Zanieczyszczona żywność

Zanieczyszczenia klasyfikuje się w czterech grupach, jako zanieczyszczenia: fizyczne, chemiczne, biologiczne i techniczno-technologiczne. Zanieczyszczenia chemiczne spowodowane są głównie rosnącą chemizacją przemysłu rolno-spożywczego i życia człowieka. Pośrednim źródłem tego typu zanieczyszczeń mogą być: ścieki, pyły, odpady przemysłowe i komunalne oraz gazy spalinowe pojazdów mechanicznych. Bezpośrednim źródłem tego typu zakażeń są środki (nawozy i pestycydy) stosowane do intensywnej hodowli roślin. Zanieczyszczenia chemiczne występują więc w związku z ich naturalną obecnością w środowisku oraz są wynikiem działalności człowieka. Działalność ta związana jest nieodłącznie z rozwojem przemysłu, chemizacją rolnictwa, stosowaniem nowoczesnych technologii i metod agrotechnicznych. Skażenia płodów rolnych i w konsekwencji żywności to zanieczyszczenia, które ze względu na rodzaj, natężenie lub ilość zagrażają roślinom i w konsekwencji zdrowiu człowieka.

Do najbardziej niebezpiecznych zanieczyszczeń metalicznych, których obecność w żywności w większej ilości jest niepożądana, zalicza się rtęć, ołów, cynk, chrom, kadm i arsen. Ponieważ metale ciężkie bardzo wolną migrują w glebie, należą do najtrwalszych jej zanieczyszczeń. Do nadmiernego nagromadzenia pierwiastków w glebach i roślinach, przyczynia się dynamiczny rozwój przemysłu i komunikacji, również nieracjonalne stosowanie w rolnictwie środków ochrony roślin, nawozów, kompostów, odpadów ściekowych i przemysłowych stosowanych do nawożenia oraz odpadów do odkwaszania gleb.

Wykonując szacunkową ocenę ilości spożywanych związków metali ciężkich, autorzy wielu prac stwierdzili, że największe ilości toksycznych związków metali dostarczają warzywa. Największa zawartość tych pierwiastków występuje w warzywach liściowych, nieco mniej jest ich w roślinach kapustnych i korzeniowych, a najmniej w warzywach, których częścią jadalną są owoce. U warzyw liściowych źródłem zanieczyszczenia metalami ciężkimi może być nie tylko gleba, lecz również pyły, gazy przemysłowe bądź spaliny silnikowe, z których te pierwiastki osadzają się na powierzchni liści. Zauważono, że nagromadzenie się metali w roślinie na ogół maleje w kolejności: korzenie > łodygi > liście > owoce i nasiona. Według współczynnika przenoszenia (iloraz zawartości metalu w roślinie i w glebie) wyróżniono grupy warzyw akumulujących kadm: w bardzo małych ilościach (współczynnik przenoszenia 0,1÷0,5) – groch, fasola szparagowa, umiarkowanie (0,5÷1,0) – marchew, kapusta, silnie (1,0÷3,0) – por, rzodkiewka, bardzo silnie (3,0÷6,0) – sałata, szpinak, seler naciowy. Zawartość metali w warzywach musi być dostosowana do obowiązujących norm i przepisów. Szczególnie wrażliwi na toksyczne działanie metali ciężkich są dzieci i ludzie chorzy.

Ołów jest bardo toksycznym pierwiastkiem znajdującym się zarówno w powietrzu, wodzie, jak i w glebie. Działalność człowieka powoduje zwiększenie jego koncentracji, szczególnie w poziomach próchnicznych gleb. W warunkach znacznego zanieczyszczenia ołów łatwo wnika do łańcucha żywieniowego. Rośliny pobierają go zarówno z podłoża, jak i z pyłu atmosferycznego. Na działanie ołowiu najbardziej wrażliwe są warzywa i zboża. Udział ołowiu pochodzenia atmosferycznego w roślinach wynosi 73 ÷ 95%, jednak udział części nadziemnych, a zwłaszcza liści, w pobieraniu ołowiu jest niewielki. Barierą dla wnikania ołowiu do roślin jest kutykula oraz warstwa wosków, która adsorbuje ten metal (w przeciwieństwie np. do kadmu, cynku i miedzi) na powierzchni. Rośliny 93 ÷ 96% kationów ołowiu wchłaniają i gromadzą w korzeniach. Mogą one pobierać od 3 do ok. 50 razy więcej ołowiu niż liście. Intensywniej kumulują ołów rośliny dwuliścienne (np. warzywa), a wolniej jednoliścienne (zboża). Najwięcej ołowiu stwierdza się w sałacie i liściach buraków. Dopuszczalne stężenie ołowiu w surowcach o przeznaczeniu konsumpcyjnym nie powinno przekraczać 1,0 mg/kg m.s. Według przeprowadzonych analiz ryzyka dla roku 2008/2009 wystąpienia ołowiu jako substancji skażającej w ziarnie zbóż, stwierdzono wysoki poziom ryzyka skażenia w województwach podlaskim i podkarpackim. Na początku pobrany z żywnością ołów nie wywołuje objawów zatrucia, ponieważ akumuluje się w 90% w kośćcu. Jednak dostając się ustroju cały przenika do krwi i łączy się z białkami osocza.  Niebezpieczeństwo zatrucia ołowiem dotyczy głownie narządów takich jak: wątroba, nerki, mózg oraz szpik kostny. Zatrucie ołowiem, tzw. ołowica, objawia się ogólnym osłabieniem organizmu, bólami głowy, nudnościami oraz dolegliwościami sercowymi. W ostrym zatruciu, tzw. kolka ołowicza, następuje patologia narządów wewnętrznych oraz zaburzenie działania obwodowego układu nerwowego. Objawami przewlekłej ołowicy jest niebieskoczarne zabarwienie dziąseł, bladoszary odcień skóry oraz anemia. Ołów przyczynia się do powstania nowotworów żołądka, jajników, nerek, białaczek i mięsaków limfatycznych. Wywołuje niepożądane zakłócenia w psychice i układzie nerwowym, co objawia się agresywnością i zaburzeniem w odbieraniu wrażeń (encefalopatia ołowicza). Związki ołowiu wpływają także negatywnie na układ rozrodczy, co stwarza ryzyko pojawienia się genetycznych zmian chorobowych wśród dzieci oraz uszkodzenia mózgu, powodujące opóźnienie umysłowe. Średnie pobieranie ołowiu przez dorosłego człowieka wynosi 320-440 µg/dzień, a dozwolona dawka tygodniowa wynosi 3000 µg. Jak wykazują liczne badania w Polsce, dzieci znacznie przekraczają dopuszczalną dawkę ołowiu zalecaną przez WHO, która wynosi 54 µg/dzień.

Kadm to jeden z najbardziej toksycznych pierwiastków zarówno dla roślin, jak i dla organizmu człowieka. Średnia zawartość kadmu w polskich glebach mieści się
w granicach 0,03 ÷ 0,22 ppm. Utrzymuje się na powierzchni gleby ponad 250 lat, wchodzi w skład próchnicy, przybierając formy łatwo przyswajalne dla roślin. Jest stosunkowo łatwo i intensywnie pobierany przez rośliny, na ogół proporcjonalnie do stężenia w środowisku. Najczęściej zasobniejsze w kadm są korzenie, liście, łodygi, a ubogie w ten składnik są owoce, nasiona i bulwy. Bardzo dużo kadmu gromadzi się w korzeniu i liściach selera, sałacie oraz marchwi, dużo w ziemniakach, brokułach i kalafiorze, a najmniej w pomidorach, groszku i owocach drzew. Na ogół podwyższoną ilość tego pierwiastka zawierają też liście tytoniu. Według przeprowadzonych analiz ryzyka dla roku 2008/2009 wystąpienia kadmu jako substancji skażającej w ziarnie zbóż, stwierdzono wysoki poziom ryzyka skażenia w województwach śląskim, świętokrzyskim, małopolskim, łódzkim i podlaskim. Pierwiastek ten stanowi szczególne ryzyko dla człowieka i zwierząt, ponieważ jest on łatwo wchłaniany, stosunkowo długo zatrzymywany w tkankach i podlega akumulacji. Toksyczne działanie kadmu na organizm ludzki polega na zaburzeniu czynności nerek, chorobie nadciśnieniowej, zmianach nowotworowych, zaburzeniu metabolizmu białka, uszkodzeniu układu oddechowego. W krótkim okresie gromadzi się on głównie w nerkach, wątrobie, a po dłuższym pobieraniu kadmu przez organizm następuje jego akumulacja w kościach. Drastycznymi następstwami kumulowania się dużych ilości kadmu w organizmie człowieka są wady wrodzone. Stwierdzono: przepuklinę mózgową, wodogłowie, brak oczu, rozszczep podniebienia, brak kości śródstopia. Ze względu na bardzo dużą łatwość gromadzenia kadmu w łożysku stwarza on także zagrożenie dla rozwoju psychofizycznego płodu. Niekorzystnie oddziałuje też na przemiany biochemiczne w organizmie, osłabia proces mineralizacji kości, co blokuje syntezę białek wiążących wapń w przewodzie pokarmowym, zwiększa również częstotliwość absorpcji żelaza, prowadząc do niedokrwistości. Okres biologicznego półtrwania kadmu w organizmie człowieka jest bardzo długi i wynosi około 30 lat.

Miedź jest łatwo pobierana i transportowana w roślinach, najintensywniej przez rośliny młode, kumulowana jest głównie w organach młodych i fizjologicznie aktywnych. Pierwiastek ten silnie wiąże się z białkami i jest najczęściej zatrzymywany w korzeniach roślin. Zawartość miedzi w płodach rolnych przeznaczonych do konsumpcji nie powinna przekraczać 20,0 mg/kg s.m. U ludzi i zwierząt przyjęcie dużej dawki miedzi powoduje głównie zaburzenia w przewodzie pokarmowym. Zbyt duże dawki soli miedzi mogą powodować hemolizę oraz uszkodzenia wątroby i nerek. Duża rozpuszczalność związków, w których występuje cynk powoduje, że jego pobieranie przez rośliny może być znaczne. Cynk pobierany jest przez rośliny zarówno przez korzenie, jak i liście, choć w znacznie większym stopniu przez korzenie. Zawartość cynku w płodach rolnych przeznaczonych do konsumpcji nie powinna przekraczać 50,0 mg/kg s.m. Dzienne zapotrzebowanie człowieka na cynk to 12÷15 mg. Przy obecności dużej ilości tego pierwiastka w organizmie odkłada się on w wątrobie i nerkach. Chrom w warunkach naturalnych łatwo ulega uwstecznieniu (przechodzi w formy trudno dostępne dla roślin) dzięki czemu ograniczony jest jego toksyczny wpływ na rośliny. Stosunkowo duże ilości tego metalu zawierają rośliny motylkowe (groch, fasola) i rośliny rdestowe. Pobierana przez rośliny rtęć, nie ulega w nich koncentracji. Jej toksyczność dla roślin polega na łatwości transportowania w tkankach, pomimo silnego wiązania z grupami sulfhydrylowymi białek. Ustalono, że do całodobowych racji pokarmowych najwięcej rtęci wnoszą warzywa i produkty zbożowe, w dalszej kolejności mięso i jego przetwory. Zakres najczęstszy w warzywach i owocach to 5 – 30 ppb. Za przedostawanie się związków rtęci do środowiska odpowiada używanie fungicydów rtęcioorganicznych (chlorek etylortęci, chlorek metoksyetylortęci, octan metylortęci) stosowanych do zaprawy nasion i cebulek roślin. Głównymi źródłami zanieczyszczeń powietrza i gleby związkami arsenu jest przemysł wydobywczy węgla kamiennego i paliw płynnych oraz górnictwo i hutnictwo metali nieżelaznych. Zawartość arsenu w produktach spożywczych jest zróżnicowana i zależy od rodzaju i pochodzenia surowca. Największe ilości arsenu pochodzą z wody pitnej. Stosunkowo niewielką zawartością arsenu charakteryzują się warzywa i owoce (< 0,1 mg/kg), wyższe ilości stwierdza się w warzywach liściastych (do 0,6 mg/kg) oraz ziemniakach (0,86 mg/kg).

W celu zmniejszenia narażenia na metale ciężkie zawarte w produktach jadanych nie powinno się uprawiać warzyw i owoców w pobliżu ruchliwych tras komunikacyjnych oraz na terenach skażonych metalami ciężkimi. Przed przygotowaniem potraw należy owoce i warzywa dokładnie myć pod bieżącą wodą, odrzucać zewnętrzne liście, obierać ze skórki. Ponieważ część związków metali wypłukuje się podczas gotowania, dlatego warzywa z nieznanego źródła bezpieczniej jest gotować w dużej ilości wody.