【摘要】近年來，環(huán)境中重金屬（類金屬）污染造成的食品安全問題逐漸增多。重金屬中毒對機體的危害是多系統(tǒng)、多器官、多指征和不可逆的。重金屬具有富集性，很難在環(huán)境中分解，可以直接威脅人類的健康。重金屬的生物系半衰期較長，如人腎皮質(zhì)鎘為10-30年。重金屬通過食物鏈的層層積累富集，必然會對人類的健康和生存構(gòu)成極大地威脅。在當(dāng)前環(huán)境中重金屬污染日益嚴重的情況下，食品安全必然要面對嚴峻的考驗。
【目的】通過對重金屬的認識、重金屬對人體的主要危害、當(dāng)前環(huán)境中重金屬污染狀況、有毒重金屬對食品的污染途徑以及應(yīng)對重金屬引起食源性疾病的措施等方面的數(shù)據(jù)和資料收集，從中了解重金屬在“重金屬——環(huán)境——食物——人”中的遷移，以便提高人們的食品安全意識，加強環(huán)境保護，維護人體健康。
【方法】數(shù)據(jù)收集、綜合文獻
【結(jié)果】當(dāng)前環(huán)境中重金屬的污染已到了刻不容緩的地步。工業(yè)革命以來，人類過度地掠奪礦產(chǎn)資源，使生態(tài)環(huán)境遭受嚴重破壞，逐步積累的污染惡果正進入突發(fā)性、連鎖性、區(qū)域性爆發(fā)的階段。重金屬污染是一場正在發(fā)生的災(zāi)難，而作為人類生存的基礎(chǔ)——食品，更是首當(dāng)其沖。
【結(jié)論】為了人類的可持續(xù)發(fā)展，必須對工業(yè)生產(chǎn)和人們?nèi)粘Ｉ钏斐傻闹亟饘傥廴炯右钥刂?，對已被污染的環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)加以修復(fù)，加強食品的質(zhì)量管理，確保人們的生命財產(chǎn)安全。
【關(guān)鍵詞】重金屬 環(huán)境污染 食品污染 人體健康危害
0. 前言
“民以食為天，食以安為先”。2012年2月1日的廣西龍江的鎘污染事件，是中國重金屬污染事件的又一案例。近年來，僅發(fā)生的鎘污染事件，就有2005年的廣東北江韶關(guān)段鎘嚴重超標事件，2006年的湘江湖南株洲段鎘污染事故，2009年的湖南省瀏陽市鎘污染事件。至于其它重金屬污染事件，僅“血鉛超標”事件，就已涉及陜西、安徽、河南、湖南、福建、廣東、四川、湖南、江蘇、山東等省。2011年4月， “雀巢”、“喜寶(Hipp)”、“活樂(Holle)”、“歐格妮(O rganix)”等9種知名品牌嬰兒輔食被曝含有毒重金屬。2011年10月蘇泊爾質(zhì)量門事件。近年來，一系列重金屬污染和重金屬食品安全事件向人們敲響了警鐘，重金屬已經(jīng)日益嚴重威脅到人們的生存健康。重金屬的中毒途徑有皮膚、消化道和呼吸道。重金屬主要通過空氣(呼吸)、水、食物和直接接觸體表等各種媒介來進入人體，如通過皮膚進入人體。如果環(huán)境沒有被嚴重污染，重金屬一般是通過食物和消費品的消費進入人體的。民以食為天，可是現(xiàn)在的“天”破了。重金屬從土壤到植物再到動物的轉(zhuǎn)移以及從水到藻類到浮游動物再到魚類的轉(zhuǎn)移，是人體暴露于重金屬通過食物鏈的關(guān)鍵部件之一。 [1]
1.重金屬的概述
重金屬原義是指比重（相對純水密度）大于5的金屬，如金(Au)、銀(Ag)、汞(Hg)、銅(Cu)、鉛(Pb)、鎘(Cd)、鉻(Cr)等。對什么是重金屬目前尚無嚴格的定義，化學(xué)上根據(jù)金屬的密度把金屬分成重金屬和輕金屬，常把密度大于4.5g/cm3的金屬稱為重金屬。如：金、銀、銅、鉛、鋅、鎳、鈷、鉻、汞、鎘等大約45種。有些重金屬通過食物進入人體，干擾人體正常生理功能，危害人體健康，被稱為有毒重金屬。這類金屬元素主要有：汞、鎘、鉻(Cr)、鉛、砷(As)、鋅(Zn)、錫(Sn)等。其中，砷本屬于非金屬元素，但根據(jù)其化學(xué)性質(zhì)，又鑒于其毒性，一般將其列在有毒重金屬元素中。根據(jù)這些重金屬元素對人類的危害不同，又將它們區(qū)分為中等毒性(Cu、Sn、Zn等)和強毒性元素(Hg、As、Cd、Pb、Cr等)。
2.金屬元素與人體健康
人的身體是由化學(xué)元素組成的，占人體總重量萬分之一以下的元素稱為微量元素，微量元素又可分為必需微量元素、非必需微量元素和有害微量元素。目前公認的必需微量元素有鐵（Fe）、銅、鋅、鈷、錳、鉻、鉬、鎳、釩、錫、硒、碘、氟，共14種元素?？赡鼙匦璧奈⒘吭赜校烘J、銣、砷及硼。那些生物學(xué)作用還不明確，又沒有發(fā)現(xiàn)其明顯毒性的元素，稱為非必需微量元素。一些重金屬元素如鎘、汞、鉛和非金屬砷等是有害微量元素、這些劃分是相對的。人體內(nèi)必需微量元素過量時，也會造成危害。有害微量元素的濃度很低或形成特殊的化學(xué)態(tài)勢時，也不會產(chǎn)生毒性作用。 [2]微量元素對于機體正常代謝和生長發(fā)育必不可少，也不能被其他任何元素所完全取代。微量元素缺少或過剩，就會破壞機體的生理平衡，人體就會患各種疾病。[3]
3.重金屬對人體的危害
重金屬對人的危害主要包括：①慢性中毒：重金屬污染環(huán)境后，由于受到稀釋作用，濃度較低，因此主要引起慢性中毒，如汞污染引起的水俁病，鎘污染引起的痛痛病等。②致癌作用：金屬致癌潛力受其晶體結(jié)構(gòu)、粒子大小、表面電荷的影響，也與其氧化狀態(tài)，跨膜能力和對DNA的作用有關(guān)。③致畸作用：汞和鉛均可以引起胎兒畸形。一些動物實驗表明，砷、鎘、汞、鉛、鎳等對動物有致畸作用。④對免疫功能的影響：鉛、鎘可使動物對革蘭氏陰性細菌感染的抵抗力降低。⑤變態(tài)反應(yīng)與炎癥：鎳可引起接觸性皮炎、肺炎，五氧化二釩可引起遲發(fā)性呼吸器官變態(tài)反應(yīng)，鉻可引起眼結(jié)膜炎、支氣管哮喘、接觸性皮炎等。[4,5]
3.1鉛：
鉛對人體各系統(tǒng)和器官均有一定的毒害作用，包括神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、酶系統(tǒng)、骨骼系統(tǒng)等方面。大腦作為鉛毒敏感的靶器官之一。幼兒大腦對鉛污染更為敏感，嚴重影響兒童的智力發(fā)育和行為。如果長期接觸鉛不僅會影響兒童的記憶力、語言運動能力和學(xué)習(xí)能力，甚至能引起永久性、不可逆的腦損傷。大腦內(nèi)微量的鉛蓄積即可引起神經(jīng)系統(tǒng)的功能障礙，嚴重時還可引起中樞神經(jīng)細胞退行性改變，導(dǎo)致腦病。動脈中鉛過量經(jīng)證實可以導(dǎo)致心血管病死亡率增高。貧血和溶血也是鉛對心血管系統(tǒng)急性和慢性中毒的重要臨床表現(xiàn)。鉛對消化道黏膜和胃黏膜有直接的毒性作用。另外，鉛對男性的生殖功能有間接影響。此外鉛可使血清免疫球蛋白的含量降低，白細胞數(shù)減少，白細胞吞噬能力下降，進而減弱機體的免疫能力。鉛還會破壞酶系統(tǒng)，加快人體衰老。鉛對兒童的生長發(fā)育影響極大。兒童體內(nèi)鉛含量水平高會導(dǎo)致身體矮小、體重減輕、胸圍減少等癥狀。[6,7,8,9,10]我國食品重金屬殘留限量國家標準規(guī)定鉛含量最高（豆類）為0.8μg/mL，鮮乳為0.05μg/mL。
3.2砷：
砷在環(huán)境中由于受到化學(xué)作用和微生物作用，大都以無機砷和烷基砷的形態(tài)存在。不同形態(tài)的砷，其毒性相差很大,如氧化砷是劇毒品，海帶中的砷卻無毒性。三價砷化合物的毒性大于五價砷化合物，砷化氫和三氧化二砷（俗稱砒霜）毒性最大?？诜趸?-50mg即可中毒，60-100mg即可致死。砷中毒是一個以皮膚損害為主的全身性疾病?？梢岳奂叭梭w的皮膚、呼吸、泌尿、心血管、神經(jīng)、造血系統(tǒng)等。砷作為類金屬，對身體很多長期接觸砷，會引起細胞中毒，有時會誘發(fā)惡性腫瘤，特別是無機砷是皮膚癌與肺癌的致癌物質(zhì)。砷還能透過胎盤損害胎兒。生產(chǎn)過程和環(huán)境污染導(dǎo)致的急性砷中毒較為罕見，而生活性急性砷中毒較常見，如誤食砷污染的食品、誤飲砷污染的飲料或誤服含砷農(nóng)藥等引起的急性砷中毒。[2,4,11]我國食品重金屬殘留限量國家標準規(guī)定，砷含量最高（糧食）為0.7mg/kg，鮮乳為0.2μg/mL。
3.3汞：
汞是全身性讀物，除中樞神經(jīng)系統(tǒng)、腎臟及口腔病變外，通過對動物實驗或接觸人群的調(diào)查所觀察到的變化有生殖功能異常、汞毒性皮炎、汞毒性免疫系統(tǒng)功能障礙等。液體汞（指純汞）在胃腸道不易吸收，一般未見引起中毒。同時無機汞不易被吸收，一般不易造成肝、腎的損害。在短期內(nèi)攝入大量無機汞鹽或誤食含汞物質(zhì)可引起急性汞中毒。有機汞中的苯基汞和烷氧基汞，在體內(nèi)易降解為汞離子，其毒理作用類似于無機汞化合物。而烷基汞，如甲基汞、乙基汞、丙基汞等則屬高神經(jīng)毒物質(zhì)。汞通過食物鏈的傳遞而在人體蓄積，蓄積于體內(nèi)最多的部位為骨髓、腎、肝、腦、肺、心等。汞對人體的神經(jīng)系統(tǒng)、腎、肝臟等可產(chǎn)生不可逆的損害。汞對組織有腐蝕作用，與蛋白質(zhì)結(jié)合，形成疏松的蛋白化合物。汞元素在世界的某些地方，已成為大眾健康的公害，如日本水俁市發(fā)生的水俁病和1972年伊拉克發(fā)生誤食甲基汞處理的小麥種子制成的面包而發(fā)生大規(guī)模中毒事件[5,6]。汞在我國蔬菜中的檢出率較高，應(yīng)引起足夠重視。我國現(xiàn)行食品衛(wèi)生標準和無公害食品規(guī)定的最低限量為0.01mg/kg。
3.4鎘：
鎘對人體的傷害主要有急性中毒和慢性中毒。鎘的急性中毒主要表現(xiàn)在鎘對胃腸粘膜有刺激作用，故口服鎘化合物可引起嘔吐，并可引起腹瀉、休克和腎功能障礙。而骨軟化癥、輕度貧血和高血壓則是鎘慢性中毒的表現(xiàn)。鎘進入體內(nèi)可損害血管，導(dǎo)致組織缺血，引起多系統(tǒng)損傷；鎘還可干擾銅、鈷、鋅等微量元素的代謝，阻礙腸道吸收鐵，并能抑制血紅蛋白的合成，還能抑制肺泡巨噬細胞的氧化磷?；拇x過程，從而引起肺、腎、肝損害。鎘是人體非必需且有毒元素，可能具有致癌、致畸、骨質(zhì)疏松、睪丸損害、和致突變作用。20世紀60年代日本的“痛痛病”事件就是由環(huán)境中鎘污染引起的。[5,6]我國食品重金屬殘留限量國家標準規(guī)定的鎘含量：水果為0.03 mg/kg，蔬菜、禽蛋為0.05 mg/kg。
4.當(dāng)前環(huán)境中重金屬污染狀況
金屬元素是地殼巖石中的天然組成成分。有的地區(qū)由于巖層、土壤或地下水中某種金屬元素含量過高，對人體產(chǎn)生不良影響，導(dǎo)致在該地區(qū)地方病的發(fā)生。如某些地區(qū)由于碘含量過高，導(dǎo)致當(dāng)?shù)鼐用窕几叩庑缘胤叫约谞钕倌[；有的地區(qū)由于土壤和飲水中含硒過高，引起居民地方性硒中毒；有的地區(qū)由于地下水含砷過高，當(dāng)居民打井取水供飲食用時，導(dǎo)致地方性砷中毒的發(fā)生。然而，對環(huán)境造成嚴重金屬元素污染的主要原因是人類的生產(chǎn)活動。采礦、冶煉、使用金屬的工業(yè)生產(chǎn)過程、施用農(nóng)藥（ 包括,Pb，Hg，Cd，As 等）以及煤、石油等燃料燃燒（排放出,PB，V,Ni 等金屬）等，都可通過廢水、廢氣、廢渣將金屬元素及其化合物排放到環(huán)境中，造成金屬污染。[5]鉛金屬主要出現(xiàn)在鉛礦開采與冶煉，熔鉛作業(yè)，化工行業(yè)和造船業(yè)電焊、電纜制造，電視機及燈泡、罐頭的小錫焊加工和使用過程中。而鉛化合物主要分布在蓄電池、陶瓷、油漆、顏料、釉質(zhì)、橡膠硫化促進劑等，其中使用最廣的莫過于四乙基鉛。四乙基鉛一度廣泛使用作為添加劑在汽油，以提高燃料的辛烷值，以防止發(fā)動機內(nèi)發(fā)生震爆，從而能夠使用更高的壓縮比率，藉以提高汽車發(fā)動機效率和功率。80年代以來，隨著汽車的增加和含鉛汽油的大量使用，汽車排鉛正成為城市鉛污染的主要來源，從1985—1995年的10年之間，我國累計有15813t鉛排人大氣、水體等自然環(huán)境中，并且主要集中在大城市．調(diào)查顯示，北京市大氣中的鉛80％來自于汽車尾氣。[6,12]環(huán)境中鎘的主要污染源是電鍍、采礦、冶煉、燃料、電池和化學(xué)工業(yè)等排放的廢水。鎘化合物還可以出現(xiàn)在殺蟲劑、殺菌劑、顏料、油漆和熒光粉等制造業(yè)中。截至2009年6月世界上每年生產(chǎn)的鎘大約為2萬t。鎘在電鍍、顏料、塑料穩(wěn)定劑、Ni-Cd電池工業(yè)、電視顯像管制造的應(yīng)用上已日益增加。隨著采礦、冶煉精煉和電鍍工業(yè)的不斷發(fā)展，大量的含鎘廢水排入河流造成鎘的污染。自20世界初發(fā)現(xiàn)鎘以來，鎘的產(chǎn)量逐年增加，鎘污染現(xiàn)狀在中國已相當(dāng)嚴峻，每年由工業(yè)廢棄物排放到環(huán)境中的鎘總量約600余t，加之對廢電池回收工作的重視度不夠，從而大大增加了環(huán)境鎘污染的機會。[6]煤含 Ce、Cr、Pb、Hg、Ti 等金屬 , 石 油 中 含 有 相 當(dāng) 量 的 Hg (0.02- 30mgkg- 1)。[13]目前普遍認為，全球人為源每年約向大氣排放2100t汞，其中氣態(tài)單質(zhì)汞、活性氣態(tài)汞和顆粒汞的釋放量分別為1480t、480t和140t。中被公認是全球大氣汞排放最多的國家之一，目前學(xué)術(shù)界初步估算認為，我國人為源的大氣汞排放量在500—700噸/年。在過去100年中，月20萬t的汞釋放到大氣中，目前仍有3500t左右的汞存在在大氣中。從工業(yè)時代的1850年開始至2000年，全球人為活動向環(huán)境排放砷量逐年增加，至2000年以累計達到453t左右。[6]