Почвоведение и агрохимия

КАЗАХСТАН

КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Почвоведение и агрохимия»

Выполнила: Сыздык А.

Группа: ПА-407(П)

Проверил(а): Малимбаева А.

Алматы 2020 г.

Содержание

Введение

1. Производства экологически чистой продукции

2. Экологотоксикологические нормативы

3. Вещества, загрязняющие продукты питания и корма

Заключение

Список литературы

Введение

Биологическое качество зависит от содержания органических и минеральных веществ, а также энергетической ценности пищи. Загрязнение агроландшафтов полютантами привело к необходимости оценки нового критерия качества - это содержание загрязнителей и безопасности продукции для здоровья человека и животных. В зависимости от уровня требований к качеству продукции выделяют два понятия экологически чистой продукции, экологически безопасной продукции.

Экологически чистая продукция - это продукция, произведенная на основе биологического земледелия полноценна по содержанию веществ необходимых для жизнедеятельности человека и не содержащая полютантов выше предельно допустимой концентрации.

Экологически безопасная продукция - это продукция, выращенная на традиционных технологиях, обладающая высоким биологическим и технологическим качеством и безопасная для питания человека и животных. Требования к содержанию загрязнителей экологически чистой продукции более жесткие в сравнении с экологически безопасной продукцией.

1. Производства экологически чистой продукции

Продукция сельскохозяйственного производства весьма разнообразна. Зерно, фрукты и овощи, мясо, молоко, производятся человеком для удовлетворения своих биологических, материальных и других потребностей.

Сельское хозяйство - основной производитель растительной и животной пищи для человека. Производство сельскохозяйственной продукции базируется на умении человека "эксплуатировать работу" по синтезу органических веществ организмами, входящими в состав биогеохимической трофической (пищевой) цепи.

почва

растения

животные

Экологическое сельское хозяйство предусматривает:

– обеспечение населения экологически чистой, натуральной и безопасной продукцией с высокой пищевой ценностью, в которой содержится наибольшее количество рафинированных сахаров, гидрогенизированных жиров, высокое содержание биологически активных веществ – витаминов, микроэлементов и др.;

– снижение производственной нагрузки на среду обитания человека, бережное отношение к земле как главному средству производства, обеспечение воспроизводства почвенного плодородия, сохранение экологической чистоты и качества окружающей природной среды (почвы, воздуха, воды);

– ведение экологически сбалансированного земледелия и животноводства, создание замкнутой системы для органической субстанции и питательных веществ; организация сельскохозяйственного производства в гармонии с природной экосистемой;

– сохранение генетического разнообразия в системе сельскохозяйственного производства и её окружении, включая охрану диких животных и растений;

– более широкое применение возобновляемых ресурсов в сельском хозяйстве.

Наряду с соблюдением сельскими товаропроизводителями вышеперечисленных принципов важным является создание соответствующих условий для производства экологически безопасной продукции. Эти условия сводятся к следующему:

– наличие спроса на экологически безапасную продукцию, что обеспечивается растущей осведомлённостью потребителей в вопросах здоровья и окружающей среды, качеством потребляемой продукции, ростом благополучия определённых слоёв населения. Как отмечает С. Лукин, из всего количества токсичных веществ, регулярно поступающих в организм человека, около 70% поступает с пищей, 20% – из воздуха и 10% – с водой ;

– проведение разъяснительной и образовательной работы с населением о пользе потребления экологически безопасной продукции, её отличии от обычных продуктов;

– проведение активной государственной политики, направленной на экологизацию производства, его стандартизацию, а также оздоровление жизни населения;

– экологически безопасная продукция долж на быть доступна для населения России. Поскольку требования к экологически чистому производству, принятые в зарубежных странах, не позволяют осуществлять массовое производство и сбыт этой продукции на внутреннем рынке, необходимо разработать и ввести российский стандарт на экологическую продукцию;

– необходима поддержка и стимулирование деятельности сельских товаропроизводителей, занимающихся производством экологически безопасной продукции: возможные формы – льготные цены на определённые производственные ресурсы, льготные кредиты, выгодные условия лизинга и другие.

Экологические:

– качество природной среды (почвы, воздуха, воды, наличие лесов и др.)

–внедрение соответствующих севооборотов

– применение органических удобрений, биологических методов борьбы с вредителями и болезнями

– ресурсообеспеченность за счёт альтернативных видов энергии

Техникотехнологические:

– наличие соответствующей техники и оборудования

– наличие соответствующих помещений для хранения экологической продукции

– применение энергосберегающих, альтернативных и других технологий

Организационные:

– наличие кадров, в т.ч. руководителей и специалистов с экологическими знаниями

– система сбыта продукции

– система стимулирования работников

– система информации об экологически безопасной продукции

Природноклиматические:

– тип почвы

– количество осадков

– температура воздуха

– количество солнечных дней

Экономические:

– цены на продукцию и ресурсы

– налоги, кредиты, дотации

– страхование

– инвестиции

Социальные:

– платёжный спрос населения

– забота о здоровом образе жизни и здоровом питании

– забота об охране окружающей среды

– возрастная структура населения

– экологическое образование

Производство экологически безопасной продукции растениеводства

2. Экологотоксикологические нормативы

Чужеродные химические вещества (ЧХВ) могут попадать в пищу случайно в виде контаминантов-загрязнителей, например, из окружающей среды или в процессе технологической обработки при контакте с оборудованием; иногда их вводят специально в виде пищевых добавок, когда это связано с технологической необходимостью. Кроме того, в пищевом сырье и готовых продуктах питания могут содержаться природные компоненты, оказывающие вредное влияние на здоровье человека.

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

ДСД (допустимая суточная доза) - ежедневное поступление вещества, которое не оказывает негативного влияния на здоровье человека в течение всей жизни.

ДСП (допустимое суточное потребление) - величина, рассчитываемая как произведение ДСД на среднюю величину массы тела (60 кг).

Токсичные элементы (в частности, некоторые тяжелые металлы) составляют обширную и весьма опасную в токсикологическом отношении группу веществ. Обычно рассматривают 14 элементов: Hg, Pb, Cd, As, Sb, Sn, Zn, Al, Be, Fe, Сu, Ba, Cr, Tl. Не все перечисленные элементы являются ядовитыми, некоторые из них необходимы для нормальной жизнедеятельности человека и животных. Поэтому часто трудно провести четкую границу между биологически необходимыми и вредными для здоровья человека веществами.

Реализация того или иного эффекта зависит от концентрации. При повышении оптимальной физиологической концентрации элемента в организме может наступить интоксикация, а дефицит многих элементов в пище и воде может привести к достаточно тяжелым и трудно распознаваемым явлениям недостаточности.

Наибольшую опасность представляют ртуть Hg, свинец Рb, кадмий Cd.

Токсичность ртути зависит от вида ее соединений, которые по-разному всасываются, метаболизируются и выводятся из организма. Наиболее токсичны алкилртутные соединения с короткой цепью - метилртуть, этилртуть, диметилртуть. Механизм токсического действия ртути связан с ее взаимодействием с сульфгидрильными группами белков. Блокируя их, ртуть изменяет свойства или инактивирует ряд жизненно важных ферментов. Неорганические соединения ртути нарушают обмен аскорбиновой кислоты, пиридоксина, кальция, меди, цинка, селена; органические - обмен белков, цистеина, аскорбиновой кислоты, токоферолов, железа, меди, марганца, селена.

Защитным эффектом при воздействии ртути на организм человека обладают цинк и, особенно, селен. Предполагают, что защитное действие селена обусловлено деметилированием ртути и образованием нетоксичного соединения - селено-ртутного комплекса.

Ртуть - один из самых опасных и высокотоксичных элементов, обладающий способностью накапливаться в растениях и в организме животных и человека, т.е. является ядом кумулятивного действия.

О высокой токсичности ртути свидетельствуют и очень низкие зна­чения ПДК: 0,0003 мг/м3 в воздухе и 0,0005 мг/л в воде. Безопасным уровнем содержания ртути в крови считают 50-100 мкг/л. Человек получает с суточным рационом около 0,05 мг ртути, что соответствует рекомендациям ФАО/ВОЗ.

Свинец - один из самых распространенных и опасных токсикантов. История его применения очень древняя, что связано с относительной простотой его получения и большой распространенностью в земной коре (1,6·10-3%). Соединения свинца – Рb304 и PbSО4 - основа широко применяемых пигментов: сурика и свинцовых белил. Глазури, которые используются для покрытия керамической посуды, также содержат соединения Рb.

Мировое производство свинца составляет более 3,5•106 т в год. В результате производственной деятельности человека в природные воды ежегодно попадает 500-600 тыс. т, а в атмосферу в переработанном и мелкодисперсном состоянии выбрасы­вается около 450 тыс. т, подавляющее большинство которого оседает на поверхности Земли. Основным источником загрязнения атмосферы свинцом являются выхлопные газы автотранспорта (260 тыс. т) и сжигание каменного угля (около 30 тыс. т). В тех странах, где использование бензина с добавлением тетраэтилсвинца сведено к минимуму, содержание свинца в воздухе удалось многократно снизить.

Ежедневное поступление свинца в организм человека с пищей 0,1-0,5 мг, с водой 0,02 мг. Содержание свинца (в мг/кг) в различных продуктах: фрукты 0,01-0,6; овощи 0,02-1,6; крупы 0,03-3,0; хлебо­булочные изделия 0,03-0,82; мясо и рыба 0,01-0,78; молоко 0,01-0,1. В организме человека усваивается в среднем 10% поступившего свинца, у детей 30-40%. Из крови свинец поступает в мягкие ткани и кости, где депонируется в виде трифосфата.

Кадмий. Кадмий широко применяется в различных отраслях промышленности. В воздух кадмий поступает вместе со свинцом при сжигании топлива на ТЭЦ, с газовыми выбросами предприятий, производящих или использующих кадмий. Загрязнение почвы кадмием происходит при оседании кадмий-аэрозолей из воздуха и дополняется внесением минераль­ных удобрений: суперфосфата (7,2 мг/кг), фосфата калия (4,7 мг/кг), селитры (0,7 мг/кг).

Заметно содержание кадмия и в навозе, где он обнаруживается в результате следующей цепи переходов: воздух-почва-растения-травоядные животные-навоз. В некоторых странах соли кадмия применяют в качестве антисептических и антгельминтных препаратов в ветеринарии. Все это определяет основные пути загрязнения кадмием окружающей среды, продовольственного сырья и пищевых продуктов.

Содержание кадмия (в мкг/кг) в различных продуктах. Установлено, что примерно 80% кадмия поступает в организм человека с пищей, 20% - через легкие из атмосферы и при курении. С рационом взрослый человек получает до 150 мкг/кг и выше Cd в сутки. В одной сигарете содержится 1,5-2,0 мкг Cd. Подобно ртути и свинцу, он не является жизненно необходимым металлом. Попадая в организм, проявляет сильное токсическое действие, главной мишенью которого являются почки.

Большое значение в профилактике интоксикации кадмием имеет правильное питание (включение в рацион белков, богатых серосодержащими аминокислотами, аскорбиновой кислоты, Fe, Zn, Se, Ca), контроль содержания кадмия (полярографический, атомно-абсорбционный анализы) и исключение из рациона продуктов, богатых кадмием.

Алюминий. Первые данные о токсичности алюминия были получены в 70-х гг. XX в., и это явилось неожиданностью для человечества. Будучи третьим по распространенности элементом земной коры (8,8% массы земной коры) и имея ценные качества, металлический алюминий нашел широкое применение в технике и быту. Поставщиками А13+ в организм человека являются посуда, если она контактирует с кислой или щелочной средой, вода, которая обогащается ионами А13+ при обработке ее сульфатом алюминия на водоочистительных станциях.

Существенную роль в загрязнении окружающей среды ионами А13+ играют и кислотные дожди. Не следует злоупотреблять содержащими гидроксид алюминия лекарствами: противогеморроидальными, противоартритными, понижающими кислотность желудочного сока. Как буферную добавку вводят А1(ОН)3 и в некоторые препараты аспирина и в губную помаду. Среди пищевых продуктов наивысшей концентрацией алюминия (до 20 мг/г) обладает чай.

Поступающие в организм человека ионы А13+ в форме нерастворимого фосфата выводятся с фекалиями, частично всасываются в кровь и выводятся почками. При нарушении деятельности почек происходит накопление алюминия, которое приводит к нарушению метаболизма Са, Mg, Р, F, сопровождающееся ростом хрупкости костей, развитием различных форм анемии. Обнаружены и более грозные проявления токсичности алюминия: нарушение речи, провалы в памяти, нарушение ориентации. Это позволяет приблизить «безобидный», считавшийся нетоксичным до недавнего времени алюминий к «мрачной тройке» супертоксикантов: Hg, Pb, Cd.

Мышьяк - как элемент в чистом виде ядовит только в высоких концентрациях. Он принадлежит к тем микроэлементам, необходимость которых для жизнедеятельности организма человека не доказана, а его соединения, такие как мышьяковистый ангидрид, арсениты и арсенаты, сильно токсичны. Мышьяк содержится во всех объектах биосферы (в земной коре - 2 мг/кг, в морской воде - 5 мкг/кг). Известными источниками загрязнения окружающей среды мышьяком являются электростанции, использующие бурый уголь, медеплавильные заводы; он используется при производстве полупроводников, стекла, красителей, инсектицидов, фунгицидов и др.

Нормальный уровень содержания мышьяка в продуктах питания не должен превышать 1 мг/кг. Фоновое содержание мышьяка (мг/кг). Повышенное содержание мышьяка отмечается в рыбе и других гидробионтах, в частности в ракообразных и моллюсках. По данным ФАО/ВОЗ, в организм человека с суточным рационом поступает в среднем 0,05-0,45 мг мышьяка. ДСД - 0,05 мг/кг массы тела.

В зависимости от дозы мышьяк может вызывать острое и хроническое отравление, разовая доза мышьяка 30 мг - смертельна для человека. Механизм токсического действия мышьяка связан с блокированием SH-групп белков и ферментов, выполняющих в организме самые разнообразные функции.

3. Вещества, загрязняющие продукты питания и корма

Значительное увеличение потребности в продуктах питания при снижении площади под пашни вызывает необходимость повышения интенсификации сельскохозяйственного производства за счет совершенствования механизации, оптимизации агротехники, мелиорации и широкой химизации с использованием минеральных и органических удобрений, регуляторов роста растений, химических средств защиты растений от вредителей, болезней, сорняков.

Питание - одна из основных функций организмов. От условий питания и места обитания во многом зависят рост и развитие растений. Нарушение корневого питания, связанное с эрозией почв, их засолением и заболачиванием, сопровождается снижением урожайности сельскохозяйственных культур и ухудшением качества растениеводческой продукции. Установлено, что в зерне пшеницы, выращенной на эродированных полях, снижено содержание белка, крахмала, клейковины, микроэлементов. Продовольственные качества зерна ухудшаются.

Значительно ухудшается качество продуктов растениеводства при загрязнении среды обитания растений. Чаще всего окружающая среда загрязняется отходами промышленных предприятий, пестицидами, применяемыми в сельском хозяйстве, стоками животноводческих ферм и комплексов. Загрязнение среды может стать причиной накопления в тканях растений большого количества солей азотной (и азотистой) кислоты, остаточных количеств пестицидов, тяжелых металлов, радионуклидов. Под влиянием поллютантов и ксенобиотиков качество растительного продовольственного сырья и пищевых продуктов снижается. Растительная пища становится недоброкачественной, нередко вредной и даже токсичной и патогенной (болезнетворной для человека).

Остатки сельскохозяйственных ядохимикатов представляют наиболее значительную группу загрязнителей, так как присутствуют почти во всех пищевых продуктах. В эту группу входят пестициды, удобрения, регуляторы роста растений, средства против прорастания, средства, ускоряющие созревание плодов.

Пестициды - вещества различной химической природы, применяемые в сельском хозяйстве для защиты культурных растений от сорняков, вредителей и болезней, т.е. химические средства защиты растений. Мировое производство пестицидов (в пересчете на активные вещества) составляет более 2 млн. т в год, и эта цифра непрерывно растет. В настоящее время в мировой практике используют около 10 тыс. наименований пестицидных препаратов на основе 1500 действующих веществ, различных химических групп. Наиболее распространены: хлорорганические, фосфорорганические, карбаматы (производные карбаминовой кислоты), ртутьорганические, синтетические пиретроиды и медьсодержащие фунгициды.

Нитраты, нитриты, нитрозамины. Нитраты широко распространены в природе, они являются нормальными метаболитами любого живого организма, даже в организме человека в сутки образуется и используется в обменных процессах более 100 мг нитратов.

А при потреблении в повышенном количестве нитраты (NО3-) в пищеварительном тракте частично восстанавливаются до нитритов (NО2-). Механизм токсического действия нитритов в организме заключается в их взаимодействии с гемоглобином крови и в образовании метгемоглобина, неспособного связывать и переносить кислород.1 мг нитрита натрия (NaNО2) может перевести в метгемоглобин около 2000 мг гемоглобина.

ДСД нитрита составляет 0,2 мг/кг массы тела, исключая грудных детей. Острая интоксикация отмечается при одноразовой дозе 200-300 мг, летальный исход при 300-2500 мг.

Нитраты сами по себе не обладают выраженной токсичностью, но одноразовый прием 1-4 г нитратов вызывает у людей острое отравление, а доза 8-14 г может оказаться смертельной. ДСД, в пересчете на нитрат ион, составляет 5 мг/кг массы тела, ПДК нитратов в питьевой воде 45 мг/л.

Загрязнение пищевых продуктов. Продуценты патулина поражают в основном фрукты и некоторые овощи, вызывая гниение. Обнаружен в яблоках, грушах, абрикосах, персиках, вишне, винограде, бананах, клубнике, голубике, бруснике, облепихе, айве, томатах. Наиболее часто патулином поражаются яблоки, где содержание токсина может доходить до 17,5 мг/кг. Патулин концентрируется в основном в подгнившей части яблока, в отличие от томатов, где он распределяется равномерно по всей ткани.

В высоких концентрациях обнаруживается в продуктах переработки фруктов и овощей: соках, компотах, пюре и джемах. Особенно часто его находят в яблочном соке (0,02-0,4 мг/л). Содержание патулина в других видах соков: грушевом, айвовом, виноградном, сливовом, манго - колеблется от 0,005 до 4,5 мг/л. Цитрусовые и овощные культуры, такие как картофель, лук, редис, редька, баклажаны, цветная капуста, тыква и хрен обладают естественной устойчивостью к заражению грибами-продуцентами патулина.

Заключение

Производство экологически безопасной сельскохозяйственной продукции во многом зависит от описанных в курсовой работе факторов. В основном это почва, воздух и вода.

Используя почвенные ресурсы человек получает примерно 90% продуктов питания. Чистота этих продуктов определяется свойствами почвы. Содержание гумуса в почве, оптимизация почвенной кислотности, осушение и разуплотнение почвы, грамотное использование средств химизации - важнейшие условия выращивания экологически чистой сельскохозяйственной продукции.

Среди новых направлений биотехнологии, способствующих получению экологически чистой продукции следует отметить применение микробиологических удобрений, промышленную переработку бытовых отходов, индустриальную технологию компостирования отходов животноводчества - технологию переработки экскрементов с использованием навозной мухи, переработку отходов для получения биогаза и экологически чистых органических удобрений.

Успешное развитие растениеводства и животноводства, улучшение качества сельскохозяйственной продукции возможны при проведении мероприятий, разработанных на основе результатов объективной экологической оценки аграрного ландшафта и входящих в него агробиогеоценозов, пастбищных и ферменных БГЦ.

В настоящее время происходит развитие теоретических и прикладных основ экологии, повышение уровня экологического самосознания людей.

Есть надежда, что концепция экологизации сельского хозяйства будут реализованы в полном объеме, эффективность природоохранных мероприятий возрастет, и человечество сумеет сохранить природу для себя и потомков.

Список литературы

1. Агроэкология / В. А. Черников, Р. М. Алексахин, А. В. Голубев и др.; Под ред. В.А. Черникова, А. И. Чекереса. - М.: Колос, 2000. - 536 с.: ил.

2. Сельскохозяйственная экология / Н.А. Уразаев, А.А. Вакулин, А.В. Никитин и др. - М.: Колос, 2000. - 304 с.

3. Экология природопользования / Лотош В. Е.