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第二章環(huán)境污染對食品安全性的影響 第一節(jié)環(huán)境污染與食品安全大氣土壤水體 環(huán)境污染 人類活動所引起的環(huán)境質(zhì)量下降而對人類及其它生物的正常生存和發(fā)展產(chǎn)生不良影響的現(xiàn)象 主要是針對動植物生產(chǎn)過程 一 原生環(huán)境與食品安全原生環(huán)境 是指沒有受人類活動影響的自然環(huán)境 一般來說 在原生環(huán)境中存在著許多有利于人體健康的因素 健康的空氣 水體 土壤 太陽輻射 微小氣候和自然生態(tài)系統(tǒng)有利于食品安全 有些原生環(huán)境也會對人體健康產(chǎn)生不利影響 地球表面化學元素分布的不均勻性 常導致局部地區(qū)某種化學元素含量的過?；虿蛔?引起各種類型生物地球化學性疾病 地方病 碘鹽是最重要的補碘方法 碘缺乏病 甲狀腺腫 克汀病硒缺乏病 克山病 大骨節(jié)病元素慢性中毒 地方性氟病 慢性砷中毒 慢性硒中毒 有些地區(qū)自然放射率高 畸胎率高 二 次生環(huán)境與食品安全次生環(huán)境 在人為活動影響下形成的環(huán)境 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)排放有毒有害污染物 大量進入環(huán)境 破壞生態(tài)平衡 使人類生活環(huán)境的質(zhì)量急劇惡化 按環(huán)境因素的性質(zhì) 分為 物理性 核爆炸 核泄露及輻射 化學性 成分復雜 種類繁多 生物性 細菌 真菌 病毒 第二節(jié)大氣污染對食品安全性的影響 當大氣中污染物質(zhì)的濃度達到有害程度 以至破壞生態(tài)系統(tǒng)和人類正常生存和發(fā)展的條件 對人或物造成危害的現(xiàn)象叫做大氣污染 干潔空氣 指在自然狀態(tài)下的大氣 由混合氣體 水氣和雜質(zhì)組成 除去水氣和雜質(zhì)的空氣 其主要成分是氮氣 占78 09 氧氣 占20 94 氬 占0 93 其它各種含量不到0 1 的微量氣體 如氖 氦 二氧化碳 氪 造成大氣污染的原因主要是人為因素 如工業(yè)廢氣 燃燒 汽車尾氣和核爆炸等 顆粒物 指大氣中液體 固體狀物質(zhì) 又稱塵 硫氧化物 是硫的氧化物的總稱 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 是氮的氧化物的總稱 包括氧化亞氮 一氧化氮 二氧化氮 三氧化二氮等 碳氫化合物 是以碳元素和氫元素形成的化合物 如甲烷 乙烷等烴類氣體 其它有害物質(zhì) 如重金屬類 含氟氣體 含氯氣體等 危害 長期暴露在污染空氣中的動植物 由于其體內(nèi)外污染物增多 可造成其生長發(fā)育不良或受阻 甚至發(fā)病或死亡 一 氟化物大氣污染中以氟化物污染最為嚴重 對食品的污染分為 1生活燃煤污染型煤質(zhì)低劣 煤火烘烤導致室內(nèi)貯存 燒制的糧菜被嚴重污染 燒烤玉米含氟量達26 3 84 2mg kg 2工業(yè)生產(chǎn)污染型工廠排出的主要氟化物為SiF4和HF 它們易溶于水 具有劇毒性 氟具有在生物體內(nèi)蓄積的特點 植物體內(nèi)的含氟比空氣中含氟高百萬倍 農(nóng)作物可直接吸收空氣中的氟化物 通過葉片上的氣孔進入體內(nèi) 受污染的工廠四周土壤 地面水 牧草 農(nóng)作物的含氟量都較高 氟被動物體吸收后 95 以上沉積在動物骨骼里 飼料含氟超過30 40mg kg導致牛患氟中毒癥 由氟在人體內(nèi)的蓄積引起的典型疾病為氟斑牙和氟骨癥 癥狀表現(xiàn)為齒斑 骨增大 骨質(zhì)疏松 骨的生長速率加快等 因燃煤含有毒氣體 貴州西部居民浸染砷毒 氟毒數(shù)十年1000萬氟斑牙患者 64萬氟骨病人 氟中毒的人口1900萬 占貴州人口的一半貧窮是和砷毒 氟毒一樣嚴重的頑疾 貧窮的地區(qū) 食物結(jié)構(gòu)單一 房屋居住條件差 廚房和居室合為一體 健康意識差 所以更容易患上氟病砷病 而一旦患病 就會更加貧窮 砷毒和氟毒并不僅僅是個醫(yī)療問題 也是個經(jīng)濟問題和社會問題 我國現(xiàn)行氟化物標準 飲水 1mg L大米 面粉 豆類 蔬菜 蛋類 1mg kg水果 0 5mg kg肉類 2mg kg 二 二惡英二惡英是一類多氯代三環(huán)芳香族化合物 具有強烈致癌 致畸 致突變的特點 2 3 7 8 四氯代二苯并二惡英是目前世界上已知的一級致癌物中毒性最強的有毒化合物 1988年 美國發(fā)表了全球第一個二惡英危險評價報告 指出一萬個癌癥病人中 就有一個是因二惡英引起的 1995年該報告的第二版已將這個數(shù)值修訂為千分之一 由于二惡英來源廣泛 毒性強 已被世界各國公認為是對人類健康具有極大潛在危害的 全球性散布的重要有機污染物 能夠產(chǎn)生二惡英的途徑 自然界中森林火災 但更主要來自人類活動 焚燒城市生活垃圾所產(chǎn)生的二惡英占總量的95 氯堿工業(yè) 染料工業(yè) 有機氯工業(yè)廢渣 造紙廢水 汽車尾氣和金屬的熔煉 日本首都東京以北的一個垃圾處理站里 焚化爐冒出大量的濃煙 國際上認為二惡英是人類社會進入工業(yè)化之后的典型副產(chǎn)物 由于二惡英化學結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 親脂性高 又不能生物降解 因而具有很高的環(huán)境滯留性 無論存在于空氣 水還是土壤中 它都能強烈地吸附于顆粒上 借助于水生和陸生食物鏈不斷富集而最終危害人類 極大地影響食品安全 1998年 世界衛(wèi)生組織規(guī)定的人體每日容許攝入量減低到1 4皮克 萬億分之一克 三 煤煙粉塵和金屬飄塵產(chǎn)生于冶煉廠 鋼鐵廠 焦化廠的煙塵也危害作物 使果蔬品質(zhì)下降 四 瀝青煙霧含多種致癌物 受瀝青煙霧污染過的作物 一般不能直接食用 五 酸雨指降水的pH值低于5 6時 降水即為酸雨 煤炭燃燒排放的二氧化硫和機動車排放的氮氧化物是形成酸雨的主要因素 降水pH 4 9時 將會對森林 農(nóng)作物和材料產(chǎn)生明顯損害 酸雨使淡水湖泊 河流酸化 影響魚類的繁殖 使土壤酸化 土壤中的鎘 銅 鉛等元素轉(zhuǎn)化為可溶性化合物 提高土壤溶液中重金屬濃度 給食品安全性帶來影響 中國酸雨區(qū)域大致穩(wěn)定在中國長江以南 膠東半島和延邊地區(qū) 屬于東南亞酸雨區(qū)域一部分 也是全球關(guān)心的區(qū)域環(huán)境問題之一 第三節(jié)水體污染對食品安全性的影響 水污染 水體因某種物質(zhì)的介入 而導致其化學 物理 生物或者放射性等方面特征的改變 從而影響水的有效利用 危害人體健康或者破壞生態(tài)環(huán)境 造成水質(zhì)惡化的現(xiàn)象 中華人民共和國水污染防治法 1984 水體污染會對漁業(yè)和農(nóng)業(yè)帶來嚴重的威脅 它不僅使?jié)O業(yè)資源受到嚴重破壞 而且影響農(nóng)作物的生長發(fā)育 造成作物減產(chǎn) 同時也給食品的安全性帶來嚴重的影響 對食品安全性有影響的水污染物有三類 1無機有毒物 包括各類重金屬和氧化物 氟化物等 2有機有毒物 主要為苯酚 多環(huán)芳烴 各種人工合成的具有蓄積性的穩(wěn)定的有機化合物 如多氯聯(lián)苯和有機農(nóng)藥等 3病原體 污染物隨污水進入水體以后 能夠通過水生植物的根系吸收向水上部分以及果實中轉(zhuǎn)移 使有害物質(zhì)在作物中蓄積 同時 被水生動物攝食后在其體內(nèi)蓄積 有些污染物 如汞 鎘 含量遠低于危害農(nóng)作物或水體動物的生長發(fā)育 但已在體內(nèi)蓄積 使其可食用部分的有害物質(zhì)蓄積量超過食用標準 對人體健康產(chǎn)生危害 水體污染對陸生生物的影響主要是通過污灌的方式進入 污灌會引起農(nóng)作物中有害物質(zhì)含量增加 化學耗氧量 COD 是指化學氧化劑氧化水中有機污染物時所需氧量 化學耗氧量越高 表示水中有機污染物越多 生化需氧量 BOD 生化需氧量也是水質(zhì)有機污染綜合指標之一 是指在一定溫度 20 時 微生物作用下氧化分解所需的氧量 一 酚類污染物主要來源于含酚廢水 如焦化廠 煤氣廠 煤氣發(fā)生站 石油煉廠 木材干餾 合成樹脂 合成纖維 染料 醫(yī)藥 香料 農(nóng)藥 玻璃纖維 油漆 消毒劑 化學試劑等工業(yè)廢水 酚類屬有毒污染物 但其毒性較低 酚類化合物對魚類有毒害作用 魚肉中帶有煤油味就是受酚污染的結(jié)果 二 氰化物水體中氰化物主要來源于冶金 化工 電鍍 焦化 石油煉制 石油化工 染料 藥品生產(chǎn)以及化纖等工業(yè)廢水 氰化物具有劇毒 氰氫酸對人的致死量平均為50微克 氰化鈉約100微克 氰化鉀約120微克 氰化物經(jīng)口 呼吸道或皮膚進入人體 極易被人體吸收 急性中毒癥狀表現(xiàn)為呼吸困難 痙攣 呼吸衰竭 導致死亡 三 石油 海洋污染的超級殺手主要來源于石油的開采 煉制 儲運 使用和加工過程 石油類污染對水質(zhì)和水生生物有相當大的危害 漂浮在水面上的油類可迅速擴散 形成油膜 阻礙水面與空氣接觸 使水中溶解氧減少 油類含有多環(huán)芳烴致癌物質(zhì) 可經(jīng)水生生物富集后危害人體健康 四 苯及其同系物主要來源于化工 合成纖維 塑料 橡膠 制藥 電子 印刷行業(yè) 含苯廢水和廢氣中苯的同系物含量很高 苯影響人的神經(jīng)系統(tǒng) 劇烈中毒能麻醉人體 輕則引起頭暈 無力 嘔吐 重則失去知覺甚至死亡 五 污灌中的重金屬可以在作物中蓄積 影響農(nóng)作物產(chǎn)品中的品質(zhì) 甚至會引起作物死亡 水體重金屬污染物對魚類等水生動物的生存也有重要影響 從而降低食用價值 蔬菜對重金屬的吸收累計最高 其次是小麥和玉米 水果最低 汞 Hg 及其化合物屬于劇毒物質(zhì) 可在體內(nèi)蓄積 水體中的汞主要來源于貴金屬冶煉 儀器儀表制造 食鹽電解 化工 農(nóng)藥 塑料 等工業(yè)廢水 其次是空氣 土壤中的汞經(jīng)雨水淋溶沖刷而遷入水體 汞污染主要是水產(chǎn)品 對人體危害最大的是有機汞 甲基汞在人體內(nèi)極易被肝和腎吸收 其中有15 被腦吸收 具有脂溶性 原形蓄積和高神經(jīng)毒性 水體中汞對人體的危害主要表現(xiàn)為疲乏 多汗 頭痛 易怒 肢體麻木 感覺障礙等 水俁病 日本 1953年 我國規(guī)定汞在食品中的量限值為0 01 0 05mg kg 我國水污染現(xiàn)狀3 6億人難尋安全飲用水 世界衛(wèi)生組織調(diào)查指出 人類疾病80 與水污染有關(guān) 據(jù)統(tǒng)計 每年世界上有2500萬名以上的兒童因飲用被污染的水而死亡 有關(guān)資料顯示 我國有24 的人飲用不良水質(zhì)的水 約1000萬人飲用高氟水 約3000萬人飲用高硬質(zhì)水 5000萬人飲用高氟化污水 而這些數(shù)據(jù)每年均呈上升趨勢 廣東省清遠市斜塘村 是一個在當?shù)氐貓D上都很難找到的小村落 這個村落在2002年被媒體曝光之前 卻一直被死亡預言一般的 魔咒 籠罩了幾十年 村里的男人在壯年將殞 據(jù)一個環(huán)保組織統(tǒng)計 該村50多年來有4戶斷絕人丁 村里的男子不少壯年早逝 僅剩下孤兒寡母 而活著的人多數(shù)有病在身 到2002年 村里只有7戶共38人仍駐守在這塊祖宗留下的地方 已婚的12對夫婦中 夫婦健全的僅4對 有的年剛30歲就喪偶 而附近村子里的人都生活得十分健康 所以 其他村莊的女孩不愿嫁到斜塘 而斜塘的姑娘也招不來別村的女婿 提到斜塘村 鄰村的人都會皺著眉稱它為 短命村 不僅村里的成人在遭受病痛的折磨 連十幾歲的少年也不可幸免 李家兩兄弟先后患上腎炎 連腰都直不起來 已經(jīng)18歲的哥哥發(fā)育得連10歲的孩子都不如 2002年 廣東省青年志愿者的 健康直通車 開進了斜塘村 來自南方醫(yī)院的專家們經(jīng)過實地考察 將該村人飲用的水樣送往有關(guān)部門化驗 終于揭開了斜塘村人 短命 的秘密 原來 斜塘村只有一口井 村里人都要靠井水為生 就是從這口井中打出的水里 肉眼可見水中有沉淀物 鐵 錳 亞硝酸鹽等的含量大大超過國家衛(wèi)生標準 其中亞硝酸鹽超標3倍 錳超標6倍 第四節(jié)土壤污染對食品安全性的影響 土壤的自然本底 土壤本身含有許多礦物元素 如鈣 鎂 鐵 汞 鎘 砷 鉻等 其本身含量叫土壤的自然本底 土壤自凈土壤的生物凈化 土壤污染的途徑 化肥 農(nóng)藥的施用和污灌 污染物進入土壤 并隨之積累土壤作為廢物 垃圾 廢渣和污水等 的處理場所 使大量的有機和無機的污染物質(zhì)進入土壤大氣或水體中污染物質(zhì)的遷移和轉(zhuǎn)化也帶來環(huán)境污染如在鋼鐵工業(yè)區(qū) 常發(fā)生酚 金屬的殘留積累 石油工業(yè)區(qū) 發(fā)生油 芳烴 烷烴 苯并芘等污染 一 有毒有害礦質(zhì)元素這些元素可能隨著廢氣進入大氣 然后在重力作用下進入土壤 也可能通過污水灌溉污染土壤 它們在土壤中不像有機物那樣易分解或降解 而是在土壤中殘留 蓄積 當蓄積到一定數(shù)量之后 便顯示出危害 作物吸收積累重金屬復合污染物特性 小麥和大豆籽粒吸收積累重金屬較多 水稻吸收積累較多的器官是根系 而玉米則在莖葉中吸收積累較多 1鎘 Cd 是銀白色能延展的重金屬 無污染的土壤中鎘含量小于1mg kg 作物對鎘有高蓄積性 食品種類中 煙葉中鎘的含量出奇地高 其次是家畜內(nèi)臟 貝殼類水生生物有較高富集鎘的能力 我國規(guī)定鎘在食品中的量限值為0 03 0 2mg kg 研究表明 人體從環(huán)境中攝取的鎘 食品占51 0 飲水占1 1 空氣1 0 香煙46 如果人體內(nèi)鎘的蓄積量超過一定限度就會引起中毒 誤食含鎘食品而造成的中毒大多是急性的 主要癥狀是惡心 嘔吐 腹瀉 腹痛 病情較重者 還伴有頭痛 眩暈 盜汗 手和上肢麻木等癥狀 有的還有抽搐 痛痛病 20世紀60年代 日本 2鉻 Cr 是銀白色質(zhì)地堅硬 耐腐蝕的重金屬 三價鉻是人體必需的微量元素 但過量的攝入也會產(chǎn)生毒害 六價鉻的毒性比三價鉻大100倍 化工 金屬加工 電鍍 涂料 顏料工業(yè) 特別是制革業(yè)排放的廢水及處理后的污泥是土壤鉻污染的來源 植物從土壤中吸收的鉻大部分積累在根中 其次是莖葉 籽粒中較少 鉻通過食物鏈的富集作用 影響人體健康 六價鉻可能經(jīng)口 呼吸道或皮膚進入人體 引起支氣管哮喘 皮膚腐蝕 潰瘍和變態(tài)性皮炎 長期接觸鉻 還可導致呼吸系統(tǒng)癌癥 3鉛 Pb 土壤中的鉛污染大多來自鉛冶煉廠和天然鉛礦 蓄電池制造及廢棄物 含鉛涂料 油漆 含鉛燃料燃燒 植物吸收鉛之后 主要累積在根系中 只有部分進入莖 葉和籽粒之中 研究表明 當土壤含鉛為75 600毫克 公斤時 植物葉片中的鉛會明顯增加 對草食性家禽構(gòu)成威脅 鉛化合物對人體的影響主要是神經(jīng)系統(tǒng) 腎臟和血液系統(tǒng) 常見的中毒癥狀有食欲不振 胃腸炎 口腔有金屬味 頭痛 頭昏 失眠 肌肉酸痛 貧血 鉛還會引起腎功能損害 高濃度鉛可能誘發(fā)惡性腎臟腫瘤 鉛可能影響兒童的智力發(fā)育 我國規(guī)定鉛在食品中的限值為1 2mg kg 4砷 As 是非金屬元素 化合物多為白色粉末或結(jié)晶 均有毒 毒藥 砒霜 即是三氧化二砷 有機砷的毒性小 無機砷的毒性大 污染源 含砷的肥料 農(nóng)藥以及含砷廢水灌溉等 當土壤砷含量為60mg kg時 水稻和小麥中的砷含量有較高的蓄積性 砷在人體內(nèi)有蓄積性 慢性中毒表現(xiàn)為疲勞 乏力 心悸 驚厥 急性中毒的癥狀是口腔有金屬味 口 咽 食道有燒灼感 惡心 劇烈嘔吐 腹瀉 體溫和血壓下降 重癥病人煩躁不安 四肢疼痛 還可能致癌 砷還能引起皮膚損傷 出現(xiàn)角質(zhì)化 蛻皮 脫發(fā) 色素沉積 棕黑或灰黑色彌漫性斑塊 等等 黑腳病 我國規(guī)定砷在食品中的量限值為0 1 0 7mg kg 5汞污染來自采掘及精煉過程氯堿業(yè) 紙漿造紙業(yè) 塑料工業(yè) 電子工業(yè)以及農(nóng)藥帶來的 三廢 一般土壤中汞的含量并不高 但用含汞的廢水灌溉農(nóng)田或作物生長期間施用含汞的農(nóng)藥 會在作物體內(nèi)富集 造成污染 進而對人產(chǎn)生危害 研究表明 土壤含汞在0 5mg kg時 作物吸收汞的量增加 當土壤含汞達到4mg kg時 就能增加食物鏈中的汞含量 二 化肥化肥包括植物所需要的主要營養(yǎng)元素 N P K 1特別令人擔憂的是施用氮肥帶來的硝酸鹽累積問題 硝酸鹽土壤作物根系 亞硝態(tài)氮 硝酸酶系 氨基酸類 由于環(huán)境條件的限制 作物對硝酸鹽的吸收往往不充分 致使大量的硝酸鹽蓄積于作物的葉 莖和根中 這種積累對作物本身無害 但卻對人畜產(chǎn)生危害 在新鮮蔬菜中 亞硝酸鹽的含量通常低于1mg kg 而硝酸鹽的含量卻可達數(shù)千mg kg 各國都規(guī)定了硝酸鹽和亞硝酸鹽的食品限量標準 世界衛(wèi)生組織在1973年規(guī)定硝酸鹽的限量指標為5mg kg 亞硝酸鹽為0 2mg kg 2化肥中的其他污染物問題重金屬污染物 砷 汞 鉻有機污染物 酚氟 礬 三 農(nóng)藥 獸藥和植物激素目前全國農(nóng)藥使用量大約為25萬噸左右 真正利用率僅10一20 其余進入環(huán)境 隨著高效 低毒 低殘留農(nóng)藥的研制和一些高毒高殘留農(nóng)藥禁止使用 農(nóng)藥在食品中的殘留問題也將得到改善 越戰(zhàn)中橙劑的受害者2005年5月1日 越南胡志明市 4歲的NguyenXuanMinh 四 污泥病原微生物 重金屬 人工合成有機化合物五 垃圾本身污染食品 垃圾堆肥 環(huán)境內(nèi)分泌干擾物 由于人類的生產(chǎn)和生活活動而釋放到周圍環(huán)境中 對維持生物體內(nèi)平衡 生殖 發(fā)育及行為的正常激素的合成 分泌 結(jié)合 清除等功能產(chǎn)生影響 從而影響內(nèi)分泌系統(tǒng)的化學物質(zhì) 通稱為環(huán)境內(nèi)分泌干擾物 EnvironmentalEndocrineDisputers 其他名稱 環(huán)境雌激素 EnvironmentalEstrogen 環(huán)境激素 EnvironmentalHormones 內(nèi)分泌活性化合物 EndocrineActiveCompounds 內(nèi)分泌干擾化合物 EndocrineDisputingChemicals 環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的來源 目前在環(huán)境中已被證實的EDC已有70余種 其中農(nóng)藥及其代謝物占60 以上 殺蟲劑較多 也有部分殺菌劑 除草劑 農(nóng)藥類物質(zhì)DDT及其代謝產(chǎn)物 甲氧氯 擬除蟲菊酯類化合物 氯丹等添加劑食品添加劑 塑料制品添加劑 如雙酚A 鄰苯二甲酸酯 等工業(yè)化學物質(zhì)多氯聯(lián)苯類 二惡英類 多環(huán)芳烴類物質(zhì)等重金屬植物來源和人工合成的雌激素其他物質(zhì)三丁基錫 壬基酚 辛基酚 酚紅 非離子表面活性劑等 環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的特點 延遲性生物在胚胎 幼年時所造成的影響可能到成年和晚年才顯露出來 時段性不同生長階段對生物個體會造成不同方式的影響和后果 復雜性不同劑量 不同暴露方式對不同器官可能造成不同的影響 其毒性有時有協(xié)同或拮抗作用 去除困難在環(huán)境中不易分解 通過食物鏈蓄積放大 通常具有脂溶性 進入生物體后不易排除 環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的危害 影響生物的內(nèi)分泌系統(tǒng) 影響生殖和發(fā)育 導致繁殖能力下降和生殖器官的永久性變化 致癌作用 特別是生殖系統(tǒng)的癌變 神經(jīng)系統(tǒng)毒效應 引起人或動物出現(xiàn)行為 學習 記憶障礙 影響免疫系統(tǒng) 導致