возникают в связи с применением пестицидов?
3. Охарактеризуйте основные группы пестицидов.
4. Какие технологические приемы способствуют снижению кон-
центрации пестицидов в пищевых продуктах?
5. Какие методы анализа применяются для определения остаточ-
ных количеств пестицидов в пищевых продуктах?
70
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]