Нормирование загрязняющих веществ в продуктах питания, понятие об уровне биоконцентрации.

К загрязняющим веществам в пищевых продуктах относятся тяжелые металлы, синтетические химические соединения, пестициды, нитраты и нитриты, радионуклиды, токсины микроорганизмов и лекарственные средства.

Загрязняющие вещества могут поступать в продукты питания, а далее в организм человека, разными путями: из воздуха – через вегетирующие органы растений; из почвы – через корневые системы растений. Пищевые продукты могут быть загрязнены и биологическими контаминантами, в том числе и прижизненно для продуктов животного происхождения.

Биологическими контаминантами выступают вирусы, бактерии, грибы, простейшие и паразиты.

Осуществляется контроль за содержанием 14 химических элементов, среди них наиболее опасными – кадмием, ртутью и свинцом. Загрязнение кадмием пищевых продуктов и пищевого сырья происходит, главным образом, вместе со сточными водами и другими отходами промышленных предприятий, которые связаны с производством и применением специальных сплавов, автоматики, полупроводников, атомной и ракетной техники, антикоррозийных покрытий, полимеров и т.д. Загрязнение атмосферного воздуха кадмием происходит при сжигании отходов пластмассы. Загрязнение окружающей среды кадмием требует особого внимания к мерам по предупреждению попадания в организм человека этого опасного ксенобиотика. Существует прямая связь между количеством обнаруженных в воде и почве кадмия, свинца, мышьяка и уровнями заболеваемости злокачественными новообразованиями различных форм среди населения экологически неблагополучных районов.

Другой биоцид, относящийся к тяжелым металлам, ртуть имеет два типа кругооборота в природе. Первый связан с естественным природным обменом неорганической (элементарной) ртути, второй – локальный, обусловленный процессами метилирования неорганической ртути, которая поступает в окружающую среду в результате хозяйственной деятельности человека. Ртуть применяется при производстве каустической соды, синтезе пластмасс, в электротехнической промышленности. До 90-х годов ХХ в. ртутьсодержащие соединения находили широкое применение в сельском хозяйстве в качестве протравителей семян зерновых культур. До 80 тыс. тонн ртути в виде паров и аэрозолей ежегодно выбрасывается в атмосферу, а дальше она и ее соединения мигрируют в почву с ее растительность и в водоемы с их гидробионтами. В водной среде в результате деятельности микроорганизмов происходит метилирование ртути, а в дальнейшем в виде метилртути она включается в продвижение по трофическим цепям водных и наземных экосистем, вызывая тяжелые заболевания человека (расстройство речи, понижение слуха и зрения и т.д.), а нередко и смерть. Отравление человека ртутью получило название «болезнь Минамата».

Основным источником загрязнения окружающей среды соединениями свинца в современных условиях является использование этилированного бензина, а следовательно, и наибольшие концентрации свинца обнаруживаются в атмосферном воздухе вдоль крупных автострад, зеленой массе растений, плодах. При включении в пищевые цепи свинец может поступать в организм человека с продуктами растительного и животного происхождения. Первые симптомы свинцового отравления характеризуются повышенной активностью и бессонницей, сменяющимся в дальнейшем утомляемостью, депрессией, нарушением деятельности кишечника, расстройствами кровеносной системы, заболеваниями периферической нервной системы. Свинец способен к материальной кумуляции в организме, особенно в костной ткани. Как уже было отмечено ранее, из всех видов тяжелых металлов, регулярно попадающих в организм человека, 20% поступают из воздуха, и особо важное значение имеет гигиеническое нормирование тяжелых металлов в воздухе. В продуктах питания содержание тяжелых металлов в целом превышает установленные ПДК примерно 5% всех пищевых продуктов. В табл.4.16 приведены ПДК тяжелых металлов в пищевых продуктах.

Таблица 4.16

ПДК тяжелых металлов в пищевых продуктах, мг/кг

Продукт	Металл	ПДК
Зерно, мука, крупы продовольственные Мясо и птица (мороженные), мясопродукты Рыба океанская и морская (за исключением крупных тунцов) Тунцы (крупные виды), киты Зерно для детского и диетического питания (пшеница, рис, овес, кукуруза, гречиха)     Молоко и молочные продукты   Рыба пресноводная: нехищные виды хищныен Консервы из морских и пресноводных рыб (за исключением тунцов) Консервы из тунцов Моллюски и ракообразные Алкогольные напитки   Сахар   Соусы   Соевые белки   Продукты, законсервиров. в жестяную тару Продукты детского и диетического питания     Продукты питания для детей на фруктовой и овощной основах   Фрукты, цитрусовые, овощи свежие,   Замороженные, сухие Фруктовые соки и компоты   Жиры и масла     Молотые продукты для детского и диетического питания (крупа, мука, толокно)	Ртуть Свинец Свинец Ртуть Ртуть   То же Ртуть Свинец Кадмий Медь     Цинк Ртуть Свинец     - -   - - - Свинец Кадмий Свинец Мышьяк Свинец   Ртуть Кадмий Свинец Цинк Мышьяк Медь Олово Ртуть Свинец Кадмий Медь Цинк Ртуть Кадмий Мышьяк Медь Цинк Кадмий Свинец Мышьяк Свинец Мышьяк Медь Кадмий Свинец Кадмий Медь     Ртуть Свинец Кадмий Медь     Цинк	0,001 - 0,5 0,03 0,4   0,7 0,01 0,2 0,02 5,0 10,0 (гречиха) 25,0 0,005 0,05     0,3 0,6   0,3 0,7 0,2 0,3 0,05 1,0 1,0 3,0 (кетчуп) 0,03 0,2 2,0 60,0 1,0 30,0 100-200 0,005 0,1 0,01 2,0 5,0 0,01 0,03-0,05 0,1 5,0 30,0 0,01 0,4-0,5 0,2 0,4 0,2 5,0 0,02 1,0 0,05 0,5 (животный жир) 0,4 (масло раст.) 0,1 (масло раст.раф., маргарин) 0,01 0,2 0,02 4,0 10,0 (гречневая крупа) 20,0

Опасными для окружающей среды и здоровья человека являются химические средства защиты растений или пестициды. Характер действия пестицидов определяется их химической структурой и такими свойствами, как стойкость к воздействию климатообразующих факторов и способность к кумуляции.

Максимально допустимые уровни (МДУ) содержания некоторых пестицидов в пищевых продуктах приведены в таблице 4.17.

Таблица 4.17

Максимально допустимые уровни содержания пестицидов в пищевых продуктах

Наименование пестицида (название действующего вещества)	Наименование пищевого продукта	МДУ, мг/кг
Акктелик (пиримифосметил)     Атразин (атразин)     Байлетон (триадимефон)   Бетанал (фенмедифам)   Волатон (фоксим) Гамма-изомер ГХЦГ (гамма –изомер ГХЦГ)   2,4-ДА (2,4Д) Золон (фозалон)   Карбофос (малатион)   Прометрин (прометрин)     Раундал (глифосат)     Семерон (десметрин) Фосфамид (диметсат)     Эптам (ЕРТС)	Огурцы, томаты, сахарная свекла, перец, баклажаны Малина, смородина, крыжовник, земляника Овощи, фрукты (семечковые), виноград, зерновые, кукуруза Мясо, яйца Смородина, крыжовник, малина, молоко Зерновые, сахарная свекла, огурцы, томаты Дыни, яблоки Виноград Смородина, земляника Свекла сахарная и столовая Цикорий Зерновые Подсолнечное и хлопковое масло, виноград яблоки, молоко Картофель, сахарная свекла, мясо, яйца Масло сливочное, жир, рыба Зерно зерновых и бобовых, кукуруза, капуста, грибы Молочные продукты (в перерасчете на жир) Ягоды лесные Пищевые продукты Зерновые, картофель, сахарная свекла, томаты, баклажаны, виноград, цитрусовые, яблоки, груша, вишни, сливы, грибы Яблоки, груши, виноград, огурцы, дыни, арбузы Растительное масло Свекла сахарная и столовая, капуста, огурцы, томаты, дыни, арбузы, груши, чай Яблоки, сливы, вишни, виноград, цитрусовые Мука Зерновые, кукуруза, горох, соя Малина, смородина, крыжовник, земляника Картофель, горох, соя, фасоль, растительное масло Морковь, сельдерей, петрушка, укроп Кукуруза, картофель, зернобобовые, овощи, фрукты, цитрусовые, грибы Малина, черника Капуста Растительное масло Капуста, свекла столовая Зерновые, зернобобовые, рис, картофель, сахарная свекла, огурцы, томаты, бахчевые, яблоки, груши, сливы, вишни, цитрусовые, виноград, грибы Ягоды лесные Свекла сахарная и столовая, растительное масло	0,2   Не допускается   0,1   0,02   Не допускается 0,5   0,05 0,1 Не допускается 0,2 0,5 0,6 0,05   0,1 0,2 0,5   1,25   Не допускается Не допускается 0,2   1,0   0,1 0,5     1,0   2,0 3,0 Не допускается   0,1   Не допускается 0,3     Не допускается 0,05 0,1 0,15 0,4   Не допускается 0,05

Опасно для здоровья человека употребление в пищу продуктов растительного животного происхождения с повышенным содержанием нитратов и нитритов. При взаимодействии нитратов и нитритов с гемоглобином нарушается процесс обратного связывания кислорода, отчего образующийся метгемоглобин не может выполнять функции переносчика кислорода. Возникает явление кислородного голодания с признаками цианоза, одышки, асфиксии. В тяжелых случаях отравление заканчивается летальным исходом. Установлено, что нитраты обладают мутагенным и эмбриотоксическим действием.

По способности накапливать нитраты овощи можно разделить на группы:

1. – больше 5 г нитратов на 1 кг продукции (виды салата, включая и кресс-салат, петрушка, редиска);

2. – до 5 г на 1 кг (зеленый лук, капуста, кольраби, редька, столовая свекла, шпинат);

3. – до 4 г на 1 кг (белок5ачанная капуста, морковь, репчатый лук);

4. – до 3 г на 1 кг (лук-порей, ревень, укроп);

5. – до 2 г на 1 кг (тыква);

6. – менее 1 г на 1 кг (арбузы, дыни, баклажаны, огурцы, помидоры, картофель).

У свеклы нитраты сконцентрированы в верхней части корнеплода, а в моркови в центральной желтой части нитратов больше, чем в окружающей красной.

У капусты самая опасная часть кочерыжка, концентрируются нитраты и в толстых черешках листьев кочана.

В мелких клубнях картофеля нитратов больше, чем в крупных, значительная их часть сосредоточена под кожурой.

В таблице 4.18 приведены максимально допустимые уровни нитратов в продуктах растениеводства открытого грунта.

Таблица 4.18

Максимально допустимые уровни нитратов в

продуктах растениеводства открытого грунта (мг/кг, не более)

Наименование продукта	Концентрация
Картофель Капуста белокочанная ранняя поздняя Морковь ранняя поздняя Томаты Огурцы Свекла столовая Лук репчатый Лук-перо Дыни Арбузы Перец сладкий Кабачки Тыква (для изготовления консервов для детского питания) Листовые овощи (салаты, шпинат, щавель, капуста салатная, петрушка, сельдерей, киндза, укроп и т.п.)

Стойкими в экологических цепях являются радионуклиды, поступающие в организм человека с продуктами питания (таблица 4.19).

Таблица 4.19

Переход цезия-137 из загрязненного молока в молочные продукты

Наименование продукта	Процент сохранения цезия-137 от первоначального содержания в кг
Молоко цельное Молоко обезжиренное Масло 70% жирности Творог обезжиренный Топленое масло Сливки, сметана 20% жирности Сметана 40% жирности Казеин пищевой	0,6

Продукты расщепления урана (стронций-90 и цезий-137) имеют период полураспада не менее 30 лет. Мигрируя по пищевым цепям, они становятся потенциально опасными, особенно на территориях, загрязненных при производстве и испытаниях ядерного оружия, техногенных авариях на атомных электростанциях. В таблице 4.20 приведены допустимые уровни содержания радионуклидов цезия-137 и стронция-90 в пищевых продуктах и питьевой воде.

Таблица 4.20

Допустимые уровни содержания радионуклидов

цезия-137 и стронция-90 в пищевых продуктах и питьевой воде

Продукт

Удельная активность (Ки/кг, Ки/л)

ВДУ для цезия-137 Вода питьевая Молоко, творог, масло, сыр Молоко сгущенное и концентрированное Молоко сухое Мясо, птица, рыба, яйца Жиры растительные и животные Картофель, корнеплоды, овощи, фрукту и ягоды Хлеб, крупы, мука, сахар Свежие ягоды и грибы Сухофрукты Сушеные грибы, дикорастущие ягоды, чай Продукты детского питания Лекарственные растения ВДУ для стронция-90 Вода питьевая Молоко и молокопродукты Молоко сухое Молоко сгущенное Картофель Хлеб, крупы, мука и сахар Продукты детского питания

5,0·10-10 1,0·10-8 3,0·10-8 5,0·10-8 2,0·10-8 5,0·10-9 1,6·10-8 1,0·10-8 4,0·10-8 8,0·10-8 2,0·10-7 5,0·10-9 2,0·10-7   1,0·10-10 1,0·10-9 5,0·10-9 3,0·10-9 1,0·10-9 1,0·10-9 1,0·10-1

Понятие об уровне биоконцентрации.Для оценки содержания микроэлементов в человеческом организме и его биосубстратах (крови, моче, волосах и костях) гигиенистами предложены два критерия: допустимый и критический уровень биоконцентрации микроэлементов.

Допустимый уровень накопления – это количество вещества в критическом органе, которое при постоянном его содержании не вызывает изменений состояния здоровья человека, обнаруживаемых современными методами исследований.

Критический уровень – содержание микроэлемента в организме человека, при котором проявляются самые разные биохимические изменения. Критический уровень выше допустимого для большинства элементов в 1,5-3 раза.

Токсические вещества имеют самые разнообразные источники поступления в среду и в организм человека, вызывая самые разнообразные заболевания (табл. 4.21).

Таблица 4.21

Токсичные и потенциальные токсичные вещества

природно-техногенных экосистем

Вещество	Источник поступления в среду	Содержание в среде	Поступление в организм человека	Заболевание
Бор	Природные воды	В питьевой воде борных провинций	С водой	Поражение почек и желудочно-кишечного тракта
Железо	Промышленное производство	Железная посуда, природная вода	С пищей и водой	Цирроз печени, заболевания кровеносной системы
Йод	Морская вода, вулканическая деятельность, почва	В некоторых почвах повышенное содержание, но 10% населения мира живет при эндемическом недостатке йода	С воздухом (ПДК=1 мг/м3)	Рак щитовидной железы, эндемический зоб и др. эндокринные заболевания
Кадмий	Выплавка цветных металлов, удобрения, пестициды, рудники	В воздухе близ предприятий до 0,5 мкг/м3, обычно 0,02-0,05 мкг/м3, в городах – 0,02-370 мкг/м3. Вдали от них- 0,004-0,026 мкг/м3	С водой (ПДК=0,01 мг/л), пищей и воздухом	Протеинурия, почечные болезни, «итай-итай», остеомаляция, рак предстательной железы
Марганец	Выплавка металлов, удобрения, жидкое топливо	Накапливается в воздухе близ производства и в некоторых предметах (линолеум, спички, пиротехнические изделия), в воздухе городов до 10 мкг/м	С воздухом	Прогрессирующие поражения центральной нервной системы, летаргия, синдром Паркинсона, пневмония
Медь	Медные промышленные продукты, почва	В сплавах, красителях, стеклах, смазках, в почве некоторых районов	С водой (ПДК=0,05 мг/г), пищей и пивом	Интоксикация, рак легких и кожи, нарушение функций желудка, меланоз кожи, периферические невриты и др.
Молибден	Почва, природные воды, выплавка металлов	В сплавах, красителях, стеклах, смазках, в почве некоторых районов	С воздухом (ПДК=4-5 мг/м3), пищей и водой	Нарушение центральной нервной системы, эндемическая атаксия, подагра
Мышьяк	Промышленное производство, пестициды	Протравленное зерно, обработанная гербицидами почва, в воздухе городов – до 0,02 мкг/м, но выше близ источников выброса, в пиве – до 15 мгк/л	С водой (ПДК=0,05 мг/л), пищей и пивом	Интоксикация, рак легких и кожи, нарушение функций желудка, меланоз кожи, периферические невриты и др.
Никель	Промышленное производство никелированных изделий	Накапливается в морских органических соединениях, никелированной посуде, в воде – 1-70 мкг/л	С воздухом и пищей	Бронхиальный рак, дерматиты, интоксикация, аллергия
Нитраты и нитриты	Удобрения, отходы животноводства	В водах обычно до 10 мг/л, в воздухе – до 1-40 мкг/м3, в почвенных водах - иногда более 300 мг/л	С водой (ПДК=45 мг/л), и пищей	Метгемоглобиния
Нитрозосоединения	Удобрения, пестициды, пищевые добавки	В обработанных нитритами мясных продуктах, в рыбе	С водой и пищей	Рак, мутагенное и тератогенное действие
Оксиды азота	Двигатели внутреннего сгорания	Много в воздухе больших городов с интенсивным транспортным движением	С воздухом	Интоксикация, респираторные заболевания
Ртуть	Добыча и производство, пестициды, сжигание органического топлива	Обычно в воздухе до 0,05 мкг/м3 в пресных водах – до 0,3 при загрязненной воде – до 5, в пунктах сброса- до 50 мкг/л	С водой (ПДК=0,001 мг/л), воздухом (пары ртути), пищей (ПДК=0,3 мг в неделю)	Интоксикация, болезнь Минамата, паралич, психическая неполноценность новорожденных
Свинец	Выплавка металлов, пестициды, сжигание органического топлива	Обычно в воде до 10 мк /л, в морской – 7, в осадках дна – до 3000 мкг/л, в воздухе городов – 2-4 мкг/м3 вдали от них – до 0,2; в целинных почвах – 8-20 мкг/кг, в культурных – до 300 мкг/кг	С воздухом (ПДК=0,01-0,2 мг/м3) водой (ПДК=0,1 мг/л) и пищей	Интоксикация, поражение центральной нервной системы, печени, почек, мозга, половых органов
Селен	Морские отложения, вода	Обычно в воде 3-5 мкг/л, вблизи месторождения – до 50-300мкг/л	С водой (ПДК=0,01 мг/л)	Кишечные нарушения, дерматиты, селеноз, артриты
Фтор	Природные воды, алюминиевая и силикатная промышленность, удобрения	В воздухе городов – от 0,05 до 2 мкг/м3, а в дали от них – 0,1 мкг/м3 воде обычно - более 0,5 мг/л	С водой и воздухом	Флюороз, зубные и костные болезни
Хром	Химическая промышленность	В сплавах, красителях, дубителях, огнеупорном кирпиче	С воздухом	Бронхиальный рак
Цианиды	Химическая промышленность, пестициды, биометаболизм	Загрязняет некоторые пищевые продукты	С водой (ПДК= 0,05 мг/л)	Интоксикация
Цинк	Выплавка цветных металлов	В оцинкованной посуде, в воздухе предприятий	С воздухом (ПДК=5 мг/м3 )	То же