Среди информации, посвященной проблеме правильного питания, можно выделить сегмент, раскрывающий влияние на организм человека таких веществ, как нитраты. Действие их на наше здоровье неоднозначно. Как не вспомнить известное выражение Парацельса: «Всё есть яд и всё есть лекарство; тем или иным его делает только доза». Действительно, для правильного обмена веществ необходимо присутствие в цитоплазме клеток анионов NO3- NO4+. В то же время избыток соединений, содержащих эти ионы, в продуктах питания опасен для здоровья человека. Роль солей азотной кислоты, их получение, применение нитратов будут рассмотрены в данной статье.
Положение нитратов в классификации неорганических веществ
Многие знают, что соли азотной кислоты, хорошо растворимые в воде – это нитраты. Что такое селитра, известно не всем. Оказывается, так ранее в химии называли особые вещества – соли нитратной кислоты. До сих пор мы можем слышать этот термин применительно к химии минеральных удобрений. В селитрах нитрат-ион связан с катионами калия, кальция, натрия и аммония. Они представляют собой средние соли. Оказалось, что нитраты натрия, калия и другие соли при нагревании разлагаются, причем продукты реакции зависят от того, какой катион входит в состав молекулы. Так, нитраты, формула которых KaNO3 или NaNO3, термически разлагаются до соответствующего нитрита и свободного кислорода, а азотнокислый магний при нагревании образует оксид, двуокись азота и кислород.
Получение нитратов
Основной способ – переработка природных минералов, содержащих соли азотной кислоты. Так, чилийская селитра, представляющая собой минерал нитронатрит, – один из главных источников их получения. На заводах туковой промышленности горную породу, содержащую нитрат натрия, мелко измельчают и в расфасованном виде поставляют сельхозпредприятиями фермерского хозяйства в качестве азотного удобрения. Применяют его прежде всего для прироста вегетационной массы овощных, зерновых и плодово-ягодных культур, а также для повышения их урожайности. В лабораторных условиях соли азотной кислоты получают реакцией обмена между щелочами и нитратной кислотой или же взаимодействием металлов с концентрированной HNO3. Применение азотных удобрений, таких как калийная селитра, нитрат аммония, – необходимое условие для получения стабильных высоких урожаев основных сельскохозяйственных культур.
Агротехнические условия внесения азотных удобрений (нитратов)
К ним относят прежде всего соблюдение норм внесения препаратов в почву. Например, для аммиачной селитры, содержащей до 35 % азота, допустимая норма составляет не более 25 г на один квадратный метр. Кальциевая селитра, в которую входит до 15,5 % азота, вносится из расчета до 50 г на 1 м. Нарушение агротехнических норм азотной подкормки растений приводит не только к загрязнению почвы и снижению её восстановительной функции, но и к опасной концентрации таких соединений, как нитраты, в овощах и фруктах. На этом вопросе мы остановимся далее.
Как нитраты попадают в растения
Рассмотрим, какими именно путями поступают в почву нитраты, что такое допосевное внесение, стартовое удобрение и подкормка. В сельском хозяйстве основное внесение удобрений проводят весной и при этом обращают внимание на состав почвы и особенности климата. Цель – обеспечение азотного питания в период вегетации растения.
При использовании стартового способа селитру вносят непосредственно в ряды или лунки, используя нитраты в минимальных дозах, чтобы «не обжечь» хрупкие корни высаживаемой рассады. Подкормка осуществляется во время наиболее интенсивного поглощения растениями питательных элементов. Её проводят в форме вегетирующих культур или как корневую подкормку растворами нитратов. В почвенном субстрате ионы аммония или нитрат ионы путем диффузии легко поглощаются корневыми волосками и далее поступают в ксилему. Из нее состоят проводящие элементы растений. У голосеменных это трахеиды, а у цветковых – сосуды (трахеи). Атомы азота, входящие в состав нитратов, включаются в цикл Кальвина, осуществляемый в темновой фазе фотосинтезом, и в дальнейшем входят в состав синтезируемых аминокислот и далее в растительные белки.
Чем опасно избыточное содержание солей нитратной кислоты
Если концентрация вышеназванных соединений превышает допустимую норму, это может определить прибор для измерения нитратов в продуктах. Он доступен в продаже и используется во многих семьях, ответственно относящихся к своему здоровью. Исследования медицины доказали, что избыток солей HNO3 в желудочно-кишечном тракте превращается в нитриты. Именно они вызывают раздражение слизистых оболочек желудка и двенадцатиперстной кишки, симптоматически проявляющиеся явлениями диспепсии и пищевого отравления. Также установлено, что избыток солей HNO2 плохо выводиться почками, поэтому они накапливаются в почечной паренхиме. Известно, что сами почки играют ведущую роль в метаболизме и выведении вредных продуктов обмена. Снижение фильтрационной функции почек является очень опасным осложнением, возникающим в результате отравления солями азотной и азотистой кислот. В результате употребления продуктов с высоким содержанием нитратов страдает также и печень, являющаяся еще одним детоксикационным органом. Ее повреждение нитратами чревато тяжелыми повреждениями вплоть до перерождения гепатоцитов в жировую ткань.
Кислородное голодание тканей как последствие их отравления нитратами
Питательные вещества (жиры, углеводы) могут сохраняться в качестве запасного источника энергии и расходуются организмом постепенно. Именно поэтому человек способен в течение 5-7 дней обходиться без пищи. Но кислород, в отличие от углеводов и жиров, не может длительно сохраняться в клетках или тканях, поэтому гипоксия в течение 5-15 минут приводит к гибели сначала клеток головного мозга, а затем и всего организма человека в целом. Кажущиеся на первый взгляд безобидными, нитраты в фруктах, овощах, молочных детских смесях способны вызывать разрушение дыхательных цепей в митохондриях, нарушать образование связи пигмента эритроцитов – гемоглобина – с молекулами кислорода.
И препятствовать его переносу к органам и тканям. Поэтому избыточная концентрация в цитозоле клетки таких соединений, как нитраты (формула - Me(NO3)N1), может привести к серьезным нарушениям функций со стороны таких физиологических систем, как пищеварительная, выделительная, а также нервная.
Какие продукты могут быть загрязнены солями нитратной кислоты
У большинства людей избыточное содержание этих веществ ассоциируется с овощами или фруктами, например арбузом, картофелем, редисом или клубникой. Но оказывается, что загрязнение почвы и особенно воды азотными удобрениями, попавшими туда в связи с нарушением норм их внесения, напрямую влечет за собой «оседание нитратов» в организмах домашних животных. Поэтому бесконтрольное и нерациональное применение нитратов влечет за собой их высокое содержание в продуктах животноводства: мясе, молоке и даже в меде. Опрыскивание растений-медоносов (гречихи, рапса) растворами солей азотной кислоты в качестве жидкого удобрения приводит к появлению токсинов и в продуктах пчеловодства.
Как определить содержание солей азотной кислоты в продуктах
Давайте уточним, как же практически можно узнать о концентрации в пищевых веществах таких соединений, как нитраты. Что такое нитрат-тестер, рассмотрим более подробно. Чтобы выявить присутствие солей азотной кислоты, нужно погрузить щуп прибора в мякоть арбуза или другого продукта. Приспособление имеет две части: положительно и отрицательно заряженную. А сам нитратомер определяет электропроводность раствора клеточного сока. Полученные результаты сравниваются с ПДК исследуемого продукта, и прибор для измерения нитратов в продуктах выводит на дисплей результат с содержанием солей в мг/кг. Особенно желательным будет тестирование пищевых продуктов, используемых в питании маленьких детей, беременных и кормящих женщин, а также людей, страдающих хроническими заболеваниями ЖКТ и почек.
Отравление солями нитратной кислоты и его профилактика
Пик регистрируемых случаев интоксикаций, связанных с отравлениями солями азотной кислоты, проходится на конец зимы – начало весны. Вследствие дефицита солнечного света и энергии, человеческий организм в этот период остро нуждается в витаминах, содержащихся в свежих овощах и фруктах. Поэтому в супермаркетах не залеживаются тепличные огурцы, помидоры, пряно-вкусовые приправы (сельдерей, петрушка, укроп), а также клубника. Агротехнологии их выращивания предусматривают обязательное применение таких веществ, как нитраты. Что такое минеральные удобрения и как их избыток влияет на организм человека, было уже рассмотрено нами ранее. Сейчас мы остановимся на приемах первой помощи, способных облегчить состояние больного с симптомами отравления нитратами. В первую очередь нужно вызвать рвоту, чтобы удалить из желудка токсичный продукт. Для этого применяют обильное питье. Затем принимают препараты-энтеросорбенты и продолжают соблюдать водно-солевой режим. При сложных симптомах, таких как падение кровяного давления, потеря сознания, судороги, вызванных поражением центральной нервной системы и почек, следует срочно вызвать "скорую помощь".
