3.9. Основные загрязнители аграрной продукции

Производимая сельскохозяйственная продукция по своим качественным свойствам не всегда соответствует эколого-токсилогическим нормам. В большинстве своем она в той или иной форме содержит в себе вредные для организма человека и сельскохозяйственных животных вещества. К загрязнителям продуктов питания относят тяжелые металлы и различные химические соединения, вносимые с пестицидами и удобрениями. Наиболее опасными загрязняющими веществами признаны тяжелые металлы. К ним относятся свинец, ртуть, кадмий, мышьяк, цинк, никель и т.д. Примерно 90 % тяжелых металлов, поступающих в окружающую среду, аккумулируются почвами. Затем они мигрируют с нисходящими токами в грунтовые воды, потом попадают в водоносные слои, часть из них через растения поступает в пищевые цепи или напрямую – с питьевой водой в организм животного или человека (рис.3.4).

Так, например, питьевая вода в Уводьском водохранилище (г. Иваново) в течение года имеет разные параметры по содержанию тяжелых металлов (табл. 3.16).

Таблица 3.16. Концентрация тяжелых металлов в воде Уводьского водохранилища [В.Г. Гриневич и др. 1999 г.]

Примечание. В (числителе) даны диапазоны вариаций, в знаменателе – среднее значение.

Основными загрязнителями считаются ртуть, кадмий, мышьяк и цинк, потому что техногенные выбросы их в окружающую природную среду происходят высокими темпами. Эти элементы обладают большим сродством с физиологическими важными органическими соединениями и способны подавлять наиболее значимые процессы обмена веществ, тормозить рост и развитие растений.

Поглощение

растениями

Разложение

растительных

остатков

Ограниченно

растворимые и

нерастворимые

комплексы

Осаждение

в виде

кристаллических

минералов

Включение

в микробные сообщества.

Разложение

Аморфные

осадки

Рис. 3.4. Круговорот тяжелых металлов в почве

Например, у растений наблюдается уменьшение продуционной способности, ухудшение качества произведенной продукции. Допустимое количество тяжелых металлов, которое человек может «потреблять» с продуктами питания в течение недели без риска заболеть, колеблется в зависимости от вида металла: свинец – 2 мг, кадмий – 0,4–0,5 мг, ртуть – 0,3 мг. В живых организмах тяжелые металлы в малых количествах играют и положительную роль. В ультрамикродозах они входят в состав биологически активных веществ, регулирующих нормальный цикл процессов жизнедеятельности организмов и являются катализаторами химических и биохимических реакций.

Нарушение в результате техногенного загрязнения эволюционно сложившихся концентраций тяжелых металлов приводит к негативным или даже катастрофическим последствиям для живых существ. Поступившие в организм человека тяжелые металлы накапливаются в основном в печени и выводятся оттуда крайне медленно. Продукция растениеводства, выращенная даже на слабозагрязненных почвах, способна вызвать кумулятивный эффект, способствуя постепенному увеличению содержания тяжелых металлов в организме теплокровных. Поступая в растения, тяжелые металлы распределяются в органах и тканях очень неравномерно. Следовательно, зная особенности аккумуляции тяжелых металлов в растениях, можно ограничить их поступление в организм животных и человека.

Например, корневая система растений зачастую содержит больше цинка, чем надземные органы (цинк концентрируется в основном в старых листьях). Уровень концентрации тяжелых металлов в репродуктивных органах растений значительно ниже, чем в вегетативных и зависит от биологических особенностей культуры, физиологической роли элемента, его содержания и доступности для растений. Органы накопления продуцентов (корнеплоды, клубни картофеля, плоды) содержат значительно меньше тяжелых металлов, чем их надземная вегетативная масса. Механизм поглощения, транспортировки по сосудам, обмена и распределения тяжелых металлов в органах и тканях растений тесно связан с видовыми и сортовыми особенностями культур, серьёзное влияние оказывают также экологические и антропогенные факторы воздействия (табл. 3.17). Знание распределения тяжелых металлов в тканях и органах растений дает возможность выяснить механизмы их перераспределения и аккумуляции в процессе развития растений, что крайне необходимо для разработки достоверных методов оценки качественного состояния урожая.

Таблица 3.17. Предельно допустимые концентрации тяжелых металлов в пищевых продуктах и в продовольственном сырье, мг/кг

Примечание. В скобках дан ПДК для детского питания.

Накопление и распределение тяжелых металлов в органах растений, прежде всего, зависит от вида и морфологических признаков отдельных органов. В корнеплодах моркови содержание тяжелых металлов (исключая Fe) убывает от кончика корня до головки. Для железа характерно повышенное содержание в головке и равномерное распределение в остальной части корнеплода. В центральной части корнеплода содержится наибольшее количество цинка и свинца, а в коре – меди, марганца, кадмия и железа. Наименьшее количество кадмия, цинка, свинца находится в мякоти клубня картофеля, повышенное количество характерно для периферийной его части. Медь распределяется равномерно по всем частям клубня.

К серьезной проблеме здорового питания населения можно отнести содержание в продуктах питания многих опасных пестицидов, у которых период распада происходит в течение длительного промежутка времени, поэтому их наличие строго регламентируется государственными органами.