Нитраты пестициды и болезни людей конспект урока
Обновлено: 05.07.2024
Познавательная лекция на тему: ЗОЖ для учащихся 6-8 класса
Цель:
Изучение проблемы загрязнения продуктов питания на примере нитратов.
Ход классного часа
Если дорожишь здоровьем, то не ешь ты все подряд.
Юсуфова медицина (XV век)
Заболевание раком напрямую связывают с качеством питания. Канцерогены - это вещества химической природы, способные при определенных условиях вызвать в организме развитие злокачественных опухолей.
Нитраты.
Нитраты - соли азотной кислоты, основной источник азота для растений.
Они необходимы и обязательны для их питания и роста. Это естественный компонент пищевых продуктов растительного происхождения. Без азота растения не могут синтезировать белок. Нитраты во все времена, а не только с появлением азотных удобрений, присутствовали в почве и потреблялись растениями.
Нитраты в больших количествах опасны для здоровья человека. Человек легко переносит дозу в 150-200 мг нитратов в сутки, 500 мг - предельно допустимая концентрация; 600 мг - доза, токсичная для взрослого человека, а для грудных детей - 10 мг/сут. Суточная допустимая доза нитратов для взрослого человека 5 мг на 1 кг массы тела, то есть в среднем - 300-350 мг в сутки.
В погоне за урожаем работники сельского хозяйства часто нарушают агрохимическую технологию и вносят в землю слишком большое количество азотсодержащих удобрений. Использование химических удобрений в сельском хозяйстве за период с 1960 по 1987 год возросло в 20-25 раз. Применение азотных удобрений за это же время увеличилось с 4 кг/га до 92 кг/га. Это привело к тому, что в овощах, выращенных в подобных условиях, содержится большое количество нитратов.
Так, может быть, стоит вообще отказаться от азотных удобрений?
Вот как зависит содержание нитратов в растительных продуктах от количества азотных удобрений в почве.
Если овощи выращены без дополнительного внесения азотных удобрений, то содержание в них нитратов будет примерно следующим: салат 2900 мг/кг, петрушка - 250 мг/кг, капуста- 100 мг/ кг, картофель - 20 мг/кг.
При избытке же азота в почве наибольшее количество нитратов накапливается в шпинате (до 6900 мг/кг), свекле (до 5000 мг/кг), салате (до 4400 мг/кг), редисе (до 3500 мг/кг). Наименьшее количество нитратов в этой ситуации обнаруживают в помидорах.
В молодых растениях нитратов на 50-70 % больше, чем в зрелых. Их содержание возрастает ближе к корню. Например, в листьях белокочанной капусты нитратов на 60-70 % меньше, чем в кочерыжке. В листьях салата их на 40-50 % меньше, чем в листовых черенках.
Содержание нитратов в овощах зависит от вида, сорта, условий произрастания, способа и условий их подкормки, состава почвы и других факторов.
Биологическое действие нитратов в организме проявляется эффектами нескольких типов. По данным ВОЗ, оно может быть следующим:
1. Опасность поступления нитратов в организм человека в повышенных количествах связывают с их канцерогенным действием. В ротовой полости, пищеводе, желудке под действием микрофлоры нитраты восстанавливаются до нитритов. Нитриты еще более опасны для здоровья, так как токсичность их превышает токсичность нитратов в 30 раз.
В желудке нитраты под действием соляной кислоты образуют с биогенными аминами, содержащимися в мясе, нитрозоамины и нитрозоамиды, которым также свойственно канцерогенное действие. К счастью, нитрозоамиды - неустойчивое соединение и быстро распадается. Косвенным подтверждением канцерогенности нитратов и нитритов остается тот факт, что у людей с пониженной кислотностью желудочного сока образуется большое количество нитрозоаминов, и у этой же группы более высокая частота рака желудка. Ситуация усложняется и тем, что нитриты добавляют в колбасные изделия, ветчину как консервант и стабилизатор.
Реакцию нитрозирования (образования канцерогенов) подавляет во многом аскорбиновая кислота (витамин С), которой много в растительной пище. Однако все зависит от поступившей дозы нитратов и нитритов.
По данным ученых Академии наук Беларуси, канцерогенное действие усиливается в 2-4 раза на фоне сочетанного влияния на организм нитратов и радионуклидов. А подобное сочетание двух факторов в современных условиях не редкость.
2. Нитраты могут оказывать на организм и прямое токсическое действие. Оно связано с образованием в крови метгемоглобина - особой формы гемоглобина. Метгемоглобин лишен возможности доставлять кислород к тканям организма из-за окисления железа, входящего в состав молекулы гемоглобина. В результате у человека наблюдается снижение работоспособности, умственная и физическая усталость.
Особенно чувствительны к действию нитратов и нитритов маленькие дети. Это связано со слабой активностью у них ферментов, ответственных за восстановление метгемоглобина в гемоглобин. Поэтому не случайно, что, к примеру, в Швеции не рекомендуется давать маленьким детям некоторые виды овощей, выращенных с применением минеральных удобрений, если даже содержание нитратов в них не превышает допустимого уровня.
При отравлении нитратами могут появляться рвота, понос, боли в животе. Степень проявления острого отравления зависит от того, сколько нитратов восстанавливается в нитриты. Чем больше - тем хуже.
Кроме нитратов, оказывают канцерогенное действие, вызывают аллергию и угнетают иммунитет соли тяжелых металлов, ядохимикаты, загрязнения биологического происхождения, фенол, копчености.
Что делать, чтобы уменьшить риск попадания в пищу загрязнений?
1. Ввести государственный контроль за использованием гербицидов и минеральных удобрений.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| pesticidy._za_i_protiv.doc | 62.5 КБ |
| pesticidy.ppt | 1.7 МБ |
Предварительный просмотр:
- выяснить причины устойчивости вредителей к химическим средствам борьбы с ними;
- выяснить механизмы влияния ядохимикатов на экосистемы и здоровье человека.
- развивать умение решать биологические задачи;
- развивать умение устанавливать причинно-следственные связи.
- воспитывать бережное отношение к природе, к своему здоровью.
На первых минутах урока учитель представляет прессу и специалистов (врач, юрист, агроном, эколог, химик, биолог, экономист, микробиолог, аналитик).
Используется слайд 1 , где изображены сельскохозяйственные поля с большим количеством сорняков и вредителей, зараженных различными заболеваниями и поля без сорняков и вредителей.
- В настоящее время существует заколдованный круг агроценозов: выращивание всё более продуктивных сортов растений провоцирует увеличение биоразнообразия их вредителей. Почему становится невозможным разрыв этого круга?
Микробиолог. Действительно, за последние 40 лет более чем в 30 раз увеличилось и продолжает возрастать количество выявленных новых рас возбудителей заболеваний пшеницы, кукурузы, риса, обладающих ранее не обнаруживаемыми генами болезнетворности. При переходе с диких растений на сорта интенсивного типа риса, кукурузы и пшеницы, зернобобовых культур резко увеличилось количество высокотоксичных штаммов грибов из рода фузариев, пенициллов, аспергиллов (20тыс.) слайд 2 .
Обладая более широкой нормой реакции, чем паразитирующие на диких или низкопродуктивных растениях слабо патогенные формы, они вытесняют последние из агроценозов и агроландшафта в целом. Одновременно новые расы вредителей снижают биоразнообразие сосуществующих с ними слабопатогенных, индифферентных или полезных видов микроорганизмов и насекомых.
- Какие факторы, благоприятствующие бурной эволюции вредных организмов, известны сегодня?
Биолог. Первый фактор-это сильное упрощение экосистем при выращивании сортов интенсивного типа. В данных условиях уничтожены или сильно угнетены виды-конкуренты вредных организмов.
Второй фактор - биологические возможности растений сортов интенсивного типа. Выращивание генетически однородных сортов на огромных территориях в разных климатических зонах сделало эволюцию вредных организмов непрерывной. Чем более устойчив сорт, тем больше влияет отбор на его вредителя или возбудителя агента. Победа всегда оказывается на стороне патогена за счет высоких темпов мутирования, наличия богатой пищевой базы, обеспечивающих непрерывность действий движущего отбора. Этим объясняется, в частности, то, что новый сорт теряет устойчивость к вредителям через 3-5 лет возделывания. Для интенсивных сортов исключена борьба за выживание, что в дополнение к высокой генетической однородности приводит к постоянному сужению их биоразнообразия.
Резкое увеличение численности грызунов наблюдалось, когда содержание белка в растениях составляло 22%, и минимум численности при 14%. Дикие злаки, в известной степени, низко продуктивные сорта, возделываемые по экстенсивной технологии. Третий фактор - повышенный темп мутирования вредных организмов в связи с длительным использованием пестицидов.
У грибов, вызывающих эпидемические заболевания растений на посевах злаковых культур, происходит около 2500 мутаций на один локус. При не ограниченном легко доступном источнике питания такая интенсивность мутационного процесса, не увеличивая генетический груз в популяциях, способствует быстрому образованию новых штаммов, приспособленных к сорту с новыми генами устойчивости.
Четвертый фактор - создание в посевах высокопродуктивных сортов условий для проявления фитопатогенами новых или усиления ранее не обязательных для их выживания признаков вредоносности. Синтез микотоксинов требует большого расхода энергии, которую грибы могут получить только от растений высокопродуктивных сортов. Быстро расширяется спектр микотоксинов, синтезирующих одним видом и даже штаммом гриба. Предоставляя постоянные богатые пищевые ресурсы вредителям, высокопродуктивные сорта благоприятствуют их отбору в сторону повышения вредоносности.
Биолог. В самом деле, после первых обработок погибает 99% насекомых, выживает 1% генетически устойчивых к данному пестициду насекомых, которые дают такое же устойчивое потомство. И через 3-4 года вся популяция оказывается устойчивой к данному химикату. Все повторяется снова.
-Каков арсенал химических веществ в "войне" с вредителями?
Химик. Пестициды - общее название химических средств защиты растений от вредителей и болезней. Действие их направлено на определенную группу организмов:
зооциды – против грызунов; гербициды - против "сорных" наземных растений; инсектициды - против насекомых; фунгициды - против грибковых заболеваний растений.
- Какие выгоды получает экономика от применения пестицидов?
Экономист. Применение пестицидов повышает производство пищевых продуктов, лучше удовлетворяются потребности быстро растущего мирового населения. Улучшается качество продуктов за счет уменьшения вреда, наносимого растениям вредными насекомыми и болезнями. Без защиты от грибков продукты питания даже могут стать ядовитыми. Продукты лучше хранятся благодаря применению пестицидов против вредителей запасов, грызунов и гнилей. Более гибкие системы земледелия дают экономические выгоды, позволяя повысить продуктивность земли со снижением себестоимости продукции. Получаются выгоды для окружающей среды, например от применения гербицидов вместо культивации почвы в целях снижения опасности эрозии почвы в районах с обильными осадками или сохранения влаги в районах недостаточного увлажнения. Во многих районах системы земледелия с низким расходом энергии, в которых используются гербициды для ускорения работ по борьбе с сорняками, позволяют возделывать два посева за период, в течение которого раньше выращивался только один.
Агроном. В результате внедрения производных фенокислоты в качестве гормональных гербицидов в 1940 годы стало возможным беспрерывное возделывание зерновых в течение нескольких лет за счёт уничтожения сорняков, которое раньше достигалось частым чередованием культур.
Возможным стало беспахотное земледелие (прямой посев) на подходящих для этого почвах. Этот приём позволяет сократить количество обработок почвы требуемое для установления нового посева. Прямой посев приносит определенную пользу для структуры почвы, защищая её от ветровой и водной эрозии. Происходит перераспределение органического вещества, количество растительных остатков недалеко от поверхности почвы увеличивается, создавая нечто вроде мульчи, которая снижает потерю воды.
Врач. Во время второй Мировой войны известный пестицид ДДТ, ныне запрещенный, спас армии союзников от вшей и блох, помог ликвидировать тиф в Неаполе. Пестициды позволяют бороться с болезнями, распространяющимся насекомым и грызунам, особенно в тропических странах. При помощи пестицидов уничтожают малярийных комаров в Африке.
- Принцип химического невмешательства гласит: "Любое химическое вещество, которое мы производим, не должно вызывать нарушений в естественных биологических циклах, приводящих к деградации систем жизнеобеспечения Земли". Как влияют пестициды на состояние окружающей среды?
Химик. Некоторые из первых пестицидов представляли собой ядовитые вещества, например, мышьякосодержающие соединения и никотин, а другие, например, некоторые хлорорганические инсектициды, слишком долго сохраняли свою активность во внешней среде. ДДТ сохраняет свою активность до 20 лет.
Во-первых, он, хотя и в незначительных количествах, переносится водой. Если ДДТ смывается с сельскохозяйственных угодий, то по рекам часть его попадает в моря и концентрируется в морских пищевых цепях. Пингвины питаются рыбой, входящей в пищевые цепи.
Во-вторых, ДДТ может распространяться в атмосфере, т.к. относится к летучим веществам и его распыляли в виде мелкого порошка, который может переноситься воздушными потоками на большие расстояния. ДДТ является причиной исчезновения на востоке США сапсана. Птицы наиболее уязвимы, т. к ДДТ вызывает гормональные изменения, влияющие на обмен кальция. В результате скорлупа откладываемых яиц становится тоньше, и они разбиваются.
Ростовые вещества, предназначенные для уничтожения нежелательных трав, привели к обеднению растительности, что делает невозможным существование пчеловодства. Пчелы, посещая обработанные поля, приносят запах гербицидов в улей. Такие пчелы в улей не запускаются "охраной ", считая запах чужим и они погибают.
Агроном. Снижение травяного покрова в результате обработок гербицидами приводит к эрозии почвы и возникновению пыльных бурь.
При обработке изменяется вкус ядовитых растений, и домашние животные отравляются лютиком. Поэтому в течение 3-х недель запрещается выпас животных. Дичь от отравлений не убережешь.
Обработки способствуют размножению жуков - листоедов, приспособленных к питанию на одном виде растений, сдерживается под влиянием определенных веществ растения - хозяина, но который после обработки вкус меняет и растение уничтожается жуками.
Уничтожая одни сорняки, мы приводим к процветанию других. Пестициды влияют и на обитателей почвы. Дождевые черви представляют собой большую ценность для почвы. В регионах умеренного климата они встречаются в большом количестве, но до некоторой степени заменяются термитами и муравьями в тропических почвах. Дождевые черви питаются растительными остатками и играют роль в повторном обращении веществ, которыми в свою очередь питаются растения, а их обширные системы подземных ходов улучшают стекание воды, однако особенности их питания способствует поглощению остатков химических препаратов. Черви составляют важную часть пищи многим птиц и мелких млекопитающих и поэтому могут передавать химические остатки высшим формам жизни.
Так наблюдения над дождевыми червями могут дать своевременное предупреждение о нежелательных последствиях накапливания химических веществ.
Микробиолог. В плодородной почве бактерии и другие v микроорганизмы обычно составляют большую массу, чем другая группа организмов. Они играют большую роль в разложении растительных и животных остатков, высвобождая минеральные питательные вещества, потребляемые культурными растениями. Некоторые группы бактерий принимают активное участие в фиксации азота из атмосферного воздуха с образованием соединений, которые тоже могут потребляться растениями. Под действием пестицидов может резко снижаться уровень микроорганизмов почвы. Очень осторожно надо использовать пестициды в регионе КМВ, где имеются серные источники, т.к. возможно уничтожение серобактерий.
Врач. Стратегия нашего земледелия за последние 25-30 лет строилась главным образом на непрерывном наращивании средств химизации. Это привело к обострению медико-экологической обстановке в стране. Статистика показывает, что ежегодно 11,2 % детей рождается с физическими и умственными расстройствами, у 11- 12 тысяч детей на каждые 100 тысяч - онкологические заболевания.
Многие из пестицидов настолько напоминают природные соединения, что могут усваиваться организмом и взаимодействовать с некоторыми ферментами и другими системами. Именно они и создают проблемы. Организм может оказаться неспособным разлагать их или включать в метаболизм иным путем, т.е. они не биодеградирующие. В результате они нарушают его функционирование. При определенных дозах возможны острое отравление и смерть. Однако и небольшие дозы, получаемые на протяжении длительного периода приводят к весьма неприятным эффектам, например канцерогенному (развитие рака), мутагенному (появление мутаций) и тератогенному ( врожденные дефекты у детей). Кроме того, они могут вызвать серьезные заболевания печени и почек, бесплодие и многие другие физиологические расстройства. Использование гербицида "Agent orange " во Вьетнаме приводило к частным выкидышам беременных женщин, к рождению детей с пороками развития ( слайд 4) .
Химик. Наиболее опасны галогенированные углероды - органические соединения, в которых один или более атомов водорода замещены атомами хлора, брома, фтора.
Биолог. Хлорсодержащие пестициды разлагаются при очень высокой температуре, но в большинстве случаев в организме нет ферментов, способных их расщеплять. Они не выводятся с мочой, т.к. они растворяются гораздо лучше, чем в воде. В результате, поступая с пищей и жидкостями, эти вещества удерживаются и накапливаются в теле, как на фильтре. В жировых тканях у американцев обнаружено 12-16 частей на миллион таких веществ (ПДК=7ч. млн). Было замечено, что многие животные погибали от отравления ДДТ в те периоды, когда им не хватало пищи. Это объясняется тем, что в голодные годы жировые отложения животными использовались как источник питательных веществ, и ДДТ оказывался в крови, вызывая смерть животных.
Эколог. Опасность биоаккумуляции и биоконцентрирования хлорсодержащих углеводородов стала очевидной в 1960-е годы, когда обнаружилось сокращение популяции многих видов хищных птиц, в частности белоголового орлана и скопы, находящихся на последних трофических уровнях, вызвано биоаккумуляцией пестицида ДДТ. Многие места промышленной и спортивной рыбной ловли были закрыты в связи с опасными уровнями пестицидов, аккумулированных организмами рыб.
Ситуацию осложняет синергические эффекты. Ядохимикаты редко встречаются по отдельности, а 2 или более ядов вместе дают эффект, во много раз превосходящий сумму действий каждого из них. Галоген-углеродные и, возможно, другие химикаты ослабляют иммунную систему, в результате чего организм становится более подверженным действию инфекций и паразитов. Подозревают, что это причина недавнего катастрофического вымирания тюленей в Северном море.
- На рисунке показано, какие количества ДДТ содержатся на различных трофических уровнях в пищевой цепи. Если концентрация ДДТ в водесоставляет 1 часть, то во сколько раз она возрастает при переходе ДДТ 1) в планктон; 2) в мелких рыб; 3) в крупных рыб; 4) в тела хищных птиц, завершающих пищевую цепь?
-Что прописано законодательством Российской Федерации об использовании ядохимикатов?
- Какой путь проходит ядохимикат, прежде чем он попадает на поля?
Юрист. Для разработки и обоснования регламентов применения пестицидов проводятся их регистрационные испытания, которые включают в себя:
- определение эффективности применения пестицидов (лабораторный и полевой скрининг) и разработку регламентов их применения;
- оценку опасности негативного воздействия пестицидов на здоровье людей, разработку гигиенических нормативов, санитарных норм и правил;
Для всех разрешенных к применению пестицидов установлены ПДК в объектах окружающей среды.
В конце урока задается вопрос: "Сможем ли мы в будущем обойтись без ядохимикатов, и во что их использование нам обойдется?"
Аналитик. Появление новых форм вредителей и патогенных микробов, устойчивых к соответствующим пестицидам, ставит перед наукой и производством трудную задачу постоянной смены этих пестицидов. Еще более ситуация усложняется при переходе к монокультуре, когда из года в год на одной и той же площади применяют одни и те же ядохимикаты, что резко ускоряет образование устойчивых форм.
Возникает известное противоречие: с одной стороны, быстрая смена препаратов препятствует возникновению устойчивых форм паразитов, с другой - она же мешает накоплению в почве специфической микрофлоры, способной разрушать конкретный ядохимикат.
Важно обеспечить сельскохозяйственное производство такими пестицидами, которые обладали бы узконаправленным спектром действия и не накапливались во внешней среде. Их применение должно быть органической частью общей системы защиты растений, включающей устойчивый сорт, соответствующую агротехнику.
И самое важное, пестициды в современных условиях применяются только при наличии на полях такой численности вредителей, когда проведение защитных мероприятий экономически оправдано. Плановое чередование применения пестицидов различных химических групп снижает кратность обработок, исключает опасность загрязнения остатками пестицидов среды, предупреждает развитие популяций вредных организмов.
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
1. Обобщить и систематизировать знания учащихся об основных загрязнителях окружающей среды, относящихся к органическим и неорганическим соединениям, об их влиянии на здоровье человека и на экологическое состояние планеты в целом.
2. Повторить основные понятия об окислении и восстановлении, рассмотреть сущность окислительно-восстановительных реакций.
3. Вырабатывать умения по составлению уравнений химических реакций, протекающих в различных средах методом электронного баланса.
4. Показать разнообразие и значение ОВР в природе и повседневной жизни.
Универсальные учебные действия:
Учебно-образовательные. Обобщить знания об основных загрязнителях окружающей среды, относящихся к органическим и неорганическим соединениям; предложить способы сохранения здоровья человека и природы.
Учебно-развивающие. Развивать умения публичного выступления, способностей дискутировать, искать пути решения проблем, умений проводить исследование и моделирование.
Учебно-воспитательные. П родолжить формирование научного мировоззрения, экологической культуры, гражданственности и патриотизма.
Коммуникативные . Продолжить развивать умения слушать и вступать в диалог, участвовать в коллективном обсуждении поставленной проблемы, развивать умения с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации.
Личностные. Помочь учащимся в профессиональном самоопределении.
Регулятивные . Помочь учащимся выделить и осознать то, что уже освоено ими и что еще подлежит освоению по данной проблеме.
Оборудование: таблица Менделеева
Эпиграф к уроку :
Жить счастливо и жить согласно с природой – одно и то же!
Учитель биологии:
Человек всегда использовал окружающую среду в основном как источник ресурсов, и в течение длительного времени его деятельность не оказывала заметного влияния на биосферу.
Лишь в конце прошлого столетия изменения биосферы под влиянием хозяйственной деятельности обратили на себя внимание ученых. В настоящее время эти изменения лавиной обрушились на человеческую цивилизацию. Стремясь улучшить условия своей жизни, человек постоянно наращивает темпы материального производства, не задумываясь о последствиях. При таком подходе большая часть взятых от природы ресурсов возвращается ей в виде отходов, часто ядовитых или непригодных для утилизации. Это создает угрозу существованию биосферы и самого человека.
(Учащийся читает стихотворение)
И реки струились
Был снег белоснежным
И дождь, как слеза,
Сияла на солнце небес бирюза.
Планету природы искусный резец
Превращал в образец.
Истыкали трубы просторы небес.
Отравлены воды, испакощен лес,
Точно черная ночь:
Дышать и животным,
И людям невмочь…
Учитель биологии:
Влияние условий жизни на здоровье людей было замечено еще в глубокой древности. Но лишь в XX в. человечество в полной море осознало, что многие болезни непосредственно связаны с загрязнением атмосферы, плохим водоснабжением, употреблением некачественных продуктов. По данным Всемирной организации здравоохранения от качества окружающей среды на 20 % зависит здоровье населения.
Исследования, проведенные в 100 городах России, показали, что интенсивному воздействию различных загрязняющих веществ, содержащихся в атмосфере, подвергается около 60 млн. человек, т.е. более 40 % населения нашей страны.
Классификация загрязнений.
Для начала определимся, что же считать загрязнением окружающей среды.
Загрязнение – привнесение в среду или возникновение в ней новых, не характерных для среды химических, физических, биологических или информационных агентов; или повышение концентрации этих агентов сверх среднего наблюдавшегося количества или уровня.
Иными словами, загрязнение в общем виде – все то, что не в том месте, не в то время и не в том количестве, которые характерны (естественны) для природы и отличаются от обычно наблюдаемых норм. Загрязнение выводит системы природы из равновесия.
Все виды загрязнителей можно разделить по их природе на:
Кроме того, существуют классификации загрязнителей по их происхождению (сельскохозяйственные, промышленные, бытовые), по степени их опасности (классы опасности) и ряд других. На нашем уроке нам будет удобно пользоваться приведенной выше классификацией, так как основное внимание мы уделим химическим загрязнителям.
Химическое загрязнение .
Один из старейших видов загрязнения окружающей среды, с которым сталкивался человек. Включает минеральные и органические вещества. Различают разрушаемые и стойкие химические загрязнители. Последние особо опасны, так как могут накапливаться в биосфере. Наличие стойких загрязнителей объясняется тем, что человек синтезировал новые вещества и даже классы веществ, которые ранее отсутствовали в биосфере,а, следовательно, в природе отсутствуют естественные пути утилизации этих веществ. Примером чрезвычайно стойкого загрязнителя является инсектицид ДДТ: не смотря на то, что его не применяют уже несколько десятков лет, ДДТ обнаруживает в крови животных, обитающих в самых удаленных уголках земного шара, где этот ядохимикат никогда не применялся.
Учитель химии:
Химические процессы, протекающие при загрязнении окружающей среды, в большинстве случаев относятся к процессам окисления и восстановления. Давайте вспомним понятия окислитель, восстановитель, процессы окисления и восстановления (ответы учащихся).
Специалист агрохолдинга:
Рассказывает о пестицидах, которые использует данное предприятие. Правилами использования их и результатами.
Учитель биологии:
Загрязняющие вещества, образующиеся в результате хозяйственной деятельности человека, и их влияние на природу очень разнообразны. К ним относятся:
– соединения углерода, серы, азота;
– различные органические вещества;
– искусственно созданные материалы;
– радиоактивные элементы и многое другое.
Кислотные осадки представляют собой различные виды атмосферных осадков (дождь, снег, туман, роса) с кислотностью выше нормы.
Учитель химии:
Давайте рассмотрим, как кислотные дожди влияют на скорлупу яиц и на белок куриного яйца.
Учитель биологии:
С каждым годом растет производство и применение удобрений и ядохимикатов в сельском хозяйстве. Нужно принять во внимание, что из всего количества вносимых удобрений с/х растения используют всего лишь 40 – 50%. Остальное вымывается из почвы в виде нитратов в водоемы или улетучивается в атмосферу. Химикатов накопилось столько в земле, что потребуется несколько десятилетий, чтобы они разложились. И еще столько же, чтобы почва стала снова плодородной. Так в южных областях России, где наиболее развито сельское хозяйство, чаще, чем в других местах, рождаются дети, страдающие тяжелыми заболеваниями, в том числе умственно отсталые, развиваются раковые заболевания, нарушается деятельность щитовидной железы, кислородное голодание органов и др.
Наибольшую опасность для человека представляет включение всех загрязнителей почвы в экологические пищевые цепи, когда они переходят из почвы и воды в растения, затем в животных, и в конечном итоге попадают с пищей в наш организм.
Избыток в почве нитратов ухудшает качество овощей, фруктов, зерновых культур. Корневые системы всех растений хорошо усваивают нитраты. В растении происходит их восстановление до аммиака, который реагирует с некоторыми органическими кислотами и в результате образуются аминокислоты – строительный материал для белков. Но если в почве избыток нитратов, то они не успевают полностью превратиться в аминокислоты. Нитраты превращаются в нитриты и отравляют наш организм.
Окислитель N +5 +1 e = N +4 пр. восстановление.
Восстановитель О -2 -2е = О 0 пр. окисление.
Тип ОВР – внутримолекулярная.
Закрепление пройденного материала
Учащиеся предлагают меры борьбы с загрязнением окружающей среды:
Домашнее задание: Составить синквейн на тему «Загрязнение пестицидами
Селевко Г.К. Энциклопедия образовательных технологий. – М., 2006.
Шалашова М.М. К методике оценивания химических компетенций. Химия в школе. – 2010. - №8. – с. 115 – 126.
Нитраты - соли азотной кислоты, устаревшее название селитры, в настоящее время определение используется преимущественно как название для удобрений в сельском хозяйстве [1]. Они не относятся к ядовитым веществам, но представляют опасность тем, что из них образуются нитриты - соли азотистой кислоты. Именно нитриты могут оказывать токсическое действие на человека, как прямое, так и косвенное, через образование других вредных веществ, например, нитрозаминов.
Основные источники нитратов
Наличие нитратов в продуктах питания обусловлено рядом причин. В небольшом количестве они находятся в окружающей среде, обусловливая круговорот азота в природе. В повышенной концентрации они содержатся в почве, как следствие интенсификации производства (внесение удобрений, отходов, переработки сырья животного происхождения и т. д.). Из почвы они попадают в воду и растения. В регионах с развитой промышленностью из-за выбросов в атмосферу вместе с отработанными газами кислородсодержащих соединений азота нитраты накапливаются и в дождевой воде.
Нитриты являются промежуточными продуктами метаболизма азота. В почве они содержатся в очень незначительном количестве, которое может повышаться при нитрификации, а затем снова уменьшаться при денитрификации. Обычно в непораженном болезнями растительном сырье они практически отсутствуют. Нитриты образуются при неправильном хранении растительного сырья или при переработке сырья, содержащего повышенное количество нитратов.
Способы снижения вреда нитратов в растениях
Очень важно не только знать в каких растениях, в каких их органах и частях содержатся в основном нитраты, но и не менее важно надо знать, как уменьшить содержание этих ядовитых веществ для организма.
2. Снижается количество нитратов при термической обработке овощей (мойке, варке, жарке, тушении и бланшировке). Чтобы снизить количество нитратов в овощах следует:
- в старых клубнях картофеля, его клубни следует залить 1%-ным раствором поваренной соли;
- у патиссонов, кабачков и баклажанов необходимо срезать верхнюю часть, которая примыкает к плодоножке;
-т.к. нитратов больше в кожуре овощей и плодов, то их (особенно огурцы и кабачки) надо очищать от кожуры, а у пряных трав надо выбрасывать их стебли и использовать только листья;
-у огурцов, свеклы, редьки к тому же надо срезать оба конца, так как здесь самая высокая концентрация нитратов;
-хранить овощи и плоды надо в холодильнике, так как при температуре +2°С невозможно превращение нитратов в более ядовитые вещества – нитриты [2].
Вредное воздействие нитратов на организм человека
Впервые заговорили о нитратах в нашей стране в 70-х годах, когда в Узбекистане случилось несколько массовых желудочно-кишечных отравлений арбузами, при их чрезмерной подкормке аммиачной селитрой.
В мировой науке о нитратах знали уже гораздо раньше. Сейчас общеизвестно, что нитраты обладают высокой токсичностью для человека и сельскохозяйственных животных.
Выступления учащихся
1 ученик : Нитраты под воздействием фермента нитратредуктазы восстанавливаются до нитритов, которые взаимодействуют с гемоглобином крови и окисляют в нем Fe ( II ) до Fe ( III ). В результате образуется вещество метгемоглобин, который уже не способен переносить кислород. Поэтому нарушается нормальное дыхание клеток и тканей организма (тканевая гипоксия), в результате чего накапливается молочная кислота, холестерин, и резко падает количество белка.
2 ученик : Особенно опасны нитраты для грудных детей, т.к. их ферментная основа несовершенна и восстановление метгемоглобина в гемоглобин идет медленно.
3 ученик : Нитраты способствуют развитию вредной кишечной микрофлоры, которая выделяет в организм человека ядовитые вещества токсины, в результате чего идёт интоксикация, то есть отравление организма. Основными признаками нитратных отравлений у человека являются:
- тошнота, рвота, боли в животе;
- понос, часто с кровь, увеличение печени, желтизна белков глаз;
- головные боли, повышенная усталость, сонливость, снижение работоспособности;
- одышка, усиленное сердцебиение, вплоть до летального исхода.
4 ученик : Кроме того нитраты оказывают следующие действия на живой организм:
- 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 незначительно дозах) уменьшается количество йода, что приводит к увеличению щитовидной железы;
- сильно влияют на возникновение раковых опухолей в желудочно-кишечном тракте у человека;
- вызывают резкое расширение сосудов, в результате чего понижается кровеносное давление [5]
С = (N × LIMIT) ⁄ 100%( мг / кг ),
где N - показание измерителя в процентах, LIMIT - уровень ПДК нитратов в проверяемом продукте, установленным в стране, мг/кг.
Для овощей и фруктов установлены следующие значения предельно допустимых концентраций нитратов (таблица 1).
Читайте также: