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第二章环境污染对食品安全性的影响 第一节环境污染与食品安全大气土壤水体 环境污染 人类活动所引起的环境质量下降而对人类及其它生物的正常生存和发展产生不良影响的现象 主要是针对动植物生产过程 一 原生环境与食品安全原生环境 是指没有受人类活动影响的自然环境 一般来说 在原生环境中存在着许多有利于人体健康的因素 健康的空气 水体 土壤 太阳辐射 微小气候和自然生态系统有利于食品安全 有些原生环境也会对人体健康产生不利影响 地球表面化学元素分布的不均匀性 常导致局部地区某种化学元素含量的过剩或不足 引起各种类型生物地球化学性疾病 地方病 碘盐是最重要的补碘方法 碘缺乏病 甲状腺肿 克汀病硒缺乏病 克山病 大骨节病元素慢性中毒 地方性氟病 慢性砷中毒 慢性硒中毒 有些地区自然放射率高 畸胎率高 二 次生环境与食品安全次生环境 在人为活动影响下形成的环境 工农业生产排放有毒有害污染物 大量进入环境 破坏生态平衡 使人类生活环境的质量急剧恶化 按环境因素的性质 分为 物理性 核爆炸 核泄露及辐射 化学性 成分复杂 种类繁多 生物性 细菌 真菌 病毒 第二节大气污染对食品安全性的影响 当大气中污染物质的浓度达到有害程度 以至破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件 对人或物造成危害的现象叫做大气污染 干洁空气 指在自然状态下的大气 由混合气体 水气和杂质组成 除去水气和杂质的空气 其主要成分是氮气 占78 09 氧气 占20 94 氩 占0 93 其它各种含量不到0 1 的微量气体 如氖 氦 二氧化碳 氪 造成大气污染的原因主要是人为因素 如工业废气 燃烧 汽车尾气和核爆炸等 颗粒物 指大气中液体 固体状物质 又称尘 硫氧化物 是硫的氧化物的总称 包括二氧化硫 三氧化硫 三氧化二硫 一氧化硫等 碳的氧化物 主要包括二氧化碳和一氧化碳 氮氧化物 是氮的氧化物的总称 包括氧化亚氮 一氧化氮 二氧化氮 三氧化二氮等 碳氢化合物 是以碳元素和氢元素形成的化合物 如甲烷 乙烷等烃类气体 其它有害物质 如重金属类 含氟气体 含氯气体等 危害 长期暴露在污染空气中的动植物 由于其体内外污染物增多 可造成其生长发育不良或受阻 甚至发病或死亡 一 氟化物大气污染中以氟化物污染最为严重 对食品的污染分为 1生活燃煤污染型煤质低劣 煤火烘烤导致室内贮存 烧制的粮菜被严重污染 烧烤玉米含氟量达26 3 84 2mg kg 2工业生产污染型工厂排出的主要氟化物为SiF4和HF 它们易溶于水 具有剧毒性 氟具有在生物体内蓄积的特点 植物体内的含氟比空气中含氟高百万倍 农作物可直接吸收空气中的氟化物 通过叶片上的气孔进入体内 受污染的工厂四周土壤 地面水 牧草 农作物的含氟量都较高 氟被动物体吸收后 95 以上沉积在动物骨骼里 饲料含氟超过30 40mg kg导致牛患氟中毒症 由氟在人体内的蓄积引起的典型疾病为氟斑牙和氟骨症 症状表现为齿斑 骨增大 骨质疏松 骨的生长速率加快等 因燃煤含有毒气体 贵州西部居民浸染砷毒 氟毒数十年1000万氟斑牙患者 64万氟骨病人 氟中毒的人口1900万 占贵州人口的一半贫穷是和砷毒 氟毒一样严重的顽疾 贫穷的地区 食物结构单一 房屋居住条件差 厨房和居室合为一体 健康意识差 所以更容易患上氟病砷病 而一旦患病 就会更加贫穷 砷毒和氟毒并不仅仅是个医疗问题 也是个经济问题和社会问题 我国现行氟化物标准 饮水 1mg L大米 面粉 豆类 蔬菜 蛋类 1mg kg水果 0 5mg kg肉类 2mg kg 二 二恶英二恶英是一类多氯代三环芳香族化合物 具有强烈致癌 致畸 致突变的特点 2 3 7 8 四氯代二苯并二恶英是目前世界上已知的一级致癌物中毒性最强的有毒化合物 1988年 美国发表了全球第一个二恶英危险评价报告 指出一万个癌症病人中 就有一个是因二恶英引起的 1995年该报告的第二版已将这个数值修订为千分之一 由于二恶英来源广泛 毒性强 已被世界各国公认为是对人类健康具有极大潜在危害的 全球性散布的重要有机污染物 能够产生二恶英的途径 自然界中森林火灾 但更主要来自人类活动 焚烧城市生活垃圾所产生的二恶英占总量的95 氯碱工业 染料工业 有机氯工业废渣 造纸废水 汽车尾气和金属的熔炼 日本首都东京以北的一个垃圾处理站里 焚化炉冒出大量的浓烟 国际上认为二恶英是人类社会进入工业化之后的典型副产物 由于二恶英化学结构稳定 亲脂性高 又不能生物降解 因而具有很高的环境滞留性 无论存在于空气 水还是土壤中 它都能强烈地吸附于颗粒上 借助于水生和陆生食物链不断富集而最终危害人类 极大地影响食品安全 1998年 世界卫生组织规定的人体每日容许摄入量减低到1 4皮克 万亿分之一克 三 煤烟粉尘和金属飘尘产生于冶炼厂 钢铁厂 焦化厂的烟尘也危害作物 使果蔬品质下降 四 沥青烟雾含多种致癌物 受沥青烟雾污染过的作物 一般不能直接食用 五 酸雨指降水的pH值低于5 6时 降水即为酸雨 煤炭燃烧排放的二氧化硫和机动车排放的氮氧化物是形成酸雨的主要因素 降水pH 4 9时 将会对森林 农作物和材料产生明显损害 酸雨使淡水湖泊 河流酸化 影响鱼类的繁殖 使土壤酸化 土壤中的镉 铜 铅等元素转化为可溶性化合物 提高土壤溶液中重金属浓度 给食品安全性带来影响 中国酸雨区域大致稳定在中国长江以南 胶东半岛和延边地区 属于东南亚酸雨区域一部分 也是全球关心的区域环境问题之一 第三节水体污染对食品安全性的影响 水污染 水体因某种物质的介入 而导致其化学 物理 生物或者放射性等方面特征的改变 从而影响水的有效利用 危害人体健康或者破坏生态环境 造成水质恶化的现象 中华人民共和国水污染防治法 1984 水体污染会对渔业和农业带来严重的威胁 它不仅使渔业资源受到严重破坏 而且影响农作物的生长发育 造成作物减产 同时也给食品的安全性带来严重的影响 对食品安全性有影响的水污染物有三类 1无机有毒物 包括各类重金属和氧化物 氟化物等 2有机有毒物 主要为苯酚 多环芳烃 各种人工合成的具有蓄积性的稳定的有机化合物 如多氯联苯和有机农药等 3病原体 污染物随污水进入水体以后 能够通过水生植物的根系吸收向水上部分以及果实中转移 使有害物质在作物中蓄积 同时 被水生动物摄食后在其体内蓄积 有些污染物 如汞 镉 含量远低于危害农作物或水体动物的生长发育 但已在体内蓄积 使其可食用部分的有害物质蓄积量超过食用标准 对人体健康产生危害 水体污染对陆生生物的影响主要是通过污灌的方式进入 污灌会引起农作物中有害物质含量增加 化学耗氧量 COD 是指化学氧化剂氧化水中有机污染物时所需氧量 化学耗氧量越高 表示水中有机污染物越多 生化需氧量 BOD 生化需氧量也是水质有机污染综合指标之一 是指在一定温度 20 时 微生物作用下氧化分解所需的氧量 一 酚类污染物主要来源于含酚废水 如焦化厂 煤气厂 煤气发生站 石油炼厂 木材干馏 合成树脂 合成纤维 染料 医药 香料 农药 玻璃纤维 油漆 消毒剂 化学试剂等工业废水 酚类属有毒污染物 但其毒性较低 酚类化合物对鱼类有毒害作用 鱼肉中带有煤油味就是受酚污染的结果 二 氰化物水体中氰化物主要来源于冶金 化工 电镀 焦化 石油炼制 石油化工 染料 药品生产以及化纤等工业废水 氰化物具有剧毒 氰氢酸对人的致死量平均为50微克 氰化钠约100微克 氰化钾约120微克 氰化物经口 呼吸道或皮肤进入人体 极易被人体吸收 急性中毒症状表现为呼吸困难 痉挛 呼吸衰竭 导致死亡 三 石油 海洋污染的超级杀手主要来源于石油的开采 炼制 储运 使用和加工过程 石油类污染对水质和水生生物有相当大的危害 漂浮在水面上的油类可迅速扩散 形成油膜 阻碍水面与空气接触 使水中溶解氧减少 油类含有多环芳烃致癌物质 可经水生生物富集后危害人体健康 四 苯及其同系物主要来源于化工 合成纤维 塑料 橡胶 制药 电子 印刷行业 含苯废水和废气中苯的同系物含量很高 苯影响人的神经系统 剧烈中毒能麻醉人体 轻则引起头晕 无力 呕吐 重则失去知觉甚至死亡 五 污灌中的重金属可以在作物中蓄积 影响农作物产品中的品质 甚至会引起作物死亡 水体重金属污染物对鱼类等水生动物的生存也有重要影响 从而降低食用价值 蔬菜对重金属的吸收累计最高 其次是小麦和玉米 水果最低 汞 Hg 及其化合物属于剧毒物质 可在体内蓄积 水体中的汞主要来源于贵金属冶炼 仪器仪表制造 食盐电解 化工 农药 塑料 等工业废水 其次是空气 土壤中的汞经雨水淋溶冲刷而迁入水体 汞污染主要是水产品 对人体危害最大的是有机汞 甲基汞在人体内极易被肝和肾吸收 其中有15 被脑吸收 具有脂溶性 原形蓄积和高神经毒性 水体中汞对人体的危害主要表现为疲乏 多汗 头痛 易怒 肢体麻木 感觉障碍等 水俣病 日本 1953年 我国规定汞在食品中的量限值为0 01 0 05mg kg 我国水污染现状3 6亿人难寻安全饮用水 世界卫生组织调查指出 人类疾病80 与水污染有关 据统计 每年世界上有2500万名以上的儿童因饮用被污染的水而死亡 有关资料显示 我国有24 的人饮用不良水质的水 约1000万人饮用高氟水 约3000万人饮用高硬质水 5000万人饮用高氟化污水 而这些数据每年均呈上升趋势 广东省清远市斜塘村 是一个在当地地图上都很难找到的小村落 这个村落在2002年被媒体曝光之前 却一直被死亡预言一般的 魔咒 笼罩了几十年 村里的男人在壮年将殒 据一个环保组织统计 该村50多年来有4户断绝人丁 村里的男子不少壮年早逝 仅剩下孤儿寡母 而活着的人多数有病在身 到2002年 村里只有7户共38人仍驻守在这块祖宗留下的地方 已婚的12对夫妇中 夫妇健全的仅4对 有的年刚30岁就丧偶 而附近村子里的人都生活得十分健康 所以 其他村庄的女孩不愿嫁到斜塘 而斜塘的姑娘也招不来别村的女婿 提到斜塘村 邻村的人都会皱着眉称它为 短命村 不仅村里的成人在遭受病痛的折磨 连十几岁的少年也不可幸免 李家两兄弟先后患上肾炎 连腰都直不起来 已经18岁的哥哥发育得连10岁的孩子都不如 2002年 广东省青年志愿者的 健康直通车 开进了斜塘村 来自南方医院的专家们经过实地考察 将该村人饮用的水样送往有关部门化验 终于揭开了斜塘村人 短命 的秘密 原来 斜塘村只有一口井 村里人都要靠井水为生 就是从这口井中打出的水里 肉眼可见水中有沉淀物 铁 锰 亚硝酸盐等的含量大大超过国家卫生标准 其中亚硝酸盐超标3倍 锰超标6倍 第四节土壤污染对食品安全性的影响 土壤的自然本底 土壤本身含有许多矿物元素 如钙 镁 铁 汞 镉 砷 铬等 其本身含量叫土壤的自然本底 土壤自净土壤的生物净化 土壤污染的途径 化肥 农药的施用和污灌 污染物进入土壤 并随之积累土壤作为废物 垃圾 废渣和污水等 的处理场所 使大量的有机和无机的污染物质进入土壤大气或水体中污染物质的迁移和转化也带来环境污染如在钢铁工业区 常发生酚 金属的残留积累 石油工业区 发生油 芳烃 烷烃 苯并芘等污染 一 有毒有害矿质元素这些元素可能随着废气进入大气 然后在重力作用下进入土壤 也可能通过污水灌溉污染土壤 它们在土壤中不像有机物那样易分解或降解 而是在土壤中残留 蓄积 当蓄积到一定数量之后 便显示出危害 作物吸收积累重金属复合污染物特性 小麦和大豆籽粒吸收积累重金属较多 水稻吸收积累较多的器官是根系 而玉米则在茎叶中吸收积累较多 1镉 Cd 是银白色能延展的重金属 无污染的土壤中镉含量小于1mg kg 作物对镉有高蓄积性 食品种类中 烟叶中镉的含量出奇地高 其次是家畜内脏 贝壳类水生生物有较高富集镉的能力 我国规定镉在食品中的量限值为0 03 0 2mg kg 研究表明 人体从环境中摄取的镉 食品占51 0 饮水占1 1 空气1 0 香烟46 如果人体内镉的蓄积量超过一定限度就会引起中毒 误食含镉食品而造成的中毒大多是急性的 主要症状是恶心 呕吐 腹泻 腹痛 病情较重者 还伴有头痛 眩晕 盗汗 手和上肢麻木等症状 有的还有抽搐 痛痛病 20世纪60年代 日本 2铬 Cr 是银白色质地坚硬 耐腐蚀的重金属 三价铬是人体必需的微量元素 但过量的摄入也会产生毒害 六价铬的毒性比三价铬大100倍 化工 金属加工 电镀 涂料 颜料工业 特别是制革业排放的废水及处理后的污泥是土壤铬污染的来源 植物从土壤中吸收的铬大部分积累在根中 其次是茎叶 籽粒中较少 铬通过食物链的富集作用 影响人体健康 六价铬可能经口 呼吸道或皮肤进入人体 引起支气管哮喘 皮肤腐蚀 溃疡和变态性皮炎 长期接触铬 还可导致呼吸系统癌症 3铅 Pb 土壤中的铅污染大多来自铅冶炼厂和天然铅矿 蓄电池制造及废弃物 含铅涂料 油漆 含铅燃料燃烧 植物吸收铅之后 主要累积在根系中 只有部分进入茎 叶和籽粒之中 研究表明 当土壤含铅为75 600毫克 公斤时 植物叶片中的铅会明显增加 对草食性家禽构成威胁 铅化合物对人体的影响主要是神经系统 肾脏和血液系统 常见的中毒症状有食欲不振 胃肠炎 口腔有金属味 头痛 头昏 失眠 肌肉酸痛 贫血 铅还会引起肾功能损害 高浓度铅可能诱发恶性肾脏肿瘤 铅可能影响儿童的智力发育 我国规定铅在食品中的限值为1 2mg kg 4砷 As 是非金属元素 化合物多为白色粉末或结晶 均有毒 毒药 砒霜 即是三氧化二砷 有机砷的毒性小 无机砷的毒性大 污染源 含砷的肥料 农药以及含砷废水灌溉等 当土壤砷含量为60mg kg时 水稻和小麦中的砷含量有较高的蓄积性 砷在人体内有蓄积性 慢性中毒表现为疲劳 乏力 心悸 惊厥 急性中毒的症状是口腔有金属味 口 咽 食道有烧灼感 恶心 剧烈呕吐 腹泻 体温和血压下降 重症病人烦躁不安 四肢疼痛 还可能致癌 砷还能引起皮肤损伤 出现角质化 蜕皮 脱发 色素沉积 棕黑或灰黑色弥漫性斑块 等等 黑脚病 我国规定砷在食品中的量限值为0 1 0 7mg kg 5汞污染来自采掘及精炼过程氯碱业 纸浆造纸业 塑料工业 电子工业以及农药带来的 三废 一般土壤中汞的含量并不高 但用含汞的废水灌溉农田或作物生长期间施用含汞的农药 会在作物体内富集 造成污染 进而对人产生危害 研究表明 土壤含汞在0 5mg kg时 作物吸收汞的量增加 当土壤含汞达到4mg kg时 就能增加食物链中的汞含量 二 化肥化肥包括植物所需要的主要营养元素 N P K 1特别令人担忧的是施用氮肥带来的硝酸盐累积问题 硝酸盐土壤作物根系 亚硝态氮 硝酸酶系 氨基酸类 由于环境条件的限制 作物对硝酸盐的吸收往往不充分 致使大量的硝酸盐蓄积于作物的叶 茎和根中 这种积累对作物本身无害 但却对人畜产生危害 在新鲜蔬菜中 亚硝酸盐的含量通常低于1mg kg 而硝酸盐的含量却可达数千mg kg 各国都规定了硝酸盐和亚硝酸盐的食品限量标准 世界卫生组织在1973年规定硝酸盐的限量指标为5mg kg 亚硝酸盐为0 2mg kg 2化肥中的其他污染物问题重金属污染物 砷 汞 铬有机污染物 酚氟 矾 三 农药 兽药和植物激素目前全国农药使用量大约为25万吨左右 真正利用率仅10一20 其余进入环境 随着高效 低毒 低残留农药的研制和一些高毒高残留农药禁止使用 农药在食品中的残留问题也将得到改善 越战中橙剂的受害者2005年5月1日 越南胡志明市 4岁的NguyenXuanMinh 四 污泥病原微生物 重金属 人工合成有机化合物五 垃圾本身污染食品 垃圾堆肥 环境内分泌干扰物 由于人类的生产和生活活动而释放到周围环境中 对维持生物体内平衡 生殖 发育及行为的正常激素的合成 分泌 结合 清除等功能产生影响 从而影响内分泌系统的化学物质 通称为环境内分泌干扰物 EnvironmentalEndocrineDisputers 其他名称 环境雌激素 EnvironmentalEstrogen 环境激素 EnvironmentalHormones 内分泌活性化合物 EndocrineActiveCompounds 内分泌干扰化合物 EndocrineDisputingChemicals 环境内分泌干扰物的来源 目前在环境中已被证实的EDC已有70余种 其中农药及其代谢物占60 以上 杀虫剂较多 也有部分杀菌剂 除草剂 农药类物质DDT及其代谢产物 甲氧氯 拟除虫菊酯类化合物 氯丹等添加剂食品添加剂 塑料制品添加剂 如双酚A 邻苯二甲酸酯 等工业化学物质多氯联苯类 二恶英类 多环芳烃类物质等重金属植物来源和人工合成的雌激素其他物质三丁基锡 壬基酚 辛基酚 酚红 非离子表面活性剂等 环境内分泌干扰物的特点 延迟性生物在胚胎 幼年时所造成的影响可能到成年和晚年才显露出来 时段性不同生长阶段对生物个体会造成不同方式的影响和后果 复杂性不同剂量 不同暴露方式对不同器官可能造成不同的影响 其毒性有时有协同或拮抗作用 去除困难在环境中不易分解 通过食物链蓄积放大 通常具有脂溶性 进入生物体后不易排除 环境内分泌干扰物的危害 影响生物的内分泌系统 影响生殖和发育 导致繁殖能力下降和生殖器官的永久性变化 致癌作用 特别是生殖系统的癌变 神经系统毒效应 引起人或动物出现行为 学习 记忆障碍 影响免疫系统 导致