Курсовая работа по аналитической химии на тему Сравнительный анализ содержания тяжёлых металлов в листьях салата у разных торговых представителей

Введение
Химические элементы, которые, входя в состав орга¬низмов растений, животных и человека, принимают участие в процессах обмена веществ и обладают выражен¬ной биологической ролью, получили название биогенных элементов. К числу биоэлементов относятся: азот, водо¬род, железо, йод, калий, кальций, кислород, кобальт, кремний, магний, марганец, медь, молибден, натрий, сера, стронций, углерод, фосфор, фтор, хлор, цинк.
Одна из самых приоритетных проблем современности это загрязнение биосферы тяжелыми металлами. Термин «тяжелые металлы» был впервые употреблен еще в 1817 году немецким химиком Леопольдом Гмелиным (Leopold Gmelin), который разделил известные в то время химические элементы на три группы: неметаллы, легкие металлы и тяжелые металлы (Habashi, 2009).
Словосочетание «тяжелые металлы» большинством людей воспринимается как синоним понятия « токсичные металлы». Часто оно рассматривается с природоохранной точки зрения, и тогда при включении элемента в эту группу учитываются не столько его физические и химические свойства, сколько биологическая активность, токсичность для живых организмов, распространенность в природной среде, степень вовлеченности в природные и техногенные циклы и т.д. Необходимо отметить, что среди тяжелых металлов имеются элементы, необходимые для жизнедеятельности растений (микроэлементы), а также элементы, функциональная роль которых в настоящее время неизвестна.
Поступление тяжелых металлов в окружающую среду происходит в результате естественных процессов (образование аномально обогащенного металлами морского и вулканического аэрозоля, выветривание почв и горных пород), так и антропогенных выбросов. Выбрасываемые антропогенными и природными источниками металлы преимущественно входят в состав твердых частиц, продолжительность их пребывания в атмосфере определяется временем жизни различных фракций аэрозоля и пыли, т.е., не превышает в нижней атмосфере 1-2 недель.
Твердые частицы выбросов предприятий, содержащие тяжелые металлы, попадают в почву из атмосферы с осадками (дождь, снег, град), а также с листопадом. Это создает благоприятные условия для аккумуляции в почве этих элементов и их производных [1-3].
Листья растений накапливают тяжелые металлы в своих тканях, следовательно, когда листва опадает, то тяжелые металлы попадают на поверхность почвы, где и происходит процесс разложения.
От воздействия тяжелых металлов также страдают и микроорганизмы (дождевые черви и другие членистоногие), которые играют не маловажную роль в процессе разложения опавшей листвы.
Элементы тяжелых металлов могут поглощаться корневой системой растений и попадать в их наземную часть. Также они могут попадать в атмосферу вместе с пылью, а могут и вымываться и попадать в грунтовые воды.
В последние десятилетия внимание ученых многих стран сосредоточено на изучении механизмов устойчивости растений к тяжелым металлам, что вызвано значительным усилением загрязнения окружающей среды этими химическими элементами вследствие быстрого развития промышленности, резкого увеличения числа автотранспортных средств, возрастания количества вносимых в почву минеральных удобрений и т.д.
Целью курсовой работы является рассмотрение влияния тяжелых металлов на растения, описание методов определения их содержания в растениях, а также выполнение сравнительного анализа содержания тяжелых металлов в листьях салата у разных торговых представителей методом инверсионной вольтамперометрией.

1. Литературный обзор
Постоянный рост народонаселения и быстрое развитие производства привели в конце 20-го века ситуацию с состоянием окружающей среды во многих странах и регионах мира на грань экологического кризиса. К числу основных факторов деградации природной среды относится ее загрязнение различными поллютантами, среди которых одно из главных мест занимают тяжелые металлы [1,2].
Тяжелые металлы – химические элементы, отличающиеся высокой токсичностью для всех живых организмов и способностью по пищевым цепям поступать в организм человека и животных, что представляет серьезную угрозу для их жизнедеятельности. По данным Всемирной организации здравоохранения токсичные металлы, оказывающие негативное влияние на человека, занимают второе место, уступая лишь пестицидам и значительно опережая такие хорошо известные загрязнители окружающей среды, как двуокись углерода и серы.
Как показывают исследования, на протяжении последних десятилетий содержание тяжелых металлов в окружающей среде – в воздухе, воде и почве – неуклонно повышается. Это связано с быстрым развитием и активной работой промышленных предприятий, резким увеличением количества автотранспорта, ежегодным внесением в почву высоких доз минеральных удобрений, широким применением пестицидов и гербицидов. При этом тяжелые металлы имеют длительный период полураспада с сохранением своих токсических свойств, а также обладают кумулятивным действием, накапливаясь в живых организмах [3].
Одной из актуальных проблем для многих стран стала проблема утилизации осадков городских сточных вод, объединяющих, как правило, бытовые и промышленные воды. Осадки сточных вод (ОСВ), прошедшие предварительно обеззараживание, могли бы стать очень ценным органическим удобрением, богатым всеми элементами питания, особенно такими дефицитными, как азот, фосфор, калий. Однако во многих случаях ОСВ содержат столь значительные количества тяжелых металлов (ТМ), что делает их широкое использование в сельском хозяйстве проблематичным [1,4].
Безопасность продуктов питания и продовольственного сырья относят к основным показателям, которые определяют здоровье населения и сохранность его генофонда. Под безопасностью продуктов питания следует понимать отсутствие опасности для здоровья человека при их употреблении, как с точки зрения острого негативного воздействия (пищевые отравления и пищевые инфекции), так и с точки зрения опасности отдаленных последствий (канцерогенное, мутагенное и тератогенное действие). Иными словами, безопасными можно считать продукты питания, не оказывающие вредного, неблагоприятного воздействия на здоровье настоящего и будущих поколений.
Около 70 % всех загрязнений попадают в организм человека с продуктами питания. Результаты контроля качества продуктов питания свидетельствует о высоком уровне загрязнения продуктов токсичными химическими соединениями, биологическими агентами и микроорганизмами. В целом от 1,5 до 10 % исследуемых проб продуктов питания содержат тяжелые металлы, из них от 2,5 до 5 % в концентрациях, превышающих ПДК [4,5].
Проблема безопасности продуктов питания – сложная комплексная проблема, требующая значительных усилий для ее решения, как со стороны ученых – биохимиков, микробиологов, токсикологов, так и со стороны производителей, санитарно – эпидемиологических служб и др.
Для контроля качества сельскохозяйственной продукции и продуктов питания используют современные высокоэффективные методы химического анализа, к числу которых относятся вольтамперометрические методы. Наиболее востребованным методом определения тяжелых металлов в продуктах питания является метод инверсионной вольтамперометрии.