Работа № 1
Химические загрязнители и их влияние на организм человека
Теоретическая часть
Химические загрязнители – это вещества, которые попадают в биосферу в результате антропогенной деятельности и нарушают качество окружающей среды, делая ее менее благоприятной для человека и других организмов.
Основными источниками поступления химических загрязнителей в биосферу являются предприятия химической, нефтеперерабатывающей, металлургической, топливной и других промышленных отраслей; различные виды транспорта; теплоэнергетика; сельскохозяйственное производство и др.
В современном обществе используется свыше 6 млн. химических веществ. Среди них есть мутагенные (порождающие мутации), канцерогенные (вызывающие раковые заболевания), тератогенные (вызывающие уродства). Потенциальными канцерогенами признано около 25000 соединений. Среди наиболее опасных веществ-загрязнителей – тяжелые металлы (Pb, Cd, Hg, Co, Mo, Zn, Cu, и др.), продукты сгорания (CO, NO2, SO2, и др.), пестициды (ядохимикаты, использующиеся для борьбы с вредителями сельского хозяйства), ядовитые и канцерогенные вещества в продуктах питания, радиоактивные вещества. Вещества-загрязнители, попав первоначально в один из компонентов окружающей среды, постепенно загрязняют остальные. В итоге перераспределение загрязнителей в окружающей среде может привести к прямому воздействию на человека. Многие токсичные вещества (тяжелые металлы, пестициды, радиоактивные вещества) обладают способностью к биоаккумуляции (накоплению в организме) и к биологическому накоплению в пищевых цепях. Высокотоксичными в этих случаях могут стать зерновые и овощные культуры, рыба, мясо домашнего скота. Например, в рыбе концентрация ртути может быть в 1000 раз больше, чем в водах, из которых она выловлена. Токсичные вещества могут накапливаться избирательно в каком-либо органе или ткани. Например, в почках концентрируются кадмий и ртуть; в волосах и ногтях – ртуть, алюминий свинец; в жировых тканях – пестицид ДДТ. Высокий процент биоаккумуляции многих химических веществ, попадающих с продуктами питания в организм человека, способствует накоплению их в организме тех групп населения, которые проживают в химически загрязненных районах.
Одной из серьезных экологических проблем является загрязнение окружающей среды стойкими органическими загрязнителями, к числу которых относятся полихлорированные дибензо-n-диоксины (ПХДД) и дибензофураны (ПХДФ), являющиеся побочными продуктами многих производств. Наиболее опасен для человека 2,3,7,8-тетрахлордибензо-n-диоксин (ТХДД), отличающийся высокой стабильностью, устойчивый к высокой температуре (разлагается при температуре 7500С), обладающий высокой растворимостью в жирах, мясе и молоке. Он переносится по цепям питания и длительное время негативно воздействует на живые организмы. Допустимая суточная доза для человека по рекомендациям ВОЗ составляет 10 нг/кг. Диоксины способствуют превращению многих веществ синтетического и природного происхождения в опасные для организма яды.
Современные технологии изготовления продуктов питания зачастую предполагают применение пищевых добавок. Пищевые добавки – это природные соединения и химические вещества, которые в ограниченных количествах вводятся в продовольственные товары с целью придания им заданных свойств, увеличения стойкости к различным видам порчи, сохранения структуры, внешнего вида и т.д. Пищевыми добавками могут быть консерванты, эссенции, эмульгаторы, стабилизаторы и красители, которые могут вредить здоровью покупателей. На этикетках качественных товаров производители указывают индекс, представленный буквой “Е” и трехзначной цифрой. Каждый индекс соответствует веществу, которое может нанести вред здоровью человека (табл. 1.1, 1.2).
Таблица 1.1 Классификация пищевых добавок
| Индекс Е | Функциональ-ный класс | Технологические функции | Индексы добавок, запрещенных к применению в России |
| 100 –182 | Красители | Окраска продуктов | 103, 107, 111, 121, 123, 125, 127, 128, 130, 155, 166, 173, 175, 180, 182 |
| 200 – 299 | Консерванты | Способствуют длительному хранению | 209, 213 – 219, 225 – 228, 231– 233, 237, 238, 240, 241, 252, 263, 264, 281 – 285 |
| Продолжение таблицы 1 | |||
| 300 – 399 | Антиокисли- тели | Замедляют окисление, предохраняют от порчи | 302, 303, 305, 309 – 314, 317 – 319, 323 –329, 343 – 353, 355 –359, 365 – 375, 381, 387 – 390, 391 |
| 400 –499 | Стабилизаторы | Сохраняют заданную консистенцию | 403, 408, 419, 429 – 434, 436, 441– 444, 446, 462, 463,465, 467, 474, 478 – 480, 482 – 489, 492 – 496 |
| 500 – 599 | Эмульгаторы | Поддерживают определенную структуру | 505, 512, 519 – 523, 535 – 538, 542 – 550, 554 – 557, 559, 560, 574, 577, 580 |
| 600 – 699 | Усилители вкуса и аромата | Модифицируют вкус, способствуют развариванию | 623 – 625, 632 – 635, 637, 640, 642, 650 |
| 900 – 999 | Пеногасители | Понижают количество пены, например при разливе пива | 906, 908 – 919, 922, 923, 924b, 925, 926, 929, 942, 943 – 946, 957,959 |
| 1000 и далее | Глазирователи | Придают блестящий вид или образуют защитный слой | 1000, 1001, 1503 |
Таблица 1.2 Опасные пищевые добавки, разрешенные в России
| Индекс Е | Воздействие на организм и применение |
| Вызывает приступы астмы и аллергию | |
| Вызывает воспаления кожи и повышенную активность у детей. Используется в копченой рыбе, цветных драже, леденцах от кашля, жвачках | |
| Вызывает аллергические реакции, насморк, тошноту, боли в животе, гиперактивность. Добавляется в конфетную глазурь, джемы, окрашенные напитки, пакетированные супы, соусы и др. | |
| Является пигментом, получаемым из тела самок насекомых. Применяется при изготовлении йогуртов, конфет, джемов, напитка «Coca-cola», детского питания. Вреден для кожи. | |
| 124, 129, 131, 132, 133, 142 | Канцерогены. Можно обнаружить в кексах, бисквитах, творожных изделиях, салями, мороженом, сухом печенье, консервированном горошке, безалкогольных напитках. |
| Вреден для кожи | |
| 152, 153 | Канцерогены |
| Нарушает артериальное давление | |
| 210, 211, 212 | Канцерогены. Используется в напитках, кетчупах, рыбных продуктах |
| Продолжение таблицы 2 | |
| 220 (диоксид серы) | Используется во многих областях пищевой промышленности |
| Канцероген. Сильный аллерген. Используется для обработки кожуры цитрусовых | |
| Вызывает аллергические реакции, тошноту, понос | |
| Используется при консервировании овощей, производстве безалкогольных напитков, как консервант кормов для животных. | |
| Е 239 | Вреден для кожи. Используется для консервирования икры лососевых рыб. |
| 249, 250 | Канцерогены. Используются в копченостях и колбасах. |
| Канцероген | |
| 320, 321 | Увеличивают содержание холестерина, вызывают заболевания желудочно-кишечного тракта, печени, почек. |
| 330 (лимонная кислота) | В больших дозах может иметь канцерогенный эффект. Используется практически во всех фруктовых и овощных соках |
| 340 – 342, 354 | Вызывают заболевания желудочно-кишечного тракта |
| 450 – 452 (фосфаты) | Нарушают баланс между фосфором и кальцием. Вызывают расстройство желудка. |
| Вызывает расстройство желудка | |
| Компонент моющих жидких средств, источник CO2 в огнетушителях и при производстве безалкогольных напитков | |
| Применяются как разрыхлители теста | |
| (соляная кислота) | Применяется в качестве регулятора кислотности в пищевой промышленности |
| (глютамат натрия) | В сочетании с витамином Е вызывает оксидативное повреждение клеток, повреждая ДНК. При частом употреблении атрофируются вкусовые рецепторы |
| 626–629 | Нарушают нормальное артериальное давление |
| 950, 951(аспартам), 954 (сахарин) | Используются как заменители сахара практически во всех газированных напитках. Имеют огромное количество побочных эффектов. |
Подозрительными добавками, запрещенными в ряде стран, являются добавки Е 122 (Вызывает сыпь и аллергию), Е 143 (Нет данных о влиянии на организм), Е 150а, Е 150b, E 150c, E 150d (Нет данных о влиянии на организм).
Если на этикетке имеются цифры или индексы, не указанные выше, товар безупречен. Наличие перечисленных компонентов укладывается в стандарты качества, но потребитель должен сам решать, употреблять такой продукт или нет, так как от употребления его можно ожидать любых негативных последствий.
Экспериментальная часть
Тема работы « Химические загрязнители и их влияние на организм человека».
Цель работы – ознакомление с основными загрязнителями окружающей среды, последствиями их воздействия на организм человека и способами защиты. Анализ качества продуктов питания.
Опыт 1. Изучение влияния токсичных веществ на организм человека и способов защиты от них
Выполнение опыта
Изучите содержание табл. 1.3.
Таблица 1.3 Основные загрязнители окружающей среды
| Название | Источники | Последствия воздействия на организм | Рекомендации по защите |
| Свинец | Получение свинца из руд; выхлопы автотранспорта; дым сигарет; припои; пло-ды, выращенные вблизи дорог; автомо-бильные аккумулято-ры; масляные краски на свинцовой основе | Замещение кальция в костной ткани; нарушение роста и развития детей; синтеза гемоглобина и витамина D; повышенная возбудимость; психические заболевания; ослабление иммунитета; поражение почек, печени. | Витамины группы В, витамин С, витамин D, кальций, магний, цинк, различные сорта капусты, яблоки, свекла. |
| Кадмий | Промышленное загрязнение воздуха и почвы, металлургия, удобрения, дым сигарет, дым из печных труб. | Подавление антител, замещение цинка в ферментах, сердечные заболевания, гипертония, нарушение метаболизма кальция, потеря цинка организмом, поражение почек. | Витамин С, кальций, цинк, селен, пищевые волокна, различные сорта капусты. |
| Ртуть | Химические удобрения, пестициды, промышленные отходы, люминесцентные лампы, взрывчатые вещества, фотопленки, водоэмульсионные краски, пластмассы, загрязненные рыбы | Аллергические реакции, нарушение мозговой деятельности, ухудшение зрения, катаракта, слепота, ослабление иммунной системы, депрессивные состояния, воздействие на развитие плода (врожденные уродства), поражение почек. | Пищевые волокна, различные сорта капусты, селен, сбалансированное питание |
| Алюминий | Банки из алюминия, кухонная посуда, алюминиевая фольга, аспирин, некоторые сорта сыра, чай. | Изменения в клетках мозга и нервной системы, повышение возбудимости у детей, слабоумие, головные боли, нарушение функций щитовидной и паращитовидной желез. | Использование стеклянной и эмалированной посуды, различные сорта капусты, пищевые волокна |
| Летучие органичес- кие вещества | Растворители, дезинфицирующие и моющие средства, краски, клеи, консерванты древесины. | Хлорсодержащие углеводороды вызывают поражение нервной и сердечно-сосудистой систем, почек и печени, бесплодие, образование в организме диоксинов, вызывающих снижение иммунитета, появление уродств и мутаций | Отказ от использования источников опасных веществ, работа в хорошо проветриваемом помещении |
| ДДТ и другие пестициды | Все виды пестицидов | Заболевания печени и почек, бесплодие, появление мутаций, врожденных дефектов у детей, раковые заболевания. | Использование фильтров для очистки воды, отказ от применения пестицидов в сельском хозяйстве. |
| Формаль-дегид | Древесностружечные плиты (ДСП), клеи, ковровые покрытия. | Заболевания органов дыхания, головокружение, онкологические заболевания. | Выращивание комнатных растений, поглощающих формальдегид. |
| Угарный газ, диоксид углерода, диоксид азота, диоксид серы, озон. | Сжигание топлива и мусора, сигаретный дым, газовые плиты, выхлопные газы автомобилей. | Заболевания органов дыхания, головные боли, ослабление иммунитета. Угарный газ в 210 раз быстрее, чем кислород связывается с железом гемоглобина крови, в результате – кислородное голодание и анемия. | Отказ от курения, вентиляция помещения, контроль за работой автотранспорта. |
| Асбест | Строительные материалы, теплоизоляция. | Аллергия, заболевания органов дыхания, онкологические заболевания (отсроченный эффект через 10-30 лет). | Покрытие асбестсодержа-щих материалов специальными пленками. |
| Диоксины | Полимерные материалы | Бесплодие, появление мутаций, врожденных дефектов у детей, раковые заболевания. | Использование натуральных материалов |
Запись результатов опыта
Начертите схему, изображающую перераспределение веществ-загрязнителей между компонентами окружающей среды:
 |
Наиболее мощные и значимые потоки загрязнителей выделите жирными стрелками. Покажите пути попадания токсичных веществ в организм человека, обозначив их пунктирными стрелками.
Выпишите загрязнители с похожими последствиями их воздействия на организм человека. Приведите рекомендации по защите от негативного воздействия этих загрязнителей.
В выводе укажите возможные пути попадания загрязнителей в организм человека и меры предосторожности. Назовите непосредственные и косвенные объекты загрязнения окружающей среды. Дайте ответы на 3-й и 6-й вопросы для самоконтроля знаний.