Муниципальное управление образования Артемовского городского округа
Муниципальное автономное образовательное учреждение «СОШ № 12»
«Определение нитратов в овощах при помощи цифрового датчика
нитрат-ионов»
Автор:
Ученик 9 “А” класса
МАОУ «СОШ №12»
Козелов Никита Сергеевич
руководитель:
Чернобровкина
Светлана Валентиновна
Должность: учитель химии
г.Артемовский
2018 год
Содержание
Введение……………………………………………………….. 2
1.Общая характеристика нитратов…………………………….. 4
1.1.Образование нитратов в почве……………………………. 4
1.2. Попадание нитратов в корнеплоды…………..................... 5
1.3. Влияние нитратов на растения…………………………….. 6
1.4. Распределение и накопление нитратов в корнеплодах….. 6
1.2. Влияние нитратов на организм человека…….......... 8
1.6.1. Влияние избытка нитратов на организм человека ….. 9
1.6.2. Отравление нитратами …………………………………. 11
1.6.3. Допустимые дозы нитратов…………………………… 11
11. Методы обнаружения нитратов………………………….. 11
2. Практическая работа №1 «Определение нитратов в овощах
при помощи цифрового датчика нитрат-ионов»…………… 14
2.1 Практическая работа №2 Сравнение показателей по
содержанию нитратов в разных частях корнеплодов………. 17
3. Практические рекомендации по снижению содержания
нитратов ……………………………………………………… 18
Заключение …………………………………………………... 19
Приложение…………………………………………………… 20
Литература……………………………………………………. 26
Введение
Пища — одна из основ здоровья человека, его работоспособности, жизнедеятельности и долголетия. Но это достигается только при правильном питании, при своевременном снабжении организма всеми необходимыми ему разнообразными веществами в нужном количестве и соотношении. Для постоянной созидательной работы организма, для обмена веществ, требуются не только богатые энергией химические соединения, но и определенный качественный состав этих соединений. Мы понимаем, что не можем в полной мере защитить своё здоровье от потребления вредной продукции. В то же время, наука может дать точные оценки вредности того или иного товара на основе накопления факторов использования и влияния на организм человека.
Исследования влияния нитратов на жизнедеятельность человека начались в середине прошлого столетия. Учёные анализировали данные по малораспространённому заболеванию — метгемоглобинемии. Оно представляет собой кислородную недостаточность, связанную с тем, что гемоглобин крови, отвечающий за перенос кислорода ко всем клеткам и тканям, превращается в метгемоглобин, не участвующий в газообмене. Исследователи установили, что самой распространённой причиной развития этого недуга является избыток нитратов в питьевой воде. Позднее, в 1960-е годы прошлого столетия, были исследованы пути поступления солей азотной кислоты с пищей. Соли азотной кислоты проникают в наш организм с продуктами и водой. Опасным является не присутствие нитратов в овощах и фруктах, а избыточное количество этих веществ в соке и мякоти плодов. Выбранная нами тема актуальна, т. к. нитраты, попадающие в организм человека с продукцией растениеводства, оказывает негативное воздействие на здоровье.
Поэтому проблемой нашего исследования является случаи превышения допустимых норм нитратов в сельскохозяйственной продукции.
Объектом нашего исследования является сельскохозяйственная продукция, продаваемая в магазинах г. Артемовский и с моего личного огорода.
Предмет исследования – наличие нитратов в сельскохозяйственной продукции.
В своей работе я выдвинул следующую гипотезу: имеют место случаи превышения допустимых норм нитратов в сельскохозяйственной продукции на выбранных объектах?
Практическое значение заключается в том, что полученные результаты дают возможность проинформировать население о состоянии сельскохозяйственной продукции на наличие нитратов и предложить рекомендации по их уменьшению.
Цель исследования. Определение содержания нитратов в отобранных образцах овощей.
2
Задачи.
1. Проанализировать воздействие нитратов на организм человека, узнать допустимые нормы нитратов для организма человека.
2. Изучить методы определения нитратов в пищевых продуктах.
3. Ознакомиться с методами снижения количества нитратов в пищевых продукта.
Место проведения эксперимента. МАОУ «СОШ № 12», исследование продукции урожая 2017 года, выращенного на собственном участке и продаваемых в продовольственных магазинах города Артемовского. Эксперимент проводится в школьной лаборатории.
Методы исследования: эксперимент, наблюдение, анализ, сравнение содержания нитратов в овощах, купленных в магазине с овощами, выращенными собственном огороде, обобщение основных правил, руководствуясь которыми, можно уменьшить содержание нитратов, поступающих в организм с пищей.
3
1.Общая характеристика нитратов
Нитраты – это соли (соединения) азотной кислоты (ранее имевшие название селитры) или продукты обмена азотистых веществ любого живого организма – растительного и животного, поэтому «безнитратных» продуктов в природе не бывает. Примеры нитратов: NaNO3, KNO3, NH4NO3, Mg(NO3). Их получают после воздействия на металлы азотной кислоты, да и сами по себе они очень сильные окислители. Хорошо растворяются в воде. Разложение нитратов наступает при температуре выше трехсот градусов по Цельсию. Нитраты являются одним из элементов питания растений. Они образуются в растениях в процессе роста, а также после применения азотных удобрений. При неправильном их применении в большей степени овощи и фрукты накапливают в себе опасное для человеческого организма количество нитратов. Нитраты даже образуются в организме человека, в сутки их образуется и используется в обменных процессах 100 мг и более. Часть нитратов при избыточном поступлении, а также при неправильной кулинарной обработке продуктов переходит в нитриты, которые во много раз токсичнее нитратов и являются очень вредными для здоровья.
2.Образование нитратов в почве.
Существуют три варианта образования нитратов в почве.
1. Разложение органики. Это самое массовое образование нитратов, по крайней мере, там, где много органики. Нитраты являются продуктом бактериального разложения органики. В свою очередь нитраты могут разрушаться и дальше, но в этом случае азот станет для растений недоступным.
Фиксация свободного азота воздуха бактериями и его перевод в нитраты. Этот процесс могут осуществлять только специальные бактерии - азотфиксаторы. Они это делают для себя, поскольку нуждаются в нитратном азоте, но излишки нитратов фильтруются в почву и она обогащается нитратами. Для перевода азота в доступное состояние бактериям нужно много энергии и они черпают её из разрушения той органики, которая содержится в почве. Особенно важны для этого молекулы углеводов.
Некоторые растения (прежде всего бобовые) вступают в симбиоз с такими бактериями, помещают их в клубеньки и подкармливают сахарами, получая в замен нитраты и, соответственно, преимущества перед другими растениями. Азот получает растение из почвы в виде минеральных азотных солей (нитратных и аммиачных). В растениях азот подвергается сложным превращениям:
NO3 - → NO2 - → (HNO)2 → NH2OH → NH3
Нитрат нитрит гипонитрит гидроксиламин аммиак
В этих процессах участвуют различные металлы (молибден, железо, медь, марганец) и при этом происходит разрушение углеводов, так как на восстановление азота тратится энергия.
4
2. Грозы. При разрядах молнии в воздухе происходят химические реакции, и образуется много всяких веществ, в том числе озон и нитраты. В результате с дождем нитраты проникают в почву.
Самой главной проблемой образования нитратов в почве является уменьшение количества органики в почве и уменьшение количества бактерий. Первое происходит при пожарах, хозяйственной деятельности человека, некоторых стихийных бедствиях. Второе - по причине загрязнения почвы, особенно, ядохимикатами. Предел допустимой концентрации (ПДК) нитратов в почве — 130 мг/кг. Приложение 1.
3. Российские и американские исследователи сообщают, что при внесении около 70— 80 килограмм азотных удобрений на гектар (7—8 грамм/м.кв, или 700— 800 грамм на сотку) земля не истощается, а в растениях не накапливается опасное количество нитратов. В агрономической практике считается рентабельным вносить до 240 килограмм/га азотных удобрений, что в три раза превышает безопасный уровень. Такие дозы ведут к накоплению нитратов в почве и поступлению их в грунтовые воды.
Известно, что внесенные в почву азотные удобрения в лучшем случае лишь на 50% идут на создание урожая. Остальные 50% теряются при вымывании, денитрификации или из-за отсутствия влаги.
Все это способствует загрязнению окружающей среды.
Особенно активно вымывается нитратная форма азота, которая
более подвижна на всех типах почв, чем аммонийная. Аммонийная форма азота менее
подвижна на почвах тяжелого механического состава.
3.Попадание нитратов в корнеплоды
Нитраты попадают корнеплоды разными путями, например:
1. Они появляются в корнеплодах из-за злоупотребления азотными или химическими удобрениями
2. Так же из безопасного, казалось бы, навоза, причём зачастую их содержание там больше, чем в фабричном минеральном удобрении.
3. Нитраты появляются в растениях из-за их непосредственного роста и поглощения из почвы воды и всех необходимых элементов для роста, в том числе нитратов.
Т. И. Шманаева и М. В. Литвиненко в работе «Качество овощей и химизация», отмечают, что поглощение азота овощными растениями происходит в течение всей вегетации, но с неодинаковой скоростью. В первый период жизни (40 - 50 дней после посева) овощи используют 10 - 22% всего потребляемого азота, а в период интенсивного роста вегетативной массы – 60 - 72%, резко снижая его использование после образования продуктивных органов.
5
4.Влияние азота на растения
Азот оказывает наибольшее влияние на рост и урожайность растительных культур. Он необходим в течение всего жизненного цикла растений, так как является строительным материалом для новых клеток. Но каждое растение требует свое количество почвенного азота. Это зависит от многих факторов:
Поэтому, прежде чем купить удобрения тщательно изучайте инструкции и консультируйтесь со специалистами относительно норм и количества внесения азота в грунты вашей местности.
Азот участвует в регулировании роста и плодоношения растений. Недостаток азота быстро и заметно сказывается на остановке роста. Внесение азотных удобрений незамедлительно оказывает влияние на рост зеленой массы растения. Избыток азотных удобрений приводит к накапливанию нитратов в растениях, низкому качеству плодов, затягиванию роста и вызреванию побегов многолетних растений, и как следствие, к их плохой зимостойкости (азотные удобрения не вносят под многолетники во второй половине вегетации). При избыточном внесении азота растение "идет в ботву". Большинство азотных удобрений легко вымываются из почвы, поэтому их вносят перед посевом (весной). К ним относятся различные селитры, мочевина, сульфат аммония.
5.Распределение и накопление нитратов в корнеплодах
Количество нитратов в различных органах растений зависит и от возраста последних. Например, в черешках нитратов в 1,5—2 раза больше, чем в листовой пластинке. Вот как распределяются нитраты в различных органах некоторых растений:
· картофель — в кожуре и сердцевине содержится нитратов в 1,1—1,3 раза больше, чем в мякоти
· свекла столовая — высокое содержание нитратов находится в верхушке корнеплодов, меньше — в средней части;
6
· морковь — больше нитратов содержится в кончике и верхушке корнеплода, в середине корнеплода в 1,5 раза больше, чем в корневой части;
· редис — корнеплоды круглой формы содержат меньше нитратов, чем длинноплодовые формы, наибольшее количество нитратов содержится в нижней части корнеплода и в зоне, прилегающей к листьям;
· огурцы — наименьшее содержание нитратов в семенной камере, и их количество возрастает от верхушки к плодоножке (основанию).
Накопление нитратов в овощах зависит от таких факторов: вида и сорта растений, поражения болезнями и вредителями, использования химических средств защиты, технологии выращивания, времени сбора, физико-химических свойств почвы, ее плодородия, температуры и влажности, освещения. Но наиболее значимый из них — это нерациональное использование азотных удобрений. А так же на солнышке, в тени или в теплице произрастал данный овощ.
При несоблюдении норм внесения азотных удобрений в почву накапливается большое количество нитратов. Выше допустимых норм они при этом содержатся не только в почве, но и в воде, и в растениях – как продовольственных, так и кормовых. Накопление нитратов в овощах зависит не только от доз и сроков внесения минеральных подкормок. Нитраты в разных овощах концентрируются в определённых зонах. Это очень важно учитывать при приготовлении сырых витаминных салатов.
По способности накапливать нитраты растения можно разделить на пять групп – по содержанию в 1 кг продукции:
o больше 5 г (все виды салатов, петрушка, редис);
o до 5 г (шпинат, редька, кольраби, свекла, зеленый лук);
o до 4 г (белокочанная капуста, морковь, репчатый лук);
o до 3 г (лук-порей, ревень, укроп, тыква);
o менее 1 г (огурцы, арбузы,
дыни, помидоры, баклажаны, картофель).
Неравномерное распределение нитратов в корнеплодах показывается так:
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;
5) маленькие огурцы содержат нитратов меньше, чем большие, в огурце, сорванном утром, нитратов меньше.
Качество урожая ухудшается при запаздывании с посадкой. Поскольку посеянные в разное время растения развиваются в неодинаковых условиях, нитраты в них накапливаются по-разному.
7
Если в созревшей моркови, семена которой были посеяны 10 – 12 мая, содержалось 145 мг/кг нитратов, то в посеянной на 11 –12 суток позже – уже 357 мг/кг.
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). Отмечено, что огурцы, выращенные в теплицах в ранневесенний период, накапливают нитратов значительно больше, чем грунтовые летние.
Вот почему они могут быть причиной отравления нитратами. Удобрять такие культуры азотными удобрениями желательно не позднее, чем за 2 – 3 недели до уборки урожая. У всех продуктов есть своя норма содержания нитратов. Приложение 2.
6.Попадание нитратов в организм человека
Как написано выше нитраты образуются в организме человека, в сутки их образуется и используется в обменных процессах 100 мг и более. Но они так же попадают в организм человека несколькими путями:
Через продукты питания:
а) растительного происхождения;
б) животного происхождения;
Нитраты содержатся и в животной пище. Рыбная и мясная продукция в натуральном виде содержит немного нитратов (5-25мг/г в мясе, и 2-15мг/кг в рыбе). Но, нитраты и нитриты добавляют в готовую для более длительного её хранения (особенно в колбасных изделиях) пищу. В сырокопчёной колбасе содержится нитритов 150мг/кг, а в варёной колбасе – 50-60мг/кг.
2. Через питьевую воду.
Загрязнённая питьевая вода вызывает 70-80% всех имеющихся заболеваний, которые на 30% сокращают продолжительность жизни человека. По данным ВОЗ по этой причине заболевает более 2млрд человек на Земле, из которых 3,5млн. умирают (90% из них составляют дети младше 5 лет). В питьевой воде из подземных вод из артезианских химические удобрения (нитратные, аммонийные), с полей и от химических предприятий по производству этих удобрений. Наибольшее количество нитратов содержится в грунтовых водах, а значит, и в колодезную воду. Обычно жители городов пьют воду, где содержится до 20мг/г нитратов, жители же сельской местности -20-80мг/г нитратов.
3. Через лекарственные препараты. Основная масса нитратов попадает в организм человека с консервами и свежими овощами (40-80% суточного количества нитратов).
4. Незначительное количество нитратов поступает с хлебобулочными изделиями и фруктами; с молочными продуктами попадает их -1% (10-100мг на литр).
8
5. Часть нитратов может образоваться в самом организме человека при его обмене веществ.
6. Также нитраты попадают в организм человека через табак. Выяснено, что некоторые сорта табака содержат до 500 мг нитратов на 100г сухого вещества. Приложение 3.
7.Влияние нитратов на организм человека
При употреблении продуктов с повышенным содержанием нитратов в организм человека поступают не только нитраты, но и их метаболиты: нитриты и нитроз соединения. Составить точный баланс прихода и расхода нитратов в организме пока не удалось. Дело в том, что нитраты не только поступают в организм извне, но и образуются в нем. Еще в 1861 г. в Тартуском университете Wilffins было обнаружено, что даже при безнитратной диете из организма с мочой выделяются нитраты. В малых количествах нитраты постоянно присутствуют в организме человека, как и в растениях, и не вызывают негативных явлений.
Все беды начинаются тогда, когда нитратов становится слишком много.
Поэтому есть допустимые дозы нитратов и избыток нитратов, о чём написано ниже.
8.Влияние избытка нитратов на организм человека
В настоящее время общеизвестно, что нитраты обладают высокой токсичностью для человека и сельскохозяйственных животных.
65% поступивших в организм нитратов превращается в нитриты. С возрастов интенсивность этой реакции повышается, что, вероятно, связано с изменением состава микрофлоры в полости рта.
Нитриты всасываются в кровь, взаимодействуют с гемоглобином, преобразуя его в метгемоглобин, который неспособен переносить кислород к тканям. Это и приводит к кислородному голоданию органов и тканей человеческого организма, вызывая развитие, так называемой мет гемоглобинемии. Накопление нитратов и нитритов в кишечнике способствует, образованию канцерогенных соединений нитрозаминного типа. Такое накопление опасных соединений в организме, может привести к значительным проблемам в здоровье и образованию злокачественных опухолей.
При попадании нитратов в организм человека с водой, в значительном количестве могут вызвать острое отравление, признаки которого проявляются уже через 1-1,5. Кроме типичных признаков отравления в виде болей в животе, рвоты и слюнотечения появляется синюшность губ, слизистых оболочек, лица и ногтей.
Отравление нитратами с пищей проявляется спустя 4-6 часов и проявляется сначала с синюшностей, в опорожнении могут присутствовать примеси крови.
9
Характерны - общая слабость, сонливость, потемнение в глазах, сильные головные
боли у детей сильное беспокойство. При тяжёлых отравлениях наблюдаются судороги и потеря сознания.
Угроза для жизни начинает возникать тогда, когда уровень метгемоглобина в крови достигает 20% и выше. Снижается давление крови, и нарушаются функции печени. В результате чего уменьшается физическая и умственная активность человека.
Особо опасны отравления нитратами и нитритами у маленьких детей, особенно постепенное образование метгемоглобина в крови. Влияние нитратов опасно и для людей преклонного возраста страдающими сердечнососудистыми недугами, заболеванием почек и печени, малокровием.
Нитраты способствуют развитию патогенной (вредной) кишечной микрофлоры, которая выделяет в организм человека ядовитые вещества токсины, в результате чего идёт интоксикация, т. е. отравление организма. Основными признаками нитратных отравлений у человека являются:
ü синюшность ногтей, лица, губ и видимых слизистых оболочек;
ü тошнота, рвота, боли в животе;
ü понос, часто с кровью, увеличение печени, желтизна белков глаз;
ü головные боли, повышенная усталость, сонливость, снижение работоспособности
ü одышка, усиленное сердцебиение, вплоть до потери сознания;
ü при выраженном отравлении – смерть.
Токсичной дозой для взрослого станет 600 мг нитратов, в то время как для грудного ребенка будет достаточно 10 мг для серьезного отравления.
Если до 60-х годов главной опасностью неумеренного использования нитратных удобрений считалась метгемоглобинемия, то сейчас большинство исследователей считают главной опасностью рак, в первую очередь рак желудочно-кишечного тракта. В присутствии нитритов канцерогенные нитрозамиды и нитрозамины могут синтезироваться практически из любых продуктов, как в желудке, так и в кишечнике. Обнаружена прямая взаимосвязь между частотой заболевания раком желудка, атрофическим гастритом и высоким содержанием нитратов в воде колодцев и моче жителей. Было выявлено, что у детей, пьющих воду с высоким содержанием нитратов, наблюдается тенденция к увеличению роста и массы при уменьшении окружности грудной клетки, мышечной силы кистей рук и жизненной емкости легких. Обнаруженные нарушения соотношений свидетельствуют о дисгармонии физического развития детей.
Причиной этих нарушений следует считать длительную интоксикацию нитратами.
С ростом химизации увеличивается заболеваемость туберкулезом, особенно в возрастной группе 7—14 лет.
10
Это преимущественно легочные формы заболевания. Взрослые болеют меньше, чем дети, но всеми болезнями. Из заболеваний органов дыхания преобладает хронический бронхит, органов кровообращения — артериальная гипертония, причем, чем моложе обследуемые, тем выше процент заболеваемости.
9. Отравление нитратами
Отравление чаще всего происходит при употреблении сельхозпродуктов, в которых превышена допустимая норма нитратов. Выявить такие овощи и бахчевые культуры зачастую можно без замера уровня вредных веществ специальным оборудованием, по внешнему виду. Риск острой интоксикации, особенно высок при употреблении продуктов с перечисленными признаками: огурцы, насыщенные нитратами, имеют не светлый травянистый оттенок кожуры, а темно-зеленый; помидоры на разрезе неоднородного цвета, розово-красная мякоть перемежается плотными светлыми участками и прожилками, кожура вокруг плодоножки светло-желтого или зеленоватого цвета; излишне большой размер (картофель, свекла) и зеленая верхняя, граничащая с ботвой, часть у корнеплодов (редис, морковь); темно-зеленая кожица вокруг плодоножки у кабачка.
10.Допустимые дозы нитратов
Допустимое содержание нитратов для взрослого человека составляет 5 мг на 1 кг массы тела т. е. 0,25 г на человека весом в 60 кг. Для ребёнка допустимая норма составляет не более 50 мг. Относительно легко организм человека справляется с дневной дозой нитратов, равной 15-200 мг, а предельно допустимая доза равна 500 мг.
В Российской Федерации допустимая среднесуточная доза нитратов - 312мг, но в весенний период реально она может быть 500-800мг/сутки.
11.Методы обнаружения нитратов
Среди методов определения нитратов в продуктах главенствующее положение занимают физико-химические:
1. Спектрофотометрические методы определения нитратов можно разделить на 4 группы, основанные на:
•
нитровании ароматических органических соединений (особенно фенолов);
• окислении органических соединений;
• восстановлении нитрат-ионов до нитрит-ионов;
• поглощении нитратов в УФ-области спектра.
Получаемые соединения имеют максимум светопоглощения в ближней ультрафиолетовой и видимой областях спектра. Интенсивность светопоглощения пропорциональна содержанию нитратов в анализируемой пробе.
11
2. Метод газожидкостной хроматографии, заключается в нитровании органических соединений ароматического ряда — бензола и его производных в
присутствие серной кислоты, разделение их с помощью колонки, заполненной специальными сорбентами, испарении и количественном определении нитропроизводных пламенно-ионизационным детектором или детекторами электронного захвата.
Газохроматографический метод определения нитратов обладает высокой чувствительностью и достаточной точностью. Недостатком этого метода является влияние на результаты анализа сопутствующих веществ. Наличие галогенидов приводит к занижению результатов анализа, а загрязненность серной кислотой нитратами — к их завышению, причем оба влияния значимы и не поддаются оценке.
3. Количественный ионометричесний метод определения нитратов.
Ионометрический метод, является унифицированным количественным методом определения нитратов, предназначенный для серийных (массовых) анализов свежей продукции растениеводства с использованием приборов иономеров-112, 113, 130, ЭВ-74, нитратомера “Ионикс-302” и др. Сущность метода состоит в извлечении нитратов из анализируемого материала раствором алюмокалиевых квасцов и последующем измерении концентрации нитратов в полученной вытяжке с помощью ионоселективного электрода.
4. Полуколичественный метод определения нитратов с помощью индикаторной бумаги “индам”.
Этот метод может быть использован для анализа мелких партий овощей в условиях рынка. Сущность метода состоит в визуальной оценке окрашенных соединений, образующихся при взаимодействии нитратов с реагентами, нанесенными на бумагу.
Состав, который наносится на бумагу “ИНДАМ”, включает цинковую пыль, сульфат марганца, сульфаниловую, лимонную или винную кислоту, а-нафтиламин, а также наполнитель — сульфат бария или кальция.
Нижний предел обнаружения нитратов (в пересчете на нитрат-ион) в анализируемой пробе — 50 мг/кг.
Метод не может быть использован для анализа красной свеклы и моркови.
Полуколичественный метод определения нитратов с использованием дифениламина.
Этот метод может быть использован для анализа продукции растениеводства как ориентированный, результаты его не могут служить основанием для отбраковки продукции.
Сущность метода состоит в визуальной оценке окрашенных соединений, образующихся при взаимодействии нитратов с дифениламином.
Нижний предел обнаружения нитратов в анализируемой пробе — 100 мг/кг.
12
Метод может быть использован при определении нитратов во всех продуктах растениеводства.
Оценку концентрации нитратов в пробе проводят путем визуального сравнения интенсивности окраски растворов сравнения и сока анализируемых образцов.
5. Тестер нитратов (нитратомер портативный).
Персональный электронный тестер для определения нитратов в овощах, фруктах. Прибор сконструирован для быстрого определения относительного содержания солей нитратов в распространенных овощах и фруктах.
• Зеленая зона. Если стрелка при нахождении щупа в толще продукта находится в «зеленой зоне» – содержание нитратов незначительное и далеко от предельной концентрации.
• Желтая зона. Если стрелка при нахождении щупа в толще продукта находится в «желтой зоне» – содержание нитратов зависит от типа продукта и нужно сравнить результаты с таблицей, приведённой ниже и имеющейся в описании прибора.
• Оранжевая зона. Если стрелка при нахождении щупа в толще продукта находится в «оранжевой зоне» – содержание нитратов зависит от типа продукта, что так же показано в таблице. Если стрелка стоит с начале (слева) оранжевой зоны – то мы рекомендуем Вам провести тщательную мойку и варку данных овощей или фруктов с тем, чтобы снизить в них уровень нитратов. Если же стрелка стоит в середине, либо в правой части оранжевой зоны — рекомендуем Вам воздержаться от употребления таких продуктов.
• Красная зона. Если после калибровки и теста стрелка стоит в красной зоне — то такие овощи или фрукты употреблять нельзя!
Для получения более точных результатов рекомендуется провести
аналогичный тест на том же продукте, но воткнув щуп в другое место
исследуемого овоща или фрукта — таким образом, вы избежите ошибок и случайностей при исследовании.
В промышленных условиях определение нитратов производится с помощью экспресс анализов на специальных приборах, а так же ионометрическим и фотометрическим методом.
Фотометрическим метод, основан на экстракции нитратов из продукта, восстановлению их до нитритов на кадмиевой колонке с последующим фотометрированием раствора азотсоединения. Данный метод требует сложного технического обеспечения (колориметр фотоэлектрический, спектрофотометр, иономер и пр.).
Сущность ионометрического метода заключается в извлечении нитратов раствором алюмокалиевых квасцов с массовой долей 1% или раствором сернокислого калия и последующем определении нитратов в вытяжке с помощью ионоселективного электрода. Приложение 5.
13
Практическая работа №1: Определение содержания нитратов в овощах при помощи цифрового датчика нитрат-ионов
Цель и задачи работы
1. Определить наличие нитратов в овощах на разных исследовательских площадках.
2. Высказать предположения о причинах превышения содержания нитратов в исследуемых образцах.
3. Предложить способы снижения количества нитратов до ПДК.
Ход исследования:
Для исследования образцов снятых с домашнего огорода и магазинов, овощи тщательно промываются, чтобы исключить попадания частичек почвы в исследуемый продукт. Обработка результатов, сравнение с ПДК происходит сразу, и мы имеем возможность убедиться, пригодны ли данные продукты к употреблению.
Исследования проводились в 2017-2018 уч. год.
Методика определения нитратов в растениях.
17
1. Удалили
кожуру с овощей. Натерли мякоть на мелкой терке. 
2. Отжали 30 мл. сока.
3. С помощью датчика определения нитрат-ионов сняли показания.
14
4. Записали в таблицу. Перевели единицы измерения.
5. Сравнили с ПДК.
1 площадка: Овощи с огорода личного приусадебного участка семьи Козеловых.
Таблица показателей содержания нитратов в исследуемых образцах.
|
№п/п |
Культура |
Норма ПДК |
Фактически |
|
|
1 |
Морковь |
250 |
71 |
↓ |
|
2 |
свекла |
1400 |
1000 |
↓ |
|
3 |
Картофель |
250 |
179 |
↓ |
Все овощи, взятые для исследования с огорода, а это: картофель, свекла и морковь имеют абсолютно нормальное содержание нитратов и идеально подходят для употребления.
2 площадка: Овощи из магазинов « Магнит», «Монетка» и «Пятерочка»
Таблица показателей содержания нитратов в исследуемых образцах.
|
№п/п |
Культура |
« Магнит» |
«Монетка» |
«Пятерочка» |
Норма ПДК |
|
4 |
свекла |
1500↑ |
370.7↓ |
80.021↓ |
1400 |
|
5 |
морковь |
123.96↓ |
84.38↓ |
102.08↓ |
250 |
|
6 |
Картофель |
179.17↓ |
372.27↑ |
80.21↓ |
250 |
Наше исследование показало, что овощи, купленные в супермаркетах, не все содержат допустимые нормы нитратов. Картофель из «Монетки» и свекла из «Магнита» превышают ПДК незначительно.
На основании исследования образцов своего огорода я составил диаграмму.
Показатели содержания нитратов в образцах с огорода
15
Показатели содержания нитратов из магазинов.
Как видно из графиков ПДК значительно ниже в овощах с домашнего огорода, чем овощей с магазинов. Я предполагаю, что это связано с тем, что наш земельный участок не удобряется удобрениями, которые продаются в магазинах, а только вносится навоз и то не каждый год, поэтому содержание нитратов в почве снижено.
В супермаркетах же требуют сертификаты, поэтому местная продукция (картофель, свекла, морковь), соответствуют норме, а в привозных, всё-таки, содержание нитратов преувеличено, поэтому прежде чем купить в магазине фрукты или овощную продукцию, всё- таки надо попросит сертификат качества или внимательно смотреть на внешний вид овощей и фруктов.
Выводы и рекомендации: Для большинства продуктов имеются предельно допустимые концентрации токсичных элементов в основных продуктах питания. В ходе исследования выяснили, что содержание нитратов не превышает ПДК. В некоторых овощах, например в моркови, ниже нормы. Завышено содержание нитратов в свекле из магазина «Магнит» и картофеле из « Монетки».
16
Практическая работа №2 Сравнение показателей по содержанию нитратов в разных частях корнеплодов.
Цель. Определить соответствуют ли разное содержание нитратов в разных частях корнеплодов.
Ход работы.
1. Отжали сок из сердцевины и нижней части у моркови. Сравнили показания.
2. Отжали сок у картофеля, взятый из под кожуры и сердцевины. Сравнили показания.
3. Отжали сок свеклы из основания и нижней части корнеплода. Сравнили показания.
4. Овощи из магазинов « Магнит», «Монетка» и «Пятерочка».
Таблица показателей содержания нитратов в исследуемых образцах.
|
№п/п |
Культура |
Домашн. |
« Магнит» |
«Монетка» |
«Пятерочка» |
Норма ПДК |
|
1 |
Свекла верх |
1215.35 |
1608.53 |
1089.2 |
915.65 |
1400 |
|
|
низ |
1052.84
|
1307.51 |
987.1 |
891.34 |
|
|
2 |
Морковь низ |
206.25 |
108.33 |
83.33 |
117.71 |
250 |
|
|
сердцевина |
450 |
138.54 |
107.29 |
131.25 |
|
|
3 |
Картофель кожура |
183.2 |
118.75 |
170.83 |
144.79 |
250 |
|
|
сердцевина |
129 |
113.54 |
112.10 |
138.54 |
1. Результатами своих измерений я убедился, что разные корнеплоды накапливают не одинаковое количество нитратов, что соответствует классификации, приведенной в моей работе. Только разница в концентрации получилась меньше.
2. Неравномерное распределение нитратов в корнеплодах так же соответствует показаниям в исследуемой литературе.
Неравномерное распределение нитратов в корнеплодах показывается так:
1) у свеклы нитраты сконцентрированы в верхней части корнеплода – до 65%;
2) у моркови: в сердцевине – 90% и в наружной части – 10%;
3) у картофеля в мелких клубнях нитратов больше, чем в крупных,
нитраты сосредоточены под кожурой;
17
3. Практические рекомендации: по снижению содержания нитратов:
1. Тщательное промывание овощей и фруктов уменьшает содержание нитратов на 10%, а механическая очистка – на 15–20%. Следует срезать те части овощей, в которых их концентрация максимальна. То есть в капусте это кочерыжка и зеленые верхние листья, в корнеплодах это низ (корень), а в огурцах и кабачках это место крепления плодоножки.
2. Зелень (петрушку, 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 теплой водой, выдерживая по 5–10 мин. (Нитраты хорошо растворимы в воде (особенно теплой) и вымываются из овощей.
4. Варка овощей снижает содержание нитратов на 50–80%.
5. Квашение, соление, консервирование и маринование способствуют снижению нитратов на 60–70%.
6. Нельзя хранить и приготавливать пищу в декоративной фарфоровой или керамической посуде. Для приготовления и хранения продуктов следует использовать только посуду, специально предназначенную для пищевых целей. То же самое относится к красивым пластмассовым пакетам и пластмассовой посуде.
В них можно хранить и то непродолжительное время только сухие продукты.
7.Овощи нельзя хранить при повышенной температуре, особенно размороженные. Установлено, что чем выше температура хранения и чем больше концентрация нитратов, тем интенсивнее протекает процесс их восстановления и больше образуется нитритов.
На основании полученных результатов я поставил перед собой следующие задачи:
• познакомить учащихся 9-11 кл. с результатами своего исследования, предложить разработанные учёными рекомендации по уменьшению содержания нитратов в продуктах питания;
• продолжить работу по изучению содержания нитратов в других продуктах растениеводства;
• Продолжить исследования с применением полуколичественный метод определения нитратов с использованием дифениламина;
• продолжить просветительскую работу среди учащихся пропаганды полученных знаний, с целью сохранения здоровья.
18
Заключение
Результаты моих исследований показали, что морковь, купленная в магазине и выращенная в собственном огородном участке, соответствует показаниям ПДК. Свекла, купленная в магазине «Магнит», не соответствуют показателям ПДК, так как содержание нитратов превышают норму. Картофель, выращенный в собственном огородном участке, соответствует показаниям ПДК, а купленный в магазине «Монетка» превышает содержание ПДК.
Таким образом, гипотеза подтвердилась, овощи, выращенные на моем огородном участке, содержат меньше нитратов, чем овощи из магазинов.
Для определения нитратов я использовал только один метод, так как определение
с помощью дифениламина не успел использовать по причине его отсутствия в
школьной лаборатории. Опытным путем, я доказал, что содержание нитратов в овощах разное.
Полученные результаты дали возможность проинформировать школьников о состоянии сельскохозяйственной продукции на наличие нитратов через школьные классные часы, а также предложить рекомендации по их уменьшению.
В погоне за высоким урожаем фермерские хозяйства и страны, импортирующие овощи и фрукты увеличивают норму внесения удобрения.
Тем самым идет накопление нитратов в плодах выше допустимой нормы.
Таким образом, проблема нитратов в продуктах питания носит как экологический, так и социальный характер. Задача же состоит в том, чтобы в ближайшее время заложить основы для получения продукции с минимальным уровнем нитратов, российского производства, что является реальной основой для улучшения здоровья населения нашей страны.
Рассматриваемая проблема в настоящее время стоит особенно остро. Необходимо развивать фермерские хозяйства на территории нашей страны для того чтобы уменьшить ввоз импортных продуктов питания с повышенным содержанием нитратов. Альтернативы азотным удобрениям пока нет. Ставить вопрос — химия или жизнь — беспочвенно. Выход один — разумно пользоваться тем, что предоставила природа в наше распоряжение.
19
Приложение 1.
Круговорот азота в природе.
20
Приложение2
Предельно допустимые уровни содержания нитратов в продуктах растительного происхождения
(СанПиН 42-123-4619-88)
21
Приложение 3
22
Приложение 4
Спектрофотометр
Хроматограф 
23
Ионометр 
Дифиниламин
Приложение 5
Памятка по уменьшению содержания нитратов в овощах, фруктах.
1. Содержание нитратов можно уменьшить, если овощи и фрукты тщательно мыть и чистить. Можно мыть содовым раствором – 1 ст. л. на литр воды, а затем ополоснуть обычной.
2. Морковь и огурцы нужно обрезать с обеих сторон на 1 см, у редиски и помидоров срезать «попки». Кроме этого, у моркови и свёклы нужно удалять сердцевину, а у капусты – кочерыжку и прожилки листьев.
3. Следует употреблять только листья салата, укропа, петрушки – в стеблях скапливается наибольшее количество нитратов.
4. Чтобы избавиться от нитратов, овощи, а также салат, укроп и петрушку можно вымачивать перед употреблением – где-то около получаса. Правда, при этом «вымокнут» и витамины.
5. Вредные соединения уходят из овощей и при варке. В варёной моркови содержание нитратов снижается наполовину, в свёкле и картофеле – на 20%. Некоторые при готовке борща сначала проваривают овощи, а затем сливают воду и готовят на новой. Минус: витамины, соответственно, сливаются тоже.
6. Скорость всасывания и преобразования нитратов сильно зависит от температуры и времени суток. Меньше всего их утром и вечером, особенно в жаркие дни, больше – в прохладную погоду. Собирать овощи фрукты на приусадебном участке лучше утром или вечером, в прохладную погоду.
24
Приложение 6
Полезные советы
При выборе овощей к своему столу обратите внимание:
· При надавливании ногтём на картофель должен слышаться хруст, если ноготь входит как в вату, значит он с нитратами. Хороший картофель не имеет зелёного оттенка, пятен и прорастает к весне.
· Натуральные морковь и свёкла дрябнут к весне.
· У натуральных огурцов светлые и острые шипы на кожице. В огурцах с нитратами тёмные, мягкие шипы, которые можно снять рукой.
· Тёмные пятна на капусте – очень опасный грибок. Есть её нельзя.
· Перед приготовлением еды можно выдержать очищенные овощи в воде, нитраты перейдут в неё, затем эту воду нужно вылить.
· При консервировании овощей нитраты переходят в рассол, поэтому пить его нельзя.
· Овощи с нитратами никогда не имеют червоточин, червячки и жуки их не едят.
25
Литература
1. Бандман А.Л., Волкова Н.В. и др. Вредные химические вещества. Неорганические соединения элементов V–VIII групп: Справочное издание. /Под ред. В.А.Филова и др. Л.: Химия, 1989.- 592 с.;
2.Дорофеева Т.И. Эти двуликие нитраты. - Химия в школе, 2002, № 5, с. 45;
3.Мельниченко Г.Ф., Кирсанова В.Ф., Биткова Н.П. Выращивание экологически чистой овощной продукции: томаты, перец, баклажаны. - Благовещенск, 1993.- 62 с.;
4.Муравьев А.Г. Экологический практикум: учебное пособие с комплектом карт – инструкций. - С.-П.: Крисмас+, 2003. - 134 с.
5. Скурихин И.М., Нечаев А.П. Все о пище с точки зрения химика. М.: Высшая школа, 1991.- 288 с.;
Интернет – ресурсы
1. http://him.1september.ru/2004/28/10.htm
2. http://medproza.ru/nitraty.php
4. http://forum.xumuk.ru/index.php?showtopic=94402
5. http://beewoman.ru/nitraty-v-ovoshhax-i-fruktax/
6. http://www.znaytovar.ru/new137.html
26
31
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
6 663 291 материал в базе
Настоящий материал опубликован пользователем Чернобровкина Светлана Валентиновна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Ваша скидка на курсы
40%
Курс повышения квалификации
72 ч.
Курс повышения квалификации
36 ч. — 144 ч.
Курс профессиональной переподготовки
600 ч.
Мини-курс
6 ч.
Мини-курс
3 ч.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.