Азот, включенный в состав растительных и животных организмов, рано или поздно возвращается в почву, где он минерализуется до нитритов. Нитраты как важная составная часть круговорота азота в природе присутствуют фактически во всех средах окружающего мира: в атмосферном воздухе, водоемах, почве и растениях.
Установлено, что независимо от источников поступления нитраты как хорошо растворимые в воде соединения включаются в общий цикл нитратного азота, дальнейшие видоизменения которого зависят от конкретных условий. Так, например, представляет интерес использованный растениями азот. Наибольшая часть его подвергается денитрофикации почвенными микробами и в виде газов аммиака, окислов азота или газообразного азота улетучивается в атмосферу. Другая часть азота усваивается почвенными микроорганизмами. Оставшаяся, наиболее значительная, часть не закрепленного почвой азота выносится из плодородного слоя и безвозвратно теряется, загрязняя малые реки, пруды и другие поверхностные водоемы. Таким образом, применение азотсодержащих минеральных удобрений, особенно их внесение, сопровождаются побочными неблагоприятными последствиями, проявляющимися в виде непроизводительных потерь азота, который накапливается как загрязнитель в окружающей среде. Выбросы призводства минеральных удобрений способствуют повышению содержания нитратов в пищевых растительных продуктах и питьевой воде.
Основные пищевые цепи миграции нитратов: промышленные производства – атмосферный воздух – водоемы – питьевая вода – человек; азотные минеральные удобрения – почва – газообразные окислы азота – атмосферный воздух – водоемы – питьевая вода – человек; азотистые минеральные удобрения – почва – грунтовые воды – водоемы – питьевая вода – человек; азотистые минеральные удобрения – почва – растения – растительные пищевые продукты – человек.
Но главная опасность злоупотребления минеральными удобрениями связана прежде всего с накоплением в них помимо нитратов и нитритов нитрозосоединений – сильных канцерогенов (вещества, способствующие развитию злокачественных опухолей), обладающих токсическими свойствами. Установлено, что с увеличением доз минеральных удобрений повышается суммарное количество нитрозосоединений в зерновых и овощах. Нитрозамины – продукты реакции нитратов с вторичными аминами. Они могут, передаваясь по пищевой цепи, концентрироваться в растениях. Например, кормовая капуста содержит более 3,4 % бензпирена (канцероген), что объясняют более длительным адаптационным периодом этого вида капусты, а значит, и большим накоплением этого вещества, поступающего из воздуха. Морковь и другие корнеплоды аккумулируют самые различные ядовитые вещества из почвы. При избыточном удобрении шпинат переводит нитраты в нитриты, а последние служат исходным материалом для образования нитрозаминов.
Загрязнение нитратами продуктов животного происхождения происходит в основном через корм и питьевую воду, которые потребляют сельскохозяйственные животные. Нитраты и нитриты попадают также в колбасные изделия, копчености, сыры и другие продукты при их использовании в качестве пищевых добавок. Обычно именно во втором случае в мясных продуктах, обработанных нитратами или нитритами, находят нитрозамины.
Концентрация нитрозаминов в продуктах питания существенно различается. Молочные и растительные продукты, а также напитки и соки содержат их в количествах, в основном не превышающих 2 мкг/кг. Самое высокое содержание вредных веществ было обнаружено в солонине и ветчине, значительное количество – в высокобелковых, кулинарно обработанных рыбных и мясных продуктах. В больших количествах нитрозамины обнаруживаются в полукопченых колбасных изделиях. Это связано с использованием при копчении дыма, в состав которого входят окислы азота (способствуют синтезу нитрозаминов в продуктах). В копченой рыбе нитрозаминов выявлено больше, чем в свежей.