Элементы, которые энергично накапливают Р, S, CI, I.- Сильного накопления K, Ca, Mg, Na, Sr, B, Zn, Ag. - Группа слабого накопления и среднего захвата Mn, Ba, Ca, Ni, Co, Mo, As, Cd, Be, Hg, Se, Ra. - Слабого захвата Fe, Si, F, Rb, V, Li, Y, Cs. - Слабого и очень слабого захвата Ti, Cr, Pb, Fl, U, Zr [2]. В зависимости от целого ряда причин у растений отмечается значительное отклонение в содержании тех или иных элементов. Величина коэффициента биологического поглощения также может меняться в широких пределах. Рассмотрим накопления химических элементов более подробно. Одним из основных загрязнителей растительной продукции являются тяжелые металлы. Металлы, плотность (удельный вес) которых больше 5 г / см3, называются тяжелыми металлами. Тяжелые металлы, являясь микроэлементами содержатся в различных почвах. Различные почвы характеризуются различным составом и различным содержанием тяжелых металлов. В высоких дозах эти элементы, в основном находятся в результате деятельности человека, то есть антропогенной нагрузки. Естественно же в почвах является лишь небольшие количества того или иного металла, а то и вообще может не быть его следов. Поэтому растения и вообще и вообще живые организмы приспособились накапливать эти вещества в тканях. Но при больших дозах этих металлов вывода их из тканей не происходит и происходит отравление ими живых организмов. Тяжелые металлы являются не только в почвах, но и в воздухе и в воде. В воду они попадают из почвы. В воздух, в основном при сжигании различных сложных веществ, в состав которых они входят, например при выбросах газов автомобилями, тепловыми электростанциями, заводами [1]. Также эти вещества попадают в окружающую среду при выбросах предприятиями горной промышленности остатков руд и т.д. тяжелые металлы могут содержаться и в мусоре, который находится на свалках, например в пластмассах. Ведь для достижения лучших качеств при производстве пластмасс, в их состав добавляют различные химические дополнения. Это так называемые стабилизаторы, которые защищают пластмассы против высоких температур и солнечного излучения. Они являются ядовитыми. Это окрашивая вещества, ингибиторы сгорания (антипирен) и т.д. К ним относятся и тяжелые металлы (свинец, ртуть, кадмий, бром, олово). В 1980 году производилось 4000 тонн, а в 2003 производилось 8000 т таких веществ. Через некоторое время пластмассы попадают в окружающую среду, как мусор и эти вещества из них высвобождаются [2]. Для большей части живых организмов необходимы почти 80 элементов, часть которых является тяжелыми металлами. Каждый из них играет важную роль и в растительном организме. Они с белками могут образовывать ферменты, являются комплексообразователями и т. Д. Например, марганец обладает способностью менять валентность и поэтому участвует в реакциях окисления-восстановления в процессах фотосистемы 2; способствует прохождению темновой фазы фотосинтеза и т.д. Медь входит в состав ферментов, обеспечивающих процессы дыхания (аскорбиноксидазы, полифенолоксидазы), к пластоцианин, который входит в фото системы 1, образует комплексы с ДНК. Молибден входит в состав ферментов нитрогеназну комплекса, нитратредуктазы, которая превращает нитраты в нитриты, ксантиноксидазы. Молибден стимулирует синтез витамина С. Кобальт входит в состав витамина В12, который является коф актером ферментов метилирования. Он отвечает за образование тироксина. Цинка накапливается в норме до 60 мг / кг сухого вещества. Входит в состав многих ферментов: пептидаз, карбоангидразы, алкогольдегидрогеназы, лактатдегидрогеназы, глутаматдегидрогеназы. Железо комплексы с витаминами, белками, углеводами, повышает каталитическую функцию ферментов в тысячи раз [3]. Особенностью тяжелых металлов является то, что многие из них может образовывать химические комплексы. например, Sn + 2NaOH + 2H2O =Na2[Sn(OH)4] +H2 Pb + 2 NaOH + 2H2O = Na2[Pb OH)4] +H2 Изучением таких комплексов занимается рабочая группа доктора Ф. Готчальха [4]. Кобальт и никель. Кобальт представляет собой серебристо-серый металл. Температура плавления равна 1492 С °. Плотность - 8,84 г / см3. Никель имеет серебристо-белый цвет. Его температура плавления - 1455С °. Плотность - 8,91 г / см3. В химических реакциях кобальт и никель менее активны, чем железо, они растворяются в разбавленных кислотах с выделением водорода и образованием солей кобальта и никеля. Для кобальта в соединениях характерны степени окисления +2 и +3. Он образует оксиды СоО и Со2О3. Для никеля характерна степень окисления + 2, реже + 3,. Он образует один оксид NiO. Массовые доли кобальта и никеля в земной коре составляют соответственно 3 • 10-3 и 8 • 10-3%. Важнее минералами кобальта и никеля являются кобальтин СоАsS, линнеит Со3S4, петландит (Fe, Ni) S, никелин NiAs. Кобальт и никель часто являются спутниками в природе [5-11]. Олово и Свинец. Массовые доли их в земной коре равны соответственно 4 • 10-3 и 1,6 • 10-3%. Олово - серебристо-белый мягкий металл, легко плавится (температура плавления - 213,9 Се). Это обычная модификация, так называемое белое олово. При температуре ниже 14 Се устойчивое серое олово. При охлаждении металлическое олово переходит в серое и в результате рассыпается. Это явление известно под названием "оловянная чума". Некоторые cполукы олова: SnCl2, Na2 [Sn (OH) 4], H2SnO3, SnSO4. Свинец - мягкий пластичный синевато серый металл с температурой плавления 237,4 С °. Олово и свинец растворяются в водных растворах щелочей при нагревании образуя комплексные соединения. Цинк, кадмий, ртуть. Проявляют в соединениях степень окисления +2 (ртуть 1 + 1). Массовая доля цинка в земной коре составляет 5 • 10-3%. Он встречается только в составе соединений, например ZnS, ZnCO3. Это серебристо-белый металл. Плавится при температуре 419,5 С °. Обладает хорошей тепло- и электропроводностью. Цинк химически активный металл который при нагревании взаимодействует с различными неметаллами. Сульфат цинка используют как микроудобрение. Массовая доля кадмия в земной коре составляет 5 • 10-5%. Его важнейшие минералы - CdS i CdCO3. В основном они э спутниками минералов цинка. Температура плавления кадмия 321 С °. Кадмий и ртуть серебристо-белые металлы. В обычных условиях ртуть - жидкость, ее температура плавления равна -38,9С °. Это металл, же легче плавится. Массовая доля ртути в земной коре составляет 7 • 10-6%. В химическом отношении кадмий химически активный металл а ртуть малоактивный. Также тяжелыми металлами является железо, ванадий и другие. Для большей части живых организмов необходимы почти 80 элементов, часть которых является тяжелыми металлами. Каждый из них играет важную роль и в растительном организме. Они с белками могут образовывать ферменты, являются комплексообразователями и т. Д. Например, марганец обладает способностью менять валентность и поэтому участвует в реакциях окисления-восстановления в процессах фотосистемы; способствует прохождению темновой фазы фотосинтеза и т.д. Молибден входит в состав ферментов нитрогеназну комплекса, нитратредуктазы, которая превращает нитраты в нитриты, ксантиноксидазы. Молибден стимулирует синтез витамина С. Цинка накапливается в норме до 60 мг / кг сухого вещества. Он входит в состав многих ферментов: пептидаз, карбоангидразы, алкогольдегидрогеназы, лактатдегидрогеназы, глутаматдегидрогеназы. Железо в комплексе с витаминами, белками, углеводами, повышает каталитическую функцию ферментов в тысячи раз [12]. Кобальт входит в состав витамина В12, который является фактором ферментов метилирования. Он отвечает за образование тироксина. В биосфере кобальт преимущественно рассеивается, однако на участках, где есть растения - концентраторы кобальта, образуются кобальтовые месторождения. Содержание кобальта в почвах определяет количество этого элемента в составе растений данной местности, а от этого зависит поступление кобальта в организм травоядных животных. Постоянно присутствуя в тканях растений, кобальт участвует в обменных процессах. Способность к накоплению этого элемента в бобовых выше, чем у злаковых и овощных растений. Кобальт участвует в ферментных процессах клубневих бактерий, воспроизводит атмосферный азот; стимулирует рост, развитие активности бобовых и растительных рядов других семейств. В микродозах кобальт является необходимым элементом для нормальной жизнедеятельности многих растений и животных, но уже большие концентрации кобальта являются токсичными [13]. Кобальт применяют в сельском хозяйстве как микроудобрения - удобрения, содержащие микроэлементы (В, Cu, Mn, Zn, и др.), То есть вещества, которые потребляют растения в небольших количествах [14]. Известкование почв снижает усвояемость растениями кобальта. Так же влияет избыток марганца и железа в почвах; наоборот, фосфор усиливает поступление кобальта в растения. Применение кобальтовых солей (сернокислого кобальта) в качестве удобрений, оказывается, способствует ускорению созревания ячменя, повышает урожай семян красного клевера, увеличивает содержание жира в семенах льна. Под влиянием кобальта повышается урожайность сахарной свеклы. Внесение 300 мг сернокислого кобальта на 1 га значительно повышает урожай винограда: вес ягод увеличивается на 35%, сахаристость - на 14%, кислотность снижается на 10%. Содержание никеля в почвах составляет 0,004%, в природных поверхностных водах - 0,000 000 34%. В растениях в среднем содержится 0,00005% на живой вес (в зависимости от вида растения, местности, почвы, климата и др.). Критическое значение концентрации никеля в питательном растворе - 1,5 мг / кг и в сухой массе ячменя, выращенного в такой среде - 26 мг / кг. Токсический уровень этого элемента в листьях растений начинается с превышения 1,0 мг / кг сухой массы. При усвоении никеля растениями происходит взаимодействие с элементами, которые содержались в почве железом, кобальтом, хромом, магнием, медью, цинком, марганцем; при этом ионы марганца и магния НЕ ингибируют, а ионы кобальта, меди, железа и цинка - ингибируют абсорбцию никеля на 25-42%. Существуют указания на то, что растения, которые растут на серпентиновой почвах, не проявляют признаков токсического воздействия никеля. Среди растений существует разница в чувствительности относительно влияния никеля. Токсичные уровни никеля в листьях растений (млн. - 1 сухой массы): рис 20 - 25, ячмень 26 виды твердой древесины - 100 - 150, цитрусовые - 55 - 140, сорняки - 154 [15]. Марганец находится в почвах в среднем в количестве 0,085%. Однако в отдельных случаях при высоком общем содержании марганца в почвах количество усваиваемых его форм, переходящих в солянокислый или солевую форму, может быть явно недостаточно. Среднее содержание марганца в растениях равно 0,001%. Марганец служит катализатором процессов дыхания растений, участвует в процессе фотосинтеза [16]. Исходя из высокого окисла - восстановительного потенциала марганца можно сказать, что марганец играет такую же важную роль для растительных клеток, как железо - для животных. Благотворное влияние марганца на рост и развитие растений очевиден: например, в гибридных сеянцев миндаля под влиянием марганца срок первого плодоношения ускоряется на 6 лет [17]. Обогащение растений марганцем способствует к улучшению роста, плодоношения деревьев и урожайности многих культур, что нашло практическое использование. Как удобрения применяют отходы марганцеворудной промышленности, отходы производства серной кислоты и др. Внесение марганцевых отходов в почву в качестве удобрения положительно позна -чаеться на урожайности сахарной свеклы, озимой пшеницы, кукурузы, картофеля, овощных культур и других культур, уменьшает вилягальнисть растений. Кроме обычного внесения марганцевых удобрений в почву, применяют и другие методы использования марганца, служащих усвояемости марганца растениями из грунтов. Избыток марганца, так же как и его недостаток, неблагоприятно сказывается на растениях. Общее содержание меди в почвах составляет около 0,002%, причем на долю растворимого части приходится около 1% этого количества. В почвах встречаются несколько форм меди, по-разному засвоювоються растениями: а) водорастворимая медь, б) обменная медь, поглощенная органическими и минеральными коллоидами, в) труднорастворимые медные соли, г) минералы, содержащие медь, д) комплексные металлоорганические соединения меди. Подвижность меди и поступления ее в растения уменьшаются при извести - ванные почв, связывании меди в виде органических соединений и закреплении грунтовым гумусом. Часть меди почв тесно связана с грунтовыми перегнойных кислотами - гуминовых, Кремнева, апокреновою; в этих формах она становится неподвижной и неусвояемой растениями. Медь необходима для жизнедеятельности растительных организмов. Почти вся медь, которая находится в письме, сосредоточена в хлоропластах и тесно связана с процессами фото -синтезу; она участвует в синтезе таких сложных органических соединений, как антоциан, зализопрофирин и хлорофилл; медь стабилизирует хлорофилл, предохраняет его от разрушения. Медь входит как структурный компонент в состав соединения с белком (мидьпротоида, содержащий 0,3% меди), образуя окислительный фермент полифенолоксидаза. Этот фермент впервые был обнаружен в клубнях картофеля, шампиньонах, а в дальнейшем в составе большинства распространенных растений. Очевидно, вследствие этого медь вносят в качестве удобрения для защиты растений от засух - и морозов, а также устойчивости к бактериальным заболеваниям. Применение медных удобрений не только сказывается на повышении урожайности, но и на качестве сельскохозяйственных продуктов: растет количество белка в зерне, увеличивается сахаристость сахарной свеклы содержание витамина С и каротина в плодах и овощах, улучшаются технологические качества волокна конопли. Под влиянием медных удобрений повышается устойчивость озимой пшеницы к полеганию [18]. Среднее содержание цинка в почвах составляет 0,005%; из этого количества на долю растворимого цинка приходится не более 1%. В среднем в растениях оказывается 0,0003% цинка. В зависимости от вида, местности выращивания, климата и т.п. содержание цинка в растениях достаточно варьирует [19]. Цинк является компонентом ряда ферментных систем. Он необходим для образования дыхательных ферментов - цитохромов А и Б, цитохромоксидазы (активность которой резко падает при недостатке цинка). Цинк связан с преобразованием содержащей сульфгидрильной группы соединений, функция которых заключается в регулировании уровня окислительно - восстановительного потенциала в клетками нах. При недостатке цинка в вакуолях клеток накапливаются полифенолы, фитостерин, лецитин как продукты неполного окисления углеводов и белков; в письме оказывается больше сахаров и фосфора и меньше сахарозы и крахмала. При отсутствии цинка нарушается процесс фосфорилирування глюкозы. Недостаток цинка ведет к значительному уменьшению в растениях ростового гормона - ауксина [1]. Цинк является сложным компонентом фермента карбоангидразы. Входя в состав карбоангидразы, цинк влияет на важнейшую фотохимическую реакцию "темновой" утилизации углекислого газа растениями и на процесс выделения СО2, то есть на процесс дыхания растений. Растения, развивающиеся в условиях недостатка цинка, бедные хлорофилл, и наоборот, листья богаты хлорофилл, содержит максимальные количества цинка. В зеленых листьях цинк, возможно, связан с порфиринами [20]. Под влиянием цинка происходит увеличение содержания витамина В, каротина, углеводов и белков в ряде видов растений. Он усиливает рост корневой системы и положительно сказывается на морозоустойчивости, а также жаро-, засухо- и солеустойчивости растений. Соединения цинка имеют большое значение для процессов плодоношения. Горох, сорго и бобы в водных культурах не дают семян при концентрации цинка в среде 0,005 мг на 1 л и ниже. С повышением концентрации цинка в питательной смеси соответственно число семян увели -шуеться. Молибден особенно важен для бобовых растений. Он концентрируется в клубнях бобовых растений, способствует их образованию и росту, стимулирует фиксацию клубневимы бактериями атмосферного азота. Входя в состав фермента нитраторедуктазы (что по своему строению молибдофлавопротеином), молибден восстанавливает нитраты в высших и низших растений и стимулирует синтез белка в них. Поэтому в условиях недостатка молибдена в растениях накапливаются нитраты, одновременно уменьшаются азотистая растворимая фракция и уровень азотистой белковой фракции. Молибден и марганец, очевидно, катализируют отдельные реакции, каждая из которых влияет на концентрацию аминокислот - промежуточных продуктов белкового обмена. Молибден активирует реакцию, ведущую от нитратов к образованию аминокислот, тогда как марганец, очевидно, активирует дальнейшие фазы превращения аминокислот в белки [21]. Молибден влияет не только на бобовые растения, но и на капусту, томаты, сахарная свекла, лен и др. Растениями - индикаторами недостатка молибдена могут быть томаты, кочанная капуста, шпинат, салат, лимоны. Молибден необходим не только для процесса синтеза белков в растениях, но и для синтеза витамина С и каротина, синтеза и передвижению углеводов, использования фосфора [22]. Итак, можно сделать вывод, что тяжелые металлы выполняют не только отрицательную, но и положительное воздействие на рост и развитие растений, ведь при внесении их в растения в небольшом количестве, они положительно влияют на урожайность растений, созревание семян и плода, улучшают рост растений. Тяжелые металлы в небольших концентрациях нужны всем живым организмам, так как входят в состав ферментов и участвуют во многих физиологических реакциях и процессах, которые в них проходят. Например цинк входит в каталазы, которая является одним из самых эффективных ферментов, которые известны. Мг каталазы катализирует процесс образования не менее 2740 л кислорода из пероксида водорода в час. Тяжелые металлы могут изменять валентность и поэтому участвуют в окислительно-восстановительных реакциях организмов. Как и микроэлементы, тяжелые металлы могут образовывать соединения с протеиды. Например, молибден может сообщаться с ферментом флавопротеинами и образовывать нитратредуктазы, которая имеет важное назначение. Флавины и молибден понимаются как временные носители электронов. Одни из важнейших микроэлементов, или элементов "следа" - это Cu, B, Zn и Мо [23]. Промежуточное положение между микро и макроэлементами занимает марганец. Итак под влиянием тяжелых металлов физиологические процессы в зависимости от их концентрации или подавляются, если она недостаточна или чрезмерна, или, когда концентрация оптимальна, тогда они проходят нормально. Это все отражается в конце концов на морфометрических признаках растений, в том числе на росте и развитии. Рост - это количественная характеристика, процесс увеличения размеров и массы растения. Развитие - это качественная характеристика, процесс, при котором наблюдаются новообразования в онтогенезе: прорастание семян, появление настоящих листьев, цветков, семян и др. В процессе развития рост выполняет роль увеличение в размерах и массе вновь органов. Начинаются эти процессы с прорастания семян [24]. Именно прорастания семян начинается с процесса набухания, когда семена быстро впитывает большое количество воды. В этот период большие концентрации солей тяжелых металлов в почве и солей других элементов приводит к образованию высокого осмотического давления в почве, в таком случае вода трудно поступает в семена и процессы набухания нарушаются. Если семена все же прорастает, то высокие концентрации металлов могут или очень ускорять метаболизм, или наоборот замедлять его. При ускорении метаболизма преобладают процессы диссимиляции, то есть распада органических веществ и растение не успевает выработать достаточное количество структурных веществ. При высоких концентрациях тяжелых металлов могут разрушаться нуклеиновые кислоты, различные белки, витамины и другие вещества и при этом нарушаются физиологические процессы в растениях. Внешними признаками нарушения биохимических и физиологических процессов является замедление процессов роста и развития, потеря устойчивости к болезням, к засухе, потеря зимостойкости, пожелтение и увядание ассимилирующей поверхности (листьев) и другие. Также есть сведения, что при высоких концентрациях этих металлов возникают аберрации хромосом. Аберрации относятся к разновидностям мутаций хромосом. К ним относятся делеции, удвоение или дупликации [25]. При недостаточности какого химического элемента с 80 необходимых также нарушается много биохимических и физиологических процессов. В результате этого появляются различные внешние проявления недостатка того или иного элемента. НЕ хватка марганца вызывает точечный хлороз. Нехватка молибдена вызывает хлороз и нарушения азотного питания. При недостатке цинка у растений не формируется нормально вегетативная масса, образуется розеточнисть [26]. На прорастание семян, рост и развитие растений влияют очень многие факторы окружающей среды, например освещение, влажность, температура и т.д. Кроме этого существуют такие вещества, как фитогормоны, которые в очень малых количествах могут сильно стимулировать рост растений, например гиббереллина. Поэтому нужно при исследовании воздействий тяжелых металлов на рост и развитие растений учитывать эти факторы [27].
2.2 Методы исследования тяжелых металлов в растительной продукции
Атомно-абсорбционный метод определения тяжелых металлов в биологических объектах почвах, растениях, водах) Предел применения и принцип метода Общие положення Согласно ГОСТ 17.4.3.03-85 (СТ СЭВ 4469-84) метод определения вещества, загрязняющего почву, должен обеспечивать: - Определение количества загрязнителя (элемента) на порядок ниже ПДК; - Воспроизводимость метода не более 30%; - Селективность относительно компонента, который подлежит анализу; - Использование реактивов с указанием их чистоты, приборов и аппаратуры, которые дают требуется воспроизведение метода. Очень важно при этом использовать стандартные образцы почв. По инициативе грунтовых института им. В.В. Докучаева разработаны стандартни образцы по химическому составу для таких почв: дерново-подзолистые, серая лесная, чернозем, каштановый, сирозем, краснозем. При наличии стандартных образцов фунтов и растений по данным о валовом элементного состава, результаты анализов, проведенных атомно-абсорбционными методами, с довольно точными. При очень высоких концентрациях отдельных элементов-загрязнителей в почве (Cu, Zn, Cr, Fe и др.) В стандартные образцы вносят соответствующие добавки в форме чистых солей. Аналитическая ошибка не должна превышать примерно 1/3 ошибки репрезентативности смешанного почвенного образца. Определение общего содержания металлов в загрязненной почве часто бывает загрязнению вследствие высокого содержания в нем железа, количество которого в сотни и тысячи раз превышает содержание элементов, которые определяются. Важным условием получения достоверных результатов при определении тяжелых металлов чистота анализа - чистота воздуха в помещении, чистота помещения, чистота воды, реактивов, посуды. Поэтому совершенно необходимо проводить «холостой» контрольный анализ. Атомно-абсорбционный метод (АА-метод) имеет целый ряд преимуществ: чувствительность, селективность, высокую П) производительность, достаточно хорошо воспроизведения результатов и простоту выполнения анализа. Он обеспечивает предел нахождения многих элементов на уровне 0,1-6,01 мкг / дм3, что во многих случаях дает возможность анализировать почвы и растения без предварительного концентрирования элементов. Метод позволяет в настоящее время определять до 70 елементив, преимущественно металлов: Са, Mg, Fe, Мп, Co, Ni, Zn, Cu, Pb, Cr, Cd, Hg, As, Se и некоторых других. Метод атомной абсорбции основывается на использовании способности свободных атомов определенных элементов селективно поглощать резонансное излучение с определенной длиной волны, которая присуща каждому элементу. Принцип метода заключается в том, что для количественного определения используется способность атомизированных, то есть освобожденных от химических связей элементов, селективно поглощать в узком диапазоне длин волн эмиссии возбужденных атомов тех же элементов. Освобождение элементов от химических связей, диссоциация, достигается впрыском раствора элемента анализируемого в пламя, где ионы металла переходят в состояние атомного пара. Механизм атомизации раствора образца состоит из нескольких ступеней. Распылитель превращает раствор в аэрозоль, который подается на горелку и впрыскивается в полымя. В пламени капли должны высохнуть, остаток - расплавиться и испариться, а все соединения - диссоциировать в свободных атомов. Большинство атомов в пламени находится, главным образом, в энергетическом состоянии, в котором они могут поглощать резонансное излучение с соответствующей длиной волны, которое создается лампой с полым катодом, изготовленным из элемента определяется. Поглощения исчисляется монохроматором, который изолирует эту линию от инших линий спектра и измеряется регистрирующим оборудованием. Поскольку только элемент, который испытывается, может поглощать излучение волн данной длины в определенной, очень узкой области спектра, этот метод очень специфичен. Он позволяет с высокой чувствительностью определять многие элементы, так как не возбужденные атомы (в обычном состоянии), на которых базируется анализ, составляют абсолютное большинство от общего числа атомов и их численность мало меняется от температуры и других условий. В этом есть преимущество атомно-абсорбционного анализа по сравнению с эмиссионной спектроскопией, основанной на определении возбужденных атомов, число которых значительно меньше. Если вероятность наложения линий в эмиссионном спектральном анализе равна 2,5%, то при атомно-абсорбционном при таких я условиях она составляет 0,04%. Для определения концентрации металла в растворе при определении АА-методом предварительно строят градуировочный график, так как прямолинейная зависимость плотности от содержания атомов в растворе сохраняются при отсутствии влияния посторонних элементов на поглощение, а также при низких значениях содержания элемента анализируемого. По мере увеличения концентрации кривая градуировочного графика склоняется к оси абсцисс.
2.3 Анализ и обобщение результатов проведенных исследований
Бобовые зерновые - горох Pisum, фасоль Phaseolus, соя Glycine max, веки Vicia, чечевица Lens, бобы Vigna и другие, очень распространенная группа культурных растений, относящихся к семейству бобовых (Fabaceae или Leguminosae). Дают зерно, богатое белком (в среднем 20-40% на сухое вещество). В зерне некоторых бобовых зерновых культур много жира, например в сое до 27%, на сухое вещество. Для проведения исследований были отобраны три основных культуры, которые были приобретены в туркменский реализатор в торговых точках г.. Харьков. Это образцы фасоли, гороха и сои. Горох (Pisum) - это однолетние травянистые растения со слабыми стеблями, вьющиеся. Листья перистые, заканчиваются ветвистыми (разветвленными) усиками, с помощью которых горох цепляется за другие поверхности. Родовой отличием является триреберний столбик в цветке, с желобком внизу и волосками наверху. Горох - один из представителей семейства бобовых, известен человечеству с незапамятных времен. При раскопках древних средиземноморских поселков археологи находили емкости с горохом, что свидетельствует о том, что это растение и его семена использовали в пищу много веков назад. Польза гороха ценили высоко, блюда из гороха подавали имперским лицам и дорогим гостям. Простой люд также питался гороховыми блюдами, отмечая для себя много полезных свойств гороха.
Рис. 2.1. Зовнішній вигляд гороху Pisum
Главное полезное свойство гороха, как и других представителей семейства бобовых, состоит в высоком содержании белка, содержащего ценные и не заменимые аминокислоты (лизин, триптофан, цистеин, метионин). Кроме белковой составляющей в горохе также содержится крахмал, натуральные сахара, жиры (насыщенные жирные кислоты), клетчатка. Витаминный ряд, представленный в горохе, содержит бета-каротин, аскорбиновую кислоту, витамины группы В, Е, Н, РР. Чрезвычайно широк и разнообразен набор минеральных солей. Горох по праву можно назвать рекордсменом по содержанию микро и макроэлементов, в его составе содержится: калий, кальций, натрий, магний, стронций, олово, сера, хлор, фосфор, йод, цинк, марганец, железо, алюминий, молибден бор, фтор, ванадий, титан, никель, кремний, стронций, хром. Такой богатый набор ценных веществ во многом и объясняет пользу гороха для здоровья человека. Молодой зеленый горошек обладает антисептическими свойствами, способен выводить глистов из пищеварительного тракта, положительно влияет на работу сердечно-сосудистой и кровеносной систем, помогает убрать отечность. Высокое содержание органических кислот (лимонной и щавелевой) позволяет горошка выводить из почек песок, что является отличной профилактикой мочекаменной болезни. Антиоксиданты (вещества связывают свободные радикалы и препятствуют окислению) способствуют очищению организма от вредного холестерина, снижают риск развития онкопухлин, омолаживают клетки. Клетчатка горошка способствует очищению кишечника от накоплений, шлаков, токсинов. При употреблении горошка в полной мере проявляется и пользу витаминов группы В: нормализуется работа нервной системы, мозговая деятельность, организм получает энергию. Горох и блюда из гороха нужно обязательно вводить рацион детей и подростков, им особенно нужны витамины и микроэлементы, для успешного роста и развития. Фасоль (Phaseolus) - род растений семейства бобовых. Цветоложе с чашевидная диском. Крылья мотылькового венчика более или менее сращены с лодочкой, длинная вертушка которого, а также тычинки и столбик спирально скручены. Боб двустворчатый, между семенами с неполными перегородками из губчатой ткани. Травянистые растения, чаще однолетние, большей частью вьющиеся, с перистыми листьями. Листочков - три, реже - один. Каждый лист имеет прилисникы. Цветы в пазушных кистях. Семена богаты легумином и крахмалом.
Рис.2.2. Зовнішній вигляд квасолі Phaseolus. Существует около 150 видов фасоли в теплых областях обоих полушарий. Разводятся преимущественно из плодов и семян. Фасоль - бобовое растение с множеством полезных свойств и богатейшей историей, которая насчитывает семь тысяч лет. К нам она пришла из Южной Америки. Фасоль была очень популярна в древнем Египте и Китае. В те времена использования фасоли было достаточно широко. Кроме того, что ее употребляли в пищу, в Древнем Риме ее использовали для изготовления белил и пудры. Наиболее благоприятный климат для выращивания фасоли - теплый. Именно поэтому в основном она вырастает на побережье Черного моря, в Южной Америке, Китае и Европе. Состав фасоли: пектин, жиры, белки, клетчатка, углеводы, вода. Микроэлементы: фтор, железо, молибден, йод, марганец, медь, цинк, кобальт. Макроэлементы: фосфор, калий, кальций, магний, натрий. Фасоль очень богата витамином С (гораздо больше чем в персиках, сливах или абрикосах), а так же являются следующие витамины: РР, В1, В2, В3, В6, Е. Одна четверть всех веществ, входящих в состав фасоли - это белок. По содержанию белка она уступает только мясу. Фасоль относится к диетическим и лечебным продуктам благодаря массе полезных веществ, входящих в ее состав. Она рекомендуется тем, кто страдает гипертонией, атеросклерозом, и другими заболеваниями сердца и сосудов. Также она незаменима для людей с ослабленной и проблемной нервной системой. Тем, кто перенес тяжелые заболевания, фасоль поможет восстановить силы и как можно быстрее реабилитироваться. Польза, которую фасоль приносит пищеварению, не ограничивается ее диетическими свойствами, она регулирует и восстанавливает нарушенный обмен веществ. Фасоль содержит вещество аргинин, она синтезирует мочевину и участвует в азотообменних процессах, тем самым снижая уровень сахара в крови. Именно это свойство фасоли делает ее незаменимым лечением для больных сахарным диабетом. Каждое вещество, входящее в состав фасоли выполняет свою особую функцию. Например, железо формирует эритроциты, обогащает клетки кислородом и укрепляет иммунитет организма. Медь способствует процессам формирования гемоглобина и адреналина. Сера полезна для кишечника, при заболеваниях кожи, болезни бронхов и при ревматизме. Цинк регулирует обмен углеводов. Соя (Glycine max Moench.) - Однолетнее травянистое культурное растение семейства бобовых, внешне подобная фасоли, одна из древнейших съедобных культур. Происходит из Юго-Восточной Азии, распространена в Китае, Индонезии, Японии, США, Австралии, Корее. Соя - идеальный продукт для вегетарианца, поскольку на 40% она состоит из белков, по качеству не уступают белкам животного происхождения. Соя содержит множество полезных минеральных элементов: калий, фосфор, кальций, магний, натрий; железа в ней в 7 раз больше, чем в пшеничном хлебе. Витамины В, D и E препятствуют старению, а ненасыщенные жирные кислоты приостанавливают рост раковых клеток.
Рис. 2.3. Зовнішній вид сої Glycine max
Соя содержит значительное количество сахаров - раффиноза и стахиоза, которые бифидобактерии используют как источник питательных веществ. С увеличением числа бифидобактерий уменьшается риск заболевания раком и дисбактериозом, уменьшается количество вредных бактерий, в целом увеличивается продолжительность жизни. Семена сои содержит 35-45% белков, 17-25% жира, 1-2% лецитина, 5-6% зольных веществ и витаминов. Из семян производят муку, масло, крупы, соевое молоко, суррогат кофе и тому подобное. С зеленых бобов - разнообразные блюда, консервы. Используют также на корм скоту. Кроме того, жом используется для производства биотоплива. При оценке загрязнения растительной продукции за исходный критерий использовано ПДК отдельных тяжелых металлов. Содержание тяжелых металлов в фасоли, сои и горохе (мг / кг) по сравнению с ПДК приведены в таблице 2.2. Таблица 2.1 Вміст хімічних елементів у зразках бобових рослин (мг/кг) в порівнянні з ГДК
Порівняємо вміст хімічних елементів у бобових рослинах разного виду.
Рис. 2.4. Порівняння вмісту хімічних елементів у бобових рослинах, мг/кг
Рис. 2.5. Порівняння вмісту хімічних елементів у бобових рослинах, мг/кг
Анализ результатов образцов бобовых растений показал, что все они имеют превышение ПДК по никеля, кобальта, хрома и кадмия (от 2 до 8 раз). Значительное содержание железа наблюдается в фасоли, но ПДК не превышает. Содержание свинца в образцах близок к ПДК.
Далее проанализируем содержание химических элементов, которые исследовались в обра
|
