Техногенез и его влияние на экологию биосферы, загрязнение окружающей среды, материалов и товаров

Техногенез и его влияние на экологию биосферы, загрязнение окружающей среды, материалов и товаров

 

Классификация чужеродных веществ - ксенобиотиков

Чужеродные вещества, поступающие в человеческий организм с пищевыми продуктами и имеющие высокую токсичность, называют ксенобиотиками или загрязнителями. К ним относятся:

v металлические загрязнения (ртуть, свинец, кадмий, мышьяк, олово, цинк, медь и др.);

v радионуклиды;

v пестициды и их метаболиты;

v полициклические ароматические и хлорсодержащие углеводороды;

v диоксины и диоксинподобные вещества;

v метаболиты микроорганизмов, развивающихся в пищевой продукции.

При поступлении в организм человека с водой и пищей избыточных количеств нитратов и нитритов возникает опасное заболевание метгемоглобинемия с нарушением кислородно-транспортной функции крови. Эти соединения участвуют в образовании сильных канцерогенов и мутагенов - N-нитрозаминов.

Теоретически возможны четыре варианта токсического действия ксенобиотиков:

v суммирование эффектов;

v сверхсуммирование, или потенцирование, когда токсический эффект превышает суммирование;

v нигиляция - эффект меньший, чем при суммировании;

v изменение характера токсического воздействия.

Меры токсичности веществ. Количественная характеристика токсичности веществ достаточно сложна и требует многостороннего подхода. Судить о ней приходится по результатам воздействия вещества на живой организм, для которого характерна индивидуальная реакция, так как в группе испытуемых животных всегда присутствуют более или менее восприимчивые к действию изучаемого токсина индивидуумы.

Существуют две основных характеристики токсичности – ЛД₅₀ и ЛД₁₀₀. Летальная доза (ЛД) при однократном введении вызывает гибель 50 или 100% экспериментальных животных. Дозу обычно определяют в размерности концентрации. Токсичными считаются те вещества, для которых ЛД мала. Принята следующая классификация веществ по признаку острой токсичности (ЛД₅₀ – для крысы при пероральном введении, мг/кг):

v чрезвычайно токсичные - меньше 5;

v высокотоксичные - 5...50;

v умеренно токсичные - 50...500;

v малотоксичные - 500...5000;

v практически не токсичные - 5000... 15 000;

v практически безвредные - больше 15 000.

При хронической интоксикации решающее значение приобретает способность веществ проявлять кумулятивные свойства, т.е. накапливаться в организме и передаваться по пищевым цепям. Необходимо также учитывать комбинированное действие нескольких чужеродных веществ при одновременном и последовательном поступлении в организм и их взаимодействие с макро- и микронутриентами пищевых продуктов, так как человек может получать в течение всей жизни с пищей целый комплекс чужеродных веществ либо в виде контаминантов-загрязнителей, либо в виде добавок к пищевым продуктам.

Комбинированный эффект является результатом физических или химических воздействий, индукции или ингибирования ферментных систем, других биологических процессов. Действие одного вещества может быть усилено или ослаблено под влиянием других веществ. Различают два основных эффекта: антагонизм - эффект воздействия двух или нескольких веществ, при котором одно вещество ослабляет действие другого (например, действие ртути и селена в организме человека и животных); синергизм - эффект воздействия, превышающий сумму эффектов воздействия каждого фактора, например комбинированное воздействие хлорсодержащих соединений, фосфорорганических пестицидов, ксенобиотиков и некоторых медикаментов.

В связи с хроническим воздействием посторонних веществ на организм человека и возникающей опасностью отдаленных последствий важнейшее значение приобретают канцерогенное (возникновение раковых опухолей), мутагенное (качественные и количественные изменения в генетическом аппарате клетки) и тератогенное (аномалии в развитии плода, вызванные структурными, функциональными и биохимическими изменениями в организме матери и плода) действия ксенобиотиков.

На основе токсикологических критериев (с точки зрения гигиены питания) международными организациями ООН - ВОЗ, ФАО (Организацией ООН по продовольствию и сельскому хозяйству) и другими, а также органами здравоохранения некоторых государств приняты следующие базисные (основные) показатели: предельно допустимая концентрация (ПДК), допустимая суточная доза (ДСД), допустимое суточное потребление (ДСП).

Предельно допустимая концентрация - предельно-допустимые количества чужеродных веществ в атмосфере, воде, продуктах питания с точки зрения безопасности их для чело- века. ПДК в продуктах питания - установленное законом предельно-допустимое с точки зрения здоровья человека количество вредного вещества. ПДК - это такие концентрации, которые при ежедневном воздействии в течение сколь угодно длительного времени не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований, в жизни настоящего и последующих поколений.

В соответствии с СН 245-7 и ГОСТ 12.1.007-76 БТ все вредные вещества по степени воздействия на организм человека делят на четыре класса опасности:

І – чрезвычайно опасные, ПДК <0,1 мг/м³ (свинец, ртуть – 0,001 мг/м³);

ІІ – высокоопасные, ПДК 0,1...1,0 мг/м³ (хлор - 0,1 мг/м³; серная кислота – 1 мг/м³);

ІІІ – умеренно опасные, ПДК 1,1...10,0 мг/м³ (спирт метиловый – 5 мг/м³; дихлорэтан - 10 мг/м³);

ІV – малоопасные, ПДК > 10,0 мг/м³ (например, аммиак – 20 мг/м³; ацетон – 200 мг/м³; бензин, керосин – 300 мг/м³; спирт этиловый – 1000 мг/м³).

По характеру воздействия на организм человека вредные вещества можно разделить на следующие группы: раздража ющие (хлор, аммиак, хлористый водород и др.); удушающие (оксид углерода, сероводород и др.); наркотические (азот под давлением, ацетилен, ацетон, четыреххлористый углерод и др.); соматические, вызывающие нарушения деятельности организма (свинец, бензол, метиловый спирт, мышьяк).

Допустимая суточная доза ксенобиотиков - это максимальная доза (миллиграм на килограмм массы человека), ежедневное пероральное поступление которой на протяжении всей жизни безвредно, т.е. не оказывает неблагоприятного влияния на жизнедеятельность, здоровье настоящего и будущих поколений.

Умножая ДСД на массу человека (60 кг), определяют допустимое суточное потребление (миллиграмм в сутки) в составе пищевого рациона.

Зная ДСД, ПДК и средний набор пищевых продуктов в суточном рационе, рассчитывают ПДК ксенобиотика в тех продуктах, в которых он может находиться.

Установлено, что в большинстве случаев, особенно при воздействии малых доз загрязнителей, наблюдается суммирование токсического эффекта. Это позволяет рассчитать аддитивный эффект двух и более факторов, выражая каждый из них в долях предельно допустимой концентрации. Например, если в воздухе концентрация фтора составляет 0,001 мг/м³ (ПДК 0,005), бензола – 0,16 мг/м³ (ПДК 0,8), то в сумме концентрация загрязнителей меньше 1 ПДК (фтора – 1/5 ПДК и бензола – 1/5 ПДК), т.е. суммарное действие этих концентраций химических веществ безопасно.

Например, если вещество поступает в организм человека с атмосферным воздухом, водой и пищей, то производят расчет по следующей формуле:

 

С_атм / ПДК_атм + С_в / ПДК_В + С_прод / ПДК_прод < 1,

 

где С_атм, С_в, С_прод – концентрация данного вещества в атмосфере, воде, продуктах питания; ПДК – предельно допустимая концентрация ксенобиотика в тех продуктах, в которых он может находиться.

Токсическое действие ксенобиотиков различных групп отличается по критериям риска: тяжести, частоте встречаемости и времени наступления поражения.

 

Основные виды безопасности потребительских товаров

II. ОЦЕНКА БЕ3ОПАСНОСТИ СЫРЬЯ И ПРОДОВОЛЬСТВЕННЫХ ТОВАРОВ

Обеспечение контроля безопасности продовольственных товаров

Безопасность продовольственного сырья и пищевых продуктов в связи с их загрязнением микроорганизмами и их метаболитами

Загрязнение металлами

К ксенобиотикам химического происхождения, загрязняющим продовольственное сырье и пищевые продукты, относятся металлические загрязнения, загрязнения веществами, применяемыми в животноводстве и растениеводстве, диоксины, диоксиноподобные соединения, полициклические ароматические углеводороды.

По вопросу загрязнений металлами существует несколько точек зрения. Согласно одной из них все металлы периодической системы делят на 3 группы: металлы как незаменимые факторы питания (эссенциальные макро- и микроэлементы); неэссенциальные или необязательные для жизнедеятельности металлы; токсические металлы. Согласно другой точке зрения все металлы необходимы для жизнедеятельности, но в определенных количествах.

По воздействию на организм человека металлы классифицируют следующим образом:

v металлы, необходимые в питании человека и животных (Со, Сu, Сr, Се, Ғ, Ғе, I, Мn, Мо, Ni, Sе, Sі, V, Zn);

v металлы, имеющие токсикологическое значение (Аs, Ве, Сd, Сu, Со, Сr, Ғ, Нg, Мn, Мо, Ni, Pb, Pb, Sе, Sn, Ті, V, Zn).

При этом следует отметить, что 10 из перечисленных элементов отнесены к обеим группам.

Биологически эссенциальные металлы имеют пределы доз, определяющих их дефицит, оптимальный уровень и уровень токсического действия. Токсические металлы на этой же шкале в низких дозах не оказывают вредного действия и не несут биологических функций, однако в высоких дозах вызывают токсическое действие.

Все металлы могут проявить токсичность, если они потребляются в избыточном количестве. Тем не менее существуют металлы, которые проявляют сильно выраженные токсикологические свойства при самых низких концентрациях и не выполняют какой-либо полезной функции. К таким токсичным металлам относят ртуть, кадмий, свинец. Они не являются ни жизненно необходимыми, ни благотворными, но даже в малых дозах приводят к нарушению нормальных метаболических функций организма. Анализ отрицательных последствий для организма человека тяжелых металлов показал, что они из-за высокой биологической кумуляции обладают мутагенным, канцерогенным, тератогенным, эмбрио- и гонадотоксическим действием.

Ртуть, кадмий, свинец, мышьяк, медь, стронций, цинк, железо Объединенная комиссия ФАО/ВОЗ по пищевому кодексу (Соdex Alіmentarius) включила в число компонентов, содержание которых контролируется при международной торговле продуктами питания. В Республике Беларусь и СНГ подлежат контролю еще 6 элементов (сурьма, никель, хром, алюминий, фтор, йод), а при наличии показаний могут контролироваться и некоторые другие металлы.

Для большинства пищевых продуктов действующими СанПиН установлены ПДК токсичных элементов (табл. 3). Наиболее жесткие требования предъявляются к детским и диетическим продуктам.

Ртуть плохо адсорбируется на продуктах и легко удаляется с поверхности пищи. Случаи загрязнения пищевых продуктов металлической ртутью являются очень редкими.

Если в основных пищевых продуктах содержание ртути менее 60 мкг/кг продукта, то в пресноводной рыбе из незагрязненных рек и водохранилищ это содержание составляет от 100 до 200 мкг/кг массы тела, а из загрязненных - 500...700 мкг/кг. Среднее количество ртути в морских рыбах составляет 150 мкг/кг их массы.

Ртуть аккумулируют планктонные организмы (например, водоросли), которыми питаются ракообразные. Ракообразных поедают рыбы, а рыб - птицы. Концевыми звеньями пищевых цепей нередко бывают чайки и орланы. Человек может включаться на любом этапе и в свою очередь тоже становиться концевым звеном; большей частью это происходит в результате потребления рыбы. Растительные продукты могут быть источником ртути, если к компосту добавить средство для улучшения структуры почвы, содержащее ртуть.

Таблица 3. Предельно допустимые концентрации токсичных элементов в пищевых продуктах, мг/кг

 

Продукт	Pb	Аs	Сd	Нg	Sn	Сu	Ғе	Zn	Сr
Мясо убойных животных, колбасные изделия и продукты из мяса убойных животных и птицы	0,5	0,1	0,05	0,03	-	-	-	-	-
Консервы из мяса и птицы	0,5	0,1	0,05	0,03	200,0*	-	-	-	0,5**
Молоко, кисломолочные продукты и продукты молочные сухие	0,1	0,05	0,03	0,005	-	-	-	-	-
Молоко сгущенное и молочные консервы	0,3	0,15	0,1	0,015	200,0*	-	-	-	0,5**
Творог и творожные продукты	0,3	0,2	0,1	0,02	-	-	-	-	-
Масло из коровьего молока, сливочно- растительные спреды	0,1	0,1	0,03	0,03	-	-	-	-	-
Рыба свежая, охлаж- денная, мороженая, филе	1,0	1,0	0,2	0,3... 0,6	-	-	-	-	-
Консервы и пресервы рыбные	1,0	1,0	0,2	0,3... 0,6	200,0*	-	-	-	0,5**
Зерно, крупа, мука	0,5	0,2	0,1	0,03	-	-	-	-	-
Хлеб и булочные изделия	0,35	0,1	0,05	0,01	-	-	-	-	-
Сахаристые кондитерские изделия (какао-бобы, шоколад)	1,0 (1,0)	0,5 (1,0)	0,1 (0,5)	0,01 (0,1)	-	-	-	-	-
Овощи, фрукты, картофель	0,5	0,2	0,03	0,02	-	-	-	-	-
Грибы	0,5	0,5	0,1	0,05	-	-	-	-	-
Свежие овощи, и фрукты, предназначеные для соков	0,05	0,1	0,02	0,01	-	5,0	5,0	5,0... 7,0	-
Консервы овощные, фруктовые, ягодные, грибные	0,4.. .. 0,5	0,2....0,5	0,03.. . 0,05	0,02.. . 0,05	200,0*	-	-	-	0,5**
Консервированные соки, нектары, сокосодержащие напитки	0,05	0,1	0,02	0,01	-	5,0	5,0	5,0... 7,0	-
Чай	10,0	1,0	1,0	0,1	-	-	-	-	-
Кофе	1,0	1,0	0,05	0,02	-	-	-	-	-
Масло растительное	0,1	0,1	0,05	0,03	-	0,1	1,5	-	-
Майонез	0,3	0,1	0,05	0,05	-	-	-	-	-
* - для консервов в сборной жестяной таре; ** - в хромированной таре.

 

Токсическая опасность ртути выражается во взаимодействии с SН-группами белков. Ртуть, проникнув в клетку, может включиться в структуру ДНК, что сказывается на наследственности человека. Мозг способен аккумулировать почти в 6 раз больше ртути, чем остальные органы. В других тканях органические соединения превращаются в неорганическую ртуть. В эмбрионах ртуть накапливается так же, как и в организме матери, но содержание ртути в мозге плода может быть выше.

Определение ртути в пищевых продуктах и других аналогических объектах требует особого внимания и точности для исключения ртутного отравления организма.

Допустимое недельное поступление ртути не должно превышать 1,3 мг на человека, в том числе метилртути - не более 0,2 мг, что эквивалентно 0,005 мг/кг и 0,0033 мг/кг массы тела за неделю.

Кадмий представляет собой один из самых опасных токсикантов внешней среды, принятая внутрь доза 30...40 мг уже может оказаться смертельной. В воздух кадмий поступает вместе со свинцом при сжигании топлива на теплоэлектростанциях, с газовыми выбросами организаций, производящих или использующих кадмий. Источником кадмия могут быть сточные воды и внесенные в почву минеральные удобрения: суперфосфат (7,2 мг/кг), фосфат калия (4,7 мг/кг). Попадание кадмия в пищевые продукты возможно также в консервном производстве при использовании жестяной тары при нарушении технологии ее пайки. Кроме того, потребление напитков из пластмассовой тары, материал которой содержит кадмий, является чрезвычайно опасным.

Больше всего кадмия мы получаем с растительной пищей. Кадмий легко переходит из почвы в растения, последние поглощают до 70% кадмия из почвы и лишь 30% - из воздуха. В отдельных продуктах, исследованных в США, Австралии, Великобритании, странах СНГ, обнаружены следующие количества кадмия (мкг/кг): в хлебе - 2...4,3, зерновых - 28...95, горохе - 15...19, фасоли - 5...12, картофеле - 12...50, капусте - 2...26, помидорах - 10...30, салате - 17...23, фруктах - 9...42, растительном масле- 10...50, сахаре - 5...13, яблоках- 2...19.

В организме кадмий в первую очередь накапливается в почках, и после достижения пороговой концентрации – около 0,2 мг кадмия на 1 г массы почек – появляются симптомы тяжелого отравления. Первыми симптомами отравления кадмием являются боли в спине и ногах. С прогрессированием заболевания даже незначительный удар вызывает переломы костей, возникают деформации скелета и значительно уменьшается длина тела.

Количество кадмия, попадающее в организм человека, зависит не только от потребления им кадмий содержащих пищевых продуктов, но и в большой степени от качества его диеты. В частности, железо может заметно изменить аккумуляцию кадмия. Достаточное количество железа в крови, по-видимому, тормозит аккумуляцию кадмия. Кроме того, большие дозы витамина Б действуют как противоядие при отравлении кадмием. Токсичность кадмия уменьшается при повышенном приеме цинка, растительных белков и ультрафиолетовом облучении.

Всемирная организация здравоохранения считает максимально допустимой величину поступления кадмия для взрослых людей 500 мкг в неделю.

Свинец относится к наиболее известным ядам и среди современных токсикантов играет весьма заметную роль. Свинец находится в микроколичествах почти повсеместно. В почвах обычно содержится от 2 до 200 мг/кг свинца. Свинец, как правило, сопутствует другим металлам, чаще всего цинку, железу, кадмию и серебру. Большие залежи свинецсодержащих руд встречаются во многих частях света.

Содержание свинца в атмосферных остатках варьирует от 1 до 50 мкг/л, а в районах интенсивной промышленности может достигать до 1000 мкг/л. Основным источником загрязнения атмосферы свинцом являются выхлопные газы автотранспорта.

Специалистами ВОЗ установлено увеличенное содержание свинца и в продуктах питания - до 2 мг/кг прежде всего в листовых и стеблевых овощах. В радиусе нескольких километров от свинецперерабатывающих организаций концентрация этого металла в некоторых овощах и фруктах варьирует в следующих пределах: в помидорах - 0,6...1,2 мг/кг, в огурцах - 0,7... 1,1, в перце - 1,5...4,5, в баклажанах - 0,5...0,75, в картофеле - 0,7...1,5 мг/кг. В различных сортах винограда количество свинца в этих районах достигает 1,8...3,8 мг/кг. Откармливание сельскохозяйственных животных фуражом, загрязненным свинцом, представляет серьезную опасность из-за загрязнения им молока и мяса этих животных. Пестициды, содержащие свинец, могут непосредственно увеличить содержание свинца во фруктах и овощах, а при достаточно длительном использовании таких пестицидов свинец поступает в продукты непосредственно из загрязненной почвы.

В организм человека свинец поступает с продуктами питания и питьевой водой. При консервировании продуктов основным источником поступления свинца является жестяная банка, которая используется для упаковки от 10 до 15% пищевых изделий. В последнее время с внедрением новых методов пайки и закатки банок содержание свинца в консервированной продукции уменьшается.

Свинец токсически воздействует на четыре системы органов: кроветворную, нервную, желудочно-кишечную и выделительную. Острое отравление свинцом обычно проявляется в виде желудочно-кишечных расстройств, так называемых сухих схваток или девонширских коликов.

Около 10% поглощенного с пищей, водой и из воздуха свинца абсорбируется в желудочно-кишечном тракте. После попадания в кровеносную систему свинец разносится по всему телу, включаясь в клетки крови и плазму. Некоторое его количество поступает в мозг, однако накапливается там незначительно.

Сокращение периода жизнедеятельности эритроцитов при отравлении свинцом может стать причиной анемии.

Хорошо изучено воздействие свинца на нервную систему - как центральную, так и периферическую. Кроме острой энцефалопатии существуют и более мягкие симптомы реагирования нервной системы на поступление свинца. К ним относятся снижение умственных способностей и агрессивное поведение. Поражение периферической нервной системы выражается в так называемых свинцовых параличах, приводящих к параличу мышц рук и ног.

Экспертами ФАО и ВОЗ установлена величина максимально допустимого поступления свинца для взрослого человека - 3 мг в неделю.

Мышьяк в результате широкого распространения в окружающей среде и использования в сельском хозяйстве присутствует в большинстве пищевых продуктов. Обычно его содержание в пищевых продуктах достаточно мало - менее 0,5 мг/кг и редко превышает 1 мг/кг, за исключением некоторых морских организмов, которые аккумулируют этот элемент. При отсутствии значительных загрязнений содержание мышьяка в хлебных изделиях составляет до 2,4 мг/кг, фруктах - до 0,17, напитках - до 1,3 мясе - до 1,4 молочных продуктах - до 0,23 мг/кг. В морских продуктах содержится больше мышьяка – обычно на уровне 1,5—15,3 мг/кг.

Промышленные, а также случайные загрязнения могут привести к значительному увеличению естественного уровня мышьяка в пищевых продуктах и напитках. Использование соединений мышьяка в составе пестицидов для обработки виноградников привело к случаям отравления винами.

Мышьяк может вызвать как острые, так и хронические отравления. Хроническое отравление мышьяком и его соединениями возникает при длительном употреблении питьевой воды с 0,3...2,2 мг/л мышьяка. Хроническое отравление мышьяком приводит к потере аппетита и снижению массы, гастрокишечным расстройствам, периферийным неврозам, конъюнктивиту, гиперкератозу и меланоме кожи. Меланома возникает при длительном воздействии мышьяка и может привести к развитию рака кожи. Разовая доза мышьяка 30 мг смертельна для человека.

Экспертами ФАО и ВОЗ установлена недельная безопасная доза мышьяка 5 мкг/кг массы тела, для более токсичных соединений мышьяка - 2 мкг/кг массы тела в сутки.

Медь присутствует почти во всех пищевых продуктах. Суточная потребность взрослого человека в меди 2...2,5 мг, т.е. 35...40 мкг/кг массы тела, детей - 80 мкг/кг. Однако при нормальном содержании в пище молибдена и цинка - физиологических антагонистов меди, по оценке экспертов ФАО, суточное потребление меди может составлять не более 0,5 мг/кг массы тела (до 30 мг в рационе).

Потребление в пищу большого количества солей меди вызывает токсические эффекты у людей и животных. При случайном попадании больших количеств меди в организм людей проявляются симптомы поражения легких, которые напоминают силикоз. В некоторых случаях отмечена взаимосвязь между развитием рака легких и накоплением меди.

Летальной для человеческого организма является концентрация меди 0,175...0,250 г/сут.

Гигиеническими требованиями к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов предусматривается обязательный контроль за содержанием меди в пищевой продукции.

Цинк присутствует во многих пищевых продуктах и напитках, особенно в продуктах растительного происхождения. Установлено, что человеку с пищей необходимо получать цинк. Он участвует в ряде важных биологических процессов, особенно ферментативных. Однако избыток цинка вызывает токсическое воздействие на организм. Токсические дозы солей цинка действуют на желудочно-кишечный тракт. Это приводит к острому, но излечимому заболеванию, сопровождающемуся тошнотой, рвотой, болями в желудке, коликами и диареей.

Поэтому при изготовлении пищи с повышенной кислотностью нежелательно использовать емкости с цинковым покрытием, так как при этом металл может растворяться.

Поступление цинка в человеческий организм в концентрации 6 г/сут может привести к летальному исходу.

Олово в микроколичествах содержится в большинстве почв, в промышленных масштабах его добывают в немногих районах земного шара. Основным производителем олова является Малайзия.

Свыше половины добываемого олова идет на производство покрытий при изготовлении деталей для машиностроительной и электротехнической промышленности для обеспечения коррозионной устойчивости, для консервной промышленности для получения тары. Однако при длительном хранении консервов олово может переходить в продукты и при накоплении в больших количествах отрицательно действует на организм. Поэтому жестяные банки после лужения дополнительно покрывают лаками, а количество олова в консервах контролируют.

Высокая концентрация олова в пище может привести к острому отравлению. После употребления пищи с содержанием олова 250 мг/кг возникают тошнота, рвота и другие симптомы отравления.

Токсичная доза олова для человека составляет 5...7 мг/кг массы тела.

Железо является вторым наиболее распространенным металлом после алюминия и пятым по распространенности химическим элементом в земной коре.

Почти все пищевые продукты содержат железо в самых разных количествах. Железо является необходимым микроэлементом. Однако при избыточном потреблении железа развивается болезнь - сидероз. У детей после случайного приема 0,5 г железа или 2,5 г сульфата железа наблюдалось состояние шока.

Концентрация железа 7...35 г/сут является летальной для человека, 200 мг/сут - токсичной.

Гигиеническими нормами предусматривается контроль содержания железа в пищевой продукции. Загрязнение пищевых продуктов железом может происходить через сырье, при контакте с металлическим оборудованием и тарой, что обусловливает соответствующие меры профилактики.

Стронций - довольно распространенный в литосфере металл. Концентрация металла в плодах, растущих на нормаль- ной почве, колеблется от 1 до 169 мг/кг. В животных тканях содержится от 0,06 до 0,50 мг/кг металла. Взрослый человек поглощает с пищей обычно от 0,4 до 2 мг стронция в день.

Стронций плохо абсорбируется в кишечном тракте, и основная часть металла, попадающего в организм, из него выделяется. Оставшийся в организме стронций замещает кальций и в небольших количествах накапливается в костях. При значительном накоплении стронция возникает вероятность подавления процесса кальцинирования растущих костей и остановка роста, поэтому нерадиоактивный стронций представляет опасность для здоровья людей, и его количество в продуктах подлежит, согласно требованиям ФАО/ВОЗ, контролю.

Сурьма по механизму токсического действия и клинической картине отравления аналогична мышьяку.

Токсической дозой для взрослого человека является 100 мг/сут, летальной - 500... 1000 мг/сут.

Профилактические мероприятия состоят в строгой регламентации содержания и характера соединений сурьмы в эмали, полуде и припое.

Никель в природе присутствует обычно совместно с мышьяком, сурьмой и серой. Никель содержится в небольших количествах почти во всех почвах. Растения могут включать от 0,5 до 3,5 мг/кг металла. В значительных количествах он содержится в большинстве тканей животных. Суточная норма поступления никеля в организм человека с пищей составляет 0,3...0,6 мг.

Источниками загрязнения никелем пищевых продуктов могут являться почва и применяемое в пищевой промышленности оборудование. Никель плохо абсорбируется из пищевых продуктов и напитков. Распределяется никель в организме почти однородно, без преимущественного накопления в каких- либо органах, может вызывать рак органов дыхания и дерматиты. Поэтому токсикологи принимают во внимание возможность вредного воздействия на здоровье человека данного металла и регламентируют его содержание в продуктах питания.

Хром широко распространен в земной коре и в небольших количествах находится в большинстве пищевых продуктов и напитков. Среднее суточное потребление хрома с пищей составляет приблизительно 50...80 мкг. В растениях обнаруживается следующее количество хрома: во фруктах - 0...200, овощах - 0...360, злаках - 10...520, молоке - 10, мясопродуктах - 20...560, морепродуктах - 10...440 мг/кг.

Хром по биологическому действию на организм является необходимым элементом. Основная его роль заключается в поддержании нормального уровня глюкозы в организме. Недостаток металла в организме приводит к нарушению глюкозного и липидного обмена и может привести к диабету и атеросклерозу.

Потенциальным источником повышения концентрации хрома в пищевых продуктах является загрязнение окружающей среды сточными водами.

Хорошо известны острые и хронические заболевания, вызванные воздействием на организм избыточного содержания хрома и его соединений: аллергическая экзема и другие формы дерматита, а также рак верхних дыхательных путей и легких, повреждения почек и печени.

Поэтому эксперты ФАО и ВОЗ регламентируют содержание хрома в пищевых продуктах и в консервной продукции, расфасованной в хромированную металлическую тару.

Летальной для человека является концентрация 3...8 г/сут, токсичной - 200 мг/сут.

Алюминий – самый распространенный металл в литосфере. В пищевой промышленности широко применяют бентонит, или природный гидратированный алюмосиликат, для осветления жидких сред (соков, пива, вина, напитков, сиропов и т.д.).

Продукты растительного происхождения включают 10... 100 мг/кг алюминия, редко - 300 мг/кг, продукты животного происхождения - 1...20 мг/кг. По данным исследователей, в суточных рационах в разных городах Республики Беларусь и странах СНГ содержалось 18,8...85 мг алюминия, в среднем 25 мг.

Токсикологами установлено, что даже растворимые соли алюминия отличаются слабым токсическим действием. При почечной недостаточности из-за накопления в организме алюминия возможны процессы нарушения метаболизма кальция, магния и фосфора. При значительном увеличении содержания алюминия в пищевых продуктах наблюдается нарушение речи и ориентации. Обогащение пищи алюминием происходит в процессе ее приготовления или хранения в алюминиевой посуде. Растворимость алюминия возрастает в щелочной или кислой среде. К веществам, усиливающим растворение алюминия, относят антоциановые пигменты овощей и фруктов, анионы органических гидроокисей, поваренную соль. В процессе приготовления такой пищи в алюминиевой посуде содержание алюминия может увеличиться в 2 раза.

В России и странах СНГ временные нормативные содержания алюминия в пищевых продуктах следующие: в молочных продуктах - 1 мг/кг, в мясе, соках, напитках - 10, в хлебопродуктах, фруктах - 20, в овощах - 30 мг/кг.

Концентрация алюминия 1,3...6,2 г/сут является смертельной для человека.

Технология переработки пищевого сырья с повышенным содержанием тяжелых металлов. По содержанию тяжелых металлов пищевую продукцию классифицируют следующим образом:

«чистая» пищевая продукция - содержание тяжелых металлов ниже ПДК;

условно-годная пищевая продукция – содержание тяжелых металлов выше ПДК, но не более 2 ПДК;

не годная для пищевых целей продукция – содержание тяжелых металлов более 2 ПДК.

Условно-годная пищевая продукция может быть разрешена для реализации только органами Госсанэпиднадзора. Условно-годная продукция категорически запрещена для питания в лечебно-профилактических и детских учреждениях, а также для промышленного производства продуктов детского и лечебного питания.

Следует, однако, учесть, что условно-годное продовольственное сырье может быть переработано с целью снижения содержания тяжелых металлов в нем.

Пути снижения повышенного содержания тяжелых металлов в пищевом сырье. Одним из эффективных методов снижения концентрации тяжелых металлов является механическое удаление так называемых критических или тропных органов животных, тканей, частей растений. Так, для кадмия тропными органами являются почки и печень; для ртути – почки, печень, мозг; для свинца – костная ткань, почки и печень. С учетом этого при забое скота необходимо удаление этих органов с последующей их технической утилизацией. При этом туши животных должны быть хорошо обескровлены, а кровь не должна использоваться для изготовления кровяных зельцев, колбас и других пищевых продуктов.

Тропными органами рыб являются внутренние органы, жабры, чешуя, кости. Условно-годная рыба должна разделываться на спинку, тешу или филе с удалением и технической утилизацией внутренних органов и головы.

Для растениеводческой продукции характерно накопление тяжелых металлов в стеблях, листьях, оболочке и зародыше злаков. По этой причине условно-годное зерно может использоваться только для производства муки высшего сорта, где предусматривается максимальное удаление оболочек.

Наиболее эффективное снижение содержания тяжелых металлов достигается при производстве рафинированной продукции из условно-годного пищевого сырья – крахмала, спирта, сахара, безбелковых жировых продуктов. Не рекомендуется использовать условно-годное сырье для получения пищевого пектина и желатина.

Условно-годное пищевое сырье должно направляться на промышленную переработку в организации, определенные органами Госсанэпиднадзора. Весь технологический цикл его переработки должен находиться под контролем ведомственной лаборатории и лаборатории Госсанэпиднадзора, а готовая продукция может быть направлена на реализацию только после ее обязательного контроля на соответствие гигиеническим нормативам.

 

Социальные токсиканты

Одним из важнейших факторов, влияющих наряду с питанием на состояние человека и популяции, являются социальные токсиканты - наркотики, алкоголь и курение. Употребление алкоголя, наркотиков и курение в значительной мере изменяют эндоэкологию, под влиянием которой в организме человека физиологические функции трансформируются и существенно отличаются от функций человека, не употребляющего эти токсиканты. Поэтому наркотики, табак и алкоголь отнесены к классу опасных для человеческого организма. Питание таких людей существенно изменяется, и многие химические соединения, входящие в состав пищевых продуктов и безвредные для обычных людей, взаимодействуя с продуктами обмена в их организме, измененного под действием этих токсикантов, также становятся токсичными.

Наркотики. Хотя злоупотребление наркотиками стало одной из важнейших мировых проблем современного общества, опыт употребления людьми наркотических средств измеряется тысячелетиями.

В настоящее время наркомания достигла таких масштабов, что перестала быть проблемой одной личности. Она приобрела все характерные черты проблемы всего мирового сообщества. Все замыкается в границах треугольника: человек - общество - наркотик. Эти три составляющие находятся в тесной связи, а значение каждого из них меняется в зависимости от соотношения внешних и внутренних факторов.

Группа экспертов Всемирной организации здравоохранения определила наркоманию как состояние эпизодического или хронического отравления, вызванного повторяющимся введением наркотика. Специалисты различают в наркомании как болезни две разновидности состояний - зависимость и привыкание.