Тяжелые металлы: опасность для аграрной продукции

Сегодня к тяжелым металлам относят более 40 металлов периодической системы Д.И. Менделеева с атомной массой свыше 50 атомных единиц, в том числе ванадий, железо, хром, марганец, кобальт, никель, медь, цинк, ртуть. Важную роль в определении металла как «тяжелого» играет его высокая токсичность для живых организмов в относительно низких концентрациях, а также способность к накоплению в тканях животных и растений. Практически все металлы, попадающие под это определение, активно участвуют в биологических процессах, входят в состав многих ферментов. 

 

Негативное воздействие тяжелых металлов связано с тем, что они способны замещать в организме полезные для жизнедеятельности необходимые металлы и вызывать заболевания, особенно часто – онкологические. Например, ртуть оказывает сильное токсическое действие на почки, кадмий и свинец влияют на способность к деторождению. Кроме того, тяжелые металлы могут влиять на нервную, дыхательную и эндокринную системы, тяжелое отравление этими веществами может привести к смерти.

 

 

Источники тяжелых металлов

 

Источники загрязнения тяжелыми металлами — предприятия горнодобывающей и черной металлургии, машиностроительные заводы, гальванические цеха. Большой вклад в загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами вносит цветная металлургия. Это приводит к увеличению заболеваемости аллергией и астмой среди жителей близкорасположенных городов и сел.

 

Главным источником выбросов в атмосферу свинца является автотранспорт, работающий на этилированном бензине. Представляют опасность для окружающей среды и отработанные автомобильные аккумуляторы, и бытовые батарейки. Их количество на свалках исчисляется тысячами тонн – при разложении этого мусора в почву и подземные воды попадает большое количество марганца, свинца, кадмия, лития и других токсичных металлов.

 

 

Кроме того, тяжелые металлы являются естественными примесями, входящими в состав исходного сырья для производства удобрений и пестицидов, и могут попадать в водоемы вместе со стоком с сельскохозяйственных угодий. В последнее время общественность всего мира уделяет большое внимание прекращению использования свинца в красках. Есть  множество заменителей, которые позволяют сделать краску более безопасной, однако, производители продолжают использовать свинец в таких известных красках как свинцовые белила и свинцовый сурик. 

 

Распространенность тяжелых металлов необычайно высока. Например, в 2012 году ученые проверили на токсичность 569 детских товаров, купленных наугад на рынках и в магазинах Армении, Беларуси, Казахстана, Кыргызстана, России и Украины. Товары исследовали на содержание сурьмы, мышьяка, кадмия, хрома, свинца и ртути. В результате выяснилось, что в 164 товарах в опасных концентрациях содержался хотя бы один токсичный элемент из шести. В 75 образцах их было более одного. 

 

 

Некоторые металлы, попадающие в почвы в результате деятельности, могут создавать серьезные концентрации, приводящие к негативному воздействию на человека. Эти металлы также связываются с органическими веществами и минералами почвы – и накапливаются в ней. Например, мышьяк содержится в фосфатах, используемых для производства минеральных удобрений. Значительные количества мышьяка поступают в водные объекты со сточными водами обогатительных фабрик, отходами производства красителей, кожевенных заводов, а также с полей, на которых применяются пестициды. Повышение содержания свинца в окружающей среде связано со сжиганием углей, использованием этилированного бензина, сбросом сточных вод промышленных объектов и т.д. 

 

Тяжелые металлы в почвах

 

Важная роль в циркуляции тяжелых металлов в окружающей среде принадлежит почвам, поскольку они обладают высокими адсорбционными свойствами. При насыщении почвы посторонними соединениями, она может стать источником вторичного загрязнения для воды, водоемов, атмосферного воздуха, кормов животных и продуктов питания человека. В отличие от загрязненного воздуха, у загрязненных почв отсутствует возможность их быстрой очистки. Поэтому химические загрязнители могут храниться в нем долгие годы и, включаясь в экологические цепи, обуславливать длительное действие токсикантов и повышать риск хронических интоксикаций. Это подтверждается оценкой медиков повышенного количества больных людей, проживающих в промышленных регионах, по сравнению с условно чистыми – за счет накопления тяжелых металлов в органах и тканях.

 

 

Тяжелые металлы поступают в почву в форме оксидов и солей. Существует предположение, что оксиды тяжелых металлов закрепляются главным образом в твердой фазе грунта, особенно при нейтральном или щелочном рН . Считается, что они равномерно распределены в почве, в результате чего их токсическое действие не проявляется в полной мере. 

 

Металлы, поступившие в почву, взаимодействуют с ней различными путями. Главными из них являются связывание металла гумусовыми веществами и образование комплексных соединений между металлами и органическими кислотами. Возможна адсорбция ионов металлов на поверхности органических коллоидных систем и на поверхности минеральных частиц. Возможно и проникновение ионов металлов в межпакетное пространство глинистых минералов. Например, до 90% свинца, внесенного в почву в виде легкорастворимых солей, переходит в поглощенное состояние уже через несколько часов после внесения. Это объясняется тем, что свинец способен образовывать труднорастворимые соединения с карбонатами, фосфатами и гидроксидами почвы. По степени сорбционных наиболее распространенные металлы можно разместить в следующий ряд: свинец > цинк > кадмий > медь.

 

 

Тяжелые металлы и качество продукции

 

Снизить содержание тяжелых металлов в пищевой продукции без ухудшения ее пищевой ценности очень сложно. В продукции животноводства, особенно рыбоводства, большая часть тяжелых металлов включена в прочные белковые комплексы. Наибольшее скопление тяжелых металлов приходится на внутренние органы, жабры, чешую, кости. Рыба должна разделываться на филе с удалением и утилизацией внутренних органов и головы. 

 

Для растениеводческой продукции характерно накопление тяжелых металлов в стеблях, листьях, оболочке и зародыше злаков. По этой причине загрязненное зерно может использоваться только для производства муки высшего сорта, где предусматривается максимальное удаление оболочек. Наиболее эффективное снижение содержания тяжелых металлов достигается при производстве рафинированной продукции из условно-годного пищевого сырья - крахмала, спирта, сахара, безбелковых жировых продуктов. Условно-годное пищевое сырье должно направляться на промышленную переработку на те предприятия, которые определены органами Госсанэпиднадзора.

 

 

Для продовольствия разработан и действует технический регламент ТР ТС 021/2011. Он контролирует безопасность пищевой продукции на всех этапах – от создания до выпуска на рынок и утилизации. В отношении пищевой продукции действуют и узкоспециализированные регламенты, их положения распространяются на мясо, молоко, рыбу и другие товары.

 

Читайте также другие наши статьи:

• Чистая продукция как доходный бизнес: ликбез для фермера
• Трудно ли выращивать свиней на мясо
• Новые законы мая: локализация семеноводства, льготные кредиты и компенсация транспортировки
• Господдержка мая: окончание сева и объявление победителей грантов
• Весь сезон с малиной: как ухаживать за ремонтантными сортами

 

Россельхозбанк запустил маркетплейс фермерских продуктов «Своё Фермерство», здесь можно заказать мясо, молоко, а также корма для животных и технику от проверенных производителей.