Исследовательский проект по билогии

Исследовательский проект по биологии: «Накопление растениями нитратов»

Учитель: Захаров В.А.

I.Введение

Почему мы выбрали эту тему?

Данная тема заинтересовала меня, потому что в последнее время большое внимание уделяется содержанию нитратов в продуктах питания, поскольку их избыточное количество может привести к ряду негативных для человека последствий. Проблема токсичного накопления нитратного азота в сельскохозяйственной продукции и вредного воздействия его на человека на современном этапе является одной из наиболее острых и актуальных. Решением этой задачи заняты многие научно-исследовательские учреждения всего мира, но несмотря на пристальное внимание к этой проблеме до сих пор радикального решения пока не найдено

Цель моей работы: определение содержания нитратов в овощах и фруктах Каратальского района

Задачи работы:

- изучить литературу о нитратах и нитритах;

- овладеть методикой их определения;

Методы работы: эксперимент, наблюдение, сопоставление, анализ.

Предмет изучения: фрукты, овощи.

Объект изучения: содержание нитратов в этих продуктах питания.

Лето - время естественного созревания овощей и фруктов. Многие из нас, ожидают жаркие деньки именно для того, чтобы подкрепить свой организм полезными витаминами и минералами, которыми так богаты нетепличные растения. Хочешь быть здоровым? Ешь больше овощей и фруктов! Кто из нас не слышал этот славный лозунг с детства. Однако зачастую даже сезонные овощи, выращенные с технологическими нарушениями, нас не то что не лечат, а калечат.

В начале 70-х годов XX века в ряде стран Западной Европы, а также в США и Канаде произошла вспышка загадочных отравлений. Заболевали главным образом дети. Они теряли сознание, задыхались. Были отмечены случаи со смертельным исходом. Впоследствии подобные отравления произошли и в других странах. Как выяснилось, дело было в нитратах - солях азотной кислоты, используемых в больших количествах в качестве удобрений. В этой связи массовые отравления продуктами питания, загрязненными нитратами, получили название нитратных катастроф.

Нитраты - это соли азотной кислоты (селитра), которые находятся в овощах и фруктах. Существовали они еще до происхождения человека. Тем не менее, разговоры о вреде нитратов для здоровья не прекращаются. Однако проблема не в самих нитратах, а в том, какое их количество попадает в организм человека. Впервые заговорили о нитратах в нашей стране в 70-х годах, когда в Узбекистане случилось несколько массовых желудочно-кишечных отравлений арбузами из-за их чрезмерной подкормки аммиачной селитрой.

Внесение неумеренных доз азотных удобрений наполя с целью резкого увеличения их продуктивности при-водило к различным отрицательным последствиям и прежде всего к накоплению излишнего количества нитратов всельскохозяйственной продукции. Это вызвало отравлениелюдей, ухудшало их здоровье, что повлекло негативное отношение к нитратам.

Но нитраты − одно из важнейших звеньев природного круговорота азота, без которого невозможно существование земнойбиоты. Ее основной строительный материал- белок, а он в обязательном порядке включает химически связанный азот. Поэтому нитраты хорошо усваиваются растениями и под действием ферментов восстанавливаются до аммиака. Последний с кетокислотами образуют -аминокислоты, образующие потом белки.

Схема превращения нитратов

Если по каким-то причинам цепочка превращений нарушается, то нитраты накапливаются в растениях и плодах. При малых количествах нитратов в пище они легко выводятся из животных организмов, но при их существенном избытке возникает опасность отравления. Как было установлено, токсичность нитратов вызвана тем, что в организмах теплокровных животных нитраты под действием микрофлоры кишечника восстанавливаются до нитритов и далее переходят в канцерогенные нитрозамины. Кроме того, нитриты, всосавшись из кишечника в кровь, превращаются в неактивный метгемоглобин, что провоцирует нарушение дыхательной функции. При этом возникает кислородное голодание тканей, развивается анемия и возможно поражение центральной нервной системы.

Для взрослого человека смертельная доза нитратов составляет от 8 до 14 г, острые отравления наступают при приеме от 1 до 4 г нитратов. Если до 60-х годов главной опасностью неумеренного использования нитратных удобрений считалась метгемоглобинемия, то сейчас большинство исследователей считают главной опасностью онкологические заболевания, в первую очередь рак желудочно-кишечного тракта.

Ученые сформулировали гипотезу о возникновении рака желудка. По этой гипотезе, в первые десятилетия жизни химический канцероген, вероятно нитрозосоединение, проникает в клетки верхней части пищеварительного тракта через повреждения защитной слизистой оболочки и вызывает мутацию клеток. Мутированные клетки вырабатывают слизь другого состава, рН повышается, в верхнюю часть желудочно-кишечного тракта проникают микроорганизмы, восстанавливающие нитраты в нитриты, образуются дополнительные нитрозосоединения.

Атрофия и метаплазия слизистой желудка нарастает в течение 30-50 лет, пока у некоторых людей с такой патологией не возникнут злокачественные опухоли. На первый взгляд, 30-50 лет латентного периода - это очень много, но для тех, у кого отсчет начался с первого года жизни, с первого в жизни огурца с нитратами, срок в 30-50 лет вряд ли покажется большим.

Первая помощь при отравлении нитратами- обильное промывание желудка, прием активированного угля, солевых слабительных, свежий воздух. Какова же безопасная доля нитратов? Допустимая суточная доза нитратов для взрослого человека составляет 325 мг в сутки. Как известно, в питьевой воде допускается присутствие нитратов до 45 мг/л. Рекомендуемое потребление продуктов питания, где используется питьевая вода (чай, первые и третьи блюда), примерно 1,0-1,5 л, максимум - 2,0 л в день. Таким образом, с водой взрослый человек может употребить около 68 мг нитратов. Следовательно, на пищевые продукты остается 257 мг нитратов. Исследования показали, что токсическое действие нитратов пищевых продуктов проявляется слабее, чем содержащихся в питьевой воде, примерно в 1,25 раза. Фактически безопасно с пищевыми продуктами потреблять 320 мг нитратов в сутки.

II. Пути попадания нитратов в организм человека

С некоторых пор на рынках и в магазинах покупатели с опаской поглядывают на крупные, внешне привлекательные овощи и фрукты. В основе решения проблемы, связанной с производством достаточного количества продуктов лежат современные агротехнические приемы, а также применение регуляторов роста, химических средств борьбы с болезнями и вредителями растений и внесение минеральных удобрения. Это принесло свои плоды в плане повышения урожаев, но в свою очередь породило другую проблему - необходимость обеспечения химической безопасности и высокого качества продуктов питания.

И все-таки нельзя быть окончательно уверенным, что предлагаемая нам продукция соответствует нормам, поэтому представляет особый интерес для изучения. Необходимо выяснить, какая овощная продукция способна накапливать значительное количество нитратного азота.

Растения обладают способностью поглощать из насыщенной удобрениями почвы гораздо больше соединений азота, чем им необходимо для развития. В результате только часть нитратов синтезируется в растительные белки, а остальные попадают в организмчеловека в чистом виде через плоды, корни и листья овощей. В дальнейшем одни нитраты быстро выводятся из тела, но другие образуют различные химические соединения. Какие-то из этих соединений безвредны и даже полезны для организма, но другие превращают соли снова в азотную кислоту, и именно это представляет наносимый нитратами вред для здоровья.

И хотя нитраты (соли азотной кислоты) являются одним из обязательных элементов питания и роста растений, излишнее злоупотребление азотистыми удобрениями на почве, в дальнейшем непременно сказывается на качестве полученного урожая. Исследования показали, что именно со свежими овощами в наш организм попадает от 40 до 80% суточной нормы нитратов, которые затем превращаются в канцерогенные нитриты (нитрозамины) и всасываются желудочно-кишечным трактом, а потом с кровью разносятся по всему организму.

Нитраты по природе содержатся во всех плодах и овощах. Особенно их много в корнеплодах и листовой зелени. И это не страшно. Страшны последствия потребления овощей и фруктов с повышенным содержанием нитратов, которые могут быть плачевными.

III. Практическая часть

Как же распознать этого тайного «врага» и обезвредить до того момента, пока он не нанёс свой сокрушительный удар по здоровью? Существует два способа распознать нитраты в овощах. Первый - приобрести специальный прибор - нитратомер (или, как его еще называют, нитрат-тестер), который за считанные секунды способен провести экспресс-тест на нитраты в овощах и фруктах, определить нитраты в воде, оценить кислотность почвы. Второй, менее точный, - самостоятельно на глаз, определить, что за «фрукт» скрывается под видом свежих томатов или огурцов. Для этого следует знать некоторые особенности нитратных овощей.

Разные виды овощных культур накапливают нитраты по-разному: одни более склонны к их концентрированию в тканях, другие - менее. Особенно много нитратов накапливают: шпинат, редис, сельдерей, листовая капуста, брокколи, столовая свекла. Значительное количество отмечено у белокочанной и цветной капусты, моркови. Среднее содержание нитратов в помидорах, огурцах, бахчевых культурах. Меньше всего в луке репчатом, перце, зеленом горошке, а так же в яблоках, айве, грушах. Очень мало нитратов в цитрусе.

Мы посетили в Уштобе рынок «Жетысу», и купили картофель, морковь, огурцы, лук, яблоки и посетили СЭС где часть сдавали в лабораторию для анализа на содержание в них нитратов. В лаборатории СЭС мы и измельчили и обработали серной кислотой, получив при этом пюре. Используя нитратомер мы выявили содержание нитратов в приобретенных нами на рынке овощах и фруктах.

Первый раз мы взяли результаты 25 июня 2015 г.

Наименование

Норма(мг/кг)

Наши результаты(мг/кг)

Процент содержания

картофель

250

212

84,8%

морковь

250

128

51,2%

томаты

300

282

94%

огурцы

400

266

66,5%

лук

80

74,2

92,7%

яблоки

60

31,2

52%

Таким образом из приобретенных нами продуктов наиболее высокое содержание нитратов встречается в картофеле, томатах и луке.

Второй раз мы взяли результаты 25 июля 2015 г.

Наименование

Норма(мг/кг)

Наши

результаты (мг/кг)

Процент содержания

картофель

250

178

71,2%

морковь

250

128

51,2%

томаты

300

84

28%

огурцы

400

281

70,2%

лук

80

60,4

75,5%

яблоки

60

30,3

50,5%

Проведя повторно анализ, мы убедились, что содержание нитратов снизилось.

Третий раз мы провели исследование 25 августа 2015 г.

Наименование

Норма(мг/кг)

Наши

результаты (мг/кг)

Процент содержания

картофель

250

103

41,2%

морковь

250

42

16,8%

томаты

300

231

77%

огурцы

400

136

34%

лук

80

55,4

69,3%

яблоки

60

29,7

49,5%

Таким образом в результате наших исследований мы выяснили, что самой безопасной является морковь, а самыми вредными являются томаты и лук, хотя все продукты содержали нитратов меньше допустимой нормы. А так же мы выяснили, что в ранних овощах и фруктах содержание нитратов выше чем в вызревших. Поэтому самое низкое содержание нитратов было когда мы провели исследование 25 августа.

IV Заключительная часть

Заключение

Мы проанализировали имеющуюся литературу по теме работы, и узнали, что нерациональное использование азотных удобрений приводит к накоплению растениями нитратов. Использование овощей и фруктов с повышенным содержанием нитратов может привести к различным заболеваниямПроведя исследования мы выяснили, что практически все овощи и фрукты содержат нитраты, хотя их содержание в наших исследованиях было ниже допустимой нормы. Мы пришли к заключению, что лучше использовать в пищу ни ранние сорта различных овощей и фруктов, а полностью вызревшие. Это простое правило поможет нам избежать различные отравления и заболевания. На основании выше сказанного мы составили рекомендации как правильно выбирать овощи и фрукты, чтобы избежать проблем со здоровьем.

V Вывод

Считаем, что поставленные задачи выполнены, материал, собранный нами, будет использован на внеклассных занятиях для разъяснительной работы по выбору безопасных овощей и фруктов.

В процессе развития человеческой цивилизации проблема сохранения здоровья неуклонно возрастает. Владение информацией о накапливании нитратов в растениях и о превращении нитратов в нитриты поможет правильно питаться и сохранить свое здоровье.

Лучше всего употреблять овощи с собственного огорода и овощи, выращенные в открытом грунте. Не всегда в растениях, выращенных на собственных участках, содержание нитратов минимально. Это зависит от нашего способа выращивания той или иной культуры и от погодных условий.

Для уменьшения содержания нитратов в овощах и фруктах рекомендуется срезать те части овощей, в которых их концентрация максимальна. В процессе приготовления необходимо овладеть способами уменьшения концентрации нитратов в овощах и фруктах с целью обеспечения здорового питания всей семьи.

В природе нет абсолютно чистых продуктов питания. Нитраты в окружающей среде были и будут. Все дело в том, сколько накапливается их в продуктах. Нам необходим такой уровень нитратов, который не представляет опасности для здоровья человека.

От данной работы мы получили много удовольствия и полезной новой информации. Владение информацией о накапливании нитратов в растениях и о превращении нитратов в нитриты и нитрозамины поможет вам правильно питаться и сохранить свое здоровье.

Проблема токсичного накопления нитратного азота на современном этапе является одной из наиболее острых и актуальных. Решением этой задачи заняты многие научно-исследовательские учреждения всего мира, но, несмотря на пристальное внимание к этой проблеме, до сих пор радикального решения пока не найдено.

VI Наши рекомендации

- Избегайте всего большого. Ну, не могут «нормальные» овощи-фрукты вырасти до впечатляющих размеров без помощи нитратов и других минеральных удобрений! А росказни про «очень доброе солнышко, на котором все растет, как на дрожжах» - сказки, чреватые потерей здоровья.

- Обращайте внимание на свойственный данному овощу запах, он должен быть и не слабым и не ярко выраженным. Например, если запах помидоров или огурцов вы чувствуете за версту, лучше пройдите мимо.

- Знайте, что у недозрелых овощей и фруктов количество нитратов гораздо выше. А по мере созревания уровни снижаются. Овощи последних сборов обычно содержат меньше нитратов, чем в первые сборы.

- Никогда не покупайте овощи не первой свежести, в них содержание вредных веществ гораздо выше, чем в свежих «собратьях».

- Обращайте внимание на внешний вид плодов и структуру мякоти. Так твердые жилки (как, например, в ранних помидорах) и грубые листья (например, салата) могут свидетельствовать о наличии проблемы

-Помните, что нитраты скапливаются в крайних частях овощей и кожице. Поэтому старайтесь их, по возможности, обрезать

- Превышение нитратов встречается, как правило, у тех овощей и фруктов, которые не достаточно сладкие и вкусные. А уж если улавливается во вкусе пусть даже намек на горечь, или иной, не свойственный данному растению привкус - лучше воздержитесь от употребления таких овощей и фруктов.

Я надеюсь, что наши рекомендации вам обязательно пригодятся при покупке свежих овощей и фруктов, и это поможет вам сохранить ваше драгоценное здоровье.

VII Литература

Список использованной литературы

1. Горелов А.А. Экология. Учебник / А.А. Горелов. - М.: Academia, 2006. - 400 с.

2. Комов С.В. Введение в экологию: десять общедоступных лекций. Учебное пособие / С.В.Комов. - Екатеринбург: УрГУ, 2001. - 82 с.

3. Николайкин Н.И. Экология. 3-е изд., стереотип. / Н.И. Николайкин, Н.Е. Николайкина, О.П. Мелехова. - М.: Дрофа, 2004. - 624 с.

4. Ревич Б.А. Основы оценки воздействия загрязненной окружающей среды на здоровье человека. Пособие по региональной экологической политике / Б.А. Ревич, С.Л. Авалиани, Г.И. Тихонова. - М.: Центр экологической политики России, 2004. - 268 с.

5. Степановских А.С. Общая экология: Учебник для вузов / А.С. Степановских. - М.: ЮНИТИ, 2001. - 510 с.

13