Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Экологическая оценка содержания нитратов в овощах и картофеле в южной зоне Амурской области

ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Экологическая оценка содержания нитратов в овощах и картофеле в южной зоне Амурской области"

005004807

Стокоз Светлана Владимировна

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОДЕРЖАНИЯ НИТРАТОВ В ОВОЩАХ И КАРТОФЕЛЕ В ЮЖНОЙ ЗОНЕ АЙУРСКОЙ ОБЛАСТИ

03.02.08 - экология (биология) (биологические науки)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

-■8 ДЕК 2011

Благовещенск - 2011

005004807

Работа выполнена на кафедре экологии и охраны природы ФГБОУ ВПО «Дальневосточный государственный аграрный университет»

Научный руководитель кандидат биологических наук, доцент

Козлова Анна Борисовна

Официальные оппоненты доктор биологических наук

Голов Владимир Иванович

кандидат биологических наук Аистова Елена Васильевна

Ведущая организация Учреждение Российской академии наук

«Институт комплексного анализа региональных проблем» ДВО РАН

Защита состоится «27» декабря 2011 г. в 11 часов 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 220.027.03 при ФГБОУ ВПО «Дальневосточный государственный аграрный университет» по адресу: 675005, г. Благовещенск, ул. Политехническая, 86, ауд. 223. Контакты: e-mail: agrodis@mail.ru; тел. (факс) (4162) 49-10-44; тел. (4162) 51-32-42; тел. (4162) 49-05-11.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Дальневосточный государственный аграрный университет». Автореферат размещён на сайтах: www.dalgau.ru;http://mon.gov.ru.

Автореферат разослан «25» ноября 2011 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

Е.Б. Захарова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время продолжает оставаться актуальной проблема загрязнения окружающей среды и растениеводческой продукции нитратами и нитритами, которые наряду с тяжелыми металлами и пестицидами являются наиболее распространенными загрязнителями.

Для растений роль нитратов-элементов, как поставщиков азота для синтеза белка является превалирующей в их минеральном питании. Так как они не имеют аналогичного значения для человека, то у последнего сформировались адаптационные метаболические механизмы. Однако несоблюдение ряда агротехнических мероприятий приводит к избыточному накоплению их в растениях, что в сочетании с нитратами воды и других продуктов питания создаст значительную нагрузку на организм человека, отражаясь на состоянии его здоровья, вызывая серьезные нарушения многих систем организма: иммунной, эндокринной, сердечно-сосудистой, нервной (Дерягина В.П., 1996; Неа1еБ SJ.Il., е1 а1,1997; Кге(1Ьа V., ег а1,2003; Огшеп О., й а1,2003; Стожаров А.Н., 2007).

В Амурской области потребности жителей в картофелеводческой и овощеводческой продукции удовлетворяются, в основном, за счет собственного производства личных хозяйств населения, их доля в общем объеме валовых сборов картофеля и овощей составляет 93% и 86% соответственно. Специализированные органы контроль качества продукции, выращенной в ЛПХН, не проводят, поэтому она является «неконтролируемой». В связи с этим контроль за содержанием нитратов в растениеводческой продукции, является актуальным и имеет серьезное практическое значение. Оценка уровня накопления нитратов в растениеводческой продукции позволит составить системное представление о количественном их поступлении в организм человека с целью установления возможного негативного воздействия.

Цель исследований. Экологическая оценка содержания нитратов в овощах и картофеле в южной зоне Амурской области

Задачи исследований:

1. Проанализировать состояние отраслей картофелеводства и овощеводства в Амурской области.

2. Провести мониторинг содержания нитратов в овощах и картофеле, реализуемых в торговой сети города Благовещенска.

3. Оценить влияние почвенно-климатических факторов на накопление нитратов в растениеводческой продукции.

4. Рассчитать уровень нитратной нагрузки на организм жителей города Благовещенска в разные сезоны года.

Научная новизна. Впервые в условиях Амурской области проведен мониторинг содержания нитратов в овощах и картофеле, потребляемых жителями города Благовещенска в разные сезоны года. Дана оценка влияния погодных условий и почвенных факторов на уровень накопления нитратов в продукции растениеводства. Рассчитана суммарная суточная нитратная нагрузка на организм жителей города Благовещенска в зависимости от сезона года и технологии

переработки растениеводческой продукции. Установлено, что жители города в летний, осенний и зимний период подвергаются высокой нитратной нагрузке.

Практическая значимость.

Полученные данные могут быть основой для дальнейшего проведения мониторинга содержания нитратов в растениеводческой продукции и контроля за нитратной нагрузкой на организм жителей области.

Результаты проведенных исследований могут быть использованы в системе социально-гигиенического контроля Амурской области, для разработки нормативов питания взрослого населения, детей в дошкольных и школьных учреждениях в зависимости от сезона года и технологии переработки продукции; в учебном процессе при подготовке студентов по направлению 110400 «Агрономия» и 110100 «Агрохимия и агропочвоведение», при чтении курсов лекций по экологии, экотоксикологии, сельскохозяйственной экологии, агро-экологическому мониторингу, основам получения экологически чистой растениеводческой продукции, стандартизации и сертификации продукции растениеводства.

Защищаемые положения:

- в торговую сеть горда Благовещенска в разные годы поступает до 30% овощей и картофеля с повышенным содержанием нитратов;

- накопление нитратов в овощной продукции и картофеле обусловлено почвенно-климатическими условиями Амурской области;

- жители города Благовещенска, используя овощную продукцию с повышенным уровнем содержания нитратов в летний, осенний и зимний периоды, могут подвергаться высокой нитратной нагрузке.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на региональной научно-практической конференции «Молодежь XXI века: шаг в будущее» (Благовещенск, 2007), общеуниверситетской тематической научной конференции ДальГАУ (Благовещенск, 2008, 2009, 2010 гг.), первом Всеамур-ском съезде фермеров (Благовещенск, 2009); международных конференциях: «Современные проблемы регионального развития» (Биробиджан, 2010), «Экология и жизнь» (Пенза, 2010), региональной научно-технической конференции «Взаимодействие научно-образовательных учреждений, бизнеса и власти» (Благовещенск, 2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ, в том числе 1 в журнале, рекомендованном Перечнем ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 205 страницах машинописного текста, включает 18 таблиц, 44 рисунка, 16 приложений. Работа состоит из введения, 6 глав, заключения и выводов. Список литературы включает 278 источников, в том числе 55 иностранных.

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю к.б.н., доценту А.Б. Козловой за неизменное внимание к работе и помощь в обсуждении результатов; сотрудникам кафедры экологии и охраны природы ДальГАУ, особую признательность автор выражает д.б.н., профессору A.B. Крылову и к.с.-х.н., доценту Н.Д. Кумсковой за ценные замечания и советы при написании работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Введение

В разделе раскрыта актуальность темы, сформулирована цель и задачи исследований, отражена научная новизна и практическая значимость работы, положения, выносимые на защиту.

Глава 1. Обзор литературы

В главе обосновано значение овощей и картофеля в питании человека. Показано состояние и проблемы отрасли овощеводства в Российской Федерации. Рассмотрена биологическая роль нитратов и факторы, влияющие на их накопление в растениеводческой продукции. Описаны источники и пути поступления нитратов в организм человека и их влияние на здоровье.

Глава 2. Район работ, материал и методы исследования

В главе дается характеристика района работ, материал и методы исследования, которые проводились в южной зоне Амурской области с весны 2006 года по осень 2009 года. Результаты сгруппированы по сезонам «лето - осень - зима - весна»: 2006 - 2007 гг. - первый; 2007 - 2008; 2008 - 2009 - второй и третий годы исследования и лето-осень 2009 года.

Материалами исследования являлись: овощная продукция и картофель, реализуемые в торговой сети города, выращенные на полях сельскохозяйственных предприятий, личных подсобных хозяйств области и импортируемые из КНР; почвы сельскохозяйственных предприятий, личных подсобных хозяйств населения. Было проанализировано 1963 образцов овощных культур, в том числе 618 картофеля, 380 моркови, 235 свеклы, 295 капусты, 213, 101 и 78 огурцов, томатов и перца соответственно; 65 образцов почв.

Образцы овощей и картофеля приобретались ежемесячно в течение всего года в торговой сети и несанкционированных торговых точках города. Выборку осуществляли согласно ГОСТов (табл. 1), объем выборки зависел от размеров партии. Место происхождения продукции устанавливалось по сертификату соответствия.

В сельскохозяйственных предприятиях отбор проб растительной продукции осуществлялся осенью, в личных хозяйствах населения в течение вегетационного периода непосредственно в поле «на корню».

Для оценки влияния агрохимических показателей почв на накопление нитратов в растениях проводили отбор почвенных образцов на глубину пахотного слоя (0 - 20 см) почвенным буром в 20 - 40 точках элементарных участков (3 -10 га) через равные расстояния по диагонали участка. В местах отбора проб почв проводили отбор растительных образцов.

Отбор проводили на 30 участках личных подсобных хозяйствах населения и в типичных сельскохозяйственных предприятиях южной зоны Амурской области: в КФХ «СЕВ» на 12 производственных участках общей площадью 44 га., в КФХ «Рубан» на 20 участках, общей площадью 127 га, в КФХ «Шевель» на 12 участках, общей площадью104 га, в КФХ «Авангард» на 5 производственных участках площадью от 10 до 20 га, общая площадь составила 90 га. В ОПХ «ВНИИ сои» с 3

производственных участков, площадь каждого 0,5 га, в КФХ «Щегорец» с 5 участков общей площадью 3 га.

Таблица 1

Типы отбора образцов и виды анализов Нормативные документы на методы оценок соответствия

Отбор растительных проб «на корню» МУ 5048 - 89 МЗ СССР

Почвы. Отбор проб ГОСТ 28168-89

Свежие огурцы, выращенные в открытом или защищенном грунте, заготовляемые, поставляемые и реализуемые для потребления в свежем виде и промышленной переработки ГОСТ 1726-85

Свежие томаты, выращенные в открытом или защищенном грунте, заготовляемые, поставляемые и реализуемые для потребления в свежем виде и промышленной переработки ГОСТ Р 51810 -2001

Картофель свежий продовольственный, реализуемый в розничной торговой сети ГОСТ Р 51808-2001

Свекла столовая свежая, реализуемая в розничной торговой сети ГОСТР 51811 -2001

Капуста белокочанная свежая, реализуемая в розничной торговой сети ГОСТ Р 51809-2001

Морковь столовая свежая, реализуемая в розничной торговой сети ГОСТР 51782-2001

Ионометрическое определение нитратов в овощах ГОСТ 29270-95

Подвижные формы фосфора и обменного калия в почве по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО ГОСТ 26207 - 89

Обменный аммоний в почве по методу ЦИНАО ГОСТ 26489-90

Определение нитратного азота ионометрическим методом ГОСТ 26951 -91

Определение рН солевой вытяжки по методу ЦИНАО ГОСТ 26483-90

Гумус по методу И.В. Тюрина в модификации Б.Л. Никитина (Орлов, Гришина, 1981) ГОСТ (26213-84)

Сумму поглощенных оснований комплекснометри-ческим методом ГОСТ 26487-90

Статистическую обработку проводили на ПК с использованием программы Microsoft Excel. Данные представлены в табличном и графических вариантах, выражены как общие средние величины из совокупности значений исследований с соответствующими стандартными отклонениями. Нитратную нагрузку рассчитывали по формуле Р.Д. Габович и JI.C. Припутиной (1987). Химические анализы выполнялись в агрохимической лаборатории института агрономии и экологии Дальневосточного государственного аграрного университета.

Глава 3. Состояние отраслей картофелеводства и овощеводства в Амурской области

В главе представлен анализ состояния отраслей картофелеводства и овощеводства в Амурской области

В области производство картофеля и овощей и осуществляется как в сельскохозяйственных предприятиях (СХП), так и в личных подсобных хозяйствах

населения (ЛПХН).

Для того чтобы иметь представление о роли каждого сектора в производстве картофеля и овощей, была проведена детальная оценка состояния отраслей картофелеводства и овощеводства в Амурской области с 1988 года,

3.1 Анализ состояния отрасли картофелеводства

В Амурской области в отрасли картофелеводства за анализируемый период, в области произошло перераспределение роли сельскохозяйственных предприятий и личных подсобных хозяйств населения. Сегодня в ЛПХН сосредоточено 87% посадочной площади и их доля в общем сборе урожая составляет 93%, что в 1,4 раза больше чем в 1988 году (рис. 1,2).

Рисунок 1 - Динамика объемов площадей, занятых картофелем в разных секторах производства Амурской области, тыс. га (Посевные площади, валовые сборы... 1988-2009 гг.)

На долю СХП приходится 13% площади, а валовые сборы картофеля составляют 7% от общего сбора урожая, это в 4 раза меньше, чем в 1988 году.

Рисунок 2 - Динамика валовых сборов картофеля в разных секторах производства Амурской области, тыс, тонн (Посевные площади, валовые сборы... 1988-2009 гг.)

Объемы производства картофеля в Амурской области на протяжении все-исследуемого периода превышали потребности населения. В последние 7 лет

объем валовых сборов в области во всех секторах производства в среднем составлял 391 тыс. т., что превосходит потребность населения в пятикратном размере.

3.2 Анализ состояния отрасли овощеводства

Аналогичные изменения произошли и в отрасли овощеводства (рис. 3). Так, в 1988 году 76% площадей под овощными культурами были сосредоточены в СХП, и 24% в ЛПХН, тогда как сегодня на долю производственного сектора приходится лишь 20,5% площади, а 79% на личные подсобные хозяйства населения.

в Сельскохозяйственные предприятия ПЛПХН

Рисунок 3 - Динамика объемов площадей, занятых овощными культурами в разных секторах производства Амурской области, тыс. га (Посевные площади, валовые сборы.., 1988-2009 гг.)

До 1993 года основными поставщиками овощей в области, являлись СХП, доля их валовых сборов составляла в среднем 65% в общем сборе урожая, а 35% овощной продукции производили ЛПХН. С 1993 года происходит увеличение роли ЛПХН и сегодня в них производится до 86% овощей, а 14% валовых сборов осуществляется в сельскохозяйственных предприятиях (рис. 4).

■ Сельскохозяйственные предприятия О ЛПХН

Рисунок 4 - Динамика валовых сборов овощей в Амурской области, тыс. тонн (Посевные площади, валовые сборы... 1988-2009 гг.)

Производство овощей в Амурской области, в отличие от производства картофеля, намного ниже рекомендуемой нормы потребления, которая составляет 139 кг в год. В последние 6 лет жители Амурской области потребляют в среднем 104 кг овощей в год, что ниже нормы на 25%.

Овощи и картофель, выращенные в личных подсобных хозяйствах, поступают в течение всего года на рынки города Благовещенска. Недостаток кар-

тофеля и овощей в Амурской области восполняется ввозом продукции из КНР. Ее импорт на сегодняшний день достигает 40%.

Глава 4. Оценка содержания нитратов в овощах и картофеле

В главе представлены результаты оценки уровня содержания нитратов в овощах и картофеле. Анализ содержания нитратов в овощной продукции и картофеле показал, что в течение всего исследуемого периода в торговую сеть города поступала продукция не соответствующая санитарным нормам, ее доля колебалась от 22 до 31% у амурских производителей и от 21 до 30% импортируемой из КНР (рис. 5).

% 35

11 за 2Э зо

а ал а

2006-07 2007-08 2008-09 2009

а Амурская область ■ КНР

Рисунок 5 - Доля образцов растительной продукции с превышением ПДК нитратов в годы исследований, %.

Сезонный анализ продукции амурских производителей в разные периоды года показал, что наибольшее количество овощей с высоким содержанием нитратов отмечалось осенью. К весне количество некачественной продукции снижалась (рис. 6). Так, в первый год исследований в осенний период 58% растительных образцов превышали гигиенические нормативы по содержанию нитратов, к весне этот показатель снизился в 3 раза и составил 20%. Такая же закономерность отмечалась и в последующие годы. Во второй и третий годы 37 и 34% образцов осенней продукции превышали рекомендуемый гигиенистами уровень нитратов, весной - 20 и 16% соответственно. В летний и зимний периоды доля некачественных образцов была меньше осенних показателей.

В импортируемой продукции, напротив, в весенний период наблюдалось увеличение доли некачественной продукции в разные годы от 31 до 42%. Осенью доля овощной продукции, не соответствующей гигиеническим нормативам, ниже, чем в весенний и зимний периоды, в первый год она составила -28%, во второй, третий и четвертый - 23, 26, и 19% соответственно, что ниже весенних и зимних показателей в 1,2-2 раза.

□ лето иосень язима Овесма

Рисунок 6 - Доля образцов растительной продукции с превышением ПДК нитратов в разные сезоны года, %

Согласно анализу содержания нитратов в овощной продукции было выявлено, что наибольшее количество их накапливается в свекле, капусте, моркови, картофеле. Именно эти овощи являются наиболее употребляемыми в течение года. В огурцах, томатах, перце, баклажанах содержание нитратов имело более низкие значения.

При анализе капусты амурских производителей было установлено, что в летний, осенний и зимний периоды всегда присутствовали образцы не соответствующие качеству, доля их варьировала от 25 до 67%. В весенний период вся продукция соответствовала гигиеническим нормативам. Образцы импортной капусты с повышенным содержанием нитратов отмечались во все сезоны года, доля их составляла ] 3-50% (рис. 7).

Рисунок 7 - Доля образцов капусты с превышением ПДК нитратов, %

Мониторинг содержания нитратов в капусте, выращенной в области, показал, что среднее их количество в летний, осенний и зимний периоды выше допустимого уровня (ПДК: 900мг/кг - ранняя продукция и 500 мг/кг - поздняя), за исключением зимы третьего года исследований и лета 2009 года. Максимальные значения в данные периоды по годам исследований колебались от 1007 мг/кг (1,1 ПДК) летом до 4935 мг/кг (5,5 ПДК) осенью второго года (рис. 8).

Среднее содержание ниратов, I

-2006-09 —X—2009 -ПДК

Рисунок 8 - Диапазон содержания нитратов в капусте амурских производителей, мг/кг

В течение первого и третьего годов исследований отмечалось уменьшение средних показателей содержания нитратов в капусте по периодам от лета к весне в 4 и 7 раз соответственно. Во второй год осенью данный показатель был выше, чем летом, на 367 мг/кг, а в дальнейшем также происходило уменьшение среднего значения до 125 мг/кг. Содержание нитратов в капусте в весенний период всех трех лет исследований было невысоким, максимальные значения не превышали допустимый уровень и по годам составляли 493; 209; 350 мг/кг.

В импортируемой продукции из КНР в весенний период содержание нитратов выше, чем в другие сезоны года (рис. 9). Несомненно, данный факт обусловлен ввозом ранней и тепличной продукций из южных регионов республики. Максимальные показатели содержания нитратов в годы исследований составляли 1114 мг/кг (1,2 ПДК)-4713 мг/кг (5,2ПДК).

В другие сезоны года средний уровень и максимальное количество нитратов в продукции китайских производителей всегда были ниже, чем в местной в 1- 3,5 раз.

МГ/КГ 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500

¡4

Т™ Г

среднее содержание нитратео. м^кг —»-2006-07 -«-2007-06 -А-2003-09 -1

Рисунок 9 - Диапазон содержания нитратов в капусте, импортируемой из КНР,

мг/кг

В течение всего срока исследований значительное количество образцов моркови амурских производителей не соответствовали санитарным нормам, доля их колебалась от 9 до 75% в разные периоды (рис. 10). С осени до весны заметно уменьшение количества некачественных образов. Высокая доля образцов не соответствующих требованиям качества из КНР отмечалась в весенний и осенний периоды, и составляла от 57 до 86% весной и от 14 до 67% осенью.

□ лето ■ осень Озима О весна

Рисунок 10 - Доля образцов моркови с превышением ПДК, %

В моркови, выращенной в Амурской области, с осени до весны, заметно уменьшение среднего содержания нитратов в анализируемых образцах (рис. И). Данный показатель в годы исследований, в основном, был выше ПДК (400мг/кг - ранняя; 250 мг/кг - поздняя), за исключением весны второго и третьего годов, где среднее значение составляло 217 и 97 мг/кг, а также лета второго, четвертого и зимы третьего годов. Наибольший средний уровень отмечался осенью первого года 826 мг/кг. Максимальный показатель содержания нитратов в моркови в этот период составил 1570 мг/кг (6,ЗПДК). Продукция с очень высоким содержанием нитратов встречалась не только осенью, но и во всех периодах исследуемых лет, при этом максимальные значения достигали от 2 (весной) до 7 ПДК (летом).

126 < «7 гвг [ г

I > н т гЧ-

Среднее содержание нитратов, мг/кг —о— 2006-07 -»—2007-08 —а—2008-09 X 2000 _ПДК

Рисунок 11 - Диапазон содержания нитратов в моркови амурских производителей, мг/кг

Среднее количество нитратов в импортируемой продукции в летний, осенний и зимний периоды колебалось от 161 до 430 мг/кт (рис, 12).

В большинстве случаев этот показатель не превышал ПДК. Максимальные значения летом достигали 508 мг/'кг, осенью 625 мг/кг, зимой 1306 мг/кг и весной 2200 мг/кг (5,5 ПДК).

Т т Т "".J-

»гм SE® 1-т — ^¿ц flij. • И. а 41

пето осень зима вес-мл

—тр.го., ыг/иг __ 200*07 ■■ * 2007-08 -^2008-09 -^2009 -ГЩК

Рисунок 12 - Диапазон содержания нитратов в моркови, импортируемой из

КНР, мг/кг

В свекле амурских производителей наибольшее количество образцов с превышением ПДК нитратов, отмечалось в летний период в первый год - 75%, во второй и третий 60 и 67% соответственно. К весне доля образцов, несоответствующих санитарным нормам, уменьшалась в 3 - 6 раз (рис. 13).

% во

Рисунок 13 - Доля образцов свеклы с превышением ПДК нитратов, %

Летом, осенью и зимой средний показатель содержания нитратов в свёкле в годы исследований был значительно выше предельно-допустимого уровня (1400 мг/кг). Высокие средние значения зафиксированы в летние месяцы от 1888 мг/кг в первый год, до 3245 мг/кг в третий год исследований (рис. 14). Максимальные показатели содержания нитратов в образцах свеклы в данные периоды превышали ПДК в 2 - 6 раз.

мг/кг 10000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 -

I 1BS6 j

♦ 954 J| 1

Среднее содержание нитратов, мг/кг

Рисунок 14- Диапазон содержания нитратов в свекле, мг/кг

К весне в разные годы среднее содержание нитратов уменьшалось и находилось на уровне от 521 (0,4 ПДК) до 1031 (0,7 ПДК) мг/кг. При этом встречались единичные образцы с повышенным уровнем нитратов

Свекла из КНР на рынке Амурской области появилась только зимой 2009 года. Из отобранных образцов в зимний период - 67%, а в весенний - 50% не соответствовали санитарным нормам, уровень содержания нитратов колебался от 1 ПДК (весной) до 2,5 ПДК (зимой).

Образцы картофеля, не соответствующие требованиям качества, встречались во все анализируемые годы и периоды (рис. 15). Наибольшая доля картофеля амурских производителей с высоким содержанием нитратов отмечалась в зимний период и составляла от 22 до 41%. Осенью таких образцов было несколько меньше от 9 до 30%. Весной также встречались образцы с повышенным содержанием нитратов, доля их составляла от 8 до 13%.

Рисунок 15 - Доля образцов картофеля с превышением ПДК нитратов, %

Большая часть некачественной продукции, импортируемой из КНР, поступала в торговую сеть города в летние месяцы, и составляла 38, 43 и 42% в первый, второй и четвертый годы соответственно, а летом третьего года исследований все анализируемые образцы соответствовали требованиям гигиенических нормативов. Зимой и осенью только в 2008-09 и 2007-08 годы отмечалась продукция с повышенным содержанием нитратов, доля ее составила 11 и 20% соответственно, в остальные исследуемые годы в данные периоды образцы, с превышением уровня ПДК отсутствовали.

Максимальные значения содержания нитратов в местном картофеле варьировали от 227 до 1191 мг/кг (летом и осенью второго года исследований). Средние показатели в анализируемые годы были ниже ПДК (250 мг/кг), кроме осени и зимы первого года, где они составляли - 278 и 289 мг/кг соответственно. Продукция с высоким содержанием нитратов встречалась осенью во все годы исследований, максимальные концентрации в которой превышали допустимый уровень в 1,9 - 4,8 раз (рис. 16).

В картофеле, импортируемом из КНР, среднее содержание нитратов не превышало установленный норматив. Высокие значения содержания нитратов в образцах отмечались летом и весной, максимальные концентрации достигали 1,1 - 1.9 ПДК. Осенью и зимой только во второй и третий годы исследований отмечалась продукция, максимальные значения содержания нитратов в которой составили 1,1 и 1,3 ПДК (рис. 17).

т 1 , I I

Г" Г" ^ г 21а ■ 4 .78 > ' 12 ?"* Г"

Среднее содержание нитратов, мг/кг

Рисунок 16 - Диапазон содержания нитратов в картофеле амурских производителей, мг/кг

—Т—т

И" I- {„

с нитратов. >

Рисунок 17 - Диапазон содержание нитратов в картофеле, импортируемом из

КНР, мг/кг

С огурцами, томатами, перцем, редисом, листовыми овощами нитраты поступают в организм человека в меньших объемах. Большинство из этих культур не накапливают много нитратов или употребляются в небольших количествах.

Анализ овощей и картофеля, отобранных в осенний период в разных секторах производства Амурской области показал, что количество образцов моркови картофеля и свеклы не соответствующих санитарным нормам, в СХП за весь период исследований был ниже, чем в ЛПХН (рис. 18). Так, доля образцов моркови и картофеля, превышающих ПДК по содержанию нитратов, составляла в СХП от 8 до 29% и от 3 до 17%, а в ЛПХН от 56 до 63% и от 9 до 28% соответственно. Значительное количество образцов свёклы с содержанием нитратов выше допустимых уровней, отмечалось во всех секторах производства и составляло от 40 до 57% в СХП и от 50 до 81% в ЛПХН.

Количество образцов капусты с превышением гигиенического норматива, в сельскохозяйственных предприятиях было выше, чем в личных подсобных хозяйствах населения и составляло в разные годы в СХП от 50 до 7о /о, а в ЛПХН от 31 до 53%.

Рисунок 18 - Количество продукции с превышением ПДК содержания нитратов, % (сельскохозяйственные предприятия, личные подсобные хозяйства

населения)

Глава 5.Факторы, влияющие на накопление нитратов в овощных !

культурах и картофеле

В главе рассмотрены факторы, влияющие на накопление нитратов в растениях.

5.1 Влияние агрометеорологических условий на накопление нитратов

К числу основных условий, вызывающих накопление нитратов в растениях, относятся факторы внешней среды. Из них наиболее существенное влияние оказывают свет, влажность, температура.

Показано, что растениеводческая продукция с повышенным содержанием нитратов встречалась во все годы исследований. Меньше всего образцов с повышенным содержанием отмечалось в 2008 году, метеоусловия этого года были близки к многолетним показателям по всем метеорологическим параметрам и в меньшей степени способствовали накоплению нитратов. Наибольшее количество овощей с превышением ПДК нитратов отмечалось как в засушливый год (2007), так и в годы с избыточным количеством осадков (2006, 2009), которые характеризовались колебаниями температур в ответственные периоды развития и формирования растений. Была установлена слабая положительная зависимость накопление нитратов в растительной продукции при (г,^ 0,138), от суммы осадков и гидротермического коэффициента г=0,15 и г=0Д7 соответственно. 1

5.2 Влияние агрохимических показателей почвы на накопление нитратов

Под влиянием применяемых систем земледелия на территории Амурской области возник широкий спектр почв разной степени окультуренности. Основная доля почв сельскохозяйственных предприятий имеет кислую реакцию, низкое содержание гумуса, почвы низко- и среднеобеспеченны доступными формами азота, фосфора. Большая доля почв хозяйств населения имеет близкую к нейтральной и нейтральную реакцию среды, высокое содержание гумуса, доступных форм азота и фосфора.

Математическая обработка полученных данных свидетельствовала, что существует положительная зависимость накопления нитратов в овощных культурах от содержания в почве гумуса - для капусты (г = 0,60 - 0,75), для моркови (г = 0,68 - 0,79); от содержания минерального азота - для капусты (г = 0,56 -

0,77), свеклы (г = 0,57 - 0,72); от содержания обменного калия - для капусты (г = 0,61 - 0,65) и кислотности почвы - для капусты (г = 0,57 - 0,62), для моркови (г = 0,58-0,75).

5.3 Накопление нитратов различными сортами картофеля

Содержание нитратов у ранних и раннеспелых сортов было несколько выше, чем у сортов с другим сроком созревания. Так, ранние и раннеспелые сорта картофеля содержали нитратного азота на уровне 0,19 - 1,1 ПДК, средне-ранние сорта 0,30 - 0,75 ПДК, среднеспелые и среднепоздние сорта 0,3 - 0,72 ПДК и 0,2 - 0,6 ПДК соответственно, однако математически данная закономерность не подтвердилась (г = -0,13).

Глава 6. Оценка нитратной нагрузки на жителей города Благовещенска

Глава посвящена оценке нитратной нагрузки на жителей города Благовещенска. Сделан расчет возможной суточной нитратной нагрузки на организм человека в условиях города Благовещенска по сезонам года в период 2006-2009 гг.

Расчет проводили на основании полученных минимальных и максимальных значений содержания нитратов в овощной продукции и картофеле в разные сезоны года, на основе стандартной диеты, состоящей из набора продуктов, удовлетворяющих потребности организма (Среднесуточный ...,2005). При расчете учитывали два способа приготовления - глубокую термическую и частичную термическую обработку, а также технологическую подготовку продуктов. Под технологической подготовкой подразумевается: мойка, сушка, чистка овощей. Изменения содержания нитратов в растениеводческой продукции в процессе технологической и термической обработки рассчитывали на основе данных литературных источников (Колодязная B.C., 1983; Анохина В.И., 1989; Забелина А.А., 1989; Циганенко О.И., 1991).

В годы исследований уровень нитратной нагрузки на организм человека колебался в широких пределах. Наибольшего значения он достигал осенью, зимой и летом при всех видах переработки (табл. 2).

Таблица 2

Количество нитратов поступающих в организм человека при разных способах

обработки растительных продуктов (мг)

Годы Осень Зима Весна Лето

min - max min-max min - max min - max

Глубокая термическая об работка

2006-07 69,06-289 19,04-357,7 13,39- 191 95.5-266

2007-08 20,9-579,8 24,2-401 15,2-214,2 63,4-316,2

2008-09 17.7-423 17,2 - 198 20,8-137 72,4-458

Частичная термическая обработка

2006-07 128 -427 31,08-502 20,9-265,6 172-413

2007-08 33,6- 1047 33-627 21,8-265 131-485

2008-09 28,3-604 30,1-276 40-180,4 126-761

Учитывая возможность поступления с минимальными и максимальными концентрациями содержания нитратов в овощной продукции, человек мог в осенний период при глубокой термической обработке получать в сутки от 17,7 до 579,8 мг, в зимний от 17,2 до 401 мг и летом от 63,5 до 458 мг, при частичной термической обработке в эти же периоды от 28,3 до 1047 мг, от 30,1 до 502 и от 126 до 761 мг, соответственно.

При частичной термической обработке продуктов суммарные уровни поступления нитратов выше, так как отдельные виды овощей употребляются в свежем виде. Так, осенью 2007-2008 и летом 2008-2009 гг. количество нитратов могло доходить до 1047 и 761 мг соответственно, что в 2 и 1,8 раз превышает предельно допустимые (500 мг) и токсические (600 мг) нормы.

В весенний период возможный уровень нитратной нагрузки при всех видах обработки ниже - от 13,39 до 265,6 мг.

Если учесть содержание нитратов в воде, которое определяется источником водоснабжения от 0,05 мг/л (в водопроводной воде города) до 91, 7 мг/л (подземные скважины частного сектора), то можно предположить, что уровни поступления нитратов могут быть гораздо выше.

Выводы

1. За последние 20 лет в Амурской области в отраслях картофелеводства и овощеводства произошло перераспределение площадей и валовых сборов по категориям хозяйств. Основное производство сосредоточено в личных подсобных хозяйствах населения, доля валовых сборов овощей и картофеля в этом секторе составляет 89 и 93%.

2. В торговую сеть города Благовещенска поступает до 30 % овощей и картофеля с повышенным уровнем содержания нитратов. Высокие их количества содержат свекла, капуста, морковь, картофель местного и импортного производства. Максимальные значения содержания нитратов в овощных культурах выращенных в амурской области составляли: в свекле 1,3-6 ПДК, в моркови и капусте 2-7 и 3-6 ПДК соответственно, в картофеле 2-5 ПДК. В импортируемой из КНР моркови и капусте 3-6 и 1,2-5 ПДК соответственно, в картофеле 1-2 ПДК.

3. Установлено, что некачественная продукция поступает от местных производителей в летний и осенний периоды, и импортируется из КНР весной и летом. Основным поставщиком овощей и картофеля с повышенным содержанием нитратов являются личные подсобные хозяйства населения Амурской области, доля реализуемой ими продукции с высокими концентрациями нитратов составляла от 9 до 81%.

4. Отмечено влияние погодных условий на накопление нитратов в растениеводческой продукции. Наибольшее количество образцов овощей и картофеля с повышенным содержанием нитратов отмечалось как в годы с избыточным количеством осадков (2006 и 2009 гг.) - 41 и 27%, так и в засушливый 2007 год, где их количество составило 34%.

5. Под влиянием применяемых систем земледелия на территории Амурской области возник широкий спектр почв разной степени окультуренности. Почвы сельскохозяйственных предприятий отличаются неоднородностью состава. Основная доля почв имеет кислую реакцию, низкое содержание гумуса, низко- и среднеобеспеченны доступными формами азота, фосфора. Большая доля почв хозяйств населения имеет близкую к нейтральной и нейтральную реакцию среды, высокое содержание гумуса, доступных форм азота и фосфора.

6. Выявлена зависимость между накоплением нитратов в продукции растениеводства и основными агрохимическими показателями почв. Математическая обработка данных свидетельствует, что существует положительная зависимость накопления нитратов в овощных культурах от содержания в почве гумуса - для капусты (г = 0,60 - 0,75), для моркови (г = 0,68 - 0,79); от содержания минерального азота - для капусты (г = 0,56 - 0,77), свеклы (г = 0,57 - 0,72); от содержания обменного калия - для капусты (г = 0,61 - 0,65) и кислотности почвы - для капусты (г = 0,57 - 0,62), и моркови (г = 0,58 -0,75).

7. Произведен расчет возможного поступления нитратов в организм человека с овощными продуктами, при разных видах переработки. Установлено, что жители Амурской области в осенний, зимний и летние периоды, могут подвергаться высокому нитратному прессингу. Суточная нитратная нагрузка варьировала осенью от 17,7 до 1047 мг, зимой от 17,2 до 502 мг, летом от 63,4 до 761 мг. Максимальные показатели превышали токсические дозы в 1,2-2 раза.

Рекомендации для практического применения

1. Санитарно-эпидемиологическим службам Амурской области рекомендуем усилить контроль за содержанием нитратов в сельскохозяйственной продукции, реализуемой в торговой сети и на рынках города. Вести строгий контроль растениеводческой продукции, поступающей в детские дошкольные и

школьные учреждения.

2. Структурам, занимающимся планированием пищевого рациона жителей Амурской области, рекомендуем организовать курсы биологической профилактики, направленные на снижение нитратной нагрузки с целью повышения

устойчивости организма.

3. Материалы наших исследований могут быть использованы в научной работе при интерпретации полученных материалов, а также в учебном процессе при чтении курсов лекций.

Список работ опубликованных по теме диссертации

1. Стокоз, C.B. Оценка состояния овощеводства в Амурской области [Текст] C.B. Стокоз //Адаптивные технологии в растениеводстве Амурской области: сб. научн. Тр. ДальГАУ. - Благовещенск: ДальГАУ, 2007. - Вып.4. - С. 60-72.

2. Стокоз, C.B. Агроэкологическая оценка картофелеводства в Амурской области // Молодежь XXI века: шаг в будущее: матер. IX регион, науч. практ. конф. - Благовещенск: Изд-во ДальГАУ, 2008. - Ч. - 232 с.

3. Козлова, А.Б. Оценка содержания нитратов в овощах, поступающих в торговую сеть города Благовещенска [Текст] А.Б. Козлова, C.B. Стокоз // Вестник КрасГАУ. - 2009. - №12. - С. 95-100.

4. Стокоз, C.B. Содержание нитратов в овощах как социально-экологическая проблема Амурской области // Современные проблемы регионального развития: материалы III международ, науч. конф. Биробиджан: ИКАРП ДВО РАН -ГОУ ВПО «ДВГСГА», 2010. - С.41.

5. Стокоз, C.B. Оценка содержания нитратов и нитритов в источниках питьевого водоснабжения города Благовещенска [Текст] / C.B. Стокоз // Экология и жизнь: Сб. статей XIX Международной научно-практической конференции. -Пенза: Приволжский Дом знаний, 2010. - С. 117-119.

СТОКОЗ СВЕТЛАНА ВЛАДИМИРОВНА

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОДЕРЖАНИЯ НИТРАТОВ В ОВОЩАХ И КАРТОФЕЛЕ В ЮЖНОЙ ЗОНЕ АМУРСКОЙ ОБЛАСТИ

03.02.08 - экология (биология) (биологические науки)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Лицензия ЛР 020427 от 25.04.1997 г. Подписано к печати 23.11.2011 г. Формат 60x90/16. Уч.-изд.л. - 1,0. Усл.-п.л. - 1,5. Тираж 100 экз. Заказ 190.

Отпечатано в отделе оперативной полиграфии издательства ДальГАУ 675005, г. Благовещенск, ул. Политехническая, 86