Источники загрязнения пищевых продуктов токсичными металлами

Обновлено: 01.12.2022

По вопросу металлических загрязнений существует несколько течек зрения. Согласно одной их них, все металлы периодической системы делят на группы:

-металлы, как незаменимые факторы питания (эссенциальные макро- и микроэлементы);

-неэссенциальные или необязательные для жизнедеятельности металлы; токсичные металлы.

Согласно другой точке зрения, все металлы необходимы для жизнедеятельности, но в определенных количествах. По воздействию на организм человека выработана следующая классификация микроэлементов:

-микроэлементы, имеющие значение в питании человека и животных (Co, Cr, Ce, F, Fe, I, Mo, Mn, Ni, Se, Si, V, Zn);

-микроэлементы, имеющие токсикологическое значение (As, Be, Cd, Co, Cr, F, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, Pd, Se, Sn, Ti, V, Zn).

При этом следует лтметить, что 10 их перечисленных элементов отнесены в обе группы.

Биологически эссенциальные металлы имеют пределы доз, определяющие их дефицит, оптимальный уровень и уровень токсического действия. Токсические металлы на этой же шкале в низких дозах не оказывают вредного действия и не несут биологических функций. Однако в высоких дозах они оказывают токсическое действие. Таким образом не всегда можно установить различие между жизненно необходимыми и токсичными металлами. Все металлы могут проявить токсичность, если они потребляются в избыточном количестве. Кроме того, токсичность металлов проявляется в их взаимодействии друг с другом. Тем не менее, существуют металлы, которые проявляют сильно выраженные токсикологические свойства при самых низких концентрациях и не выполняют кокой либо полезной функции. К таким токсичным металлам относят ртуть, кадмий, свинец, мышьяк.

Ртуть, кадмий, свинец, мышьяк, медь, стронций, цинк, железо Объединенная комиссия ФАО и ВОЗ по пищевому кодексу (Codex Alimehtarius) включила в число компонентов, содержание которых контролируется при международной торговле продуктами питания. В России и СНГ подлежат контролю еще 7 элементов (сурьма, никель, хром, алюминий, фтор, йод, олово), а при наличии показаний могут контролироваться и некоторые другие металлы.

В России гигиеническими требованиями определены критерии безопасности для следующих токсических веществ: свинец, мышьяк, кадмий. Ртуть, медь, цинк, железо, олово (для консервов в сборной жестяной таре), хром (для консервов в хромированной таре).

Свинец относится к наиболее известным ядам и среди современных токсикантов играет весьма заметную роль. Свинец находится в микроколичествах почти повсеместно. В почвах обычно содержится от 2 до 200 мг/кг свинца. Свинец, как правило сопутствует другим металлам, чаще всего цинку, железу, кадмию и серебру. В наше время в роли токсикантов окружающей среды выступают прежде всего алкильные соединения свинца, такие как тетраэтилсвинец.

В радиусе нескольких километров от свинцеперерабатывающих предприятий концентрация этого металла в некоторых овощах и фруктах варьируется в пределах (мг/кг): в помидорах – 0,6. 1,2, в огурцах – 0,7. 1,1, в перце – 1,5. 4.5, в картофеле – 0,7. 1,5. При обработке продуктов основным источником поступления свинца является жестяная банка, которая используется для упаковки от 10 до 15 % пищевых изделий.

Свинец токсически действует на 4 системы органов: кроветворную, нервную, желудочно-кишечную и почечную. Экспертами ФАО и ВОЗ установлена величина ПДК (допустимая суточная доза) свинца для взрослого человека, которая составляет 0,007 мг/кг массы тела, а ПДК (предельно допустимая концентрация) в питьевой воде – 0,05 мг/л.

Мышьяк. Природный мышьяк находится в элементном состоянии, в виде арсенидов и арсеносульфидов тяжелых металлов. Содержится во всех объектах биосферы: в морской воде – около 5 мкг/кг, в земной коре – 2 мг/кг, рыбах и ракообразных – в наибольших количествах.

Мышьяк в зависимости от дозы, может вызвать острое и хроническое отравление. Хроническая интоксикация возникает при длительном употреблении питьевой воды с 0,3. 2.2 мг/л мышьяка. Разовая доза мышьяка в 30 мг смертельна для человека. Допустимая суточная доза мышьяка – 0,05 мг/кг массы тела, что для взрослого человека составляет около 3 мг/сут.

Кадмий. Кадмий представляет собой один из самых опасных токсикантов из внешней среды. В природной среде кадмий встречается в очень малых количествах, именно поэтому его отравляющее действие было выявлено лишь недавно. В последние 30 – 40 лет он все больше применяется в промышленности. Кадмий опасен в любой форме – принятая внутрь доза в 30 – 40 мг уже может оказаться смертельной. Поглощенное количество кадмия выводится из организма очень медленно (0,1 % в сутки), легко может происходить хроническое отравление. В организме кадмий в первую очередь накапливается в почках. Кадмий почти невозможно изъять из природной среды, поэтому он все больше накапливается в ней и попадает различными путями в пищевые цепи человека и животных. Больше всего кадмия мы получаем с растительной пищей.

Эксперты ФАО полагают, что взрослый человек с рационом получает 30. 150 мкг кадмия в сутки. Допустимая суточная доза кадмия составляет 1 мкг/кг массы тела.

Ртуть. Один из самых опасных и высокотоксичных элементов, обладающий способностью накапливаться в организме растений, животных и человека. В пищевых продуктах ртуть может присутствовать в 3-х видах: атомарная ртуть, окисленная ртуть и алкилртуть – соединения ртути с алкилирующими соединениями.

Токсичность ртути зависит от вида ее соединений, которые по разному всасываются, метаболизируются и выводятся из организма. С токсикологической точки зрения ртуть наиболее опасна, когда она присоединена к углеродному атому метиловой, этиловой или пропиловой группы – это алкильные соединения с короткой цепью. Процесс метилирования ртути является ключевым звеном ее биокумуляции по пищевым цепям водных экосистем. Механизм токсического действия ртути связывают с ее взаимодействием с белками. Ртуть изменяет свойства белков или инактивирует ряд жизненно важных ферментов. Неорганические соединения ртути нарушают обмен аскорбиновой кислоты, пиридоксина, кальция, меди, цинка, селена; органические – обмен белков, цистеина, аскорбиновой кислоты, токоферолов, железа, меди, марганца, селена. Ртуть, проникнув в клетку, может включиться в структуру ДНК, что сказывается на наследственности человека.

Допустимое недельное поступление не должно превышать 0,3 мг на человека, в том числе метилртути не более 0,2 мг, что эквивалентно 0,005 мг/кг и 0,003 мг/кг массы тела за неделю. В питьевой воде до 0,001 мг/л, а для других прочих продуктов – около 0,05 мг.

Медь. Медь присутствует почти во всех пищевых продуктах. Суточная потребность взрослого человека в меди 2,0 – 2,5 мг, то есть 35 – 40 мкг/ кг массы тела, для детей – 80 мкг/ кг массы тела. Однако при нормальном содержании в пище молибдена и цинка – физиологических антагонистов меди – по оценке экспертов ФАО, суточное потребление меди может составлять не более 0,5 мкг/кг массы тела. В организме человека присутствуют механизмы биотрансформации меди. При длительном воздействии высоких доз меди наступает «поломка» механизмов адаптации, переходящая в интоксикацию и специфическое заболевание.

Цинк. Цинк присутствует во многих пищевых продуктах и напитках, особенно в продуктах растительного происхождения. Суточная потребность в цинке взрослого человека составляет 15 мг. Содержание цинка в пищевых продуктах составляет, мг/кг: мясо – 20-40, рыбопродукты – 15-30, устрицы – 60-1000, яйца – 15-20, фрукты и овощи – 5, зерновые – 25-30, молоко – 2-6 мг/л. В суточном рационе взрослого человека содержание цинка составляет 13 – 25 мг. Цинк и его соединения малотоксичны. Однако избыток цинка вызывает токсическое действие на организм. Токсические дозы солей цинка действуют на желудочно-кишечный тракт.

ПДК цинка в питьевой воде – 5 мг/л, для водоемов рыбохозяйственного значения – 0,01 мг/л.

Олово. Пищевые продукты содержат этот элемент до 1 – 2 мг/кг. Неорганические соединения олова малотоксичны, органические – более токсичны, находят применение в сельском хозяйстве в качестве фунгицидов, в химической промышленности. Основным источником загрязнения пищевых продуктов оловом являются консервные банки, фляги. Опасность отравления оловом увеличивается при постоянном присутствии его спутника – свинца. Не исключено взаимодействие олова с отдельными веществами пищи и образование более токсичных органических соединений.

Высокая концентрация олова в пище может привести к острому отравлению. Показано, что для человека токсичная доза олова составляет 5 – 7 мг/кг массы тела. Отравление оловом может вызвать признаки острого гастрита, оно отрицательно влияет на активность пищеварительных ферментов.

Источники загрязнения пищевых продуктов тяжёлыми металлами

За последнее время большое значение для аналитической химии приобрела проблема, связанная с загрязнением пищевых продуктов тяжёлыми металлами и другими химическими веществами. В атмосферу идет огромный выброс токсичных веществ со всевозможных производств: фабрик, заводов и т.д. Попадая в атмосферу и воду, тем самым они загрязняют и почву, а с ней и растения. Растения, в свою очередь, это основа всех пищевых продуктов.

Тяжелые металлы также попадают в мясо, молоко, так как животные, употребляя растения, употребляют тем самым и токсичные элементы, то есть тяжелые металлы, которые накапливаются в растениях. Завершающим звеном в этой цепочке, является человек, который потребляет большое разнообразие пищевых продуктов.

Тяжелые металлы способны накапливаться и трудно выводиться из организма. Они пагубно влияют на организм человека и здоровья в целом.

Поэтому для аналитической химии важной задачей является разработка методов определения токсичных веществ в пищевых продуктах.

При этом весьма важным вопросом является также определение среднего и предельно допустимого содержания концентраций металлов в пищевых продуктах.

Источники загрязнения пищевых продуктов тяжёлыми металлами

Термин "тяжелые металлы" связан с высокой относительной атомной массой. Эта характеристика обычно отождествляется с представлением о высокой токсичности. Одним из признаков, которые позволяют относить металлы к тяжелым, является их плотность.

Некоторые металлы необходимы для нормального протекания физиологических процессов в организме человека. Однако при повышенных концентрациях они токсичны. Соединения металлов, попадая в организм, взаимодействуют с рядом ферментов, подавляя их активность.

Таким образом, к тяжелым металлам относят более 40 химических элементов с относительной плотностью более 6. Число же опасных загрязнителей, если учитывать токсичность, стойкость и способность накапливаться во внешней среде, а также масштабы распространения указанных металлов, значительно меньше.

Основными неорганическими (минеральными) загрязнителями являются разнообразные химические соединения. Это соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора. Большинство из них попадает в воду в результате человеческой деятельности. металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк) относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко применяются в металлургическом, химическом производстве, поэтому, несмотря на очистные мероприятия, содержание соединения тяжелых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое.

Загрязнение пищевых продуктов наблюдается, когда сельскохозяйственные культуры выращиваются на полях вблизи промышленных предприятий или загрязнены городскими отходами. Медь и цинк концентрируются преимущественно в корнях, кадмий — в листьях.

Добыча и переработка не являются самым мощным источником загрязнения среды металлами. Валовые выбросы от этих предприятий значительно меньше выбросов от предприятий теплоэнергетики. Не металлургическое производство, а именно процесс сжигания угля является главным источником поступления в биосферу многих металлов. В угле и нефти присутствуют все металлы. Значительно больше, чем в почве, токсичных химических элементов, включая тяжелые металлы, в золе электростанций, промышленных и бытовых топок. Выбросы в атмосферу при сжигании топлива имеют особое значение. Например, количество ртути, кадмия, кобальта, мышьяка в них в 3-8 раз превышает количество добываемых металлов. Известны данные о том, что только один котлоагрегат современной ТЭЦ, работающий на угле, за год выбрасывает в атмосферу в среднем 1-1,5 т паров ртути. Тяжелые металлы содержатся и в минеральных удобрениях.

Наряду со сжиганием минерального топлива важнейшим путем техногенного рассеяния металлов является их выброс в атмосферу при высокотемпературных технологических процессах (металлургия, обжиг цементного сырья и др.), а также транспортировка, обогащение и сортировка руды.

Существенный источник загрязнения почвы металлами - применение удобрений из шламов, полученных из промышленных и канализационных очистных сооружений.

В выбросах металлургических производств тяжелые металлы находятся, в основном, в нерастворимой форме. По мере удаления от источника загрязнения наиболее крупные частицы оседают, доля растворимых соединений металлов увеличивается, и устанавливаются соотношения между растворимой и нерастворимыми формами. Аэрозольные загрязнения, поступающие в атмосферу, удаляются из нее путем естественных процессов самоочищения. Важную роль при этом играют атмосферные осадки. В итоге выбросы промышленных предприятий в атмосферу, сбросы сточных вод создают предпосылки для поступления тяжелых металлов в почву, подземные воды и открытые водоемы, в растения, донные отложения и животных.

Максимальной способностью концентрировать тяжелые металлы обладают взвешенные вещества и донные отложения, затем планктон, бентос и рыбы.

Токсичные металлы

Мышьяк.Природный мышьяк находится в элементном состоянии, в виде арсенидов и арсеносульфидов тяжелых металлов. Содержится во всех объектах биосферы: в морской воде – около 5 мкг/кг, в земной коре – 2 мг/кг, рыбах и ракообразных – в наибольших количествах.

Ртуть.Один из самых опасных и высокотоксичных элементов, обладающий способностью накапливаться в организме растений, животных и человека. В пищевых продуктах ртуть может присутствовать в 3-х видах: атомарная ртуть, окисленная ртуть и алкилртуть – соединения ртути с алкилирующими соединениями.

Медь.Медь присутствует почти во всех пищевых продуктах. Суточная потребность взрослого человека в меди 2,0 – 2,5 мг, то есть 35 – 40 мкг/ кг массы тела, для детей – 80 мкг/ кг массы тела. Однако при нормальном содержании в пище молибдена и цинка – физиологических антагонистов меди – по оценке экспертов ФАО, суточное потребление меди может составлять не более 0,5 мкг/кг массы тела. В организме человека присутствуют механизмы биотрансформации меди. При длительном воздействии высоких доз меди наступает «поломка» механизмов адаптации, переходящая в интоксикацию и специфическое заболевание.

Олово.Пищевые продукты содержат этот элемент до 1 – 2 мг/кг. Неорганические соединения олова малотоксичны, органические – более токсичны, находят применение в сельском хозяйстве в качестве фунгицидов, в химической промышленности. Основным источником загрязнения пищевых продуктов оловом являются консервные банки, фляги. Опасность отравления оловом увеличивается при постоянном присутствии его спутника – свинца. Не исключено взаимодействие олова с отдельными веществами пищи и образование более токсичных органических соединений.

Тема 8. Загрязнения пищевых продуктов токсичными металлами

8.1 Загрязнения продуктов питания химическими элементами. Актуальность проблемы.

Химические элементы широко распространены в природе, они могут попадать в пищевые продукты, например, из почвы, атмо­сферного воздуха, подземных и поверхностных вод, сельскохозяй­ственного сырья, а через пищу - в организм человека.

Большинство химических элементов жизненно необходимы че­ловеку, при этом для одних установлена определенная роль в ор­ганизме, для других эту роль еще стоит определить.

Следует отметить, что микро- и макроэлементы проявляют био­химическое и физиологическое действие только в определенных дозах. В больших количествах они обладают токсическим влияни­ем на организм. Так, например, известны высокие токсические свойства мышьяка, однако в небольших количествах он стимулиру­ет процессы кроветворения. Для некоторых химических элементов установлена предельно допустимая концентрация (ПДК).

Причинами загрязнения пищевых продуктов химическими эле­ментами являются: отходы промышленных предприятий, выхлоп­ные газы автотранспорта, неконтролируемое применение химиче­ских удобрений, разработка полезных ископаемых. Химические элементы накапливаются в растительном и животном сырье, что обусловливает их высокое содержание в пищевых продуктах и продовольственном сырье.

Согласно решению объединенной комиссии ФАО/ВОЗ по Пи­щевому кодексу, в число компонентов, содержание которых конт­ролируется при международной торговле продуктами питания, включено восемь химических элементов - это ртуть, кадмий, сви­нец, мышьяк, медь, цинк, железо, стронций. Список этих элементов в настоящее время дополняется. В России требованиями СанПиН определены критерии безопасности для следующих токсических веществ: ртуть, кадмий, свинец, мышьяк и др. В настоящем учебном пособии рассмотрены четыре наиболее опасных элемента.

8.2 Токсиколого-гигиеническая характеристика свинца. Профилактика загрязнений.

Свинец. Один из самых распространенных и опасных токсикантов.

Свинец находится в микроколичествах почти повсеместно. В почвах обычно содержится от 2 до 200 мг/кг свинца. Свинец, как правило, сопутствует другим металлам, чаще всего цинку, железу, кадмию и серебру. Большие залежи свинецсодержащих руд встречаются во многих частях света. Главными государствами, обладающими запасами свинцовых руд, являются США, Россия, Австралия, Канада, Перу, Мексика, Китай, Болгария. Наиболее распространенными рудами являются галенит - свинцовый блеск (сульфид свинца), церуссит (карбонат свинца) и англезит (сульфат свинца). Широкое использование свинца человеком объясняется легкостью его выделения из руд.

Свинец используют в виде металла и в виде его химических соединений. Наибольшая доля добываемого свинца используется на изготовление свинцовых аккумуляторов для автомобилей, электротранспорта, применяют также для покрытия кабелей, для изготовления пуль и снарядов, для пайки швов жестяных банок, при производстве двигателей, в полиграфии. Оксид свинца применяют для изготовления белил, свинцового сурика, глазурования керамических изделий. Соли свинца широко используются в производстве стеклянных изделий, для изготовления высококачественного хрусталя, телевизионных трубок и флюоресцентных ламп.

В наше время в роли токсикантов окружающей среды выступают, прежде всего, алкильные соединения свинца, такие как тетраэтилсвинец, которые примешивают к автобензину в качестве антидетонаторов.

Источники поступления свинца:

растительные продукты и мясо сельскохозяйственных животных, выращенных вблизи промышленных центров, крупных автомагистралей;

использование загрязненного корма для откармливания скота, при этом загрязняется молоко и мясо;

использование пестицидов, содержащих свинец, приводит к загрязнению почвы, а, следовательно, фруктов и овощей;

пищевые продукты в жестяной упаковке (банке), свинец попадает в продукт из свинцового припоя в швах банки;

при сбросе вод из рудников приводит к загрязнению окружающей среды.

Содержание свинца в пищевых продуктах имеет региональные различия. Чем больше содержится свинца в окружающей среде, тем большее количество регистрируется в растительных и животных продуктах, причем свинец обнаруживают практически во всех продуктах.

Среднее содержание свинца в продуктах питания - 0,2 мг/кг, по отдельным группам продуктов, мг/кг (в скобках - среднее со­держание): фрукты - 0,01-0,60 (0,1), овощи - 0,02-1,60 (0,19), крупы - 0,03-3,00 (0,21), хлебобулочные изделия - 0,03-0,82 (0,16), мясо и рыба -0,01-0,78 (0,16), молоко -0,01-0,10 (0,027), чай - 40.

ГОСТ 2874-82 предусматривает содержание свинца в водопро­водной воде не выше 0,03 мг/л, в атмосферном воздухе - 1,5 мкг/м 3 . Взрослый человек полу­чает ежедневно с пищей 0,1-0,5 мг свинца, с водой - около 0,02 мг. Общее его содержание в организме составляет 120 мг. Поступивший свинец с пищей усваивается на 8%, на 10-12% - с водой. В организме взрослого человека усваивается в среднем 10% по­ступившего свинца, у детей - 30-40%. Дефицит в рационе кальция, железа, пектинов, белков или повышенное поступление витамина D увеличивают усвоение свинца, а, следовательно, его токсичность, что необходимо учитывать при организации диетического и лечебно-профилактического питания.

90 % поступившего свинца выводится из организма с фекалиями, ос­тальное количество с мочой и другими биологическими жидкостями. Биологи­ческий период попувыведения свинца из мягких тканей и органов составляет около 20 дней, из костей - до 20 лет.

Свинец токсически воздействует на 4 системы органов: кроветворную, нервную, желудочно-кишечную и почечную. Свинцовая интоксикация называется сатурнизм.

При попадании свинца в кровеносную систему, включается в клетки крови и влияет на синтез гемоглобина (ускоряет гибель эритроцитов), что может стать причиной анемии.

Некоторое количество свинца поступает в мозг, однако накапливается там незначительно (заболевания головного мозга чаще бывают у детей).

При поражении ЦНС у пострадавших отмечается снижение умственной способности, ухудшение памяти, агрессивное поведение, параличи мышц рук и ног.

Из крови свинец поступает в мягкие ткани и кости, где депонируется в виде трифосфата.

Острое отравление свинцом обычно проявляется в виде желудочно-кишечных расстройств. Вслед за потерей аппетита, запорами могут последовать приступы колик с интенсивными болями в животе. Это так называемые «сухие схватки» или «девонширские колики».

Отмечено отрицательное влияние на половую функцию организма (угнетение живости стероидных гормонов, гонадотропной активности, нарушение сперматогенеза и др.).

По данным ФАО, допустимая суточная доза (ДСД) свинца со­ставляет около 0,007 мг/кг массы тела, ПДК в питьевой воде - 0,05 мг/л.

Мероприятия по профилактике загрязнения свинцом пищевых продуктов должны включать государственный и ведомственный контроль за промышленными выбросами свинца в атмосферу, во­доемы, почву. Необходимо снизить или полностью исключить при­менение тетраэтилсвинца в бензине, свинцовых стабилизаторах, изделиях из поливинилхлорида, красителях, упаковочных материа­лах. Немаловажное значение имеет гигиенический контроль за ис­пользованием луженой пищевой посуды, а также глазурованной керамической посуды, недоброкачественное изготовление кото­рых ведет к загрязнению пищевых продуктов свинцом.

Загрязнение пищевого сырья и продуктов тяжелыми металлами. Токсичность тяжелых металлов.

Свинец с. Взрослый человек получает ежедневно с пищей 0,1–0,5 мг свинца, с водой — около 0,02 мг. Общее его содержание в организме составляет 120 мг. В организме взрослого человека усваивается в среднем 10 % поступившего свинца, у детей — 30–40 %.Из крови свинец поступает в мягкие ткани и кости, где депонируется в виде трифосфата. 90 % поступившего свинца выводится из организма с фекалиями, остальное с мочой и другими биологическими жидкостями. Биологический период полувыведения свинца из мягких тканей и органов составляет около 20 дней, из костей — до 20 лет. Механизм токсического действия свинца определяется по двум основным направлениям:•блокада функциональных групп белков, что приводит к ингибированию многих жизненно важных ферментов. Наиболее ранний признак свинцовой интоксикации (сатурнизма) — снижение активности фермента, катализирующего процесс формирования протобилиногена и гемсинтетазы;

•проникновение свинца в нервные и мышечные клетки, образование лактата свинца путем взаимодействия с молочной кислотой, затем фосфатов свинца, которые создают клеточный барьер для проникновения в нервные и мышечные клетки ионов кальция. Развивающиеся на основе этого парезы, параличи служат признаками свинцовой интоксикации. Основными мишенями при воздействии свинца являются кроветворная, нервная, пищеварительная системы и почки. Отмечено отрицательное влияние на половую функцию организма (угнетение активности стероидных гормонов, гонадотропной активности, нарушение сперматогенеза и др.).

Допустимая суточная доза (ДСД) свинца составляет около 0,007 мг/кг массы тела, ПДК в питьевой воде — 0,05 мг/л.

Мероприятия по профилактике загрязнения свинцом пищевых продуктов должны включать государственный и ведомственный контроль за промышленными выбросами свинца в атмосферу, водоемы, почву. Необходимо снизить или полностью исключить применение тетраэтилсвинца в бензине, свинцовых стабилизаторах, изделиях из поливинилхлорида, красителях, упаковочных материалах. Немаловажное значение имеет гигиенический контроль за использованием луженой пищевой посуды, а также глазурованной керамической посуды, недоброкачественное изготовление которых ведет к загрязнению пищевых продуктов свинцом.

Кадмий. В природе в чистом виде не встречается, это сопутствующий продукт при рафинировании цинка и меди. Кадмий широко применяется в различных отраслях промышленности в качестве компонента защитных гальванических покрытий при производстве пластмасс, полупроводников. В некоторых странах соли кадмия используются в ветеринарии как антигельминтные и антисептические препараты. Фосфатные удобрения и навоз также содержат кадмий.

Установлено, что примерно 80 % кадмия поступает в организм человека с пищей, 20 % — через легкие из атмосферы и при курении. С рационом взрослый человек получает в сутки до 150 и более мкг кадмия на 1 кг массы тела. В одной сигарете содержится 1,5–2,0 мкг кадмия, поэтому его уровень в крови и почках у курящих в 1,5–2,0 раза выше по сравнению с не-курящими.92–94 % кадмия, попавшего в организм с пищей, выводится с мочой, калом и желчью. Остальная часть находится в органах и тканях в ионной форме или в комплексе с низкомолекулярным белком — металлотионеином. В виде этого соединения кадмий не токсичен, поэтому синтез металлотионеина является защитной реакцией организма при поступлении небольших количеств кадмия. Здоровый организм человека содержит около 50 мг кадмия.

Мышьяк. Природный мышьяк находится в элементном состоянии, в виде арсенидов и арсеносульфидов тяжелых металлов. Содержится во всех объектах биосферы: морской воде — около 5 мкг/кг, земной коре — 2 мг/кг, рыбах и ракообразных — в наибольших количествах. Фоновый уровень мышьяка в про-дуктах питания из нормальных геохимических регионов составляет в среднем0,5–1 мг/кг.

Суточное поступление мышьяка в организм взрослого человека составляет в среднем 0,05–0,42 мг, и может достигать 1 мг в зависимости от его содержания в потребляемых продуктах питания и проникновения из других объектов окружающей среды. ДСД мышьяка 0,05 мг/кг массы тела, что составля-ет для взрослого человека около 3 мг/сут.

Мышьяк, в зависимости от дозы, может вызывать острое и хроническое отравление. Разовая доза в 30 мг смертельна для человека. Механизм токсического действия мышьяка связан с блокированием тиоловых групп ферментов, контролирующих тканевое дыхание, деление клеток, другие жизненно важные функции. Специфическими симптомами интоксикации считают утолщение рогового слоя кожи ладоней и подошв. Неорганические соединения мышьяка более токсичны, чем органические. Соединения мышьяка хорошо всасываются в пищевом тракте. 90 %поступившего в организм мышьяка выделяется с мочой. В организме он накапливается в эктодермальных тканях — волосах, ногтях, коже.

Загрязнение продуктов питания мышьяком обусловлено его использованием в сельском хозяйстве в качестве родентицидов, инсектицидов, фунгицидов , стерилизатора почвы. Мышьяк находит применение в производстве полупроводников, стекла, красителей.

Ртуть. Один из самых опасных и высокотоксичных элементов, способный накапливаться в организме растений, животных и человека. Благодаря своим физико-химическим свойствам — растворимости, летучести — ртуть и ее соединения широко распространены в природе. В земной коре ее содержание составляет 500 мкг/кг, морской воде — около 0,03 мкг/кг. В организме взрослого человека — около 13 мг, однако необходимость ее для процессов жизнедеятельности не доказана. Распределение и миграция ртути в окружающей среде осуществляются в виде круговорота:

•перенос паров элементной ртути от наземных источников в мировой океан;

•циркуляция соединений ртути, образуемых в процессе жизнедеятельности бактерий;

•использования ртути в народном хозяйстве — производство хлора и щелочей, амальгамная металлургия, электротехническая промышленность, медицина и стоматология, сельское хозяйство, например, применение ртутной серной мази — при кожных заболеваниях, фунгицидов (алкилированные соединения ртути) — для протравливания семян.

Фоновое содержание ртути в съедобных частях сельскохозяйственных растений обычно составляет от 2 до 20 мкг/кг, редко 50–200 мкг/кг. Наибольшая концентрация ртути обнаружена в шляпочных грибах — 6–447 мкг/кг.

Мясо рыбы отличается наибольшей концентрацией ртути и ее соединений, которые активно аккумулируются в организме из воды и корма, содержащих другие гидробионты, богатые ртутью. В мясе хищных пресноводных рыб уровень ртути составляет 107–509 мкг/кг, нехищных — 79–200 мкг/кг, океанских — 300–600 мкг/кг.

Токсичность ртути зависит от вида ее соединений, которые по-разному всасываются, метаболизируются и выводятся из организма. Наиболее токсичны алкилртутные соединения с короткой цепью — метилртуть и этилртуть. Неорганические соединения ртути нарушают обмен аскорбиновой кислоты, пиридоксина, кальция, меди, цинка, селена; органические — обмен белков, цистеина, аскорбиновой кислоты, токоферолов, железа, меди, марганца, селена. Клиническая картина хронического отравления организма небольшими дозами ртути получила название микромеркуриализма. Защитным эффектом при воздействии ртути на организм человека обладают цинк и особенно селен.

Человек получает с суточным рационом 0,045–0,060 мг ртути, что примерно соответствует рекомендуемой ФАО/ВОЗ по ДСП — 0,05 мг.

Медь, в отличие от ртути и мышьяка, принимает активное участие в процессах жизнедеятельности, входя в состав ряда ферментных систем. Суточная потребность — 4–5 мг. Дефицит меди приводит к анемии, недостаточности роста, ряду других заболеваний, в отдельных случаях — к смертельному исходу. В организме присутствуют механизмы биотрансформации меди. При длительном воздействии высоких доз меди наступает «поломка» механизмов адаптации, переходящая в интоксикацию и специфическое заболевание. В этой связи является актуальной проблема охраны окружающей среды и пищевой продукции от загрязнения медью и ее соединениями. Основная опасность исходит от промышленных выбросов, передозировки инсектицидами, другими токсичными солями меди, потребления напитков, пищевых продуктов, соприкасающихся в процессе производства с медными деталями оборудования или медной тарой.

Цинк. Содержится в земной коре в количестве 65 мг/кг, морской воде — 9–21 мкг/кг, организме взрослого человека — 1,4–2,3 г. Цинк как кофактор входит в состав около 80 ферментов, участвуя тем самым в многочисленных реакциях обмена веществ. Типичными симптомами недостаточности цинка являются замедление роста у детей, половой инфантилизму подростков, нарушение вкуса (гипогезия) и обоняния (гипосмия) и др. Суточная потребность в цинке взрослого человека составляет 15 мг, при беременности и лактации — 20–25 мг. Цинк, содержащийся в растительных продуктах, менее доступен для организма, поскольку фитин растений и овощей связывает цинк (10 % усвояемости). Цинк из продуктов животного происхождения усваивается на 40 %. Содержание цинка в пищевых продуктах - мясо, рыба, устрицы, яйца. В суточном рационе взрослого человека содержание цинка составляет 13–25 мг. Содержание цинка в воде в концентрации 40 мг/л безвредно для человека.

Цинк и его соединения малотоксичны. Вместе с тем возможны случаи интоксикации при нарушении использования пестицидов, небрежного терапевтического применения препаратов цинка. Признаками интоксикации являются тошнота, рвота, боль в животе, диарея. Известны случаи отравления пищей или напитками, хранившимися в железной оцинкованной посуде.

Олово. Необходимость олова для организма человека не доказана. Вместе с тем пищевые продукты содержат этот элемент до 1–2 мг/кг, организм взрослого человека — около 17 мг олова, что указывает на возможность его участия в обменных процессах. Количество олова в земной коре относительно невелико. При поступлении олова с пищей всасывается около 1 %. Олово выводится из организма с мочой и желчью. Неорганические соединения олова малотоксичны, органические — более токсичны, находят применение в сельском хозяйстве в качестве фунгицидов, в химической промышленности — как стабилизаторы поливинилхлоридных полимеров. Основным источником загрязнения ПП оловом являются консервные банки, фляги, железные и медные кухонные котлы, другая тара и оборудование, которые изготавливаются с применением лужения. Активность перехода олова в пищевой продукт возрастает при температуре хранения выше 20 °С, высоком содержании в продукте органических кислот, нитратов и окислителей, которые усиливают растворимость олова. Опасность отравления оловом увеличивается при постоянном присутствииего спутника — свинца.

Токсичная доза олова при его однократном поступлении — 5–7 мг/кг массы тела, т. е. 300–500 мг. Отравление оловом может вызвать признаки острого гастрита (тошнота, рвота и др.).

Железо. Занимает четвертое место среди наиболее распространенных в земной коре элементов (5 % земной коры по массе).Этот элемент необходим для жизнедеятельности как растительного, так и животного организма. У растений дефицит железа проявляется в желтизне листьев и называется хлорозом, у человека вызывает железодефицитную анемию, поскольку двухвалентное железо — кофактор в гемсодержащих ферментах, участвует в образовании гемоглобина. Железо выполняет целый ряд других жизненно важных функций: перенос кислорода, образование эритроцитов, обеспечивает активность негемовых ферментов.

В организме взрослого человека содержится около 4,5 г железа. Содержание этого элемента в пищевых продуктах колеблется в пределах 0,07–4 мг/100 г.

Основным источником железа в питании являются печень, почки, бобовые культуры (6–20 мг/100 г). Потребность взрослого человека в железе составляет около14 мг/сут., у женщин в период беременности и лактации она возрастает.

Железо из мясных продуктов усваивается организмом на 30 %, из растений — 10 %. Последнее объясняется тем, что растительные продукты содержат фосфаты и фитин, образующие с железом труднорастворимые соли, что препятствует его усвояемости. Чай также снижает усвояемость железа в результате связывания его с дубильными веществами в труднорастворимый комплекс.

Несмотря на активное участие железа в обмене веществ, этот элемент может оказывать токсическое действие при поступлении в организм в больших количествах. Широкое промышленное применение железа, распространение его в окружающей среде повышает вероятность хронической интоксикации. Загрязнение пищевых продуктов железом может происходить через сырье, при контакте с металлическим оборудованием и тарой, что определяет соответствующие меры профилактики.

Характеристика токсичности пестицидов, нормирование их содержания. Пестициды-вещества химического и биологического происхождения, применяемые для уничтожения сорняков (гербициды), насекомых, грызунов, возбудителей болезней растений, в качестве дефолиантов (для уничтожения листьев), десикантов (для обезвоживания растений) и регуляторов роста растений.

Пестициды подразделяются на хлор-, ртуть- и фосфорорганические соединения, синтетические пиретроиды, медьсодержащие фунгициды и т. д.

С гигиенической позиции принята следующая классификация пестицидов:

1.По токсичности при однократном поступлении в организм через желудочно-кишечный тракт пестициды делятся на:

•сильнодействующие ядовитые вещества — ЛД50 до 50 мг/кг;•высокотоксичные — ЛД50 50–200 мг/кг;•среднетоксичные ЛД50 200–1000 мг/кг;•малотоксичные — ЛД50 более 1000 мг/кг; где ЛД50 — доза,вызывающая гибель 50 % подопытных животных.2.По кумулятивным свойствам — на вещества, обладающие:•сверхкумуляцией — коэффициент кумуляции меньше 1;•выраженной кумуляцией — 1–3;•умеренной кумуляцией — 3–5;

•слабовыраженной кумуляцией — более 5; где коэффициенткумуляции -отношение суммарной дозы препарата при многократномвведении к дозе, вызывающей гибель животных при однократном вве-дении.3.По стойкости:•очень стойкие — время разложения на нетоксичные компоненты свыше2 лет;•стойкие — 0,5–1 год;•умеренно стойкие — 1–6 мес.;•малостойкие — 1 мес.

Нарушение гигиенич норм хранения, транспортировки и применения пестицидов, низкая культура работы с ними приводят к накоплению их в кормах, продовольственном сырье и ПП. Попадая в организм человека, пестициды оказывают разностороннее токсическое действие, в зависимости от особенностей химической структуры и дозы поступления.Статистически достоверное превышение допустимого уровня пестицидов в 5 раз и более понимается как экстремальное загрязнение. Основными загрязнителями являются некоторые хлор-, ртуть- и фосфорорганические соединения, синтетические пиретроиды, препараты 2,4-Д, бромидметила, прометрин. Обнаруживаются пестициды, применение которых либо запрещено, либо строго ограничено. Примером могут служить хлорорганические соединения: ЛТД, полихлорпинен, гептахлор и др. Использование препаратов этой группы запрещено, однако при проведении экспертизы они наиболее выявляемы. Одним из препаратов, который постоянно обнаруживают в продуктах питания, остается хлорэтанол (в среднем 0,32 мг/кг).

Профилактические мероприятия, направленные на устранение загрязнения производственного сырья и пищевых продуктов пестицидами, должны предусматривать:•объединение усилий различных ведомств и организаций в деле контроля за применением пестицидов в сельском хозяйстве, их содержанием в продуктах питания; использование результатов мониторинга в санитарно-гигиенической практике; создание целевых комплексных межведомственных проектов безопасного применения пестицидов на основе современных методов анализа и эпидемиологического расследования причин загрязнения продуктов пестицидами;•информирование населения о неблагоприятном воздействии этих соединений на организм.

Допустимые уровни содержания пестицидов для отдельных групп пищевых продуктов даны в медико-биологических требованиях

Читайте также: