XXV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Надо ли бояться нитратов?

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Мясников И.Е. 1

---

1МОУ "СОШ №44 имени С.Ф. Бароненко"

Бердникова О.Ю. 1

---

1МОУ «СОШ № 44 имени С.Ф.Бароненко»

Работа в формате PDF

1.3 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

ВВЕДЕНИЕ

Овощи являются неотъемлемой частью питания детей. Их ценят за пользу и разнообразие вкусов. Овощи поставляют в организм человека не только витамины, но также минеральные вещества, такие как: железо, магний, фосфор, кальций, калий. Более того, овощи содержат в себе органические кислоты и эфирные масла. Эти вещества улучшают процесс пищеварения, подготавливают организм к принятию более тяжелой пищи, способствуют лучшему усвоению рыбы и мяса. Еще одно положительное качество овощей – это их низкая калорийность, а в мире растет количество людей, страдающих избыточной массой тела. Наши прилавки переполнены разнообразными овощами не только летом, но и зимой. Так ли полезны все предлагаемые нам овощи? Можем ли мы быть полностью уверены, что они проверены на наличие опасных соединений. Эти вопросы и легли в основу нашей работы.

Объект исследования: овощи, выращенные на дачном участке и приобретённые в магазине.

Предмет исследования: нитраты в овощах.

Цель исследования: определить содержание нитратов в овощах, реализуемых в торговых сетях и выращенных на дачных участках.

Гипотеза исследования: большинство овощей в настоящее время являются сверх нормы нитратосодержащими.

Задачи: изучить литературу по теме исследования; провести социологический опрос учащихся МОУ «СОШ №44» по теме исследования; познакомиться с методами определения нитратов в овощах; провести сравнительный анализ результатов лабораторных исследований растительной продукции, купленной магазине и выращенной на садовом участке; провести анализ и оценку полученных данных.

Методы исследования: изучение литературы, анкетирование, лабораторный опыт, наблюдение и сравнение, консультация со специалистами, анализ полученных данных.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1.1 Что такое нитраты?

Чтобы ответить на этот вопрос «Что такое нитраты?», обратимся к энциклопедиям.

НИТРАТЫ.Соли азотной кислоты, необходимый элемент питания растений. Широко используется в сельском хозяйстве в качестве удобрений и в пищевой промышленности в качестве добавки. (Экологичекий словарь)

НИТРА'Т, [от греч. nitron — селитра] (хим.). Соль азотной кислоты. Накопление нитратов в почве имеет большое значение для полевых культур. (Фундаментальная Электронная библиотека)

1.2 Как нитраты попадают в организм человека?

В организм человека нитраты могут попадать различными путями:

• с растительными продуктами, выращенными с нарушением норм и правил применения азотных удобрений. В погоне за быстрым ростом растений, ускоренным созреванием плодов, их привлекательным внешним видом, сельхозпроизводитель вносит в почву повышенную дозу азотных удобрений. Растения способны забирать из почвы нитраты и накапливать их в листьях, стеблях, плодах, семенах и других частях своего организма, которые мы употребляем в пищу;

• с питьевой водой, если мы пользуемся водами, прошедшими через загрязненную почку;

• с продуктами животного происхождения (мясо и рыба). Нитраты добавляют в колбасы для придания им товарного вида, цвета;

• с лекарственными средствами;

• образуются в самом организме при обмене веществ.

1.3 Допустимые нормы содержания нитратов в овощах.

Сведения о нормах содержания нитратов в продуктах питания отражено в документах:

• В семирная организация здравоохранения. Нитраты и нитриты – оценка принятия внутрь: Оценка безопасности определенных пищевых добавок (Пищевые добавки, серия 50). Женева, ВОЗ; 2003 г.;

• СанПиН 2.3.2.1078-01 Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов;

• Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 14 ноября 2001 г. N 36 "О введении в действие санитарных правил".

Для взрослого человека предельно допустимая норма нитратов 5мг (на 1кг массы тела человека (так, для человек весом 60 кг допустимая норма - 0,3 грамма). Для ребёнка допустимая норма - не более 50 мг (0,05граммов). Для отравления грудного малыша достаточно и 10 мг нитратов.

Для овощей установлены предельно допустимые значения концентрации нитратов (ПДК). ПДК - количество вредного вещества, которое не оказывает отрицательного воздействия на здоровье человека.

Таблица «Предельно допустимое содержание нитратов в овощах»

1.4. Распределение нитратов в овощах.

Овощи делятся на следующие группы по содержанию нитратов:

• те, в которых содержится мало нитратов (10-80 мг): горох, щавель, фасоль, брюссельская капуста, картофель, репчатый лук;

• те, в которых содержится среднее количество нитратов (300-600 мг): кабачки, репа, тыква, цветная и белокочанная капуста, редька, морковь, огурцы и хрен;

• те, которые содержат высокое количество нитратов (до 5000 мг): шпинат, свекла, зеленый лук, редис, листовая капуста, салат, дыня и арбузы.

Места наибольшей концентрации нитратов:

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;

морковь — больше нитратов содержится в кончике и верхушке корнеплода, в середине корнеплода в 1,5 раза больше, чем в корневой части;

помидор - наибольшее количество нитратов скапливается в сердцевине;

огурцы — наименьшее содержание нитратов в семенной камере, и их количество возрастает от верхушки к плодоножке (основанию).

1.5 Как влияют нитраты на здоровье человека?

Нитраты широко распространены в природе, они являются нормой для любого живого организма; даже в организме человека в сутки образуется и используется в обменных процессах более 100 мг нитратов.

Почему же говорят об опасности нитратов?

Ученые пришли к единому выводу: повышенный уровень нитратов в продуктах питания приводит к серьезным отрицательным последствиям для здоровья человека.

Ученые утверждают, что сами по себе нитраты не вредны для человека. Все беды начинаются тогда, когда нитратов становится слишком много. В организме человека нитраты превращаются в нитриты. Нитриты попадают в кровь, там они взаимодействуют с гемоглобином. Гемоглобин – это белок крови, который разносит кислород. Гемоглобин превращается в метгемоглобин. У человека начинается кислородное голодание. Человек чувствует слабость, у него возникают проблемы с почками, сердцем, печенью, нервной системой.

Кроме того, нитраты снижают количество витаминов в пище, а при длительном поступлении в человеческий организм возникает проблема с щитовидной железой, так как нитраты уменьшают содержание йода.

Нитраты стимулируют развитие вредной микрофлоры кишечника, что, в свою очередь, провоцирует отравление организма токсичными и ядовитыми веществами. 

Основными признаками нитратных отравлений у человека являются: тошнота, рвота, боли в животе, желтизна белков глаз; головные боли, повышенная усталость, сонливость, понижение работоспособности; одышка, усиленное сердцебиение. Нитриты в 100 раз токсичнее, опаснее нитратов.

Наряду с сообщениями о негативном влиянии, многие учёные утверждают, что потребление нитратов с пищей, когда они преобразуются в оксид азота, может оказывать благоприятное влияние на состояние здоровья, такое как: предотвращение инфекции, защита желудка, и профилактика заболеваний сосудов (Gilchrist et al. 2010), а также служить незаменимым элементом сердечно-сосудистой системы (Bryan et al. 2007). От природы много нитратов, например, в свёкле. Её даже иногда используют как натуральный допинг для спортсменов. Тестирование в британском Университете Эксетера показало среднее улучшение результатов бегунов после употребления свекольного сока на 16%! За ним последовали многочисленные исследования на других атлетах: пловцах, велосипедистах, игроках в регби и так далее. Свекольный сок благодаря соединениям азота расширял сосуды, и мышцы работали лучше.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Проведение опроса

Для того, чтобы определить какие овощи присутствуют в питании у одноклассников, был проведен опрос среди обучающихся 3-4 классов и их родителей. Всего в опросе приняло участие 47семей обучающихся.

Данные опроса представлены в диаграммах.

Диаграмма 1

Наиболее употребляемыми овощами оказались: картофель, морковь, помидор, огурец, капуста белокочанная, лук. Так же были перечислены: перец, салат, свёкла, кабачки.

Диаграмма 2

В большинстве семей овощи приобретают в торговых сетях «Магнит», «Spar», «Пятёрочка». Часть семей выращивают овощи на дачных участках.

Д иаграмма 3

При покупке овощей прежде всего обращают внимание на внешний вид. Также покупатели обращают внимание на цену покупаемого продукта.

Диаграмма 4

Большинство опрошенных уверены в безопасности потребляемых овощей, однако есть семьи, кто сомневается в качестве овощей.

На основе результатов опроса были определены объекты исследования.

1.Образец №1 Помидоры

2. Образец №2 Картофель

3. Образец №3 Морковь

4. Образец №4 Капуста белокочанная

Лидер опроса «Огурец» в исследовании не участвует, так как у нас нет возможности сравнить продукцию, выращенную на садовом участке и приобретённую в магазине.

2.2 Органолептические показатели

Наши респонденты при приобретении овощей обращают, прежде всего, внимание на внешний вид. Поэтому мы решили провести органолептический анализ исследуемых образцов. Органолептические свойства — это те показатели, которые мы ощущаем органами чувств, то есть вкус, запах, цвет, внешний вид. По органолептическим характеристикам продукт должен соответствовать требованиям ГОСТ (ГОСТ – это государственный стандарт, в котором описываются обязательные требования государства к составу и качеству выпускаемой продукции).

На основе полученных данных были составлены таблицы

Таблица «Картофель»

Таблица «Морковь»

Таблица «Капуста»

Таблица «Томаты»

ВЫВОД: все исследуемые образцы по внешнему виду, запаху, цвету соответствуют требованиям стандарта органолептических показателей.

2.3 Определение уровня нитратов в исследуемых образцах.

Опыт №1 «Определение нитратов в томатах в домашних условиях»

Для исследования возьмём помидор домашний и помидор, купленный в торговой сети.

Способ 1. Дольше хранятся овощи с высоким содержанием нитратов. Поместим помидоры в тёплое и сырое место и посмотрим, за какое время они испортятся. Для скорости эксперимента разрежем помидор пополам.

ВЫВОД: через три дня можно наблюдать, что домашний помидор стал мягче и начал портиться быстрее. У помидора из магазина мякоть более плотная, только по краям кожура начала немного подвядать

Проведём повторный эксперимент, но не повреждая овощ.

ВЫВОД: Дольше хранился овощ, купленный в магазине, значит там более высокое содержание нитратов. Помидор, выращенный на дачном участке, испортился быстрее, значит нитратов там меньше.

Способ 2. Овощи с нитратами имеют плотную кожицу, которую трудно повредить. Образцы томатов поместим в кипяток на 1 минуту и снимем кожицу.

ВЫВОД: у домашнего помидора кожица тоньше. С домашнего помидора она снялась легче и быстрее, чем с магазинного. Следовательно, в нём меньше нитратов (чем толще кожица томата, тем больше в нём нитратов).

Способ 3. В разрезе помидоры с нитратами имеют белую сердцевину. Натуральные помидоры внутри полностью красные. Разрежем помидоры пополам и измерим длину сердцевины.

ВЫВОД: у помидора, выращенного на дачном участке, длина сердцевины в 3 раза меньше, чем у магазинного. Он менее нитратосодержащий.

Опыт № 2 «Определение нитратов в картофеле»

Ход работы: для определения качества картофеля существует очень простой метод. Достаточно разрезать плод и понаблюдать за ним в течение нескольких минут (5 минут). Если плод сильно потемнеет, значит, в нем содержится большое количество нитратов. Если картофель остался белым, то он полностью безопасен. Данные занести в таблицу, проанализировать.

ВЫВОД: оба исследуемых образца не содержат нитратов, их можно употреблять в пищу. Однако, кандидат биологических наук Калганов Антон Александрович нам разъяснил, что этом метод исследования нельзя считать объективным.

Опыт №3 «Определение уровня нитратов с помощью специальных тест –полосок»

Оборудование: тест-система Нитрат-тест «Крисмас», исследуемые образцы.

Ход работы: исследуемый образец необходимо предварительно разрезать, выдавить сок. Смочит тест-полоски в соке, выдержать 3 минуты, сравнить результат с контрольной шкалой, данные занести в таблицу, проанализировать.

Таблица «Тест-система «Крисмас»

ВЫВОД: все исследуемые образцы соответствуют ПДК (предельно допустимой концентрации). Содержание нитратов в овощах значительно ниже нормы.

Опыт №4 «Определение уровня нитратов с помощью нитратомера».

Оборудование: нитратомер портативный/ экотестер «Greentest 2», исследуемые образцы.

Ход работы: в память нитратомера производителем уже введены допустимые дозы для различных овощей и фруктов, из предложенного списка необходимо выбрать овощ. Чтобы выяснить концентрацию вредных веществ в исследуемом образце, необходимо воткнуть в него тонкий зонд измерительного устройства. Спустя буквально несколько секунд числовая информация высветится на электронном дисплее. Монитор не только покажет количество нитратов, но и засветится красным, зелёным или жёлтым цветом, сигнализируя о степени опасности. Данные измерения занести в таблицу, проанализировать. При использовании нитратомета следует учитывать места наибольшей концентрации нитратов в овощах.

ВЫВОД: при исследовании нитратомер показал превышение нитратов в покупных картофеле и капусте. Все остальные овощи соответствуют норме содержания нитратов. Однако, производитель экотестера допускает в измерении погрешность до 30%, что не очень удобно.

Опыт №5 «Обнаружение нитратов с помощью дифениламина».

Оборудование: сок исследуемых образцов, раствор дифениламина в концентрированной серной кислоте (0,1 гр. дифениламина + 10 мл концентрированной серной кислоты), предметные стёкла.

Ход работы: натерли на терке исследуемые образцы, выдавили сок через двойной слой марки, несколько капель сока капнули на тарелки, добавили столько же капель раствора дифениламина. Наблюдаем за процессом изменения окраски:

- при отсутствии нитратов цвет не изменяется;

- при небольшом количестве нитратов появляется светло-голубая окраска;

- при допустимом уровне нитратов (ПДК) – синяя окраска;

- при большом количестве нитратов – темно-синяя.

Данные измерения необходимо занести в таблицу, проанализировать.

Таблица «Исследование сока»

ВЫВОД 1: с помощью раствора дифениламина мы обнаружили допустимое содержание нитратов в картофеле, в остальных образцах овощной сок показал отсутствие окраски.

Для уточнения результата исследования провели повторный опыт с раствором дифениламина, но в качестве исследуемого образца использовали не сок, а кусочек овоща. Капнули раствор на свежий срез, понаблюдали за процессом изменения окраски.

Данные измерения занесли в таблицу, проанализировали.

Таблица «Исследование кусочка овоща»

ВЫВОД 2: с помощью раствора дифениламина мы обнаружили высокое содержание нитратов в капусте, допустимое содержание нитратов в картофеле.

2.4. Исследование образцов с помощью иономера.

Для дополнительного исследования выбранных образцов мы обратились к преподавателям Института агроэкологии. Кандидат биологических наук Калганов Антон Александрович помог нам проверить исследуемые образцы на наличие нитратов с помощью ИОНОМЕРа.

Оборудование: иономер с нитратным электродом, весы, 1% раствор алюмокалиевых квасцов, терка, ступка, лабораторный стакан, исследуемые образцы овощей.

Ход работы: 10 граммов исследуемого образца овоща измельчили на тёрке, дополнительно перетерли в ступке, смешали с 50 мл раствора квасцов. Получившийся раствор перелили в лабораторный стакан, провели измерение с помощью иономера «Мультитест». Данные проанализировали и занесли в таблицу. Для перевода данных воспользовались «Таблицей перевода логарифмических измерений».

Таблица «Содержание нитратов в образцах овощей»

ВЫВОД: все исследуемые образцы показали содержание нитратов ниже ПДК (предельно допустимой концентрации). Значительных отличий в исследуемых образцах нет.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполняя работу, мы установили:

1. введение избыточного количества нитратов ускоряет созревание растений, недобросовестные производители могут этим воспользоваться для получения большей прибыли;

2. в природе нет абсолютно чистых продуктов питания. Нитраты в продуктах питания были и будут. Все дело в том, сколько накапливается их в продуктах. Нам необходим такой уровень нитратов, который не представляет опасности для здоровья человека;

3. по данным нашего исследования на содержание нитратов в овощах, купленных в магазине и выращенных на дачном участке, мы выяснили, что все овощи пригодны к употреблению в пищу, так как содержание нитратов не превышает ПДК. 

В ходе исследования наша гипотеза не подтвердилась. Содержание нитратов в овощах соответствует норме.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Пичугина Г.В. Химия и повседневная жизнь человека. – М.: Дрофа, 2004г;

2. Малахова Л.П. Продукты без тайн. – М.; Эксмо, 2012;

3. Тимофеева А.М. Беседы детского доктора. – М.; Теревинф;

4. Интернет источники:

- zdorovyda.ru>Нитраты в овощах>

- provisor.com.ua>

- him.1september.ru>

- poleznay.trava.ru>

- medportal.su

- ru.wikipedia.org.>СанПиН

- prom-nadzor.ru

botanichka.ru/article/nitrate/