Читайте также: |
|
Круговорот азота является необходимой составляющей жизни на Земле. Азот, содержащийся в атмосфере, принимает участие в биосферном круговороте только после его превращения в органические или неорганические соединения. Такое превращение происходит как физико-химическими, так и, главным образом, биологическими путями. Основными фиксаторами азота являются многие виды бактерий (например, Rhizobium) и водорослей (Trichodesmium, Anaebena, Nostoc и т.п.). Параллельно с азотофиксацией и нитрификацией идет и процесс денитрофикации, причем в случае если скорость перехода окисленных соединений азота в молекулярную форму меньше, чем выделение первых из системы, то именно окислы азота в этом случае выделяются в атмосферу.
Естественный круговорот азота в биосфере существенно меняется вследствии загрязнения среды окислами азота — продуктами деятельности промышленных предприятий и транспорта (при сжигании горючих ископаемых — нефти, сланцев, торфа, угля, и, кроме того, мазута и бензина), а также применения азотных удобрений образуется большое количество окислов азота, вовлекаемых в круговорот. В результате наблюдаются такие экологические нарушения, как накопление нитратов в пищевых продуктах, кормах для животных, вымывание удобрений из почвы, эвтрофикация водоемов, разрушение трофических цепей и т.д.
Нитраты представляют собой соли азотной кислоты (HNО3), нитриты же являются солями азотистой кислоты (HNО2). Нитриты легко окисляются в соответствующие нитраты. Концентрация первых в среде обычно очень низка (в воде, например 1—10 мг/л), в то время как концентрация нитратов высока (50—100 мг/л). Среди нитратов наиболее известны нитраты аммония, натрия, калия, кальция, обычно называемые селитрами. Все селитры широко и давно используются в качестве удобрений.
Нитраты и нитриты применяются в пищевой и стекольной промышленности, для получения ракетного топлива, пиротехнических и взрывчатых веществ, порохов, используются в резиновом и текстильном производствах, гальванотехнике и медицине. Нитриты и нитраты являются широко применяемыми консервантами для продуктов питания. Значительная часть (около 40%) нитритов поступает с мясными и рыбными продуктами, нитраты же человек получает главным образом с овощами. Содержание нитритов и нитратов в некоторых пищевых продуктах представлено в таблице 14. Наибольшей способностью к аккумуляции нитратов обладают представители тыквенных, крестоцветных, маревых растений, причем существует значительная разница между сортами одной и той же культуры. Продукты животного происхождения содержат относительно меньшие концентрации нитритов и нитратов. В связи с различным содержанием этих агентов в пищевых продуктах, в различных странах широко варьируют и нормы их суточного потребления.
Таблица 14
Содержание нитритов и нитратов в растительных пищевых продуктах (мг/кг сырого продукта)
Продукт* | Нитраты | Нитриты |
Редька черная | 700—2520 | 1,12 |
Свекла красная | 40—3200 | 0,80 |
Капуста белокочанная | 10-1900 | 0,25 |
Капуста цветная | 144—577 | 0,47 |
Картофель | 5—22 | 0,32 |
Томаты | 7—39 | 2,0 |
Редис (осенний) | 121—1593 | 1,77 |
Редис (парниковый) | 1805-2160 | 4,6 |
Сельдерей | 1,19 | |
Петрушка (корень) | 90—1848 | 1,44 |
Клубника | 49,7 | 0,22 |
Клюква | 20,1 | |
Яблоки | 1,2-99,2 | |
Сливы | 6,4—66,5 | |
Арбузы | 10—300 | — |
Дыни | 35-201 | — |
Хлеб ржаной | 36,9 | 0,18 |
Пшеница (зерно) | 10,0 | |
Мука пшеничная | 8,9 | |
Молоко цельное | 0,1-7,8 | |
Творог | 0,1-3,5 | |
Брынза овечья | 1,6—6,5 | 0,05-0,55 |
*) данные исследований по образцам пищевых продуктов в СССР. Источник: Рубенчик Б.Л. Образование канцерогенов из соединений азота. ~ Киев: Наук. думка, 1990.
Совместное воздействие нитритов и нитратов предотвращает рост микроорганизмов, вызывающих пищевые отравления (например, ботулизм). В норме нитраты и нитриты абсорбируются в желудочно-кишечном тракте, при этом нитраты быстро выделяются из организма;
нитриты же, реагируя с гемоглобином крови превращают последний в метгемоглобин, который в отличие от гемоглобина не способен служить переносчиком кислорода, что определяет многие биологические эффекты нитритов/нитратов. Нитраты менее токсичны по сравнению с нитритами (они не окисляют гемоглобин и не образуют метгемоглобина и, следовательно, не приводят к метгемоглобинемии). В организме нитраты могут образовываться из аммония, под влиянием бактерий нитраты превращаются в нитриты.
Токсические воздействия нитратов/нитритов достаточно полно изучены на различных видах животных, включая гидробионтов, и на человеке. Смертельная доза нитратов для людей составляет 8—15 г, а нитритов существенно ниже — 0,18 г для детей и стариков, и 2,5 г — для взрослых.
Особо следует сказать о нитрозаминах — веществах весьма простой химической структуры, знакомых каждому химику. Низшие нитрозамины — диэтил- и диметилнитрозамины (НДЭА и НДМА) впервые были синтезированы во второй половине XIX в. Нитрозосоединения широко применяются в промышленности в качестве компонента ракетного топлива, антиоксидантов, являются промежуточными продуктами синтеза красителей, лекарственных препаратов и т.д. Нитрозосоединения входят также в состав противокоррозийных препаратов, применяются как пестициды и противоопухолевые агенты.
Исключительно важной особенностью нитрозаминов является возможность их образования из химических предшественников в объектах окружающей среды, в продуктах питания и даже в организме. Подобными предшественниками образования нитрозаминов служат первичные алифатические моно- и полиамины, вторичные и третичные амины, четвертичные аммониевые соли и другие азотсодержащие органические вещества, которые взаимодействуют с оксидами азота, нитрозилгалогенидами, азотной кислотой, нитратами и нитритами. Нитрозосоединения обнаружены в воздухе рабочей зоны тех предприятий, где они применяются, в водоемах, загрязненных стоками подобных производств, а также в воздушной среде заводов минеральных удобрений (до 40 мкг/куб.м), дубильных цехах кожевенных фабрик (40—50 мкг/куб.м), литейных производств, предприятий резиновой промышленности, животноводческих комплексов и рыбокомбинатов (до 10 и более мкг/куб.м). Нитрозамины также обнаруживаются в органических растворителях, синтетических поверхностно-активных веществах (СПАВ), готовых резиновых изделиях; их находят в разнообразных пищевых продуктах (таблица 15). Например (данные по СССР), в яблоках НДМА обнаруживается в количестве 0,8 мкг/кг, в свекле — 1,5 мкг/кг; содержание НДМА в вареных колбасах — 1,9—13 мкг/кг, копченых колбасах— 2,9—5,4 мкг/кг, мясных консервах— 0,6—2,7 мкг/кг, рыбных консервах — 2,0—17 мкг/кг.
Таблица 15
Среднее содержание N-нитрозодиметиламина (НДМА) в дневном рационе жителей Японии
Пищевой продукт | Дневное Количество (в г.) | Средняя конконцентрация (в мкг/кг) | Потребление (в м кг/чел. /день) |
Соленые и копченые мясные продукты | 0.5 | 0,006 | |
Жареная и вяленая рыба | 1,62 | ||
Рыбные консервы и продукты | 0,025 | ||
Молочные продукты, яйца, куры | 0,7 | 0,53 | |
Соусы и приправы | 0,2 | 0,001 | |
Жиры и масла | 0,9 | 0,016 | |
Пиво | 1,6 | 0,05 | |
Маринованные овощи, соевые бобы | 0,3 | 0,008 | |
Саке | |||
Рис | |||
всего: | 1,78 |
Нитрозамины также найдены в табачном дыму (таблица 16) и некоторых алкогольных напитках. Например, из 56 образцов японского пива в 24 обнаружен НДМА в концентрациях от 1 до 4,2 мкг/кг, а в США во всех испытанных 18 сортов — от 0,4 до 7,0 мкг/кг. В производимых в США виноградных винах, коньяке, джине, водках и роме НДМА не был обнаружен.
Установлено, что в желудочном соке животных и человека из нитратов и вторичных аминов или амидов могут образовываться N-нитро-зосоединения. Максимальный уровень синтеза НДМА наблюдается при рН=3,4 при температуре 37°С.
Таблица 16
Дата добавления: 2015-09-02; просмотров: 414 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Показатели*, характеризующие относительную токсичность, устойчивость и биоаккумуляцию некоторых пестицидов. | | | Концентрация М-нитрозаминов в сигаретном дыме (нг/сигарету). |