Определение нитратов в растениях и воде

Азотные удобрения - это соли азотной кислоты, соли аммония и мочевина. К ним относятся: натриевая селитра NаNO3,аммиачная селитра NH4NO3 , кальциевая селитра Са(NO3)2, карбамид CO(NH2)2. формула карбамида не похожа ни на одну другую. Часть слова «карб» взята из латинского названия углерода «карбонеум», а группу NH2 называют «амид», отсюда название удобрения – карбамид.

Азотные удобрения представляют собой белые или желтоватые кристаллические порошки (кроме жидких удобрений), которые хорошо растворимы в воде, не поглощаются или слабо поглощаются почвой. Большинство из них обладает высокой гигроскопичностью и требует особой упаковки и хранения.

Удобрения Положительное действие Отрицательное действие

• Азот входит в состав белков, аминокислот, витаминов, хлорофилла и других жизненно важныхТоксичность определяется химическим органических соединений. составом и агрессивностью выделяющихся

• Увеличивают содержание белка в зернах пшеницы, кукурузы, гречихи, проса и других компонентов (аммиак, оксиды азота)

Азотные зерновых культур.

• Оказывают благоприятное влияние на содержание клейковины, стекловидность зерна, выход муки, ее хлебопекарные качества

В таблице допустимые уровни содержания нитратов в продуктах растительного происхождения. Предельно допустимая концентрация (ПДК) понимается как количество вредного вещества в окружающей среде, которое не оказывает отрицательного воздействия на здоровье человека или его потомство при постоянном или временно контакте с ним.

Каковы же основные источники пищевых нитратов? Практически это исключительно растительные продукты. В животных продуктах (мясо, молоко) содержание нитратов весьма незначительно. Максимальное накопление нитратов происходит в период наибольшей активности растений при созревании плодов.

Чаще всего наибольшее содержание нитратов в растениях бывает перед началом уборки урожая. Незрелые овощи (кабачки, баклажаны, огурцы, картофель), а также овощи раннего созревания могут содержать нитратов больше, чем достигшие нормальной уборочной зрелости, когда произошло полное превращение соединений азота в белки. Удобрять растения азотными удобрениями желательно не позднее, чем за 2-3 недели до уборки урожая. Кроме того, полному превращению нитратов в белки препятствует плохая освещенность, избыточная влажность и несбалансированность питательных элементов (недостаток фосфора и калия).

Мы говорили об общей закономерности накопления нитратов. Однако у различных растений есть и свои индивидуальные особенности.

• до 5 г (шпинат, редька, кольраби, свекла, зеленый лук);

• до 4 г (белокочанная капуста, морковь, репчатый лук);

• до 3 г (лук-порей, ревень, укроп, тыква);

• менее 1 г (огурцы, арбузы, дыни, помидоры, баклажаны, картофель);

Как распределяются нитраты в различных овощах?

1) У свеклы нитраты сконцентрированы в верхней части корнеплода – до 65%;

2) у моркови: в сердцевине – 90% и в наружной части – 10%;

3) у капусты – в кочерыжке и в толстых черешках листьев;

4) у картофеля в мелких клубнях нитратов больше, чем в крупных, сосредоточены они под кожурой (поэтому необходимо чистить не экономя);

5) маленькие огурцы содержат нитратов меньше, чем большие, в огурце, сорванном утром нитратов меньше.

Пути попадания нитратов в организм человека.

Допустим суточная доза нитратов для взрослого человека составляет 325мг в сутки. В питьевой воде допускается присутствие нитратов до 45 мг/л. Рекомендуемое потребление питания, где используется питьевая вода(чай, первые и третьи блюда), примерно 1,0-1,5л, максимум -2,0л в день. Таким образом, с водой взрослый человек может употребить около 68мг нитратов. Следовательно, на пищевые продукты остается 257мг 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 320мг нитратов в сутки.

Нитраты попадают в организм человека через различные пути:

1. Через продукты питания:

А)растительного происхождения;

Б)животного происхождения;

2. Через питьевую воду.

3. Через лекарственные препараты

Основная масса нитратов попадает в организм человека с консервами и свежими овощами(40-80% суточного количества нитратов).

Незначительное количество нитратов поступает с хлебобулочными изделиями и фруктами; с молочными продуктами попадает их-1%(10-100мг на литр).

Часть нитратов может проникнуть в организм человека с водой. Наибольшее количество нитратов содержится в грунтовых водах, а значит, и в колодезной воде. Обычно жители городов пьют воду, где содержится до 20мг/л нитратов. Жители же сельской местности -20-80мг/л нитратов.

С продуктами животного происхождения в наш организм поступает незначительное количество нитратов. Тем не менее, накопление нитратного азота в них обусловлено, с одной стороны, использованием животным кормом с высоким уровнем нитратов, а с другой -поступлением их в продукты в процессе технологической переработки.

Содержание нитратов в молоке дойных коров колеблется в течение суток. Наибольшее их количество содержится в молоке в утренние часы (14-56мг/л), наименьшее- в середине дня (7-12мг/л). Подобные колебания, по видимому, тесно связаны с содержанием нитратов в корме.

Тем не менее, уровень нитратов в колбасных изделиях выше, чем в исходных продуктах, вследствие добавления нитратных солей в ходе изготовления колбас. Нитратные соли используются для придания соответствующей окраски получаемым продуктами и как консерванты.

Поэтому следует признать заблуждением навязанный всем нам стереотип, что розовая колбаса, не меняющая Свою окраску в течении срока хранения, красивее, чем сероватая (без фиксаторов окраски) колбаса. А значит, вкуснее и полезнее. Настала пора ориентироваться на покупку мясопродукции без нитратов и нитритов как не оказывающий вреда нашему здоровью.

Табак не является продуктом питания, но его негативное действие на организм человека не ограничивается влиянием только никотина. Растения табака накапливают значительные количества нитратного азота, который в процессе курения превращается в оксиды азота. Среди них необходимо выделить закись азота, которая при вдыхании в незначительных количествах вызывает состояние легкого опьянения («веселящий газ»). При вдыхании в больших количествах она действует как наркотическое средство. Количество нитратного азота в табаке определяется целым комплексом факторов. В том числе и применением удобрений. Сигареты, производимые в Болгарии, содержали среднее количество нитратов, Тогда как в табаке сигарет, выпускаемых в Корее и на Кубе, содержалось повышенное их содержание.

Зелень- петрушка, укроп, салат и другое- необходимо поставить, как букет, в воду на прямой солнечный свет. В таких условиях в листьях в течение 2-3ч почти полностью перерабатываются.

Естественные нейтрализаторы нитратов- это черная и красная смородина, другие ягоды и фрукты, зеленый чай.

Салаты следует готовить непосредственно перед употребление и сразу съедать, не оставляя на потом.

Чтобы оградить себя от влияния нитратной пищи, необходима физическая активность, не следует переедать даже самые полезные овощи.

Владение информацией о накапливании нитратов в растениях и о превращении их в нитриты и нитрозамины поможет каждому из насч правильно питаться и сохранить свое здоровье.

Нитраты и качество воды.

Количество нитратов в природных водах определяется воздействием комплекса факторов (биологические, геоморфологические, климатические, физико-химические свойства почв водосборной территории). Содержание нитратов в поверхностных и грунтовых водах существенно меняется в зависимости от вида деятельности человека. Большое количество нитратов содержат удобрения сельскохозяйственные территории, на которых применяются азотные удобрения и навоз. Концентрация нитратов в этих водах может превышать 120мг/л. В естественных условиях количество их не превышает 9мг/л.

Грунтовые воды содержат, как правило, меньше нитратов, чем поверхностные, поскольку почва служит своего рода фильтром по пути передвижения нитратного азота. Чем глубже залегают грунтовые воды, тем меньше содержится в них нитратов.

Однако наиболее рациональный путь снижения концентрации нитратов в поверхностных и грунтовых водах заключается в том, что в зонах интенсивного применения азотных удобрений необходимо создание охранных зон, предотвращающих поступление подвижных соединений азота в водоеме, воду которых используют как питьевую.

С целью предупреждения избыточной аккумуляции нитратов в природных водах, сохранения и прогнозирования изменения качества воды необходимо наладить региональный и местный контроль за их содержанием как в природных, так и в сборных водах, установив при этом научно обоснованные нормативы предельно допустимых концентраций во всех видах вод.

Выявление в воде нитратов свидетельствует о том, что она уже была загрязнена и продолжает загрязняться органическими веществами, так как для того, чтобы прошла первая стадия минерализации аммиака(превращение его в нитраты),необходим определенный промежуток времени. Следовательно, обнаруженные в воде нитриты являются признаком загрязнения воды органическими веществами.

ПРЕВРАЩЕНИЕ СОЕДИНЕНИЙ АЗОТА В ПОЧВЕ И В РАСТЕНИЯХ

Большинство растений, за исключением бобовых культур, поглощают азот только в виде ионов NH4 и NO3. Рассматриваем пути и формы поступления азота в почву: минеральные удобрения представляют собой соединения, содержащие NH4 и NO3, а в органических удобрениях азот включен в белковые соединения. В такой форме азот не может усваиваться растениями и должен предварительно минерализоваться.

Минерализация - превращение органических соединений азота в неорганические. В общем виде этот процесс можно представить следующей схемой: белки → аминокислоты → аммиак → нитриты → нитраты → молекулярный азот.

Если для облегчения понимания принять, что в органических соединениях азот находится только в составе аминогрупп- NH2, то схема его превращения будет выглядеть следующим образом:− NH2 → NH3 → NO2 → NO3→ N2.

Рассмотрим подробно каждый этап минерализации.

Первая стадия распада органических азотсодержащих веществ до аммиака называется аммонификацией. Она протекает под действием почвенных микроорганизмов (амммонифицирующие бактерии), которые выделяют необходимые протеолитические ферменты. Таким образом, аммонификацию можно отнести к каталитическим процессам. Для объяснения химической сущности этого процесса необходимо написать уравнение реакции гидролиза белка (любой дипептид); превращения аминокислоты в аммиак (схематично): взаимодействия аммиака с углекислотой почвенного раствора:

2 NН3 + Н2СО3 = (NH4)3СО3.

Вторая стадия- нитрификация- окисление аммиака до NO3, происходящее под действием нитрифицирующих бактерий:

2 NН3 + 3О2 = 2 Н2О + 2 НNO2;

2 НNO+ О2 = 2 НNO3.

При этом важно отметить, что в почвенном растворе постоя присутствуют катионы, которые образуют соли с нитрит – и нитратанионами.

Параллельно с аммонификацией и нитрификацией в почве протекает и процесс денитрификации – восстановление нитрат – ионов под действием денитрифицирующих бактерий до молекулярного азота по схеме:

Ca (NO3)2 →Ca (HCO3)2+CO2+H 2O+N2.

Таким образом, очевидно, что аммонификация и нитрификация способствуют накоплению в почве доступного для растений азота и повышению урожайности сельскохозяйственных культур; а денитрификация оказывает противоположное, негативное действие.

А можно ли управлять процессом минерализации? С точки зрения биологии для аммонификации и нитрификации необходимы условия, обеспечивающие нормальную жизнедеятельность аммонифицирующих и нитрифицирующих микроорганизмов, т. е. достаточное количество влаги, воздуха, определенная температура.

Специальные исследования показали, что оптимальные условия минерализации азота в почвах – это влажность 60-70%, температура 25-320С, близкая к нейтральной реакция почвенного раствора, хорошая аэрация. Денитрификация интенсивно идет в анаэробных условиях, в переувлажненной почве с щелочной реакцией среды, в присутствии избытка доступно микроорганизмам органического вещества.

Исходя из этого, для усиления минерализации необходимо хорошо обрабатывать почву, обеспечивать ее аэрацию (не допускать образования почвенной корки), известковать кислые почвы, вносить достаточное количество органических удобрений (навоз, перегной). В то же время внесение в почву избытка древесных опилок, например с компостами, может привести к усилению денитрификации.

Кроме того, необходимо иметь в виду, что существуют азотфиксирующие бактерии, способные фиксировать азот воздуха и превращать его в доступную для растений форму. Эти бактерии живут в симбиозе с бобовыми культурами. Примерно 1/3 связанного бобовыми азота остается в послеукосных и корневых остатках и после их минерализации может использоваться культурами, следующими за ними в севообороте. При хорошем урожае клевер может накапливать 150-160 кг/га, люпин-100- 170 кг/га, люцерна-25-300 кг/га азота.

Избыточная влажность, частое рыхление, повышенная кислотность, низкие температуры, известкование почв, нейтральная реакция почвы, внесение органических удобрений, образование почвенной корки, мульчирование.

Переходим к рассмотрению превращений азотосодержащих веществ в растениях. Нитраты, поступившие в растения, восстанавливаются (при участии металлосодержащих ферментов) через нитриты до аммиака, из которого затем образуются аминокислоты и белки. Иными словами, в растениях протекает цепь превращений, противоположных тем, которые происходят в почве. Содержание белков в продукции определяет ее пищевую ценность, значит, земледелец должен добиваться наиболее полного перехода минерального азота, поступившего в растения, в состав органических веществ

Заметим, что при недостатке азота растение медленно растет, имеет мелкие бледные, преждевременно желтеющие листья; при избытке азота бурно развивается вегетативная часть растений, а генеративная (наряду с клубнями и корнеплодами) оказывается в угнетенном состоянии. Избыточное поступление азота в почву особенно опасно потому, что приводит к его накоплению в растениях.

Для самих растений нитраты и нитриты безвредны, а вот для травоядных животных они очень опасны, так как, попадая в организм, взаимодействуют с гемоглобином крови, превращая его в метгемоглобин (железо гемма окислено до F3+), который уже не может служить переносчиком кислорода, Именно поэтому один из признаков острого отравления нитритами – синюшность кожных покровов, Кроме того, нитраты могут взаимодействовать с аминами, всегда присутствующими в живом организме, с образованием нитрозоаминов, обладающих мутагенными свойствами:

NH+HONO→ N―NO,

Необходимо отметить, что нитраты и нитриты могут попадать в организм не только с овощами, но и копчеными мясом и рыбой.

Выясним причины накопления нитратов в овощах, В разные периоды вегетации ход процессов обмена азотистых веществ протекает по- разному, Наиболее интенсивно азот поглощается во время роста и развития стеблей и листьев, При созревании семян потребление азота из почвы практически прекращается. Белковые соединения, синтезированные в вегетативных частях растения, подвергаются гидролизу, продукты которого оттекают в репродуктивные органы, где вновь используется для синтеза белка. Нитраты, поступившие в этот период в растение, не превращаются в белки, а накапливаются в неизмененном виде.

В норме плоды, достигшие полной (биологической) зрелости, уже не содержат нитратов – произошло полное превращение соединений азота в белки. Но у многих овощей ценится именно незрелый плод (огурцы, кабачки). Вот поэтому они могут быть причиной отравления нитратами. Удобрять такие культуры азотными удобрениями желательно не позднее, чем за 2-3 недели до уборки урожая. Кроме того, полному превращению нитратов в белки препятствуют плохая освещенность, избыточная влажность и несбалансированность питательных элементов (недостаток фосфора и калия).

Как же избежать отравления нитратами и вырастить экологически чистую продукцию? Опасность отравления не следует преувеличивать, так как нитраты химически довольно активны и даже при обычном хранении к весне их содержание в плодах снижается на 30-50% , при мытье и чистке теряется 10-15 %, при варке – 40-70%. Уменьшить вредное влияние нитратов на организм можно с помощью аскорбиновой кислоты: если ее соотношение с нитратами составляет 2:1, то нитрозоамины не образуются. Не следует увлекаться внесезонными тепличными овощами, например 2кг тепличных огурцов, съеденных за один прием, могут вызвать опасное для жизни отравление нитратами.

Надо так же знать, преимущественно в каких частях растения накапливаются нитраты: у капусты – в кочерыжке, у моркови – в сердцевине, у кабачков и огурцов - в кожуре, у зеленых культур – в стеблях. Оказывается, что показатели концентрации нитратов различаются и по сортам: в ранних они больше, чем в поздних.

В разных странах приняты разные ПДК содержания нитратов в продукции растениеводства. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) считает допустимым содержание нитратов в диетических продуктах до 300 мг на 1 кг сырого вещества.

Знакомимся с таблицей, которая отображает способность различных культур накапливать нитраты.

2. 2 Содержание нитратов в продукции растениеводства

Культура ПДК, мг NО3, на 1кг Фактическое содержание (среднее)

томаты 60 85

картофель 80 78

морковь 300 209

Свекла (столовая) 1400 1246

Лук (перо) 400 379

Огурцы (тепличные) 150 283

капуста 300 892

арбуз 45 65

дыня 45 125

2. 3 Анализ овощей на содержание нитратов.

Обостренный интерес к нитратам возник во второй половине ХХв. , когда развитые страны стали переносить принципы промышленных технологий на сельскохозяйственное производство, не учитывая его экологических особенностей. Внесение неумеренных доз азотных удобрений на поля с целью увеличения их продуктивности приводило к различным отрицательным последствиям, и, прежде всего к накоплению излишнего количества нитратов в сельскохозяйственной продукции. Это вызвало отравление людей, ухудшало их здоровье, что повлекло стойкую неприязнь к нитратам.

Между тем нитраты – одно из важнейших звеньев природного круговорота азота, без которого невозможно существование земной биоты. 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 α-кетокислотами образует α_- аминокислоты, объединяющиеся затем в белки. Примерная схема превращений такова:

α- кетокислоты α- аминокислотыбелки.

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 нитрозоамины. Кроме того, нитриты, всосавшись из кишечника в кровь, способны окислить железо гемоглобина крови, превращая его в негативный метгемоглобин, что провоцирует нарушение дыхательной функции. При этом возникает кислородное голодание тканей, развивается анемия и возможно поражение ЦНС.

Серьезные последствия, наносимые организму человека избытком нитратов, заставили соответствующие институты ношей страны провести необходимые исследования и установить предельно допустимые концентрации (ПДК) нитратов в различных видах сельскохозяйственной продукции. Особенно детально проводились исследования в 80-х гг. Институтом почвоведения и фотосинтеза. Ученые изучали содержание нитратов в различных овощах и распределение их по отдельным частям растений. Было установлено, например, что больше всего нитратов содержится в сосудопроводящих частях растений. Выяснилось также, что на содержание нитратов влияют многие факторы: дозы вносимых азотных удобрений, несбалансированность их с другими удобрениями, сроки внесения (при поздних сроках растение не успевает «переварить» поступившие нитраты), характер почв, густота посевов и др. Поскольку картина получалась сложной, приходилось определять содержание нитратов в сельхозпродуктах экспериментально. Делали это обычно в лабораториях санэпидемстанций (СЭС) потенциометрическим методом с нитрат-селективными электродами на различных иономерах (чаще ЭВ-74). Но данный метод требовал длительного приготовления вытяжки из мезги овощей или фруктов, дорогостоящего прибора и высокой профессиональной подготовки специалистов. Понятно, что для школьных лабораторий этот метод был малодоступен.

Однако жизнь не стоит на месте. Отечественное научно-производственное объединение «Квант» разработало экспресс-метод ионометрического анализа нитратов в овощах и фруктах с помощью портативного прибора «Морион». Методика пользования прибором проста. Зонд в виде толстой иглы с вмонтированными электродами (сравнения и нитрат-селективными) вводят в мякоть плода. Стрелочный измеритель показывает процентное содержание нитратов по отношению к ПДК. Содержание нитратов в мг на 1кг продукта вычисляют по формуле: n·LIMIT с = 100мг/кг, где п- показатель измерителя; LIMIT- уровень ПДК нитратов, установленный для данного продукта.

Значение ПДК для нитратов в плодоовощной продукции России приводятся в описании к прибору. Чувствительность прибора высокая и составляет ±0,6 мг/кг. Нитрат- тестеры марки «Морион» широко используют сейчас в лабораториях, обслуживающих рынки, СЭС, ветстанции и т. д.

Поскольку такой прибор по простоте, безопасности и относительной дешевизне доступе для школ (им, кстати, можно измерять и кислотность почвы), мы попробовали применять его для определения содержания нитратов в некоторых овощах, выращенных в Бирском районе опытного участка в с. Силантьево. В эту почву под осеннюю вспашку был внесен в умеренных количествах перегной.

Предполагалось выявить влияние сорта овощей, сроков посадки и уборки, а также ранней подкормки всходов мочевиной на содержание нитратов в овощах. И самое главное, хотелось самим выяснить, насколько доступен этот прибор для школьных химико-экологических исследований.

Содержание нитратов в овощах, выращенных на серой лесной почве, в которую вносили перегной, ниже ПДК в 1,5-2 раза, а для некоторых овощей - в 3 раза. Повышенное содержание нитратов в черной редьке наблюдается, видимо, потому, что срок вегетации у нее значительно меньше, чем у других овощей, Обычно ее сеют на 1-1,5 месяца позже, чем другие культуры, и нитраты не успевают пройти цепочку превращений, Наименьшее содержание нитратов в репчатом луке.

Из таблицы также видно влияние сорта овощей на содержание нитратов. В картофеле сорта «Невский» содержание нитрат – ионов около 140 мг/кг, а в «Адретте» (наиболее крахмалистом сорте) – 40 % больше; в моркови сорта

«Нантская» нитратов 1,6 раза меньше, чем в «Шантане». В ранней «Июньской» капусте, у которой срок вегетации значительно меньше, чем у поздней « Амагер», содержание нитратов выше и составляет 648 мг/кг. На этом примере видно: чем больше срок вегетации растения, тем меньшее в нем содержание нитратов. В основной своей массе они успевают пройти процесс восстановления.

Во многих регионах России при ранней и засушливой весне насекомые и болезни быстро губят всходы. Чтобы предотвратить это, рекомендуют поливать всходы разбавленным раствором мочевины. Растения быстро крепнут, смыкают кроны, резко уменьшая иссушение почвы, и дают хороший урожай.

Интересно было проверить, как это влияет на содержание нитратов в продукции. Для проверки проводилась подкормка растений 1 раз в неделю в течение месяца поливом под корень 0,05%-ным раствором мочевины. При этом на 1м2 площади расходовалось около10л раствора, а под каждый корень капусты вносилось по 1,5 л раствора. На контрольных грядках мочевину не вносили.

Специалисты говорят, что нитраты скорее всего, дажеполезны. Возможно ли такое!? Ученые очень серьезно изучали кругооборот нитратов в растениях и наших организмах и пришли к выводу, что они не столь опасны, как предполагалось ранее. Лет 50 назад потребление нитратов попытались ограничить, введя жесткие предельно допустимые нормы. И причины тому были: химикам хорошо известно, что нитраты превращаются в нитраты, а из нитратов в кислой среде образуются нитрозамины - самые настоящие канцерогены. Поскольку желудочный сок кислый, ученые сразу же предположили, что это жуткое вещество может образовывать из нитратов, съеденных с овощами и фруктами, и все это способствует раку желудка. Это было доказано директором Научно-исследовательского института канцерогенеза Онкологического научного центра РАМН, член- корреспондентом РАМН Давидом Заридзе.

Во фруктах и овощах присутствуют антиоксиданты, которые блокируют такие реакции. Сегодня эта проблема с точки зрения наука снята, а овощи и фрукты считаются очень полезными.

Формально предельные нормы потребления нитратов сохраняются, но все чаще ученые говорят об их бессмысленности. Тем более что 25-50%нитратов наш организм производит сам, а остальное мы получаем с едой и водой. Кроме овоще и фруктов нитратов достаточно много в мясных продуктах , в воде и пиве. Практически все колбасные и готовые мясные изделия содержат нитраты и нитриты(пищевые добавки Е249-Е252), которые придают им розовый мясной цвет и защищают от порчи. Уже во рту под действием бактерий нитраты превращаются в нитриты и со слюной попадают в желудок. А там из них образуется полезнейший для нас окись азота. Она улучшает кровообращение в желудке, защищая его от гастрита, язв. Это совсем недавно доказано экспериментами шведских ученых из университета в Упсале. Добавка нитратов и нитритов увеличивает выживаемость животных при инфаркте на 48%, а размеры инфаркта уменьшает на 59%-доказали ученые Техасского университета в эксперименте на животных. Есть работы, показывающие, что эти вещества препятствуют развитию гипертонии. Откуда мы по получаем нитраты представлено в таблице

Экспериментальная часть.

ОБНАРУЖЕНИЕ НИТРАТОВ В РАСТЕНИЯХ И ВОДЕ

Ионы Окрашивание Концентрация, мг/л

NO3ֿ в питьевой воде -Бледно-голубое >0,001

-Голубое >1

-Синее >100

NO3ֿ в воде открытых водоемов -Бледно-голубое >0,001

-Голубое >1

-Синее >100

NO3ֿ в морковном соке -Бледно-голубое Низкая

-Голубое Средняя

-Темно-синее Высокая

NO3ֿ в картофельном соке -Бледно-голубое Низкая

-Голубое Средняя

-Темно-синее Высокая

В качественном анализе большое значение имеет определенная последовательность добавления реактивов - так называемый систематический ход анализа. Поэтому выполнение работы проводим по данной методике. Согласно этой методике по интенсивности окрашивания раствора визуально определяем концентрацию ионов, содержащихся в данном растворе, Для полноты осаждения ионов используем определенные количества растворов.

Требования по технике безопасности при выполнении работы: соблюдать правила пользования химической посудой и лабораторным оборудованием; соблюдать правила работы с веществами.

Лабораторные опыты «Определение нитратов в растениях и воде»

Реагент: дифениламин (C6H5)2NH.

Опыт 1 «Обнаружение ионов NO3ֿ в питьевой воде»

Выполнение анализа.

К 1мл пробы воды по каплям добавляют реагент. Бледно- голубое окрашивание –при концентрации нитрат- ионов более 0,001 мг/л, голубое- более 1мг/л, синее- более 100 мг/л.

Опыт 2 «Обнаружение ионов NO3ֿ в воде открытых водоемов»

Выполнение анализа.

К 1 мл пробы воды по каплям добавляют реагент. Бледно- голубое окрашивание – при концентрации нитрат- ионов более 0,001 мг/л, голубое- более 1 мг/л, синее- более 100 мг/л.

Опыт 3 «Обнаружение ионов NO3ֿ в морковном соке»

Выполнение анализа.

К 1 мл пробы воды по каплям добавляют реагент. Бледно- голубое окрашивание – низкое содержание ионов, синее- среднее содержание, темно- синее или темно- фиолетовое- высокое содержание.

Опыт 4 «Обнаружение ионов NO3ֿ в картофельном соке»

Выполнение анализа.

Взяли 0,5 кг картофеля из магазина, определили содержание нитратов, оно составило 150мг/кг. 0,5 кг картофеля из этой же партии мы отварили в воде. В результате содержание нитратов уменьшилось и составило 125мг/кг. Следовательно, в процессе термической обработки часть нитратов может выводиться из овощей.

Очень важно знать, каким образом можно уменьшить содержание нитратов в продуктах питания. В условиях школьной лаборатории нами был проведен эксперимент, доказывающий, что неразумное применение азотных удобрений влияет на повышение накопления нитратов в зеленом луке.

Опыт 5 «Обнаружение ионов NO3ֿ в луковом соке»

Выполнение анализа.

В две емкости с почвой мы высадили репчатый лук. Дата заклада -1 февраля 2007г. , дата завершения опыта-27 февраля 2007шода. Емкость №1-контрольная, емкость №2-лабороторная Через 7 дней в горшках появляются первые зеленые листочки. В дальнейшем емкость№1 поливаем чистой водой, а емкость №2-раствором нитрата натрия (0,05мг/л). Производим наблюдение за луком в обеих емкостях и строим графики роста лука, не получающего азотную подкормку, и лука, развивающегося в присутствии нитратов. В результате видим, что лук в емкости №2 растет активнее, листья окрашены в более насыщенный зеленый цвет, надземная масса листьев более мощная.

Проведя лабораторные исследования, мы выявили, что в зеленом луке, который был выращен в емкости №2, содержание нитратов составило 2400мг/кг, что на 20% выше допустимой нормы. Следовательно, лук емкости №2 не желательно употреблять в пищу.

Выполнение анализа.

К 1 мл пробы воды по каплям добавляют реагент. Бледно- голубое окрашивание – низкое содержание ионов, синее - среднее содержание, темно- синее или темно- фиолетовое - высокое содержание.

Теперь сделаем выводы по химическому эксперименту: проведя ряд лабораторных опытов по обнаружению нитрат – ионов в овощах (соках овощей), купленных в магазине, и воде, мы убедились, что в питьевой воде и морковном соке не содержаться нитраты, а в воде из открытого водоема обнаружены большое количество нитратов.

Что же делать, если в продуктах присутствует избыток нитратов?

Взрослый человек нормально переносит 150-200 мг нитратов в день, а 500 мг – предельно допустимая для него доза. Для грудного ребенка токсичны уже 10 мг.

Обсуждение результатов.

С помощью реагента: дифениламина (С6Н5)2NH

1 Исследуемые пробы Конц. NO3ֿ NO3ֿ NO3ֿ

№1 Питьевая вода фильтрованная

№2 Вода реки Кама Синее окрашивание

№3 Морковный сок

№4 Картофельный сок Голубое окрашивание

№5 Луковый сок Синее окрашивание

№6 Питьевая вода из под крана Бледно- голубое окрашивамние _ _

По окраске реагента определили наличие нитрат -ионов.

V. Выводы.

Все лабораторные опыты на определение нитратов мы проводили в условиях специально оборудованной санитарно-гигиенической лаборатории. В кабинете химии мы имеем возможность провести качественную реакцию на определение нитрат - анионы с помощью дифениламина.

Для проведения качественной пробы на присутствие нитратов в растениях на поверхность свежего среза наносят несколько кристалликов дифениламина и смачивают их двумя каплями концентрированной серной кислоты. Интенсивное синее окрашивание среза указывает на наличие большого количества нитратов, розовое- на наибольшое их содержание и отсутствие окрашивания – на отсутствие или на очень незначительное их содержание.

Обобщив накопленные знания, мы предлагаем рекоминдации по снижении нитратов в продуктах питания.

Практические советы.

1. Тщательное промывание овощей и фруктов уменьшает содержание нитратов на 10%, а механическая очистка- на 15- 20%.

2. Зелень (петрушка, укроп, салат и др. ) необходимо поставить, как букет в воду на прямой солнечный свет. В таких условиях нитраты в листьях в течение 2-3 ч полностью перерабатываются и потом практически не обнаруживаются. После этого зелень можно без опасения употреблять в пищу.

3. Свеклу, кабачки, капусту. Тыкву и другие овощи перед приготовлением необходимо нарезать мелкими кубиками и 2 -3 раза залить водой, выдерживая по 5 -10 мин. (Нитраты хорошо растворимы в воде (особенно теплой) и вымываются из овощей).

4. Варка овощей снижает содержание нитратов на 50 -8-%.

5. Квашение, соление, консервирование и маринование способствуют снижению нитратов на 60 -70%.

6. Нейтрализовать поступившие в организм нитраты могут ягоды черной и красной смородины, зеленый чай, а также аскорбиновая кислота (по 0,3 -0,4 г в сутки).

7. У огурцов, свеклы, редки следует срезать оба конца.

8. Хранить овощи нужно в холодильнике.

Рекомендации по предотвращению отравления нитратами:

1) варка овощей;

2) очистка то кожуры;

3) удаление участков наибольшего скопления нитратов;

4) вымачивание.

1. Растениевод должен грамотно вносить азотные удобрения: а) в строго рассчитанных дозах и в оптимальные сроки; б) под овощи доза вносимого азота не должна превышать 20 г/м².

Известкование кислых почв способствует снижению в них нитратов в течение четырех последующих лет.

2. Выращивать овощи, особенно зеленые культуры, надо при хорошей освещенности, оптимальных показателях влажности почвы и температуры.

3. Минеральные удобрения лучше вносить вместе с органическими в оптимальных соотношениях, не забывая и о микроэлементах.

4. Отрицательные воздействия на природу обусловлены не самими удобрениями, а неумелым их применением.