Минеральные удобрения

Известно, что с помощью минеральных удобрений регулируется обмен веществ в растениях, а это является основой для направленного синтеза белков, жиров, углеводов, витаминов и других веществ. Принято считать, что око­ло 50% общей прибавки урожая обеспечивается за счет удобре­ний, 25% .за счет сортировки семян и 25% - за счет технологии возделывания. Однако не следует забывать, что применение минеральных удобрений - азотных, фосфорных, калийных, комплексных и др. часто сопровождается нежелатель- ным побочным действием. Это выражается в загрязнении почвы, воды и воздуха и объясняется неправильным н несбалансированным применением неорганических удобрений.

Наряду с положительным в целом действием на плодородие почвы некоторые виды минеральных удобрений повышают ее кислотность, способствуют накоплению анионных и катионных остатков. Нарушение сложившихся природных циклов отмечается лишь при нарушении правил применения минеральных удобре­ний. Известно, что растения усваивают лишь 50% удобрений, остальные вымываются атмосферными осадками н уходят со стоками. Стекая в водоемы, минеральные удобрения нарушают раз­витие водных организмов, могут усилить развитие водорослей и высших водных растений, создать неблагоприятные условия для многих видов рыб. При неправильном применении минеральных удобрений в окружающей среде может накапливаться азот, фос­фор и калий в повышенных количествах. Длительное внесение в почву больших доз фосфорных удобрений может повлечь за со­бой некоторое повышение уровня тяжелых металлов и радиоактивных элементов (уран, то­рий, стронций, фтор, редкоземельные элементы), содержащихся в небольших количествах, особенно в суперфосфате.

В случае повышения концентрации фосфора в водоемах может наблюдаться интенсивное цветение воды, стать беднее флора и фауна и в целом измениться экологическая обстановка водоема.

Определенное токсиколого-гигиеническое значение может иметь и внесение в почву необоснованно повышенных доз калийных удоб­рений. В этом случае может произойти изменение соотношения калия и натрия к массе кальция и магния, что нарушает баланс этих элементов, способствует развитию так называемой пастбищ­ной тетании у скота, может вызвать патологические сдвиги обмен­ного характера у человека.

Наиболее важная экологическая проблема - это проблема азотных удобрений. Из всех форм (аммиачной, амидной и нитратной) нит­ратная форма из-за высокой подвижности легко вымывается из почвы. Вода с повышенным содержанием нит­ратов представляет потенциальную опасность для здоровья живот­ных и человека. Интенсивно загрязненная нитратами грунтовая вода имеет горько-соленый вкус, она непри­годна для употребления. Внесение высоких доз азотных удобре­ний в почву в сочетании с определенными метеофакторами сопро­вождается накоплением нитратов в растениях (содержание нит­ратов в растениях на уровне 0,5% опасно в плане острого отрав­ления).

При попадании нитратов в организм человека под действием кишечной микрофлоры происходит превращение нитратов в нит­риты, обладающие значительно большей токсичностью. Их специ­фическое действие заключается в том, что нитриты, соединяясь с гемоглобином, переводят его в метгемоглобин, нарушая тем са­мым обеспечение тканей кислородом (метгемоглобинемня). Чаще всего это заболевание встречается у детей, характеризуется синюшностью, удушьем, другими признаками гипоксии. В последние годы повышенные уровни нитратов в окружающей среде получили новую, более серьезную токсиколого-гигиеническую интерпретацию. Она связана с возможностью образования при взаимодействии нитритов и вторичных аминов нового соединения нитрозоамина. Нитрозоамины, безусловно, с точки зрения токсикологии следует отнести к наиболее опасным веществам. Они могут накапливаться в окружающей среде в значительных количествах не только после внесения азотных удобрений и различных почвенных гербицидов в повышенных дозах. В любых объектах, где присутствуют нитритные ионы в кислой среде и вторичные амины, образуются нитрозоамины по следующей схеме:

(R₂)NH+HO—NO®R₂N—NO+Н₂0.

При усиленном обеспечении азотом в определенных микробиоло­гических условиях в почве отмечается поглощение нитритных ионов растениями, которые, реагируя с вторичными аминами рас­тений, также могут образовывать нитрозоамины.

Нитрозоамины относятся к веществам, известным под общим названием нитрозосоединения. Это простые химические соединения, с небольшим молекулярным весом, хорошо растворимы в воде, органических растворителях и маслах. Большинство из них являются канцерогенами.

Первым случаем рака, вы­званного нитрозосоединениями, был рак печени от нитрозодиметиламина. Установлено, что многие нитрозоамины в условиях экспери­мента вызывают опухоли у различных видов животных в самых различных органах. Среди поражаемых органов отмечались печень (наиболее часто), почки, желудок, пищевод, мочевой пузырь, кишечник, мозг. Опухоли воз­никали как при пероралыюм введении в организм, так и в резуль­тате инъекции под кожу, нанесении на кожу, вдыхании паров.

В связи с этим возникает важнейший практический вопрос - степень канцерогенной опасности нитрозоаминов для человека. Следует сразу же оговориться, что до настоящего времени неопро­вержимой, достоверно доказанной связи между бластомогенной активностью нитрозоаминов и раком у человека не установлено. Однако сделать заключение о бластомогенной неэффективности для человека не представляется возможным. В самом деле, трудно себе представить, чтобы такой агрессивный канцероген, каким явля­ется нитрозодиметиламин, вызывающий опухоли у многих видов животных, оказался неэффективным для человека. Опасность нитрозоаминов связана с источниками их образования: это вещества, принимающие участие в природных биологических циклах и нит-розоамины, образующиеся в результате деятельности человека. Примером первого является высокая встречаемость рака пищево­да среди населения Банту, что заставляет предположить причиной этого наличие нитрозодиметиламина в плодах растений, использу­емых местным населением для свертывания молока. Сюда же от­носится частый рак пищевода у населения Замбии, которое по­требляет спирт местной дистилляции, содержащий от 1 до 3 час­тей на миллион нитрозодиметиламина. Эта концентрация вызывает опухоли у лабораторных животных.

Возможность образования нитрозоамииов из предшественни­ков - вторичных аминов и нитритов сохраняется и для желудочно-кишечного тракта человека. Нитриты, как известно, широко используются и пищевой промышленности, в частности при кон­сервировании продуктов питания. Многие пищевые продукты (зе­леные овощи, сельдерей, шпинат и др.) богаты нитратами, кото­рые в организме легко восстанавливаются в нитриты. Вторичные амины встречаются в рыбных продуктах, злаках, табаке и т. д. Таким образом, начальные материалы для образования нитрозоаминов имеются в организме человека. В связи с этим, кстати, в пищевые продукты человека добавление нитратов и нитритов ог­раничивается, рекомендуется ежедневное потребление их челове­ком не более 0,4 мг/кг массы тела. Следует упомянуть еще об од­ном источнике образования нитрозосоединений в организме чело­века - потребление лекарственных препаратов, во многих из ко­торых содержатся амины в больших дозах.