Исследовательская работа "Путь к долголетию"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 7 г. Поронайска

ПУТЬ К ДОЛГОЛЕТИЮ

Автор исследования:

Суконнов Елисей, 4 класс

Руководитель проекта:

Сандракова Наталья Сергеевна, учитель

Поронайск

2016

СОДЕРЖАНИЕ

Введение ………………………………………………………………………………..3

Основная часть………………………………………………………………………… 4

Глава 1. Теоретическое изучение  сведений о нитратах……………………………..4

1.1.Нитраты……………………………………………………………………………..4

1.2. Нитраты в продуктах питания…………………………………………………….5

1.3.  Влияние нитратов на организм человека………………………………………..7

Глава 2. Практическое   изучение содержания нитратов в овощах………………….8

2.1. Планирование экспериментальной работы  и подготовка оборудования………8

2.2. Результаты анкетирования учащихся 4-го «А» класса МБОУ СОШ №7

по проблеме нитратов…………………………………………………………………..13

Заключение………………………………………………………………………………14

Список использованной литературы…………………………………………………..16

ВВЕДЕНИЕ

Общеизвестно, что самое дорогое у человека — это его здоровье, которое невозможно купить и которое во многом зависит от правильного питания. Какой рацион пищи должны употреблять люди, чтобы продлить свою жизнь?

Актуальным на сегодняшний день то, что в последнее время большое внимание уделяется содержанию нитратов в продуктах питания, поскольку их избыточное количество может привести к ряду негативных для здоровья  человека последствий. Решением этой задачи заняты многие научно-исследовательские учреждения всего мира, но, несмотря на пристальное внимание к этой проблеме, до сих пор радикального решения пока не найдено.

Цель работы: провести исследование содержания нитратов в овощах, выращенных на дачном участке и купленных в магазинах г. Поронайска

Задачи:

1. Рассмотреть теоретические аспекты изучаемой проблемы в ходе анализа литературных источников.

2. Овладеть методикой и организацией исследований.

3. Определить примерное содержание нитратов в овощах (листьях капусты, в корнеплодах моркови и свеклы, в клубне картофеля), выращенных на даче и купленных в магазине. Выявить отличия в содержании нитратов в разных частях овощей и в продукции разного происхождения.

Объект исследования:  овощные культурах.

Предмет исследования -  содержание нитратов в различных частях овощей магазинной и дачной продукции.

Гипотеза: я предположил, что:

- все овощи содержат нитраты,

- количество нитратов в различных частях овощей неодинаково;

- овощи, выращенные на дачном участке содержат нитратов  меньше, чем купленные в магазинах

Методы исследования:  изучение литературы по теме, постановка экспериментов, наблюдение, сравнение,  сбор данных, анализ, синтез, обобщение.

Практическое значение заключается в том, что полученные результаты дают возможность проинформировать мировую общественность о наличии нитратов в овощах и предложить рекомендации по их уменьшению.

Прикладная ценность полученных результатов является то, что овощи, выращенные в огороде, меньше содержат нитратов.

Для  написания данной работы были изучены словари,  материалы энциклопедий, справочников, статьи журналов по исследуемой теме.

Прочитав работу Р. Д. Габович, Л. С. Припутина в работе «Гигиенические основы охраны продуктов питания от вредных химических веществ» я узнал, что нитраты, нитриты и другие азотсодержащие соединения в настоящее время привлекают особое внимание гигиенистов. В книге М.А Прокошева «Применение удобрений на приусадебном участке» отмечается, что недостаток азота в почве угнетает развитие растений и приводит к снижению урожая. Я. Пругар, А.Пругарова «Избыточный азот в овощах» проанализировано систематическое поступление в организм повышенных количеств нитратов, чревато неблагоприятными сдвигами в жизнедеятельности организма, возрастанием риска онкологических заболеваний. Согласно данным Международной организации ВОЗ при ФАО допустимая норма нитратов составляет 5 мг в сутки на 1 кг массы человека. Для человека массой 60 кг это соответствует примерно 220 мг.

Структура работы: введение, основная часть из двух глав – теоретическое  и практическое изучение   сведений о красильных веществах, заключение, список литературы, приложение.

2. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Глава 1. Теоретическое изучение  сведений о нитратах

1.1. Нитраты

Нитраты – это соли азотной кислоты (селитра), которые находятся в овощах и фруктах. Существовали они еще до происхождения человека. Тем не менее, разговоры о вреде нитратов для здоровья не прекращаются. Однако проблема не в самих нитратах, а в том, какое их количество попадает в организм человека. Согласно заключению Всемирной организации здравоохранения, безопасным считается количество 5 мг нитратов на 1 кг человеческого тела. То есть, взрослый человек может получать около 350 мг нитратов безо всяких последствий для здоровья.

Впервые заговорили о нитратах в нашей стране в 70-х годах, когда в Узбекистане случилось несколько массовых желудочно-кишечных отравлений арбузами из-за их чрезмерной подкормки аммиачной селитрой.

Растения обладают способностью поглощать из насыщенной удобрениями почвы гораздо больше соединений азота, чем им необходимо для развития. В результате только часть нитратов синтезируется в растительные белки, а остальные попадают в организм человека в чистом виде через плоды, корни и листья овощей. В дальнейшем одни нитраты быстро выводятся из тела, но другие образуют различные химические соединения. Какие-то из этих соединений безвредны и даже полезны для организма, но другие превращают соли снова в азотную кислоту, и именно это представляет наносимый нитратами вред для здоровья. [2]

Излишек азотных удобрений ведёт к снижению качества растительной продукции, ухудшению её вкусовых свойств, снижению выносливости растений к болезням и вредителям, что, в свою очередь, вынуждает земледельца увеличивать применение ядохимикатов. Особенно резко проявляется отрицательное действие удобрений и ядохимикатов при выращивании овощей в закрытом грунте. Это происходит потому, что в теплицах вредные вещества не могут беспрепятственно испаряться и уноситься потоками воздуха. После испарения они оседают на растения.

    1.2. Нитраты в продуктах питания

В животных продуктах (мясо, молоко, рыба) содержание нитратов весьма незначительно. Но нитраты и нитриты добавляют в готовую мясную продукцию с целью улучшения её потребительских свойств и для более длительного её хранения (особенно в колбасных изделиях).

У растений максимальное накопление нитратов происходит в период наибольшей активности при созревании плодов. Поэтому недозрелые овощи (кабачки, баклажаны) и картофель, а также овощи раннего созревания могут содержать нитратов больше, чем достигшие нормальной уборочной зрелости. Кроме того, содержание нитратов в овощах может резко увеличиться при неправильном применении азотистых удобрений (не только минеральных, но и органических). Например, при внесении их незадолго до уборки урожая.

Однако у различных растений есть и свои индивидуальные особенности. Известны «накопители» нитратов. К ним относятся зеленые овощи: салат, ревень, петрушка, шпинат, щавель.  В других овощах нитратов значительно меньше. Фрукты, ягоды и бахчевые содержат нитратов очень мало (меньше 1г в 1 кг плода). [3]

По способности накапливать нитраты растения можно разделить на пять групп – по содержанию в 1 кг продукции:

1. больше 5 г (все виды салатов, петрушка, редис);
2. до 5 г (шпинат, редька, кольраби, свекла, зеленый лук);
3. до 4 г (белокочанная капуста, морковь, репчатый лук);
4. до 3 г (лук-порей, ревень, укроп, тыква);
5. менее 1 г (огурцы, арбузы, дыни, помидоры, баклажаны, картофель).
   В растениях нитраты распределены неравномерно:

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.  

На концентрацию нитратов влияют сроки хранения. Исследования показали, что после 6 месячного хранения их количество в корнеплодах снижается в 1,5 – 2 раза. Нитраты почти не обнаруживаются в овощах, хранящихся на зиму.

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. [5]

Для овощей и фруктов установлены определенные значения предельно допустимых концентраций нитратов (ПДК). ПДК -  количество вредного вещества в окружающей среде, которое не оказывает отрицательного воздействия на здоровье человека или его потомство при постоянном или временном контакте с ним.  

1.3. Влияние нитратов на организм человека

В настоящее время общеизвестно, что нитраты обладают высокой токсичностью для человека.

Нитраты под действием фермента нитратредуктазы восстанавливаются до нитратов, которые вступают во взаимодействие с гемоглобином крови, что приводит к окислению в нём двухвалентного железа в трёхвалентное. При этом образуется метгемоглобин, неспособный переносить кислород к тканям и органам, в результате чего может наблюдаться удушье.

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. [5]

Наибольшую опасность представляют нитраты для грудных детей, так как восстановление метгемоглобина в гемоглобин протекает крайне медленно, а ферментная основа отличается своим несовершенством. Нитраты помогают в развитии вредной микрофлоры кишечника, что приводит к попаданию в организм человека токсинов, ядовитых веществ. Происходит интоксикация или отравление организма. Отравление нитратами организма человека характеризуется рядом признаков:

1. усиленное сердцебиение, одышка, возможна потеря сознания;
2. снижение работоспособности, сонливость, повышенная усталость, головные боли;
3. боли в животе, рвота и тошнота;
4. желтизна белков глаз, увеличение печени, понос (зачастую с кровью);
5. синюшность  видимых слизистых оболочек губ, лица и ногтей.

К группе повышенной опасности поражения организма нитратными соединениями кроме детей относятся также лица, страдающие заболеваниями сердечнососудистой и дыхательной систем, беременные женщины, пожилые люди, у которых и без воздействия солей азотной или азотистой кислоты наблюдается недостаточная обеспеченность кислородом органов и тканей. Чувствительность повышается в горной местности; при содержании в воздухе окислов азота, угарного газа, углекислоты. Усиливает их токсичность также прием спиртных напитков.   Опасность поступления нитратов и нитритов в организм в повышенных количествах связывается с их выраженным канцерогенным действием. Косвенным подтверждением канцерогенности нитратов и нитритов остается тот факт, что у лиц с пониженной кислотностью желудочного сока более высокая частота рака желудка.Нитраты снижают содержание витаминов в пище, которые входят в состав многих ферментов, стимулируют действие гормонов, а через них влияют на все виды обмена веществ. У беременных женщин возникают выкидыши, а у мужчин - снижение потенции.

При длительном поступлении нитратов в организм человека (пусть даже в незначительных дозах) уменьшается количество йода, что приводит к увеличению щитовидной железы. Установлено, что нитраты сильно влияют на возникновение раковых опухолей в желудочно-кишечном тракте у человека. Нитраты способны вызывать резкое расширение сосудов, в результате чего понижается кровяное давление.

Глава 2. Практическое   изучение содержания нитратов в овощах

2.1. Планирование экспериментальной работы  и подготовка оборудования

  Исследуемый материал (капуста, корнеплоды свёклы, картофеля, моркови) очищаем от загрязнений, затем растираем в кашицу  и отжимаем через марлю. Выжатый сок капаем в пробирки.

В качестве реагента для определения  нитрат-ионов  используем 1% раствор дифениламина в концентрированной серной кислоте. Все готово к началу эксперимента!

Эксперимент 1.

Ход эксперимента № 1:   

Цель: определить все овощи содержать нитраты    

   Из овощей выдавить сок

1. Капнуть сок  (свёклы, моркови, картофеля, капусты) в пробирки.
2. Добавить к соку каплю раствора дифениламина в концентрированной серной кислоте
3. Наблюдение за изменением окраски соков разных овощей

Вывод:  все овощи содержат нитраты

Эксперимент 2

Цель: количество нитратов в различных частях неодинаково.

  1. Срезать небольшие кусочки овощей

Капуста – верхние листья, кочерыжка, внутренняя листья

 Морковь – сердцевина, кончик моркови, верхняя часть корнеплода

Свёкла – нижняя часть, кончик, сердцевина, наружная часть

Картофель –сердцевина, внутренняя, наружная часть

2. Положить их на предметные стекла

3. Капнуть на срезы раствор дифениламина в концентрированной серной кислоте

4. Наблюдение за изменением окраски

        Таблица 1

Результаты опытов

Содержание нитратов в овощах

Вывод: Анализ данных таблицы 1 показывает, в разных частях растений содержание нитратов  различно.  Не содержат нитратов внутренние листья капусты, верхняя часть корнеплода моркови, наружная часть корнеплода свеклы и клубня картофеля.  Немного нитратов содержится в сердцевине и внутренней части клубней картофеля. Много нитратов содержат верхние листья и кочерыжка капусты, сердцевина и кончик корнеплода моркови, а также весь корнеплод свеклы (кончик, нижняя часть и сердцевина).

Эксперимент 3

Цель: определить содержание нитратов в овощах, выращенных на дачных участках  г.  Поронайска и купленных в  магазинах

  1. Срезать небольшие кусочки овощей (с дачного участка и купленных в магазине)

Капуста – верхние листья, кочерыжка, внутренняя листья

Морковь – сердцевина, кончик моркови, верхняя часть корнеплода

Свёкла – нижняя часть, кончик, сердцевина, наружная часть

Картофель –сердцевина, внутренняя, наружная часть

2. Положить их на предметные стекла

3. Капнуть на срезы раствор дифениламина в концентрированной серной кислоте

4. Наблюдение за изменением окраски

Результаты опытов

Таблица 2

Содержание нитратов в овощах, выращенных на дачном участке

Таблица 3

Содержание нитратов в овощах, купленных в магазине

Анализ данных таблицы 3 показывает, что все исследованные нами овощи,  приобретенные в магазине, содержат нитраты. Их содержание в разных частях растений также различно. Не содержат нитратов только внутренние листья капусты. Немного нитратов содержится в наружной часть корнеплода свеклы и в клубне картофеля (сердцевина, внутренняя и наружная части). Много нитратов содержат верхние листья и кочерыжка капусты, весь корнеплод моркови (сердцевина, кончик и верхняя часть), корнеплод свеклы за исключением наружной части.

Сравнение данных таблиц 2 и 3 показывает, что нитраты присутствуют и в дачной и в магазинной сельхозпродукции. Однако содержание их различно. Так, среди исследованных овощей, купленных в магазине  не содержат нитратов лишь внутренние листья капусты, а среди дачных овощей - внутренние листья капусты, верхняя часть корнеплода моркови, наружная часть корнеплода свеклы и клубня картофеля.

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что вся исследованная нами сельхозпродукция небезопасна в отношении нитратов. Исследованная нами дачная сельхозпродукция в целом безопаснее магазинной. Однако отдельные части овощей могут представлять угрозу здоровью – это касается верхних листьев и кочерыжки капусты, сердцевины и кончика корнеплода моркови, а также всего корнеплода свеклы (кончик, нижняя часть и сердцевина). Мы предполагаем, что причина этого – чрезмерное удобрение почвы, например непрерывное использование навоза, вносимого «на глазок» и с «запасом», и как следствие – превышение содержания минеральных солей азота и повышение уровня нитратов в почве и в растениях.

2.2. Результаты анкетирования учащихся 4-го «А» класса МБОУ СОШ №7 по проблеме нитратов

Анкетирование показало, что из 25 респондентов – учащихся 4-го класса

1 вопрос. Знаешь ли ты, что-нибудь о нитратах? 

 17 –ничего не знают,1- знают,  но мало,7- знают.

 2 вопрос. Где нитратов содержится больше: в овощах купленных в магазине или выращенные на грядке?

25 человек  - нитратов больше в овощах магазинной продукции.

 3 вопрос. Какие бы ты предпочел овощи?

25 опрошенных предпочли бы овощи, выращенные на даче.

Диаграмма 1

Диаграмма 2

Где нитратов содержится больше: в овощах, купленных в магазине или выращенные на грядке?

Какие бы ты предпочел овощи?

3. Заключение

В результате проведенных  исследований было изучено содержание нитратов в овощах. В ходе этих исследований были сделаны следующие выводы:

Лучше всего употреблять овощи с собственного огорода, а  не купленные в магазине. Но не всегда в растениях, выращенных на собственных участках, содержание нитратов минимально. Это зависит от нашего способа выращивания той или иной культуры и от погодных условий.

В разных частях растений содержание нитратов  различно. Не содержат нитратов внутренние листья капусты, верхняя часть корнеплода моркови, наружная часть корнеплода свеклы и клубня картофеля. Немного нитратов содержится в сердцевине и внутренней части клубней картофеля. Много нитратов содержат верхние листья и кочерыжка капусты, сердцевина и кончик корнеплода моркови, а также весь корнеплод свеклы (кончик, нижняя часть и сердцевина).

 Нитраты присутствуют и в дачной и в магазинной сельхозпродукции и  содержание их различно. Так, среди исследованных овощей, купленных в магазине  не содержат нитратов лишь внутренние листья капусты, а среди дачных овощей - внутренние листья капусты, верхняя часть корнеплода моркови, наружная часть корнеплода свеклы и клубня картофеля.

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что вся исследованная нами сельхозпродукция небезопасна в отношении нитратов. Исследованная нами дачная сельхозпродукция в целом безопаснее магазинной. Однако отдельные части овощей могут представлять угрозу здоровью – это касается верхних листьев и кочерыжки капусты, сердцевины и кончика корнеплода моркови, а также всего корнеплода свеклы (кончик, нижняя часть и сердцевина). Я  предположил, что причина этого – чрезмерное удобрение почвы, например непрерывное использование навоза, вносимого «на глазок» и с «запасом», и как следствие – превышение содержания минеральных солей азота и повышение уровня нитратов в почве и в растениях.

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

Таким образом, мои гипотезы, что во всех овощах (с огорода или магазинные) есть содержание нитратов и в  разных частях содержание неодинаково.

От данной работы я получил много удовольствия и полезной новой информации. Владение информацией о накапливании нитратов в растениях и о превращении нитратов в нитриты и нитрозамины поможет нам правильно питаться и сохранить свое здоровье, тем самым продлить нашу жизнь. Следующим  этапом  моего исследования – обнаружение нитратов  во фруктах.

Список использованной литературы

1. Биохимия, Практикум/ под ред. Кучеренко Н.Е. – Киев, 1988.- 144с.
2. Р. Д. Габович, Л. С. Припутина в работе «Гигиенические основы охраны продуктов питания от вредных химических веществ». –Киев: Здоровь.,1987.
3. Дорофеева Т. И. Эти двуликие нитраты. Химия в школе 2002 № 5, с. 45
4. Нитраты и методы определения их содержания в пищевой продукции : методические указания  -Красноярск: КрасГАУ, 2011. -14 с.
5. Остапенко Н. В. Энциклопедия пищевых растений от авокадо до ячменя - Рига: PETORIKA A, 2007 -512 с.
6. Я.Пругар, А.Пругарова. Избыточный азот в овощах, М.: ВО «Агропромиздат», 1990.
7. М.А Прокошева «Применение удобрений на приусадебном участке». –М.: Россельхозиздат,1986.
8. Трухина М. Нитраты, нитриты и пути снижения их содержания в овощах.  Журнал "Химия" издательского дома "Первое сентября".№ 31/2001, с. 28-30

Учетная документация

9. Методические указания по определению нитратов и нитритов в продукции растениеводства» утверждены начальником Главного санитарно-профилактического управления Минздрава СССР , 04.07.1989, № 5048-89
10. Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 14 ноября 2001 г. N 36 "О введении в действие санитарных правил Предельно допустимые концентрации нитратов  в продуктах растительного происхождения

(Нормы СанПин 2.3.2.1078-01 от 14.11.2001)

Internet ресурсы

11. Сайт Центральной научно-производственной ветеринарной радиологической лаборатории [электронный ресурс]- Режим доступа http://fgu-radiovetlab.ru , свободный.- Загл. с экрана
12. Современный экологические системы.[электронный ресурс]- Режим доступа- http://soeks.ru/informaciya , свободный.- Загл. с экрана
13. Физиология растений.[электронный ресурс]- Режим доступа http://fizrast.ru/kornevoe-pitanie свободный.- Загл. с экрана