Нормирование вредных веществ в пищевых продуктах: Для санитарной оценки химических соединений в продуктах питания

7. Нормирование загрязняющих веществ в пищевых продуктах

Нормирование вредных веществ в пищевых продуктах: Для санитарной оценки химических соединений в продуктах питания

Человек принадлежит к гетеротрофныморганизмам и потребляет растительныеи животные продукты питания.

Важнойособенностью потребления пищи являетсяее предшествующая кулинарная обработка,которая может придавать продуктампитания определенные свойства. Пищевыепродукты являются необходимым условиемжизни человека.

С ними в организмпоступает большинство необходимых дляего функционирования компонентов, иотсутствие одного из них может ухудшатьсостояние здоровья и приводить ксерьезным заболеваниям.

С пищей в организм человека поступаютне только питательные вещества, а ибольшинство загрязнений (70…90% от общегоколичества).

Загрязнение продуктовпитания приводит к пищевым отравлениям,которые классифицируют как: бактериальные,небактериальные и микотоксикозы.Бактериальные отравления– это токсикоинфекции,то есть отравления, вызванныемикроорганизмами группы сальмонелл.

Эти заболевания возникают в результатепотребления зараженных микробамимясных, молочных, рыбных и растительныхпродуктов, куриных и гусиных яиц и т.п.К бактериальным принадлежат отравления,вызванные стафилококками.

Эти заболеваниясвязаны с употреблением недоброкачественныхпродуктов (молока, сыра, консервов,кондитерских изделий, мороженого ит.п.).

Многочисленные отравлениянебактериальнойприроды связаны спопаданием в пищевые продукты химическихядовитых веществ и радионуклидов.

Вредные вещества могут попадать впродукты питания (и далее – в организмчеловека) разными путями: из почвы –через корневые системы растений, извоздуха – через наземный ассимиляционныйаппарат (листья), а также в результатеконтакта при проведении защитныххимических обработок растений противвредителей и заболеваний. Во всех случаяхэти вещества далее включаются в пищевыецепи, в конце которых и находится человек.

Поэтому как исходные продукты, так иготовые продукты питания должныподвергаться контролю и анализу насодержание вредных веществ, чтобыкачество этих продуктов не вызывалосомнений. Существуют многочисленныепримеры тому, как токсины самымиразнообразными путями проникают впродукты питания.

7.1. Загрязнение продуктов питания

С позиций экологической эпидемиологиинеобходимость оценки качества пищевыхпродуктов и содержания в них загрязняющихвеществ обусловливается тем, чтоповышенное содержание в продуктахпитания загрязняющих веществ можетоказывать прямое негативное влияниена здоровье населения. Особенно этоотносится к небольшим городам-заводам,в которых население вынуждено использоватьзагрязненные почвы для производства продуктов питания.

Уже в процессе выращивания растенийнекоторые их виды могут накапливатьнитраты в плохо выводящейся из организмаформе при чрезмерном внесении азотныхудобрений. К числу растений, весьмасклонных к накапливанию нитратов,относятся сахарная свекла (особеннолистья), салат и капуста. Больше всегонитратов обычно накапливается в тепличныховощах.

Накопление азота может происходитьи при нехватке серы в почве. Недостатоксерусодержащих аминокислот препятствуетсинтезу белков, а тем самым и синтезуфермента нитратредуктазы. Таким образом,нитраты сохраняются в тканях растенийв неметаболизированном состоянии.

Самипо себе нитраты обладают незначительнойтоксичностью, но, попадая в организмчеловека, они под влиянием бактерийлегко превращаются в нитриты. Последниеже способны вступать в реакцию с аминами,содержащимися в желудочном соке, иобразовывать нитрозоамины, которыеизвестны как сильные канцерогены.

Опасность нитратов связана также с тем,что они вступают в реакцию с гемоглобиномкрови и превращают содержащееся в немдвухвалентное железо в трехвалентное.Такой измененный гемоглобин (метгемоглобин) практически неспособен к переносукислорода, и ткани погибают от удушья.

Особенно опасна метгемоглобинемия длягрудных и маленьких детей, у которыхферментативный аппарат, способствующийпревращению трехвалентного железа вдвухвалентное, слабо развит. Результатомэтого является болезнь, получившаяназвание цианоз, или синюшность, котораяможет заканчиваться летальным исходом.

Для уменьшения содержания нитратов врастительных продуктах целесообразноне вносить удобрения перед снятиемурожая, выращивать овощи и корнеплодыв условиях хорошего освещения, не хранитьдлительно некоторые овощи, например,шпинат, так как в процессе хранениянитраты в них превращаются в нитриты;использовать вместо минеральныхудобрений органические или минеральные,в которых азот содержится в виде аммония.

В отличие от упомянутых овощей табакпри обильном удобрении азотсодержащимивеществами обнаруживает чрезмерноповышенное содержание органическихаминов. С увеличением содержания аминовувеличивается и вероятность образованияв желудке нитрозоаминов, обладающихмутагенным и сильным канцерогеннымэффектом (печень, кровоизлияния,конвульсии).

Кроме того, растения могут накапливатьи такие элементы, которые не нужны дляих собственного обмена веществ. Так,растения могут постепенно накапливатьтяжелые металлы, находящиеся в почве.

Для некоторых тяжелых металлов установленавозможность микробиологическогоалкилирования, таким образом, они могутвключаться в цикл питания. В частности,реакции метилирования характерны длямышьяка, ртути и олова.

В то время как свинец попадает в организмчеловека по цепи питания от растительнойпищи через печень и почки жвачныхживотных, ртуть в основном накапливаетсяв организме рыб и моллюсков, а также впечени и почках млекопитающих. Совсемдругой путь для попадания в цепь питанияобнаружен у кадмия и некоторых другихтяжелых металлов.

Кадмий может замещатьцинк в цинксодержащих ферментах. Послеэтого фермент становится неактивным,а организмы, в которые попал кадмий,могут служить пищей для других организмов,таким образом, кадмий внедряется в общуюцепь питания. Кадмий попадает в организмчеловека с растительной, мясной (потроха)пищей, а также съедобными грибами.

Допустимая норма кадмия для человекасоставляет 0,5 мг в неделю.

Экологическое значение тяжелых металловили других устойчивых токсинов в цепипитания можно продемонстрировать напримере ртути – первого металла, длякоторого было обнаружено биоконцентрирование.

В 1953г в Японии у 121 жителя побережья вбухте Минамата было обнаруженозаболевание, сопровождающееся ломотойв суставах, нарушением слуха и зрения.Это заболевание, вошедшее в литературупод названием «болезнь Минамата»,закончилось смертью для почти третибольных.

Детальное расследованиепозволило установить, что ртутные отходы ацетиленового производства сбрасывалисьв реку, впадающую в бухту Минамата.

Ртуть, о чем первоначально и не подозревали,микробиологическим путем превращаласьв метилртуть, которая через планктон,моллюсков и рыб в конце концов попадалана стол и в пищу. Концентрация ртути врыбе достигала 20 мг/кг.

В этом циклертуть постепенно концентрировалась ив конце цепи, дойдя до человека, достигалатоксичной концентрации. Такого родакумуляция возможна только тогда, когдатоксин поступает в организм быстрее,чем выводится из организма. Концентрацияртути в тканях и органах умерших былавыше обычной в 50…30000 раз.

Подобные вещества представляют особуюопасность для организма вследствие ихустойчивости и липофильности(взаимодействию с жирами), обусловливающимибольшой период полувыведения, т.е. время,в течение которого выделяется илиразрушается половина усвоенногоорганизмом вещества.

Биологическийпериод полувыведения ртути достаточновелик, он составляет для большинстватканей организма человека 70–80 дней. Период полувыведения кадмия достигает15…47 лет, поэтому даже следам кадмия,если они систематически попадают ворганизм, уделяют самое серьезноевнимание.

Вредные последствия внедрениякадмия в организм общеизвестны:соответствующая болезнь носит название«итай-итай», которая выражается вболезненном скручивании костей, анемиии почечной недостаточности.

Токсичностьтяжелых металлов связана с образованиемхелатов и сульфидов с биологическиактивными веществами, особенно сферментами.

Некоторые данные о содержании тяжелыхметаллов в продуктах питания приведеныв табл. 7.1.

Таблица7.1– тяжелых металлов внекоторых продуктах

питания

Продукты питанияСвинецРтутьКадмий
НормаПределы содержания мг/кгНормаПределы содержания мг/кгНормаПределы содержания мг/кг
Яйца0,20,0002-0,86900,030,0008-0,240,050,0005-0,087
Свинина0,30,01-0,60,050,001-0,180,10,001-0,099
Св. печень0,80,007-1,490,10,001-1,430,80,0025-1,61
Рыба пресноводная0,50,0005-1,081.00,0005-2,740,050,0005-0,804
Рыба морская1,00,0035-1,78
Картофель0,20,0015-0,390,020,0005-0,0150,10,001-0,2
Корнеплоды0,50,005-1,540,0003-0,0130,050,0005-0,116
Зелень1,20,0025-9,140,0003-0,0330,10,001-0,388
Зерно0,50,01-0,610,030,0005-0,640,10,004-0,8
Молоко0,050,001-0,0840,00250,001-0,007
Вино0,30,005-3,080,10,0005-0,03

Большую группу опасных загрязненийсоставляют радионуклиды. Ниже будутрассмотрены только те радионуклиды,которые могут попасть в продукты питанияи отрицательно влиять на организмчеловека.

В растительной пище особенно частоможно встретить Sr-89, Sr-90, I-131, Cs-137, Ba-140,K-40, C-14 и Н-3 (тритий). Принципиально всерадионуклиды могут быть усвоеныразличными организмами и, таким образом,попасть в продукты питания. Известнырадионуклиды благородных газовестественного и искусственногопроисхождения.

Перечисленные вышерадионуклиды (кроме благородных газов)либо вступают в прочное взаимодействиес органическими соединениями, либозаменяют элементы в клетках, выполняяту же функциональную роль (например,калий). Для долгоживущих радионуклидовустанавливается постоянная концентрацияв живых организмах.

Среди естественныхрадионуклидов первенствующую роль(около 90% от суммарной активности)принадлежит К-40. Элемент калий обычнопопадает в организм с растительнойпищей и молоком, в котором содержаниекалия составляет 1,4г/л.

Остающиеся 10%активности радионуклидов естественногопроисхождения падают на долю С-14, которыйприсутствует во всех органическихсоединениях, а также на радионуклидынекоторых других элементов.

Среди радионуклидов антропогенногопроисхождения главную роль играютI-131, Cs-137 и Sr-90. После аварии атомногореактора в Чернобыле прежде всего былообнаружено сильное загрязнениерадионуклидами I-131 – источник b-иg-излучений.

Вследствиесравнительно небольшого периодаполураспада этого радионуклида (8 дней)его физиологическое действие на человекапродолжается практически только втечение приблизительно 60 дней. За этовремя (почти 7,4 периода полураспада)активность І-131 уменьшается почти в 128раз.

Через промежуток времени, равный10 периодам полураспада (что соответствуетраспаду почти всех ядер), активностьрадионуклидов составит1/1024от первоначального значения активностиили числа ядер радионуклида (раздел8.2).

Попавший в организм со свежиммолоком, овощами и яйцами радиоактивныййод накапливается в щитовидной железе,загрязняя ее в более значительнойстепени, чем остальные органы.

Значительно дольше проявляется действиена окружающую среду b-излучателейCs-137 и Sr-90 с периодом полураспада 30 и 28лет соответственно. Физиологическоедействие цезия сходно с действием калия,однако его подвижность меньше.

Послесорбции корнями элемент распределяетсямежду всеми частями растения. Радиоактивныйцезий накапливается также и некоторымивидами грибов (в том числе, белымигрибами) в спорообразующей части – впластинках и трубках.

В организм человекацезий попадает, главным образом, смолочными и мясными продуктами, а такжес хлебом. В кишечнике цезий почтиполностью ресорбируется. Для части,отложившейся в мышечных тканях, характеренбиологический период полувыведения50–200 дней.

При повторном поступлениирадиоактивный цезий накапливается ворганизме, причем поражение может достичь значительных размеров, поскольку хотя

b-излучениедействует на ткани только на глубинунескольких миллиметров, его ионизирующаяспособность значительно больше, чем урентгеновских лучей.

Имея биологический период полувыведенияоколо 50 лет, Sr-90 значительно дольшеудерживается в организме, чем Cs-137.Биологическое поведение стронция сходнос поведением его химического аналога-кальция.

В организм человека Sr-90 попадаетпреимущественно с растительной пищей,молочными продуктами и яйцами.

Посколькустронций-90 вместе с кальцием отлагаетсяглавным образом в костях, то основнаянагрузка при поражении организмаприходится на костный мозг, ответственныйза работу кровеносной системы. В первуюочередь стронций-90 (вернее, Sr-90/Y-90)вызывает лейкемию.

Радиационное поражениеорганизма стронцием-90 увеличиваетсяза счет его дочернего продукта иттрия-90(Y-90), период полураспада которогосоставляет только 64ч. Наличие в организмепары Sr-90/Y-90 может вызвать поражениеполовых желез, гипофиза и поджелудочнойжелезы.

Накопление радионуклидов в определенныхорганах и тканях приводит к более опаснымпоследствиям, чем их равномерноераспределение по всему организму.

Этоявляется одной из причин того, что С-14и тритий Н-3 рассматривают как сравнительно«безвредные» радионуклиды.

Однако, этирадионуклиды имеют большие периодыполураспада (5570 лет у С-14 и 12,3 года уН-3), что обеспечивает им длительностьпребывания в цепи питания.

Радионуклиды С-14 и Н-3 после сорбциивходят в состав органических соединений,при этом длительному действию облученияподвергаются вещества, не участвующиев обмене веществ. В составе ДНКбиологический период полувыведенияС-14 достигает около 2 лет, в то время какобычный биологический период полувыведениядля С-14 равен только 14 дням, а для Н-3 –19 дням.

Из-за высокой ионизирующей способностиизлучений этих радионуклидов значительноповреждаются молекулы тех соединений,в состав которых они входят. Поэтомурадионуклидам С-14, Н-3 уделяют значительнобольше внимания, к тому же в будущем ихсодержание в окружающей среде должнозначительно возрасти за счет антропогеннойдеятельности и ядерных реакций, вызванныхкосмическим излучением.

При оценке загрязнения пищевых продуктоврадионуклидами необходимо учитывать,что, если радионуклиды удерживаютсяпрочно в составе органических молекул,то они могут накапливаться в клеткахрастений.

Таким образом, растения могутпоглощать из загрязненной почвы довольнозначительные количества радионуклидов,пока не наступит равновесие между ихпоступлением и отдачей. Накоплениеопределенного элемента тем сильнеевыражено, чем больше дефицит этогоэлемента в организме.

Это означает, чтоу культурных растений поглощениерадионуклида К-40 можно понизить, еслипочва будет содержать достаточноеколичество нерадиоактивного нуклидаК-39.

Поскольку химически родственныеэлементы обладают и сходнымифизиологическими функциями, то, вводяв виде удобрений обычный калий (К-39),можно, если не совсем устранить, тозначительно понизить проникновение врастения радионуклида Cs-137 как химическогоаналога калия.

По соображениям охраны здоровья людейдля различных пищевых продуктов былиустановлены нормативы допустимогосодержания радионуклидов, хотя предельныеконцентрации при этом не всегда достаточнобиологически обоснованы. Так, например, для I-131 предельно

допустимаяконцентрация в молоке составляет 500Бк/л (Беккерель-активность радионуклидав источнике, в котором за 1с происходит1 акт распада).

Однако эта принятая занорму величина в меньшей степенипредохраняет ребенка, чем взрослого,так как в связи с особенностями ростау детей при потреблении 1л молокащитовидная железа испытывает в восемьраз большую нагрузку, чем у взрослого.

Этот пример показывает, что существующиенормативы нуждаются в подробном итщательном обсуждении.

Источник: https://studfile.net/preview/5397036/page:35/

Нормирование загрязняющих веществ в пищевых продуктах

Нормирование вредных веществ в пищевых продуктах: Для санитарной оценки химических соединений в продуктах питания

Вредные вещества могут поступать в продукты питания (и далее — в организм человека) разными путями: из почвы через корневые системы растений, из воздуха — через наземный ассимиляционный аппарат (листья), а также в результате контакта при проведении защитных химических обработок растений против вредителей и заболеваний.

Предельно допустимые концентрации вредных химических со­единений в продуктах питания (ПДКпр) разработаны для ряда химических элементов, способных в определенных количествах вызвать патологический эффект. «Временные гигиенические нор­мативы содержания химических элементов в основных пищевых продуктах» (1982) предусматривают дифференцирование ПДКпр по различным видам продуктов (табл.5.5).

ПДК химических элементов в пищевых продуктах, мг ·кг –1 продукта

Таблица 5.5

Элемент     Виды продуктов
рыбные мясные молочные хлеб, зерно овощи фрукты Соки
Алюминий 30,0 10,0 1,0 20,0 30,0 20,0 10,0
Железо 30,0 50,0 3,0 50,0 50,0 50,0 15,0
Иод 2,0 1,0 0,3 1,0 1,0 1,0 1,0
Кадмий 0,1 0,05 0,01 0,022 0,03 0,03 0,002
Медь 10,0 5,0 0,5 5,0 10,0 10,0 5,0
Мышьяк 1,0 0,5 0,05 0,2 0,2 0,2 0,2
Никель 0,5 0,5 0,1 0,5 0,5 0,5 0,3
Олово 200,0 200,0 100.0 200,0 100,0 100,0
Ртуть 0,5 0,03 0,005 0,01 0,02 0,01 0,005
Свинец 1,0 0,5 0,05 0,2 0,5 0,4 0,4
Селен 1,0 1,0 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
Сурьма 0,5 0,1 0,05 0,1 0,3 0,3 0,2
Фтор 10.0 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5
Хром 0,3 0,2 0,1 0,2 0,2 0,1 0,1
Цинк 40,0 40,0 5,0 25,0 10,0 10,0 10,0

Для ряда сельскохозяйственных культур установлены ПДКпр пестицидов и их метаболитов.

Гигиенические нормативы учитывают физико-химические свойства пестицидов, время сохранения их остатков и метаболитов в пищевых продуктах, способы применения и особенности самих продуктов, т.е.

рН клеточного сока, активность ферментных систем, проницаемость клеточных мембран. Поскольку экспериментальное определение ПДКпр весьма длительно, для установления временно допустимых концентраций пестицидов (ВДКпр) в продуктах питания используют расчетные методы.

Для расчета ВДКпр пестицидов (мг·кг -1 ) Каган, Сасинович и Овсеенко (1971) предложили формулу:

ВДКпр=0,13 • 10-2 ЛД50 +76.

Часть 6. Последствия загрязнения воздуха для здоровья человека

6.1. Пыль и аэрозоли

К вредным выбросам, загрязняющим атмосферу, относятся атмосферная пыль, газы и пары, которые прямо или косвенно отражаются на условиях жизни человека. Находящиеся в воздухе пыль и аэрозоли, как правило, не вступают в какие – либо особые химические реакции, но в сочетании с другими факторами могут нанести существ венный ущерб здоровью человека.

Под атмосферной пылью понимают взвешенные в воздухе твердые частицы с диаметром более 1 мкм. Эти частицы трудно классифицировать химически, так как они могут представлять собой как частицы кварца, так и органические материалы самого различного происхождения, в том числе и цветочную пыльцу растений.

Аэрозоли представляют собой коллоидные системы, в кото­рых дисперсионной средой служит, как правило, воздух. Диаметр диспергированных частиц согласно определению коллоидных систем, лежит в пределах: 0,1 – 0,001 мкм.

В отличие от атмосферной пыли аэрозоли содержат не только твердые, но и жидкие частицы, образованные при конденсации паров или при взаимодействии, газов. Жидкие капельки могут содержать и растворенные в них вещества.

Обычно к аэрозолям относят и ка­пельки диаметром 0,1—1 мкм, тогда как твердые частицы того же размера относят к аэрозолям реже, часто их характеризуют как тончайшую пыль.

В физиологическом отношении особое внимание следует уде­лить частицам менее 5 мкм, так как с уменьшением частиц их поведение становится все более характерным для поведения газо­образного состояния, т.е.

задерживаются в бронхах при дыхании (не отфильтровываются из воздуха), а также не вымы­ваются из воздуха дождям. Это увеличивает время их пребывания в атмосфере по сравнению с более крупными частицами.

Атмосферная пыль в аэрозоли могут иметь как природное, так и антропогенное происхождение.

В результате природных процессов частицы солей попадают в воздух из морской воды, минеральная пыль — из сухой почвы, пыль и зола — при вулканических извержениях, твердые частицы дымов — при лесных пожарах и, наконец, такие твердые продукты, как нитраты и сульфаты, образуются в результате газовых реакций.

Атмосферная пыль и дымы антропогенного происхождения образуются в результате промышленных выбросов; зола и дымы — при сжигании топлива в промышленных, бытовых и транспортных котельных установках, ряд химических продуктов – при взаимодействии газов, среди этих продуктов особую роль играют сульфаты.

Время пребывания частиц в атмосфере и, следовательно, их распространение по земной поверхности зависит как от их вели­чины и плотности, так и от скорости распространения ветров, а также от того, на какую высоту частицы были подняты перво­начально. Крупные частицы обычно оседают в течение часов или суток, тем не менее, они могут переноситься на сотни километ­ров, если в начале оказались на достаточной высоте.

Те частицы, которые по своему поведению сходны с частицами газов (диаметр 1 мкм и меньше), в значительно меньшей сте­пени подвержены действию атмосферных осадков, время их пребывания в нижних слоях атмосферы составляет 10 — 20 суток.

Если пыль и аэрозоли достигают верхних слоев тропосферы, то они могут проникнуть и в стратосферу с помощью воздушных горизонтальных потоков между тропосферой и стратосферой с завихрениями на флангах.

Атмосферные пыль и аэрозоли, накапливающиеся над городами и промышленными зонами, имеют лишь региональное значение. Они образуют сгущения над первоначальными источниками, но при сильном движении воздушных масс эти загрязнения могут разноситься в подветренную сторону.

В областях с умеренным климатом выделение пыли в атмосферу заметно зависит от времени года; ее образование по естественным причинам достигает максимума в жаркие летние месяцы, а выделение пыли антропогенного происхождения над городами густо населенными районами максимально в отопительный зимний период. Главной причиной в последнем случае являются продукты, образующиеся при работе промышленных и бытовых котельных.

Область распространения пыли и аэрозолей, образующихся в закрытых помещениях, имеет четко ограниченный местный ха­рактер. При отсутствии вентиляции и вытяжных устройств концентрация загрязнений может приобрести такие размеры, что станет опасной для организма. Это особенно характерно для за­грязнений, вызывающих аллергию.

Атмосферная пыль и аэрозоли ослабляют солнечное излучение в результате рассеяния, отражения и поглощения лучей. Эти процессы, связанные с действием диоксида углерода и других газов, поглощающих ультрафиолетовое излучение, заметно влияют на климат.

У частиц с диаметром более 1 мкм поглощение инфракрасных лучей значительно возрастает, в результате чего воздушные слои, содержащие подобные частицы, нагреваются, а нижние слои соответственно остаются более холодными.

Частицы меньшего размера способствуют рассеянию света, но при диаметре менее 0,4 мкм они не оказывают заметного влияния на рассеяние света, хотя в соответствии со своей химической структурой могут погло­щать ультрафиолетовые лучи.

Частицы темного цвета, например частицы сажи, естествен­но, сильнее всего поглощают видимый свет и инфракрасные лучи, что приводит к самому интенсивному охлаждению земной поверхности.

Основная часть тропосферных и стратосферных аэрозолей со­стоит из частиц диаметром порядка 1 мкм и меньше. Эти частицы в первую очередь приводят к рассеянию в видимой области спектра, инфракрасное излучение они поглощают незначительно.

Принято считать, что кратковременные изменения содержания аэрозолей могут привести к климатическим изменениям.

Но эти предположения некорректны, поскольку влияние загряз­нений атмосферы аэрозолями следует рассматривать в совокуп­ности с другими факторами отражательной способностью зем­ной поверхности, содержанием в тропосфере газов, поглощаю­щих тепло, а также с наличием в стратосфере газов, разрушающих озон.

Проведенные исследования показали, что за прошед­шие 20 лет содержание сернокислотных аэрозолей в стратосфере ежегодно увеличивается примерно да 9%. Этот прирост приво­дит к постоянному появлению в ней серусодержащих образований антропогенного происхождения.

Каждые 7,5 лет плотность сернокислотных аэрозолей в стратосфере удваивается. При такой скорости прироста сернокислотных аэрозолей за 25 лет их плот­ность удесятеряется. Это окажет такое же действие, что и извержение вулкана Агунг.

Если последуют новые мощные вулканические извержения или в стратосфере появятся какие-либо газы, поглощающие тепло, то возможно заметное изменение климата, но на охлаждение воздушных масс, близких к земной поверхнос­ти, больше влияют теплопоглощающие газы в тропосфере.

Тем не менее, необходимо внимательно следить за накоплением в стратосфере пыли и аэрозолей и за изменением в их поведении.

До сих пор систематически велись только измерения содержа­ния соединений серы в стратосфере, процессы их образования все еще окончательно не ясны. Наиболее достоверной представляет­ся реакция между диоксидом серы SO2 и озоном Оз, однако не­обходимо учитывать и возможность взаимодействия SO2 с ради­калами типа ОН·.

Для тропосферы бесспорно установлено образование сульфа­тов в результате реакции SO2 с радикалами ОН·. При этом ра­дикалы ОН· образуются по цепным реакциям, сопровождающим фотолиз озона.

озона в тропосфере составляет 10 — 100 млрд–1 (млрд–1 — миллиардные доли, или число частей на миллиард.).

Под действием света озон претерпевает пре­вращения, образуя либо атомарный кислород в основном состоя­нии О(3P), либо возбужденный кислород в синглетном состоянии О(1D):

l=310 нм

О3 О2 + О (3 Р) (6.1)

l=310 нм

О3 О2 + О (1D) (6.2)

Возбужденный кислород с атмосферными парами воды может образовать радикалы ОН· :

О(1D) + Н2О ® ОН· + ОН· (6.3)

Исключительно высокореакционноспособные радикалы ОН· да­ют с SO2 серную кислоту:

SО2 + 2 ОН· ® H2SО4 (6.4)

В эту реакцию вступает не только SO2 антропогенного проис­хождения, но и диоксид серы, полученный из восстановленных форм природных соединений серы, которые, видимо, окисляются с помощью радикалов ОН· в SO2.

Тропосферные аэрозоли серной кислоты, в отличие от стратосферных аэрозолей, могут сохраняться в атмосфере только несколько суток — они либо выпадают в осадки вместе с дождями, либо откладываются в твердом виде. Выделение сульфатных осадков будет рассматриваться в связи с превращениями SО2.

В тропосфере нейтрализация кислотных загрязнений осущест­вляется в первую очередь пылевидными частицами щелочного и щелочноземельного характера. В настоящее время эти процессы не получили количественной оценки.

В выхлопных газах автомашин, двигатели которых работают на моторном топливе с антидетонационными добавками на основе тетраэтилсвинца, можно обнаружить несгоревший тетраэтилсвинец (ТЭС). Выбросы последнего особенно велики при за­пуске холодного мотора, при этом концентрация ТЭС в выхлоп­ных газах может составлять 5 мг/м3.

В городском воздухе идет разбавление до концентрации 0,1–1 мкг/м3. Чрезвычайно лету­чий, хотя и кипящий только при 200 °С, тетраэтилсвинец распро­страняется по воздуху и может достичь местности с незагрязнен­ным воздухом.

При этом переносе ультрафиолетовые лучи с длиной волны 250 нм превращают ТЭС в радикал, который в присутствии еще неизвестного акцептора электронов (X) образу­ет ион тетраэтилсвинца:

l=250 нм

Pb(C2H5)4 Pb(C2H5)3· + C2H5·

¯ + Х (6.5)

Pb(C2H5)3+ + X

Эта реакция протекает, на известном удалении от Зем­ли, где ультрафиолетовое излучение уже не очень ослаблено пылью и аэрозолями, находящимися вблизи поверхности. Особо характерное свойство Pb(C2H5)3+ состоит в том, что благодаря его ионному характеру проявляются гидрофильные свойства, а наличие групп С2Н5 придает липофильный характер.

Благодаря этим качествам ион тетраэтилсвинца может проходить через кле­точные мембраны и отлагаться внутрь организма на серусодержащих белковых молекулах. Пока нет прямых указаний об опас­ности ионов ТЭС для живых организмов. Считают, что ион тет­раэтилсвинца может обладать токсическим действием ввиду токсичности самого ТЭС.

Возможен другой механизм образования иона тетраэтилсвинца — биологический.

Наряду с накоплением и созданием разрушающей реакцион­ной среды на твердых неорганических материалах пыль и аэрозоли могут, нанести значительный ущерб человеческому организму, разрушая здоровье людей, как прямым, так и косвенным образом.

6.1.1 Снижение активности УФ-лучей и образование витамина D

Ослабление потока солнечных лучей, приходящих на земную поверхность приводит к самым различным последствиям. При этом сокращается доля ультрафиолетового излучения, необходи­мого для поддержания физиологической активности.

УФ-лучи, наряду с поддержанием нормальной температуры человеческого тела, необходимы для образования витамина D3 из 7-дегидрохолестерина (провитамина D3), содержащегося в коже в относительно высоких концентрациях.

Витамин D3 подвергается в печени и почках гидроксилированию с образованием физиологически активного 1a,25-дигидроксихолекальциферола. При недо­статке УФ-излучения первая стадия превращения (рис. 6.

1) проте­кает в недостаточной степени, в результате чего организм ощуща­ет недостаток в витамине D3, отрицательно сказывающийся на формировании костей. Связанное с недостатком витамина D3 заболевание носит название рахита.

Также, УФ-излучение уничтожает микроорганизмы и оказывает стерилизующее действие. Уменьшение доли УФ-излу­чения, прежде всего в пыльной атмосфере больших городов, приводит к ослаблению стерилизующего действия УФ-лучей на микроорганизмы, и соответственно к повышению возможности возникновения инфекционных бактериальных забо­леваний.

Рис. 6.1. Превращение 7-дегидрохолестерина в витамин D3.

6.1.2. Силикоз и асбестоз

Непосредственное воздействие пыли и аэрозолей на здоровье человека проявляется в значительно более разнообразных формах, чем косвенное, так как многие отдельные компоненты аэро­золей могут вызвать ряд специфических заболеваний. К ним относятся, среди прочих, силикоз и асбестоз. Это изменении тканей легких в результате вдыхания кварцевой или, асбестовой пыли в течение ряда лет или даже десятилетий.

Силикоз вызывается кварцевой пылью с диаметром частиц около 3 мкм, асбестоз – иглами асбеста длиной более 5 мкм и толщиной более 3 мкм. Эти частицы проникают в легкие, остаются в альвеолах, обрастая дендритами.

В прогрессирующей стадии болезни большие скопления узелков в тканях препятству­ют газообмену в легких. Асбестовые иглы в конце концов приводят к микроповреждениям тканей легкого, облегчая доступ кан­церогенных веществ в поврежденные клетки.

Поэтому внедрение асбестовой пыли, наряду с одновременным курением, осо6енно часто служит причиной возникновения рака легких.

Естественно, что для асбестовой пыли, представляющей кан­церогенную опасность, не существует максимальной эмис­сионной концентрации, так как рабочие места должны быть изолированы от этих веществ.

В тех случаях, когда рабочие места не могут быть пoлнocтью изолированы от веществ, представляющих канцерогенную, мутагенную или тератогенную (изменения организма приводящее к рождению уродов или воз­никновению опухолей как доброкачественных, так и недоброкачественных) опасность, вводится понятие ТДК (технически допустимая концентрация).

Под ТДК подразумевают такую концентрацию вредного вещества, которая возникает на рабочем месте после приме­нения всех допустимых технических средств для его устранения и которая может быть зарегистрирована с помощью измерительных приборов. Значение ТДК для мелкой асбестовой пыли со­ставляет около 0,05 мг или около 106 волокон в 1 м3 воздуха.

Силикозы и асбестозы связаны с профессиональной деятельностью и возникают в результате многолетнего вдыхания тонкой пыли у представителей таких специальностей как горняки, камне­тесы, рабочие, имеющие дело с пескоструйными аппаратами, а также работники стекольной, керамической, и асбестовой промышленности.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/7_166126_normirovanie-zagryaznyayushchih-veshchestv-v-pishchevih-produktah.html

Medic-studio
Добавить комментарий