Презентація "Роль хімії у вирішенні продовольчої проблеми людства"

РОЛЬ ХІМІЇ У ВИРІШЕННІ ПРОДОВОЛЬЧОЇ ПРОБЛЕМИ ЛЮДСТВА

Населення нашої планети зростає. Це означає, що сьогодні слід замислитися над тим, як забезпечити населення Землі харчуванням в майбутньому. Розрахунки вчених приводять до висновку, що проблему можна вирішити, якщо за найближчі 40-50 р. світова продукція зросте в 3-4 рази. Подібний приріст можливо буде здійснено в тому разі, якщо відбудеться «зелена революція» - різкий підйом сільського господарства, насамперед у країнах, з урахуванням впровадження всіх досягнень сучасної науки, зокрема хімії. Модернізоване сільське господарство, з допомогою хімії і біології – легко зможе прогодувати більше 7 млрд. чоловік. У вирішенні продовольчої проблеми у глобальному масштабі в основному наголошується на збільшенні виробництва рослинної і тваринної їжі природнього походження.

Збільшення обсягу виробництва їжі природнього виробництва, на думку фахівців, буде досягатися за рахунок створення сприятливих умов розмноження та росту рослин і тварин. Наприклад, застосування добрив, стимуляторів, штучних кормів для сільськогосподарських тварин, засобів захисту рослин та тварин, введення у практику харчування нових продуктів, видобутих в океані тощо.

Почнемо з добрив. Без них неможна уявити сучасне сільське господарство. Одним з головних елементів, що вводяться у грунт у складі мінеральних добрив, є азот. Якщо Гідроген, Оксиген, Карбон потрапляє в рослини з водою та вуглекислим газом, то Нітроген - через кореневу систему. Тому виробництво нітратних добрив – це одна з наймогутніших галузей хімічної промисловості сьогоднішнього дня. Велику частину їх отримують з амоніаку, який синтезують з водню й азоту у присутності каталізаторів за нормальної температури від 400 до 500 о. С і високому тиску.

Зараз сільському господарству потрібні величезні кількості нітратних добрив: амоніаку і виготовлених із нього сульфату, карбонату і нітрату амонію. Амоніак – це найбільш концентроване нітратне добриво (містить понад 80% азоту).

Великі втрати врожаю пов’язані з шкідниками і хворобами сільськогос-подарських рослин. Гине приблизно одна третина врожаю. Якщо відмовитися від використання хімічних засобів захисту рослин, ця частка подвоїться. Для 3 тис. видів культурних рослин відомі близько 30 тис. збудників хвороб. Через захворювання рослин люди втрачають 10-15% врожаю ще до того, як його буде зібрано. Спільний вплив хвороб, шкідників та бур’янів зменшують врожай від 25 до 40%. Від 5 до 25% продукції сільського господарства втрачається при перевезенні і зберіганні. Через це сумарні втрати врожаю, перш ніж він потрапить до споживачів, складають у різних країнах до 50%.

Споживання пестицидів за кордоном зросла у 10-20 раз, відмовитися від яких неможливо. Попри все їх застосування постійно росте. Використовувати пестициди потрібно обережно. Разом з їжею вони можуть потрапити до організму людини. Їх розсіювання у природі має негативний вплив на природні екосистеми. І це породжує перед хіміками складні завдання. Перше завдання – розробка методів контролю вмісту пестицидів в їжі. Друге завдання – вдосконалення пестицидів, які вимивалися б із полів у річки та інші природні екосистеми і взагалі не завдавали б шкоди навколишньому середовищу. Крім комах, значну частину врожаю знищують чи псують бактерії, віруси, гриби. Робота зі створення сучасних хімічних засобів захисту від них ще лише розгортається. Тепер у багатьох лабораторіях світу отримують системні фунгіциди, тобто засоби боротьби з грибковими захворюваннями рослин.

Однією з головних складових частин загальної проблеми забезпечення їжею зростаючого населення земної кулі є проблема повноцінного білка в їжі. Рослинний білок, як правило, містить лише дуже невелика кількість амінокислот, у тому числі так званих незамінних (аргінін, валін, лізин та ін), тобто таких, які не синтезуються в організмі людини або синтезуються зі швидкістю, недостатньою для потреб життєдіяльності організму. Значить, вони повинні надходити в достатній кількості з їжею, що містить всі потрібні амінокислоти. Такою їжею може бути тваринний білок.

У тваринництві все більшої ваги набувають штучні, виготовлені на спеціальних заводах, корми. Проте за розширених масштабів тваринництва і збільшенні попиту на продукцію самих джерел білка може невистачити, тому хіміки та біологи вже почали шукати шляхи заміни таких кормів. Шлях забезпечення сільськогосподарських тварин повноцінними білками ґрунтується на його мікробіологічному синтезі з допомогою дріжджів і бактерій. Одержання біомаси шляхом мікробіологічного синтезу – це основа індустріального виробництва їжі у майбутньому. Сировиною можуть бути різноманітні речовини, зокрема рослинні відходи.

Оскільки мікробіологічний синтез відбувається на заводах, виробництво білка у такий спосіб не вимагає ні великих орних площ землі, ні сприятливих погодних умов. Воно йде рівномірно і безупинно, піддається механізації і автоматизації. Поки отримувана біомаса застосовується лише як корм тваринам. Щоб використовувати її у ролі їжі для людей, потрібно вирішити ряд проблем. Головна проблема – ретельна перевірка цього продукту на нешкідливість, відсутність побічних наслідків тривалого вживання.

Крім мікробіологічного синтезу білків, методами біотехнології в даний час отримують вітаміни, антибіотики, гормональні препарати, ензими, деякі біополімери, інсектициди, барвники для харчових продуктів і т.д.

Разом з вуглеводами, жирами та білками життєво необхідні процеси в організмі людини забезпечують вітаміни: вітамін С, що міститься в овочах і фруктах; групи А — у продуктах тваринного походження; групи В (В1-В12), якими забезпечують організм хліб з борошна грубого помелу, горіхи, спаржа, картопля, кукурудза, квасоля, гречка, зелені овочі, бобові, горох, пророщені зерна пшениці та ячменю. З тваринних продуктів: яєчний жовток та яйця, молоко й молочні продукти, сир, риба, морепродукти, м'ясо птиці, мозок, печінка, нирки, серце й ін. Засвоєнню жирів і вітамінів А та D сприяє вітамін Е, що локалізується в рослинній олії, яйцях, сої, горіхах, яловичій печінці, молочних продуктах. Вітамін D сприяє всмоктуванню кальцію, нормальному росту й розвитку кісток, запобігає таким хворобам, як рахіт та остеопороз. Міститься в кисломолочних продуктах, сирі, вершковому маслі, яйцях, морепродуктах. Також є в петрушці, капусті, кукурудзі та інших овочах, кропиві й кульбабі.

Отже, вирішення продовольчої проблеми є важливим, оскільки харчування - це запорука життя та різнобічного розвитку людини: фізичного, духовного, морального, естетичного. Культура харчування значною мірою залежить від раціонального використання харчових продуктів, а з цим пов'язані не тільки стан здоров'я, а й фінансові затрати людини й економія продуктів, які можуть потрапити до тих, кому їх бракує.

Людина, яка розуміє проблеми, пов'язані із забезпеченням людей продовольством, харчуватиметься збалансовано, дотримуючись оптимального співвідношення харчових речовин. Цим вона сприятиме економії продуктів, яких часто не вистачає іншим людям. Оскільки продуктами харчування є речовини, то внесок хімії в розв'язання продовольчої проблеми надзвичайно великий та вагомий.

ДЯКУЮ ЗА УВАГУ