Reziduuri Anorganice în Produsele Alimentare - Reziduuri de Metale Grele

1. Introducere

Poluarea cu metale grele este o problemă de anvergură mondială care, deşi asociată în special zonelor intens industrializate, a devenit de mare actualitate pentru autostrăzi şi pentru localităţile frecventate de un mare număr de autovehicule.

Luând în considerare cel puţin 90 de metale poluante eliberate pe şosele prin arderea combustibililor, zincul, cuprul şi plumbul sunt cele trei metale grele cel mai frecvent depistate. Metalele grele sunt asociate, ca factori secundari, unor procese patologice complexe întâlnite la om şi animale. Omenirea nu are altă soluţie decât aceea de a conştientiza pericolul deosebit pe care poluarea cu metale grele îl reprezintă şi de a lua măsuri de reducere a acesteia. în acest sens, un fapt îmbucurător este acela al diminuării concentraţiei plumbului prin fabricarea şi utilizarea tot mai frecventă în ultimii ani a benzinei fără plumb.

În categoria metalelor grele intră o serie de elemente chimice, cu mare toxicitate pentru organismele vii. Efectul toxic se manifestă la depăşirea unui anumit prag sub care unele (Co, Cu, Fe, Ni, Zn) pot fi chiar componente esenţiale ale unor proteine implicate în diferite căi metabolice. Astfel, dacă alimentele ar fi complet lipsite de metale atunci ar apărea deficienţe nutriţionale.

Metalele grele se găsesc în diferite concentraţii în sol, apă, aer, alimente de origine vegetală sau animală, în funcţie de diferiţi factori care determină poluarea acestora.Aerul poate fi o sursă de contaminare reprezentând o cale de vehiculare a metalelor şi de depunere a lor pe sol, plante (de exemplu emisia de plumb de la automobile). Contaminarea cu metale grele a aerului este rezultatul numeroaselor activităţi antropogene: combustia cărbunelui, petrolului, producţia de metale neferoase, producerea de oţel şi fier, producţia de ciment, instalaţii pentru epurarea gazelor reziduale, acumularea şi incinerarea deşeurilor etc.

Sursele de metale în sol pot fi: folosirea fertilizatorilor, pesticide care conţin metale (fungicide ce conţin mercur, cupru, arsen, zinc etc.). Bineînţeles că în funcţie de tipul solului şi localizarea geografică, acesta conţine cantităţi ridicate de metale grele (în România la Baia Mare, Copşa Mică) sau poate fi deficient în acestea.

Nivelurile concentraţiilor de metale grele în soluri uscate necontaminate menţionate în literatură sunt: crom 50 μg/g, cobalt 8 μg/g, cupru 12 μg/g, plumb 15 μg/g, magneziu 450 μg/g, molibden 1,5 μg/g, nichel 25 μg/g, vanadiu 90 μg/g, cadmiu 0,4 μg/g, mercur 0,06 μg/g, zinc 40 μg/g. Niveluri ridicate natural în sol pot rezulta ca urmare a proceselor geologice, însă în cea mai mare parte rezultă în urma agriculturii şi a activităţii industriale.

Apa poate fi o importantă sursă de contaminare, ca urmare a deversărilor, activităţii staţiilor de epurare şi preepurare, descărcării apelor de canalizare, a deşeurilor menajere. Duritatea apei şi conţinutul de compuşi organici pot determina îmbogăţirea acesteia cu plumbul din conductele străbătute.

De asemenea, o importantă sursă de contaminare cu metale grele a alimentelor poate fi contactul cu maşinile, instalaţiile sau utilajele de prelucrare, păstrarea conservelor în ambalaje metalice. Există şi surse accidentale, de exemplu utilizarea de recipiente şi ţevi la instalaţii clandestine de fabricat rachiuri, folosirea diferiţilor compuşi ai unor metale grele pentru spoire.Pentru om o importantă sursă de intoxicări o reprezintă şi specificul locului de muncă, ducând la apriţia unor boli profesionale în anumite industrii.

2. Metode de determinare a metalelor grele din produse alimentare

Sunt cateva metode generale de laborator care ajuta la determinarea concentratiei metalelor grele cu o precizie de ordinul ppm, dupa cum urmeaza:

- Absorbtia atomica spectrala (A.A.S);

- Calorimetria;

- Polarigrafia;

- Razele X flourescente;

- Analiza energiei de dispersie prin razele X (EDAX);

- Analiza microsondelor de electroni;

- Folosirea electrozilor ioni selctivi.

Absorbtia atomica spectrala (AAS), razele X fluorescente, EDAX, si icrosondele,printer altele, toate determina doar concentratia metalica totala, dar nu pot oferi direct informatiile despre specia detectata.Folosirea electrozilor ioni selctivi, calorimetria, si polarografia, pe de alta parte , nu numai ca permite ca un metal greu necunoscut sa fie identificat dar permit si determinarea valentei metalului respectiv.

De asemenea, dintre toate metodele de detectie prezentate mai sus, colorimetria, polarigrafia, si electrozii ioni selectivi, sunt caracteristice unor echipamente ce pot fii folosite cu usurinta.

Dintre aceste metode polarigrafia prezinta cea mai scazuta limita de detectie. Unul din avantajele acestei metode este pretul relativ scazut fata de alte metode analitice cum ar fi EDAX-ul, absorbtia atomica spectrala, sau microsondele cu electroni.La fel ca toate metodele analitice polarigrafia este si ea o metoda limitata (este dificila realizarea unei analize simultane a mai multor elemente).Eroarea ca electrodul din complex sa contina macromolecule asociate pote fii o problema. Deasemenea si interferenta dintre ionii cu acelasi potential electrochimic poate provoca rezultate unele erori.