Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

основы экологии лабораторный практикум 2009

.pdf
Скачиваний:
15
Добавлен:
09.04.2015
Размер:
535.69 Кб
Скачать

Министерство образования Республики Беларусь

МОГИЛЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРОДОВОЛЬСТВИЯ

Кафедра «Охрана труда и экология»

ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

Методические указания

для студентов всех специальностей

Могилев 2009

УДК 614.8 (0758)

Рассмотрены и рекомендованы к изданию на заседании кафедры ОТиЭ Протокол № 1 от 7 октября 2009 г.

Составители:

В.Н. Цап, К.К. Юращик, Т.В. Цап

Рецензент член.–корр. НАН Беларуси, д.т.н., проф. З.В. Василенко

© УО «Могилевский государственный университет продовольствия», 2009

2

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ РАДИОНУКЛИДАМИ

Цель работы: 1) Определение объемной активности радионуклидов в продуктах питания.

2)Рекомендации по снижению воздействия радионуклидов на организм человека.

1.1Теоретическая часть

Чернобыльская катастрофа, в результате которой были загрязнены искусственными радионуклидами большие территории Республики Беларусь, заставила по-новому определить условия ведения сельскохозяйственного производства и поставить более жесткие требования к продуктам питания. Обследование радиационной обстановки на территории РБ позволило сделать вывод о наличии в почве только долгоживущих радиоизотопов, таких, как цезий-137 (87-93 %), цезий-134 (3-5 %), рутений-106 (0,5-1 %), стронций-90 (1-1,5 %), цезий-144 (0,1 %). Именно эти радионуклиды и будут определять степень загрязнения сельскохозяйственных культур, причем основное их поступление из почвы осуществляется через корневую систему растений. Прежде чем попасть в организм человека, радиоактивные вещества проходят по сложным маршрутам в окружающей среде, и это приходится учитывать при оценке доз облучения. В качестве примера на рисунке 1.1 представлена одна из схем распространения радиоактивных веществ в окружающей среде.

Рисунок 1.1 - Распределение радионуклидов в окружающей среде

Вситуации, которая за последние десять лет стабилизировалась, одной из самых острых проблем является определение возможности получения сельскохозяйственной продукции с содержанием радионуклидов в безопасных для здоровья человека количествах.

По степени накопления радионуклидов овощные культуры можно условно расположить в следующем возрастающем порядке: лук, кабачок, перец сладкий, чеснок, томаты, огурцы, морковь, картофель, капуста, редис, свекла столовая, горох, боб, щавель.

Среди плодово-ягодных культур в большей степени подвержены загрязнению красная и черная смородина, в меньшей – земляника садовая, яблоня, груша. Основными накопителями радионуклидов являются «дары природы» – грибы, ягоды, особенно клюква.

В1999г. в Республике Беларусь были приняты республиканские допустимые уровни (РДУ-99) содержания радионуклидов цезия-137 и стронция-90 в пищевых продуктах и питьевой воде, которые представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Республиканские допустимые уровни (РДУ-99) содержания радионуклидов цезия-137 и стронция-90 в пищевых продуктах и питьевой воде

Наименование продукции

Бк/кг,

п/п

Бк/л

 

1

2

3

 

Для цезия-137

 

1

Вода питьевая

10

2

Молоко и цельномолочная продукция

100

3

Молоко сгущенное и концентрированное

200

4

Творог и творожные изделия

50

5

Сыры сычужные и плавленые

50

6

Масло коровье

100

7

Мясо и мясные продукты, в том числе:

 

 

- говядина, баранина и продукты из них

500

 

- свинина, птица и продукты из них

180

8

Картофель

80

9

Хлеб и хлебобулочные изделия

40

10

Мука, крупы, сахар

60

11

Жиры растительные

40

12

Жиры животные и маргарин

100

13

Овощи и корнеплоды

100

14

Фрукты

40

15

Садовые ягоды

70

16

Консервированные продукты из овощей,

74

 

фруктов и ягод садовых

 

 

4

Продолжение таблицы 1.1

1

 

2

 

3

17

Дикорастущие ягоды

и консервированные

185

продукты из них

 

 

18

Грибы свежие

 

 

370

19

Грибы сушеные

 

 

2500

20

Специализированные

продукты

детского

37

питания в готовом для употребления виде

21

Прочие продукты питания

 

370

 

Для стронция-90

 

 

 

1

Вода питьевая

 

 

0,37

2

Молоко и цельномолочная продукция

3,7

3

Хлеб и хлебобулочные изделия

 

3,7

4

Картофель

 

 

3,7

5

Специализированные

продукты

детского

1,85

питания в готовом для употребления виде

Для продуктов питания, потребление которых составляет менее 5 кг/год на человека (специи, чай, мед и др.), устанавливаются допустимые уровни в 10 раз более высокие, чем величины для прочих пищевых продуктов.

Для колбасных, мясных изделий и мясных консервов, в рецептуры которых входят конина, мясо диких животных, устанавливаются величины, как для говядины.

1.2 Определение объемной активности радионуклидов в продуктах питания

Для оценки объемной активности радионуклидов в веществах используют дозиметр-радиометр АНРИ «Сосна» или радиометр РУГ-91 «АДАНИ».

Для определения объемной активности радионуклидов в веществе возьмите кювету из комплекта прибора АНРИ «Сосна» и заполните ее до отметки «уровень чистой питьевой воды». Откройте заднюю крышку прибора и установите его на кювету. Установите переключатель режима в положение «Т», включите прибор. Зафиксируйте время начала замера и нажмите кнопку «пуск», через десять минут нажмите кнопку «стоп» и запишите показания прибора (Nф). Далее заполните кювету исследуемым веществом по отметку

«уровень». Твердые вещества необходимо измельчать и укладывать в кювету плотным, ровным слоем. Установите прибор на кювету и выполните измерение исследуемого вещества. Запишите показания прибора (Nф n ). Оценка

5

величины объемной активности радионуклидов (Бк/кг) производится по формуле

 

 

N

ф n

 

N

 

 

А Кn

 

 

 

 

ф

 

 

 

 

 

 

,

 

t2

t1

 

 

 

 

 

где Кn - коэффициент прибора. Величина коэффициента проб, содержащих изотопы цезия-137, составляет Кn = 1,2·102 Бк·мин/л·импульс;

Nф - показание прибора при замере с кюветой, заполненной водой,

импульс;

Nф+n - показания прибора при замере с исследуемым веществом,

импульс;

t1 - время замера с кюветой, заполненной водой, минут (t1= 10 мин); t2 - время замера с исследуемым веществом, минут (t2 = 10 мин).

Измеренные расчетные значения заносят в таблицу 1.2.

Таблица 1.2 – Определение объемной активности радионуклидов в продуктах питания

Объект

Показания на

Время изменения,

Удельная

РДУ-99

исследо-

цифровом табло

 

мин

радиоактив-

загряз-

вания

при

при

 

 

 

ность пробы,

нения,

 

пустой

замере

t1

 

t2

Бк/кг(л)

Бк/кг(л)

 

кювете

пробы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(вода)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3 Рекомендации по снижению воздействия радионуклидов на организм человека

Масштабность загрязнения территории республики и неравномерность радиоактивных выпадений заставляют учитывать эти реалии в повседневной жизни: от производственных до бытовых ситуаций. В целях снижения опасности от воздействия радионуклидов необходимо руководствоваться определенными положениями.

1) Максимально сокращать время воздействия на организм внешнего облучения.

Для этого необходимо, в первую очередь, иметь сведения о радиоактивном загрязнении среды обитания, такую информацию можно получить в районных центрах гигиены и эпидемиологии по месту жительства

6

или при использовании бытовых дозиметров типа «Сосна», «Белла», «Поиск-2».

2)Предотвращать попадание радиоактивных веществ в организм. Особо внимательно необходимо относится к продуктам из личных подсобных хозяйств и заготовкам «даров природы». Эти «дары» могут оказаться «дарами данайцев», особенно грибы, которые легко накапливают радионуклиды. Поэтому перед выездом в лесные районы на заготовку, необходимо узнать о возможности их сбора в том или ином месте у компетентных лиц. Учитывая неравномерность заражения местности (в одном и том же месте могут быть «пятна» с разными плотностями загрязнения), необходимо продукцию перед употреблением или заготовкой проверять на содержание радионуклидов.

3)Соблюдать комплекс мер, направленных на выведение радионуклидов из организма.

Необходимо отметить, что единственным препаратором, избирательно связывающим и выводящим из организма радиоцезий, является в настоящее время ферроцин, но прием этого препарата должен проходить под наблюдением врача в стационарных условиях.

В отношении других лекарственных препаратов можно говорить об ускорении процесса естественного выведения радиоцезия из организма. К этим препаратам относятся различные энтеросорбенты: на основе углеродных материалов – активированные угли, и на основе лигнина (продукта переработки древесины) – полифепан.

Одним из основных условий, способствующих выведению радиоцезия из организма, является нормализация работы кишечника. Говоря просто, необходимо добиться одно-двухразового «стула» в день. Для этих целей используются, в первую очередь, продукты, содержащие большое количество клетчатки. Особенно следует подчеркнуть необходимость разнообразного и сбалансированного питания, содержащего достаточное количество витаминов, клетчатки, белка, микроэлементов, сбалансированных аминокислот и солей. Все эти положения относятся и к проведению мероприятий по укреплению здоровья, правильной организации труда, быта и отдыха. Так, рекомендуется мытье рук с мылом перед едой, принятие душа, влажная уборка помещений, отдельное хранение рабочей и домашней одежды, еженедельная баня и т.д. Иначе говоря, надо выполнять нормальные, общепринятые гигиенические обязанности человека, живущего в начале 21-го века.

4)Проведение систематического контроля за состоянием здоровья.

В настоящее время парламентом и правительством республики принята концепция проживания граждан на территории, загрязненной радионуклидами в результате аварии на ЧАЭС. В основу этой концепции положена не плотность загрязнения территории радионуклидами, а дозовая нагрузка населения за год, которая не должна превышать 0,1 бэр в год.

7

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ НИТРАТОВ В ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ

Цель работы: 1) Определение концентрации нитрат-ионов в пищевых продуктах.

2)Рекомендации по снижению содержания нитратов в пищевых продуктах растительного происхождения.

2.1Теоретическая часть

Для здоровья человека очень важным является потребление таких продуктов питания, которые содержат достаточное количество макро- и микроэлементов, независимых аминокислот и витаминов. Отсутствие или недостаток содержания в продуктах питания этих веществ вызывает различные нарушения деятельности организма человека. В связи с этим возникает проблема использования минеральных удобрений и их влияние на качество продуктов питания.

В то же время практика показывает, что нарушение научно-обоснованных рекомендаций по применению минеральных удобрений приводит не только к снижению урожайности культур, ухудшению пищевой ценности получаемых продуктов, но и к значительному увеличению нитратов в них и объектах окружающей среды, особенно в почве и водоисточниках. Нитраты – соли азотной кислоты – вовсе не синоним ядохимикатов, например, пестицидов. Это элемент минерального питания растений, строительный материал для них. Отсюда и впечатляющие различия в цифрах: для чуждых растению пестицидов максимально допустимые уровни не превышают долей мг/кг, а допустимое содержание нитратов – десятки и сотни миллиграммов. Например, в капусте допустимое содержание остаточных количеств дихлофоса не более 0,05 мг/кг, карбофоса – 0,5 мг/кг, а нитратов – 400 мг/кг. И опасность возникает при весьма существенном избытке нитратов в нашей пище.

Сами нитраты не отличаются высокой токсичностью. Но под действием микрофлоры кишечника идет элементарный химический процесс – восстановление их в нитриты, соли азотистой кислоты. А это уже принципиально иное дело, поскольку нитраты во много раз токсичнее – особенно для детей и пожилых людей, для больных дисбактериозом кишечника, а также для страдающих заболеваниями дыхательной и сердечнососудистой систем. Так как нитраты взаимодействуя с гемоглобином крови переводят его двухвалентное железо в трехвалентное, свойственное метгемоглобину, лишая его способности транспортировать кислород и мешая, тем самым, нормальному тканевому дыханию.

8

При повышенном содержании в крови метгемоглобина у человека развиваются клинические признаки отравления – посинение слизистых, тошнота, рвота, понос, увеличение печени, слабость, головная боль и т.д.

Кроме того, избыточные нитраты в организме участвуют в образовании более сложных соединений – нитрозоаминов, которые считаются канцерогенными веществами, способными вызывать опухоли (раковые заболевания). Кроме канцерогенных и токсических свойств, нитросоединения обладают мутагенными (воздействующими на генетический аппарат) и терагенными (способными вызывать различные уродства) свойствами.

Высокие дозы азотных удобрений, особенно не сбалансированных с другими удобрениями или внесенных в конце вегетации, когда растение уже не успевает «переварить» избыточную пищу, далеко не исчерпывают причины высоких концентраций нитратов в овощах. На их содержание влияют характер почв, погодные условия, густота посевов и многое другое. Различные растения в силу своих биологических особенностей обладают разной способностью к накоплению нитратов: из овощей несомненные лидеры – зеленые культуры (укроп, салат, петрушка), за ними идет свекла, дальше с существенным отставанием – капуста и морковь. У картофеля, занимающим в нашем рационе особое место, к счастью, менее развита склонность к такому накопительству.

Нитраты практически отсутствуют в зерне и скапливаются, в основном, в листьях, стеблях, поэтому молоко коров, получавших траву, выращенную с применением высоких доз азотных удобрений, содержит повышенные концентрации нитратов и имеет горький привкус. В то же время в свежем мясе животных, получавших траву, выращенную с применением обычных и повышенных доз удобрений, нитрозоамины не обнаружены.

Допустимые уровни содержания нитратов в пищевых продуктах растительного происхождения для населения Республики Беларусь были утверждены Министерством здравоохранения 7 апреля 1989 года и представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Допустимые уровни содержания нитратов в пищевых продуктах

 

Допустимые уровни

Наименование пищевых продуктов

содержания нитратов,

п/п

 

мг/кг

 

 

1

2

3

1

Картофель

150

2

Капуста белокочанная

400

3

Морковь

200

4

Томаты

100

5

Огурцы

150

6

Лук перо

400

7

Редис

1500

 

9

 

Продолжение таблицы 2.1

1

2

 

3

8

Баклажаны, патиссоны

 

300

9

Свекла столовая

 

1400

10

Лук репчатый

 

80

11

Листовые овощи (салат, петрушка, щавель,

 

укроп и т.д.)

 

1500

12

Дыни

 

90

13

Арбузы, яблоки, груши, виноград столовых

 

сортов

 

60

14

Перец сладкий

 

200

15

Кабачки

 

400

16

Продукты детского питания

(овощи

 

консервированные)

 

50

17

Вода

 

45

Допустимые уровни содержания нитратов в овощах закрытого грунта увеличиваются в два раза.

Допустимая суточная доза нитратов для человека принимается равной 5 мг на 1 кг веса человека.

Использование высоких доз минеральных удобрений при выращивании сельскохозяйственной продукции создает избыточное питание азотом, а при нарушении оптимального соотношения азота – фосфора – калия растения накапливают высокие концентрации нитратов, а если это еще и сопровождается недостатком микроэлементов в почве (молибден, медь, бром, цинк, бор) и неблагоприятными погодными условиями (низкая температура, большая влажность, недостаточное освещение – холодное дождливое лето), то создаются условия, резко тормозящие синтез органических веществ из накопленных нитратов. Поэтому получаемые пищевые продукты будут содержать высокие концентрации нитратов. Нитраты в растительных продуктах распределяются неравномерно. Наибольшее количество нитратов находится в частях, расположенных ближе к корню, скажем, в корне укропа содержание нитратов достигает 384 мг/кг, в стебле – 487 мг/кг, в листе – 94 мг/кг (рис. 2.1). Явный избыток нитратов содержится в кончиках моркови, свеклы, редиса, редьки – в связи с большим количеством мелких всасывающих корешков. Однако беда в том, что сердцевина моркови, капусты, тоже богата нитратами. Наоборот, в огурцах и редисе поверхностные слои содержат нитратов на 70% больше, чем внутренние, кроме того, у молодых растений нитратов на 50-70% выше, чем у зрелых.

Все это заставляет по-новому подойти к проблемам, связанным с увеличением концентрации нитратов и нитритов в объектах окружающей среды, прежде всего в пищевой продукции сельского хозяйства, и, следовательно, к причинам, вызывающим это увеличение.

10

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.