土壤对食品原料生产的影响与控制

1、第4章 土壤对食品原料消费的影响与控制重点与难点：水在食品原料与食品加工中有非常重要的作用和位置。水不仅是食品的组成部分，也是食品原料生长过程中不可短少的重要根底物质和食品原料进展物质转换的前提根底。食品污染中的生物和非生物污染有一大部分可以说是食品原料引起的，而与食品原料接触的主要为空气、水、土壤，因此，充分思索水在食品链中的平安性是确保食品平安的重要要素之一。当前对水体危害较大的是人为污染。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类.4.1.1 土壤的构造特点土壤的自然本底：土壤本身就存在的矿物元素如钙、镁、铁、汞、铜、砷、鎘等的含量。土壤的作用：是人类农

2、业消费的基地，是地球表层系统自然地理环境的重要组成部分，是地球陆地生态系统的根底，是珍贵的自然资源。土壤自净：污染物进入土壤能被土壤颗粒吸附和固定，使其浓度降低、毒性减轻或者消逝的性质。土壤自净的类型：物理自净、化学自净、物理化学自净、生物自净。土壤环境容量：是指土壤生态系统中某一特定的环境单元内，土壤所允许包容污染物质的最大数量。4.1 概述.4.1.2 土壤污染的发生与种类土壤污染：是指土壤中增添了某些在正常情况下不存在的有害物质，或使土壤中某些固有的成分含量过高，致使健全的土壤功能遭到损害，理化性质遭到破坏，微生物活动遭到影响，土壤肥力下降，影响农作物的消费与产量。土壤污染的发生： 农田

3、施肥、农药施用和灌溉。 废物渣滓、废渣和污水等的处置场所。 大气或水体中的污染物的迁移和转化，进入土壤。4.1 概述.土壤污染物的分类：1物理性污染物：主要指放射性污染物。2化学性污染物： 无机污染物：重金属 有机污染物：有机农药、石油3生物性污染物： 动物污染：寄生虫、有害昆虫 植物污染：蓝藻 微生物污染：病毒、细菌、真菌4.1 概述.4.1.3 土壤污染对食品平安的影响 土壤污染的特点： 隐蔽性、滞后性、累积性、不可逆转性。 土壤遭到污染后，污染物就可以经过陆生或水生食物链，危害食品平安，而人类位于食物链的最顶端，土壤污染最终会危害到人体的安康。4.1 概述.4.2 物理性污染物的影响 物

4、理性污染物主要是指放射性污染物。4.2.1 食品中放射性物质的来源1食品原料中的天然放射性物质2食品原料中的人工放射性物质4.2.2 放射性物质对食品的污染及危害4.2.3 关于辐射食品的平安性 (1) 有害物质的生成 2营养成分的破坏 3致癌物质的生成 4食品中的诱导放射性.4.3.1 土壤中石油烃类对作物的影响 石油中的芳香烃类物质对人及动物的毒性较大，尤其是双环和三环为代表的多环芳烃毒性更大。石油对土壤的污染会导致石油烃的某些成分在粮食中积累，影响粮食的质量，并经过食物链，对哺乳类动物和人类有致癌、致畸、致突变的作用。4.3.2 土壤中农药对作物的影响4.3.3 土壤中酚、氰、二恶英残留

5、对作物的影响4.3 化学性污染物的影响.4.3.4 土壤中重金属离子污染对作物的影响1汞2镉3铅4铬5砷4.3.5 化肥运用不当对作物的影响4.3 化学性污染物的影响.4.3.6 环境激素对生物体的影响 (1)概念： 环境激素Environmental Endocrine)是指外因性干扰生物体内分泌的化学物质,这些物质可模拟体内的天然荷尔蒙，与荷尔蒙的受体结合，影响本来身体内荷尔蒙的量，以及使身体产生对体内荷尔蒙的过度作用；或直接刺激，或抑制内分泌系统，使内分泌系统失调，进而妨碍生殖、发育等机能，甚至有引发恶性肿瘤与生物绝种的危害。 4.3 化学性污染物的影响.2由来： 科学研讨证明，在正常情

6、况下，人和其他生物具有共同的特点，即根据个体生长阶段所需求的物质，合成各种新陈代谢，并世代相传。然而近些年来，当产业化浪潮给人类带来物质文明时，人们也发现了一些存在于生物机体之外的激素，被广泛运用于农业消费和人们的日常生活中，在获取暂时利益的同时，也蒙受了宏大危害。为了使牛、羊多长肉、多产奶，人们给这些家畜体内注射了大量雌激素；为了让池塘里的鱼虾迅速生长，养殖户添加了“催生的激素饲料；为了促使蔬菜、瓜果个大，提早进入市场，菜农和果农们不惜喷洒或注射一定浓度的乙烯利、零落酸等“催生剂。这种具有与人和生物内分泌激素作用类似的物质，或者说经过来自外部环境的合成化学物质，被科学界称之为环境激素。 4.

7、3 化学性污染物的影响.3研讨 环境激素这类物质的研讨其实起步甚晚；虽然早在1950年就有关于会导致公鸡性生长发生变异，并产生所谓“化学去势(chemical castration)景象的科研报告；而Rachel Carson于1962年出版的(Silent Spring)这本书里已议论到DDT这类有机氯化合物所对于生态系统的危害；而于1930年代所开发用于防止流产的合成雌激素(DES，已烯雌酚)也于1960-1970年代发现只需用量过多将促使女性生殖器官产生迟发性癌症；但科学界却是迟至1990年代才对于环境激素这类物质的数据具有较完好的论述和整理。4.3 化学性污染物的影响. 1991年7月

8、，美国威斯康星州的温格斯普勒德举行了首届关于内分泌干扰物质的专家会议。这次的会议让人们正视到特定种类的化学物质所对于人和野生动物产生的类天然激素作用，其能够呵斥生殖功能受干扰，甚至导致癌症。对于这类化学物质的调查研讨已刻不容缓。以后，人们开场渐渐注重这类化学物质的重要性，于1991年-1998年之间合计召开了7次关于环境激素的国际会议。曾经参与温格斯普勒德会议的T. Colborn、D. Dumanoski、J.P. Myers于1996年出版了(中文又译为：被夺取的未来、失窃的未来，Our Stolen Future)一书，本书是继后第一本更有系统引见环境中潜在内分泌干扰物质的书籍，也因此引

9、起各国政府与国际学术界对于环境激素更普遍的注重。4.3 化学性污染物的影响.4.3 化学性污染物的影响 约在同一时间，日本也发现许多由于遭到环境激素干扰而产生的疾病问题，于是日本的环保学界也开场聚焦于这类化学物质的研讨。他们对于环境激素有另一项称号：环境荷尔蒙(Environmental hormone)。环境荷尔蒙是日本横滨市立大学井口泰泉教授等人所创的名词。国际学术界针对这类化学物质还有环境内分泌干扰物质(Environmental Endocrine Disrupting Chemicals)、内分泌干扰素(Endocrine disruptor)以及内分泌干扰物质(Endocrine

10、Disrupting Chemicals)、第三类损害物、环境雌性素、环境干扰物等称谓，依习惯与操作定义而有所不同。这类物质在英文早期文献中被称为Endocrine disruptor，但现今英语国家多以Endocrine Disrupting Chemicals统称，或简称EDCs。. 近几年，在美国学术界又有荷尔蒙活性物(Hormonally Active Agents，简称HAAs)的称谓。其中内分泌干扰物质的范围亦包括部分实验室所刻意制造出来的化学物质或是医界用以模拟替代生物激素的合成物(1950年代以后医学界开场有越来越多的人工合成药物可以仿造天然激素的功能，如口服避孕药)、动物体激

11、素(如畜牧业与水产养殖业为了大幅增高产量所运用的雌激素和生长素)、植物型雌性激素(如大豆异黄酮或黄酮类化合物、农药(如DDT)以及化工业制品(如人造树脂、合成树脂、界面活性剂、塑料原料)等化学物质。 4.3 化学性污染物的影响.4危害 据科学研讨初步证明，目前在社会生活中对人和动物起着类似于激素作用的有害物，曾经发现至少三百余种。其主要危害表现为： 一是由于食物、饮水中大量存在环境激素物质，正在呵斥男人的精子减少，雄性退化，乃至男性不育症的高发。 二是导致怀孕胎儿的致畸。经科学家研讨发现，育龄妇女长期受环境激素的污染，会使受孕胎儿畸形的能够性大大添加，使胎儿的五官、肢体或性器官的部分畸形。 三

12、是干扰和降低人体免疫机能。导致神经系统功能妨碍、智力低下，严重的还会引发某些癌症。 4.3 化学性污染物的影响. 日本环保研讨所的坂布贡教授研讨的一项结果显示，环境激素的污染，使豢养的鸡70患有眼病，30患有咳嗽，15患有气喘和支气管炎。恰恰这种鸡食品，曾经有许多成为人们餐桌上津津乐道的美味佳肴。 常见的环境激素包括有机锡、二乙基人造雌性激素、多溴联苯醚(PBDEs)、六溴环十二烷(hexabromocyclododecane，HBCD)、二恶英(dioxin)、双酚ABisphenol A与其衍生物、多氯联苯Polychlorinated biphenyls ，PCB)、Methomyl、烷

13、基酚聚氧乙烯醚APE、壬基酚(Nonyl phenol，NP)等，另外有研讨指出环境污染物中的镉 (Cd)、铅(Pb)和汞 (Hg)等重金属产物亦为可疑的内分泌干扰物。4.3 化学性污染物的影响. 目前被确认的环境荷尔蒙还在继续不断的添加，由于人类的化工业和实验室仍旧每天制造出新的化学物质，因此如何断定世界上数以万计的人造化学物质哪些具有环境激素(环境荷尔蒙、内分泌干扰物质)的特性将是未来医学界、生态学界、环境科学界、化工界与化学界等领域的科学家所共同必需努力处理的问题。4.3 化学性污染物的影响.减少环境激素的有效途径 环境激素几乎无处不在，要彻底杜绝它不太能够。这就意味着人类曾经别无选择，

14、唯有尽量减少向环境中释放环境激素等有害化学物质，加强对人工合成化学物质从消费到运用的管理，停用或替代目前正在运用的包括杀虫剂、塑料添加剂等在内的环境激素。1.尽量减少运用一次性用品。由于渣滓(特别是废旧塑料制品渣滓)熄灭能产生大量二恶英，释放大量环境激素，所以应尽能够减少运用一次性用品，如一次性饭盒、一次性卫生用品、一次性婴儿尿布等。 4.3 化学性污染物的影响.2.在日常生活中尽量运用布袋。塑料袋不仅添加渣滓数量、占用耕地、污染土壤和地下水，更为严重的是它在自然界中上百年不能降解，假设进展熄灭，又会产生二恶英等有毒气体。 3.选用大瓶、大袋包装的食品。商品的过分包装，加重了自然界的生态负担和

15、消费者的经济负担。据统计，在工业化国家，包装废弃物几乎占家庭渣滓的一半。在日常生活中选用大瓶、大袋包装的食品，可减少包装的浪费和对环境的污染。 4.3 化学性污染物的影响.4.不用聚氯乙烯塑料容器在微波炉中加热。由于聚氯乙烯塑料制品中添加的增塑剂邻苯二甲酸酯类化合物是一种环境激素，而它能够在高温中渗出。 5.不用不合格的塑料奶瓶。在聚碳酸酯制成的奶瓶中倒入开水后，双酚A会溶出。 6.不用泡沫塑料容器泡方便面。方便面容器90%以上采用聚苯乙烯泡沫塑料，而原料苯乙烯是一种致癌的环境激素类物质。在这类容器中倒入开水后，苯乙烯会溶出。 4.3 化学性污染物的影响.7.多用肥皂，少用洗涤剂。肥皂是天然原

16、料脂肪加上碱制成的，运用后排放出去，很快就可由微生物分解。而洗涤剂成分复杂，多含有各种苯酚类有机物，是重要的激素来源，它的运用特别是含磷洗涤剂的运用，是水体富营养化的罪魁祸首之一。 8.少用室内杀虫剂。杀虫剂是环境激素的一种，它因毒性、高残留性在生物圈中循环，破坏生态平衡，损害人的神经系统，诱发多种病变，是人类安康的艰苦隐患。特别是在密闭的室内，杀虫剂会富集和残留，浓度越来越大，严重损害居住者安康。 4.3 化学性污染物的影响.9.简化房屋装修。装修房屋不仅浪费大量资源，而且还为安康带来隐患。氡气存在于建筑资料中，可诱发肺癌。石棉是强致癌物质，存在于耐火资料、绝缘资料、水泥制品中。家具黏合剂中

17、的甲醛可引起皮肤过敏，刺激眼睛和呼吸道，并具有致癌和致畸作用。苯等挥发性有机物存在于装修资料、油漆和有机溶剂中，多具有较大的刺激性和毒性，能引起头痛、过敏、肝脏受损。甲醛、苯等物质可释放环境激素，危害人体安康。10. 回收废旧电池。电池中含有镉、铅、锌、汞等，电池腐烂后，有毒金属渗入土壤、水体中，经过食物链进入植物、动物，最后进入人体内，可导致严重的疾病。为防治电池对环境的污染，请将电池搜集到一同，到一定数量后，送到指定地点一致处置，以减少对环境的危害。 4.3 化学性污染物的影响.11. 减少农药的运用量。农药作为环境激素的重要物质，在植物体内富集或残留于植物外表，经过植物、昆虫、鱼类及气-

18、水流通的作用，转化和富集。一方面,害虫产生了抗药性，使农药的需求量日益添加；另一方面，益虫、益鸟被杀，生态失衡，呵斥新的、更多的虫害。此外，农药还可经过各种渠道进入人体，引起慢性中毒，有些农药，甚至还有遗传毒性。因此，我们应尽量减少农药的运用，同时推行高效低毒、对环境影响小的新型农药。 12. 防止食用近海鱼。海水中含有各类化学物质，尤其是近海遭到有害物质污染的概率更大。随着食物链浓缩、富集和放大，人食用近海鱼后，遭到环境激素污染的概率也会增大。 4.3 化学性污染物的影响.13. 消费肉类要适度。禽畜的饲料中含有大量激素类物质，不要过度食用禽畜肉。 14. 多食用谷物和黄绿叶菜。据研讨，多食

19、用谷物和黄绿叶菜，如糙米、小米、黄米、荞麦、菠菜、萝卜、白菜等，有利于化学毒物从体内排出；饮茶有助于将体内的环境激素排出体外。 4.3 化学性污染物的影响.4.4 生物性污染物的影响4.4.1 土壤中生物性污染物的种类 生物性污染按照物种的不同，可以分为动物污染、植物污染和微生物污染。4.4.2 生物性污染影响食物的方式 土壤生物性污染可以由土壤传给动物或植物，再传播给人体。.圆形线虫病 圆形线虫病strongyliasis，由线性动物门圆形目多种线虫所引起的一类蠕虫病。分布广泛，禽类各由其固有虫种的侵袭而发病,普通不相互交叉感染，但往往有许多种线虫寄生在同一宿主个体内。人、野生动物、爬行动物

20、以及两栖动物也可感染。 卵生或卵胎生卵中含幼虫。繁衍力较强，如捻转血矛线虫，每日可产卵5000 10000个。寄生于消化道中的圆形线虫的生活史属直接发育类型，不需求中间宿主，虫卵随宿主粪便或尿液排出体外，在25左右和潮湿的条件下,约经1周可化为感染性的第 3期幼虫。主要经口感染。少数圆形线虫如羊仰口线虫和有齿冠尾线虫能穿进皮肤而感染宿主。寄生于呼吸道中的圆形线虫，不少属于间接发育类型，生活史较复杂，需求中间宿主。家畜经过吞食中间宿主而感染。如长刺后圆线虫的幼虫必需经过中间宿主蚯蚓体内的发育，猪因吞食含有此种感染性幼虫的蚯蚓而得病。圆形线虫在宿主体内的寿命，短的缺乏两个月，如气管交合线虫；长的可

21、达14年之久，如钩口科某些线虫。 . 圆形线虫对家畜的为害随虫种而异。如犬钩口线虫、捻转血矛线虫可呵斥贫血；马的普通圆形线虫 (Stronylus vularis)可随其生活史的移行道路，损伤内脏，引起组织损害、出血或继发感染。草原地域泛称“春乏而死亡的大批家畜，其重要缘由之一即在于患罹圆形线虫病。幼畜更易因得病而妨碍发育，降低消费才干。圆形线虫病中有些虫种，如十二指肠钩口线虫和美洲板口线虫还是人的钩虫病病原，寄生于小肠内，可呵斥大量出血，在热带和亚热带地域尤为流行。经过从粪便、尿液或痰液中检出虫卵或幼虫，结合流行病学或尸体剖检，可以确诊。防治上应采取改善环境卫生,粪便发酵,实行小区轮牧和定期

22、驱虫等措施。主要驱虫药有丙硫咪唑、噻唑、左咪唑等。在内添加硫代二苯胺等药物，长期喂服有一定预防效果。如牛胎生网尾线虫病已有虫苗消费，可作免疫预防注射。 圆形线虫病 .日本血吸虫：隶属于扁形动物门、吸虫纲、复殖目、裂体科、裂体属。成虫寄生于哺乳动物(包括人)的静脉血管内。 血吸虫病 .本病流行于中国、日本、菲律宾等地。我国那么见于长江流域和长江以南的十三个省、市、自治区的三百三十三个县市。本病的流行必需具备以下三个环节： 一传染源 日本血吸虫患者的粪便中含有活卵，为本病主要传染源。船户粪便直接下河以及居民在河边洗刷马桶是水源被污染的主要缘由。随地大便，河边粪坑及用未处置的新颖粪便施肥，被雨水冲入

23、河流，呵斥水源污染。病畜牛、羊、犬及鼠等含有虫卵，随粪便排出，污染水源。 钉螺：为血吸虫的独一中间宿主，是本病传染过程的主要环节。钉螺喜栖在近水岸边，在湖沼地域及芦滩洼地上最多。在平原地域孳生于土质肥沃，杂草丛生，水流缓慢的潮湿荫蔽地域，沟渠最多，岸边次之，稻田中最少。钉螺感染率以秋季为最高。 血吸虫病 .二传播途径 主要经过皮肤，粘膜与疫水接触受染。多经过游泳洗澡、洗衣、洗菜、淘米、捕鱼捉蟹，赤足经过钉螺受染区等方式感染。尾蚴侵入的数量与皮肤暴露面积，接触疫水的时间长短和次数成正比。有时因饮用疫水或漱口时被尾蚴侵入口腔粘膜受染。 三易感性 人与脊椎动物对血吸虫普遍易感，流行区以学龄儿童及青少

24、年感染率最高，以后逐渐下降，此与维护性免疫力有关。 血吸虫病 .寄生性蠕虫可分为生物源蠕虫和土源性蠕虫。生物源蠕虫：完成生活史需求中间宿主，幼虫在其体内发育到感染期后经中间宿主感染人。如旋毛虫、血吸虫、华支睾吸虫、猪带绦虫等。土源性蠕虫：生活史中不需求中间宿主, 其虫卵或幼虫直接在外界发育到感染期即可感染人的一类蠕虫。包括蛔虫、钩虫 、蛲虫等人体常见寄生虫。卵在土壤中发育成熟，大多经过水果和蔬菜进入人体，进而引起各种疾病。寄生性蠕虫病 .炭疽炭疽 由炭疽芽孢杆菌所致的人畜共患急性、热性、败血性传染病。表现为脾脏显著肿大；皮下及浆膜下结缔组织出血性浸润；血液凝固不良，呈煤焦油样。自然条件下，食草

25、兽最易感，人中等敏感，主要发生于与动物及畜产品加工接触较多及误食病畜肉的人员。 .烟草花叶病毒病.番茄青枯病辣椒青枯病.柑橘溃疡病.根肿病 根肿病是目前在农作物特别是十字花科蔬菜中流行的一种病害，其病原菌主要为鞭毛菌亚门中的芸苔根肿菌。农作物受根肿菌侵染后，在根部构成大小不一、光滑或龟裂粗糙的肿瘤。而植株的地上部份生长缓慢、缺水蔫萎。根肿病主要由土壤中的休眠孢子，经过菜株病苗、水流携带菌土等方式传播。酸性、潮湿土壤有利于病菌萌生侵入危害。.玉米黑穗病小麦黑穗病.根结线虫 根结线虫主要为害植物的根部，表现为侧根和须根较正常增多，并在幼根的须根上构成球形或圆锥形大小不等的白色根瘤，有的呈念珠状。被

26、害株地上部生长矮小、缓慢、叶色异常，结果少，产量低，甚至呵斥植株提早死亡。 根结线虫是危害农作物的主要病原物之一，广泛存在于世界各地。作物受害后普通减产2030，重者可达6070。 .4.5 土壤污染物的控制措施4.5.1 土壤污染的预防措施1依法预防2建立土壤污染监测、预告与评价系统3开展清洁消费，彻底消除污染源4.5.2 污染土壤的综合治理措施1控制和消除土壤污染源2生物防治3引入目的污染物的降解菌4降解农药的酶制剂及其运用5微生物降解酶基因的克隆和表达.恶臭假单胞菌 革兰氏阴性菌，需氧，直或微弯的杆菌，不产芽孢，以单极毛或12根极生鞭毛运动，氧化酶阳性，接触酶阳性，不能在酸性条件下生长。

27、 用途： 1用于生物降解环境污染物苯酚等； 2某些菌种产生的次级代谢物可用作植物抗生物质；3其为PGPR植物生长促生菌类环境友好菌，可定殖在植物根部，促进植物生长。 4.5 土壤污染物的控制措施.植物修复 植物修复(Phytoremediation)是利用绿色植物来转移、包容或转化污染物使其对环境无害。植物修复的对象是重金属、有机物或放射性元素污染的土壤及水体。研讨阐明，经过植物的吸收、挥发、根滤、降解、稳定等作用，可以净化土壤或水体中的污染物，到达净化环境的目的，因此植物修复是一种很有潜力、正在开展的去除环境污染的绿色技术。 4.5 土壤污染物的控制措施. 目前普遍以为利用植物修复的方法，来

28、去除受重金属污染的土地，是一种较廉价且方便的作法，甚至有科学家指出，可利用植物的这种特性开采土壤中的金属矿物。美国纽泽西州即胜利地利用植物修复的方法，把一处因制造电池而导致铅污染的土地复育胜利。透过了解植物在重金属环境下的生存战略，有助于人类利用生物科技制造出可以大量吸收重金属的植物。根本上可以有效去除重金属污染的植物，最好须有以下特征：生长快速、根系能深植土壤、容易收割、可以容忍并累积多样化重金属。 4.5 土壤污染物的控制措施. 植物修复具有本钱低、不破坏土壤和河流生态环境、不引起二次污染等优点。自20世纪90年代以来，植物修复成为环境污染治理研讨领域的一个前沿性课题。 植物修复过程中可以

29、详细分为5种： phytoextraction 植物提取 phytostabilisation 植物固定 phytovolatilization 植物挥发 phytoinfiltration 植物过滤 phyto-enhanceddegradation 植物加强的降解作用 4.5 土壤污染物的控制措施. 植物转化 原理：植物转化也称植物降解(Phytodegradation)，指经过植物体内的新陈代谢作用将吸收的污染物进展分解，或者经过植物分泌出的化合物比如酶的作用对植物外部的污染物进展分解。植物转化技术运用于疏水性适中的污染物，如BTEX，TCE，TNT等军用排废。对于疏水性非常强的污染物，由于其会严密结合在根系外表和土壤中，从而无法发生运移.对于这类污染物，更适宜采用之后提到的植物固定和植物辅助生物修复技术来治理。 4.5 土壤污染物的控制措施.根滤作用(Rhizofiltration) 原理：借助植物根系所具有的剧烈吸持作用，从污水中吸收，浓集，沉淀金属或有机污染物，植物根系可以吸附大量的铅，铬等金属。另外也可以用于放射性污染物，疏水性有机污染物(如三硝基甲苯TNT)的治理。进展根滤作用所需求的媒介以水为主。因此根滤是水体，浅水湖和湿地系统进展植物修复的重要方式，所选用的植物也以水生植物为主。 4.5