Загрязнение пищевого сырья токсичными химическими элементами

Большинство химических элементов широко распространены в природе, и могут попадать в сельскохозяйственное сырье пищевых продуктов из почвы, атмосферного воздуха, подземных и поверхностных вод. Основные причины загрязнения пищевых продуктов химическими элементами:

- отходы промышленных предприятий;

- выхлопные газы автотранспорта;

- неконтролируемое применение химических удобрений;

- разработка полезных ископаемых.

Химические элементы способны накапливаться в растительном и животном сырье, поэтому возможно их высокое содержание в продовольственном сырье и пищевых продуктах.

Многие химические элементы жизненно необходимы человеку и в микроскопических дозах выполняют важные задачи в организме, но в больших количествах они могут представлять серьезную опасность.

Для химических элементов установлена предельно допустимая концентрация (ПДК) вещества для человека.

В число компонентов, содержание которых контролируется в международной торговле продуктами питания, включены химические элементы - Hg, Cd, Pb, As, Cu, Zn, Fe, Sr Список этих элементов может быть дополнен по отдельным группам товаров.

Ртутьне является необходимым элементом для человека, образует опасные металлоорганические соединения. В организме взрослого человека содержится около 13 мг ртути, период полувыведения метилртути из организма человека составляет около 70 дней. Неорганические соединения ртути нарушают обмен аскорбиновой кислоты, кальция, меди, цинка; органические – обмен белков, цистеина, аскорбиновой кислоты, токоферолов, железа, меди, марганца.

Основным источником поступления ртути в окружающую среду служит естественный процесс ее испарения из земной коры в количестве 25 – 125 тыс. тонн ежегодно. Пары переносятся в океаны, а в биосфере по пищевым цепям циркулирует диметилртуть, образуемая в процессе жизнедеятельности бактерий. Наибольшая концентрация ртути обнаружена в грибах, мясе рыб (особенно хищных) и моллюсков.

Считается, что безопасный уровень содержания ртути в крови человека 50-100 мкг/л, в волосах 30-40 мкг/кг. В России ПДК ртути в водопроводной воде, используемой для приготовления пищи, принят 0,005 мг/л, по международному стандарту – 0,01 мг/л.

Кадмий.Кадмий относится к числу сильно ядовитых веществ и не является необходимым для жизнедеятельности элементом. Кадмий в природе в свободном виде не встречается. Его получают как сопутствующий продукт при рафинировании цинка и меди. Кадмий широко применяется в различных отраслях промышленности в качестве компонента защитных гальванических покрытий. Кадмий может содержаться в навозе и фосфатных удобрениях.

Установлено, что 80% кадмия поступает в организм человека с пищей, 20% через легкие из атмосферы и при курении. В сутки взрослый человек с пищей получает до 150 и более мкг кадмия на кг массы тела. Установлено, что в одной сигарете содержится 1,5-2,0 мкг кадмия, следовательно, его уровень в крови и почках у курильщиков в 1,5-2 раза выше по сравнению с некурящими.

92-94% кадмия, попавшего в организм, выводится. Остальная часть накапливается в органах и тканях в ионной форме. Здоровый организм человека содержит около 50 мг кадмия. В больших дозах кадмий проявляет сильные токсические свойства, нарушает синтез ДНК. Главные центры накопления кадмия – это печень и почки. Кадмий нарушает обмен железа и кальция, что приводит к гипертонической болезни, анемии, снижению иммунитета.

ДСП (допустимое суточное потребление) кадмия -70 мкг/сутки;

ДСД - 1 мкг/кг массы тела;

ПДК кадмия в питьевой воде - 0,01мг/л;

Мероприятия по профилактике интоксикации кадмием должны включать следующие направления:

- правильное питание (преобладание в рационе растительных белков, серосодержащих аминокислот, аскорбиновой кислоты, железа, цинка, меди, кальция);

- профилактическое УФ – облучение в 1/8- ¼ биодоз;

- исключение из рациона продуктов питания, богатых кадмием (белки молока).

Свинец. Один из самых распространенных и опасных токсикантов. Использование этилированного бензина привело к накоплению громадного количества свинца в окружающей среде. Вблизи промышленных центров и крупных автомагистралей свинец способен активно накапливаться в растениях, водных и наземных организмах. Источник природного свинца в биосфере – горные породы.

Среднее содержание свинца в продуктах питания составляет - 0,2 мг/кг. В организме взрослого человека усваивается около 10% поступившего свинца, а у детей 30-40%. Примерно 90% свинца выводится из организма, остальной накапливается в костной ткани. Биологический период полувыведения свинца из мягких тканей и органов составляет 20 дней, а из костей до 20 лет.

Свинец в основном воздействует на кроветворную систему, нервную, пищеварительную системы и почки. Он ингибирует в костном мозге ряд ферментов, в результате чего развивается анемия. Особенно чувствительны к повреждающим воздействиям свинца нейроны центральной и перефирической нервной системы.

Допустимая суточная доза (ДСД) свинца составляет 0,007 мг/кг массы тела, ПДК в питьевой воде - 0,005 мг/л[1].

В целях исключения загрязнения продовольственного сырья и пищевых продуктов соединениями свинца необходимо проводить следующие мероприятия:

- контроль промышленных выбросов свинца в атмосферу, водоемы, почву;

- контроль содержания тетраэтилсвинца в бензине, в изделиях из поливинилхлорида, красителях, упаковочных материалах;

- контроль керамической посуды, покрытой свинцовой глазурью, свинцового припоя в составе консервных банок, красок на посуде.

Мышьяк содержится практически во всех объектах биосферы, в морской воде, земной коре, рыбах и ракообразных в наибольшем количестве. Загрязнение продуктов питания мышьяком происходит вследствие его использования в сельском хозяйстве – в качестве инсектицидов, фунгицидов, древесных консервантов и др. Бесконтрольное использование приводит к его накоплению в пищевых продуктах и интоксикации.

Высокая концентрация мышьяка отмечается в печени, пищевых гидробионтах. В организме человека обнаруживается около 1,8 мг мышьяка.

ФАО/ВОЗ – установила ДСД мышьяка - 0,05 мг/кг массы тела, что составляет для взрослого человека 3 мг/ сутки.

Мышьяк в зависимости от дозы, может вызывать острое и хроническое отравление. Хроническая интоксикация возникает при длительном употреблении питьевой воды с содержанием мышьяка - 0,3-2,2 мг/л.

Разовая доза мышьяка в 30 мг – смертельна для человека. После ртути, мышьяк является вторым контаминантом пищевых продуктов. Выделяется 90% поступившего в организм мышьяка, в организме человека мышьяк накапливается в эктодермальных тканях – волосах, ногтях, коже.

Биологический период полувеведения мышьяка из организма составляет 30-60 часов. Положительное влияние микродоз мышьяка на организм человека заключается в том, что он оказывает стимулирующее действие на процесс кроветворения.

Медь.Содержится в земной коре, морской воде. В организме человека обнаруживается примерно 100 мг меди. Медь принимает активное участие в процессах жизнедеятельности, входя в состав ряда ферментных систем. Это биомикроэлемент, необходимый для нормального течения многих физиологических процессов, входит в состав ферментов. Дефицит меди приводит к анемии, недостаточности роста, и другим заболеваниям. Безопасный уровень потребления меди составляет для взрослого человека 1,5 – 3,0 мг в сутки. Высокая концентрация меди вызывает отравление, дефицит селена, изменение цвета и прогоркание пищевых жиров.

Основная опасность от загрязнения медью исходит от:

- промышленных выбросов;

- передозировки инсектицидами;

- потребления напитков, пищевых продуктов, соприкасающихся в процессе производства с медными деталями оборудования или медной посудой.

Цинк – содержится в земной коре, морской воде, организме взрослого человека – 1,4-2,3г.

Цинк участвует в реакциях обмена веществ. Недостаточность цинка приводит к замедлению роста у детей, нарушению вкуса (гипогезия) и обоняния (гипосмия). Суточная потребность в цинке у взрослого человека 15 мг, при беременности 20-25 мг.

Цинк из растительных продуктов усваивается на 10%, из продуктов животного происхождения усваивается на 40%.

В суточном рационе содержание цинка составляет – 13-25 мг (для взрослого человека). В воде – 40 мг/л безвредно для человека.

Цинк и его соединения малотоксичны. Но возможны и интоксикации (использование пестицидов в сельском хозяйстве, небрежное терапевтическое применение препаратов, содержащих цинк).

Признаки интоксикации: тошнота, рвота, боль в животе, диарея.

Известны случаи отравления, если напитки или пища хранились в оцинкованной посуде (продукты содержали 200-600 мг/кг и более цинка), приготовление и хранение пищи в оцинкованной посуде запрещено.

Железо. Железо необходимо для жизнедеятельности как растительного, так и животного организма. Этот химический элемент занимает четвертое место по распространению в земной коре. Железо – жизненно необходимо как для растительных, так и для животных организмов и человека, поскольку выполняет целый ряд важных функций: перенос кислорода, образование эритроцитов и др. Нехватка железа у растений вызывает желтизну листьев (хлороз), а у человека – анемию.

В организме взрослого человека содержится около 4,5 г железа. Основным источником железа в питании являются: печень, почки, бобы.

Потребность взрослого человека в железе – 14 мг/сутки. В период беременности и лактации потребность в железе возрастает. Железо из мясных продуктов усваивается на 30%, из растительных – на 10%. Однако при поступлении в организм человека в больших количествах, железо может оказывать токсическое действие. У детей после случайного приема железа (0,5 мг) наблюдали состояние шока. Применение железа в промышленности и распространение его в окружающей среде повышает вероятность хронической интоксикации.

Загрязнение пищевых продуктов железом может происходить через сырье, при контакте с металлическим оборудованием и тарой.

Олово.В России установлен контроль содержания в некоторых пищевых продуктах олова, где его может быть до 1-2 мг/кг. В организме взрослого человека может содержаться около 17 мг олова. При поступлении олова с пищей всасывается приблизительно 1%. Более токсичны органические соединения олова (используются в сельском хозяйстве в качестве фунгицидов, в химической промышленности).

Основным источником загрязнения пищевых продуктов оловом являются консервные банки, фляги, которые изготавливаются с применение лужения и гальванизации. Вероятность попадания олова в пищевой продукт велика, если хранить продукты питания в такой посуде при температуре выше 20˚С. Опасность отравления оловом усиливается при постоянном присутствии его спутника – свинца. Повышенная концентрация олова в продуктах придает им металлический привкус, изменяет цвет.

Отравление оловом приводит к приступам острого гастрита, отрицательно влияет на активность пищевых ферментов.

Меры предупреждения загрязнения пищи оловом следующие:

- покрытие внутренней поверхности тары и оборудования стойким, гигиенически безопасным лаком или полимерным материалом;

- соблюдение сроков хранения баночных консервов;

- использование для некоторых консервов стеклянной тары (в зависимости от рецептуры и физико-химических свойств).