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猪体内铅分布及饲料中铅暴露量的风险评估报告

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目录
第一章文献综述......................................................................................................................1
1. 1生物体内铅的代谢及危害............................................................................................ 1
1.1.1铅污染概况.........................................................................................................……1
1.1.2铅对人体的污染途径............................................................................................... 2
1.1.3铅在动物体内的吸收、 分布和代谢....................................................................... 2
1.1.4铅对人体的危害....................................................................................................... 5
1. 2猪的消费情况和存在问题............................................................................................ 6
1.2.1猪及其产品的消费................................................................................................... 6
1.2.2猪及其制品存在的问题........................................................................................... 7
1. 3铅在动物组织器官的分布............................................................................................ 9
1.4论文的研究目的与意义................................................................................................ 10
1.5论文的主要研究内容.................................................................................................... 10
1.6研究的技术路线............................................................................................................ 11
第二章动物模型的建立......................................................................................................12
2.1材料与方法..............................................................................................................……12
2.1.1试验材料...........................................................................................................……12
2.1.2试验方法...........................................................................................................……12
2. 2结果与分析............................................................................................................……14
2.2.1预饲结束后猪体重的变化..................................................................................... 14
2.2.2饲喂过程中猪体重的变化..................................................................................... 14
2.2.3饲喂过程中猪体态特征的变化............................................................................. 15
2.2.4与肝脏损伤相关的血清酶活力的变化................................................................. 15
2. 3讨论........................................................................................................................……16
2. 4小结.............................................................................................................................. 17
第三章铅在猪组织器官中的分布与积累............................................................................18
3. 1材料与方法............................................................................................................……18
3.1.1试验材料...........................................................................................................……18
3.1.2试验方法...........................................................................................................……18
3. 2结果与分析.................................................................................................................. 20
3.2.1饲料中铅含量变化................................................................................................. 20
3.2.2铅在猪内脏器官中的分布与积累......................................................................... 21
3.2.3铅在猪肌肉组织、 脂肪中的分布与积累............................................................. 23
3.2.4铅在猪耳、 猪尾和猪舌中的分布与积累............................................................. 24
3.2.5铅在猪骨中的分布与积累..................................................................................... 25
3.2.6铅在其它组织器官中的分布与积累...................................................................... 27
3. 3讨论.............................................................................................................................. 28
第四章猪饲料中铅暴露量的风险评估................................................................................ 30
4. 1材料与方法.................................................................................................................. 30
4.1.1试验材料...........................................................................................................……30
4.1.2试验方法...........................................................................................................……30
4. 2结果与分析.................................................................................................................. 30
4.2.1饲料中铅含量对猪体中总铅含量的影响............................................................. 30
4.2.2猪组织器官铅含量与饲料铅含量的相关性......................................................... 31
4.2.3铅高度富集组织器官中铅含量与饲料中铅含量的关系..................................... 32
4. 3讨论........................................................................................................................……33
4. 4小结.............................................................................................................................. 34
第五章煮制加工对猪肋骨中铅溶出的影响........................................................................ 36
5. 1材料与方法.................................................................................................................. 36
5.1.1试验材料...........................................................................................................……36
5.1.2试验方法...........................................................................................................……36
5. 2结果与分析.................................................................................................................. 37
5.2.1饲料及肋骨中铅含量变化..................................................................................... 37
5.2.2煮制加工对猪肋骨中铅溶出的影响..................................................................... 37
5.2.3醋酸对猪肋骨中铅溶出量的影响......................................................................... 38
5. 3讨论........................................................................................................................……39
5. 4小结.............................................................................................................................. 40
第六章讨论与结论................................................................................................................ 41
6. 1讨论.............................................................................................................................. 41
6.1.1铅的风险评估.......................................................................................................... 41
6.1.2存在及待解决的问题.............................................................................................. 42
6. 2结论.............................................................................................................................. 42
6. 3论文的创新点............................................................................................................... 43
参考文献.................................................................................................................................. 44
英文缩略词.............................................................................................................................. 49
致谢..................................................................................................................................……50
作者简介.................................................................................................................................. 51

第一章文献综述
铅是FAO / WHO公布的对人体毒性最强的三种重金属铅、 福、 汞当中的一种[fl>Zl
它是重要的食品污染物, 水、 植源性食品和动物源性食品都有可能受到铅污染。由于自
然因素或人为因素导致的环境铅污染, 会使地下水及土壤普遍含有铅, 铅进入环境或生
态系统后就会存留、 积累和迁移, 并经过食物链进一步被人体吸收, 从而危害人类健康
f=}-gl。近年来, 食品铅污染特别是猪肉制品和猪下水组织的铅超标事件时有报道[f9 _13l, 使
消费者的消费信心受挫, 影响猪肉及其制品的消费。中国消费者有消费猪肝、 猪肾等下
水组织及食用猪骨汤的习惯, 因此, 函需对这些铅易于富集部位的食用安全性进行风险
评估, 以保障国民的食品安全。
1. 1生物体内铅的代谢及危害
1.1.1铅污染概况
铅是一种重金属, 超过一定浓度的铅会对动物体造成伤害【14]。铅一般以天然浓度广
泛存在于自然界中, 但由于人类的开采、 冶炼、 加工及商业制造活动口益增多, 铅、 汞、
福等重金属会进入大气、 水和土壤中, 严重污染环境。以各种化学状态或化学形态存在
的重金属, 在进入环境或生态系统后就会存留、 积累和迁移, 造成危害。如随废水排出
的重金属, 即使浓度小, 也可在藻类和底泥中积累, 被鱼和贝吸附, 经食物链浓缩, 从而
造成公害[‘5]。
研究表明, 铅能够经过与动物体内的蛋白质、 酶和氨基酸内的官能团结合, 干扰机
体正常的生理生化活动, 损害人体健康[[16]。铅是地球上分布广泛、 含量丰富且最严重的
环境污染物之一【17,18]。汽车尾气排放的铅经大气扩散等过程进入环境, 造成当前地表铅
浓度显著提高。据调查, 近代人体内铅的吸收量比原始人增加了约1}}倍[16,19]。废电池
中所含铅对土壤、 水源、 对生态环境的潜在危害则是长期的。土壤具有一定的孔隙, 对
有机物或含碳、 氧、 磷、 硫等化合物进行降解后, 可生成无毒或低毒物质, 表现出一定
的自净能力。可是, 进入环境中的铅却不易被降解, 而且其长期蓄积在土壤中, 会破坏
土壤的自净能力, 使土壤成为污染物的”储存库”, 最终降低土壤肥效。在这样的土地上
种植农作物, 铅被植物根系吸入植物体内, 引起农作物减产, 或长出的粮食、 蔬菜等含
有铅[[20]。另外, 土壤中的铅还会不断地迁移到相邻的环境介质中, 如被雨水冲刷后渗透
到深层土壤中;随地下水进入江河水源;被风扬散到大气中。当人体摄入含铅的农作物
及家禽, 或者饮用被污染的水、 吸入被污染的大气时, 就会出现多系统、 多器官的慢性
损害。
1.1.2铅对人体的污染途径
1. 1. 2. 1环境污染
环境中的铅是人体接触铅的主要途径。人体接触铅除了经过食物、 水和空气外, 还
有一个重要途径是经过手一口摄入。美国环保局1986年报道, 2岁儿童摄入铅的主要途
径为:食物47%、 尘土45%、 饮水6%、 空气和土壤各1 % o Davies报道英国2岁儿童
每口吸收的铅有97%经过消化道, 只有3%经过呼吸道[[21]。宋华琴研究发现, 北京市儿
童每口摄入的铅90%^'98.5%经胃肠道, 1.5%^'10.0%经呼吸道[[22]。铅到达消化道后, 成
人能够吸收约11%, 而儿童吸收则更高, 可达30%一75% (2310
1. 1. 2. 2饮食摄入
食物是人体摄入铅的主要途径。环境污染将导致地下水及土壤普遍含有铅, 铅进入
环境或生态系统后就会存留、 积累和迁移, 污染严重地区几乎所有农作物均会含有[[24]
一般情况下植物性食物的铅含量高于动物性的, 且前者以根茎类含铅量最高, 后者则以
骨骼及内脏高于肌肉、 脂肪等。
食物中的铅与本地区土壤和水中铅含量有直接关系。土壤和水中铅可经过食物链进
一步被人体吸收。在波兰, 当地蔬菜的消费量与人体血铅水平呈正相关, 这是因为土壤
受到铅污染导致蔬菜铅含量增加的结果。某地区饮用水含铅量高, 可导致当地居民每口
摄铅量增加, 虽然自来水中铅含量不高, 但人体对水中铅的生物利用率比食物中的高。
食用铅超标的猪肝、 猪肾也会增加铅摄入量, 可能会对人体造成损害[[25-27,”一‘3]
另外, 食品在加工过程中的铅污染也是一个重要因素, 如罐装食品、 饮料及糖果类
中的铅含量均较高。人体铅摄入量与食物种类、 消费量及含铅量有关, 如蔬菜、 水果和
果汁等罐装食品, 由于用铅焊接缝而导致食物含铅量增加, 便每口摄铅量也增加。人每
口从食物中摄入的铅量与其年龄成正相关[[28], 因为随着年龄增加其摄食量也增加, 食
谱也更为广泛所致。WHO报道美国和澳大利亚等国20世纪80年代末期其儿童摄铅
量明显降低, 此时这些国家正好采用无焊容器盛装儿童食品及禁止使用含铅汽油[[29]。另
外饮用高铅水质往往也会导致铅中毒。1995年3月, 台北发现一位76岁老农民血中铅
含量高达0.394 a g/ml, 出现手脚麻痹、 末梢神经病变、 高血压及痛风等铅中毒症状, 检
验结果发现该农民家中自来水铅含量远超过国内饮用水水质50 a g/L的标准。
1.1.3铅在动物体内的吸收、 分布和代谢
1. 1. 3. 1铅的吸收、 分布和代谢途径
铅化合物可经呼吸道和消化道进入体内。铅进入呼吸道后, 由于肺泡腔内呈酸性而
易于溶解, 后经肺泡进入血液;或由吞噬细胞吞噬进入淋巴系统;也可经气管、 支气管
咳出, 再咽入消化道。一般经呼吸道吸入的铅吸收率为30%左右, 到达肺泡的四乙铅有
10%^-20%进入血液循环。进入消化道的铅, 一般仅5%一10%被吸收[16, 30]。动物消化道
吸收铅的主要部位在十二指肠, 回肠中的吸收率则非常低。铅以离子状态被吸收后进入
血液循环, 最初主要以铅盐与血浆蛋白结合的形式分布于全身各组织, 数周后约95%以
不溶的磷酸铅形式沉积在骨骼系统和毛发, 仅有5%左右的铅存留于肝、 肾、 脑、 心、
脾等软组织和血液内。而血液中的铅约有95%分布在红细胞内, 主要在红细胞膜, 血浆
只占5%。沉积在骨组织内的磷酸铅呈稳定状态, 与血液和软组织中的铅维持着动态平
衡。当然, 骨组织不能无限量的容纳铅, 当骨铅含量达到饱和时, 动物继续与铅接触,
则血液和软组织中铅的浓度升高, 可引起中毒症状。而且, 与慢性铅中毒不同的是, 急
性铅中毒时铅的主要沉积组织是肝和肾而不是骨【‘”, 川。被吸收的铅主要经肾脏排出, 还
可经粪便、 乳汁、 汗腺、 唾液等途径排出。
动物体摄入铅后有大约5%一巧%的铅能够被吸收, 而保留在体内的只有不到5%的吸
收量。铅的吸收与很多条件相关, 包括年龄、 营养状况、 铅摄入时间等。一般认为儿童
的吸收量大于成人;一项研究表明, 儿童在常规饮食中能净吸收41.5%和净保留31.8%
的铅;儿童中的铅吸收还与胃肠道的发育有关[f3al。另外铅还与人摄食中的营养状况和饮
食习惯有关[[33, 34], 低铁、 低钙的饮食会导致铅的吸收率增加;水和饮料中的铅吸收率比
食物中大;两餐之间摄入铅比餐中摄入铅吸收率高;增加食物摄入的次数能降低铅的吸
收率。
空气中的铅浓度变化同污染源排放有关, 但当前一般小于1.0 a g/m3。美国自从使
用无铅汽油后, 人群每口铅接触总量中, 来源于空气的铅仅占很小的部分。铅在大气中
是以固态的粉尘形式或是氧化铅微粒或是蒸汽的形式存在。肺对铅的吸收除了受其浓度
的影响外, 还包括其它一些因素。这些因素有机体每天呼吸的体积、 铅的状态是颗粒还
是蒸汽、 含铅颗粒的大小等。只有极少部分能在肺中沉积, 但随即从呼吸道中清除并吞
咽到消化道。颗粒直径小于0.5 u m的部分随着颗粒直径的减少, 其在呼吸道的保留增
加。空气中90%的铅颗粒可沉积于肺, 而且颗粒小到能留在肺内。保留下来的铅经过肺
泡的吸收率高, 而且完全。
在血液中大约90%的铅存在于红细胞中, 铅在红细胞中至少是以两种主要的状态存
在:一种是同细胞膜结合, 另一种是同血红蛋白或其它的红细胞成分相结合。血铅是血
浆和红细胞之间铅浓度平衡的结果, 如果血铅水平达到100 a g/dL, 其中有1%或更少
的铅在血浆中。在血铅水平低于50 a g/dl时, 血铅和血浆中的铅关系是稳定的, 近乎
线性, 高于此水平, 此关系变成曲线的, 即随着血铅增高, 血浆中的铅水平迅速增高[}3s}
因为低水平血浆铅的准确测量分析是很困难的, 而且避免溶血很复杂, 这些原因限制了
血浆铅作为职业接触铅的监测指标。
整个机体铅负荷至少能够分成两个不同的速率动力池[f361。最大的, 也是动力学上最
J漫的动力池是骨, 半衰期大于20年;另一个是易于变化的软组织池。骨小梁中的铅比
骨皮质的铅易变, 骨小梁中的铅转移周期时间较短。50%的血铅来自于骨铅, 因此骨是
体内及血铅的主要来源。特别应注意在孕期和哺乳期的母体骨中的铅, 在以后随着骨质
疏松其铅能够被动员[f3}1。骨中铅随着年龄的增长而增长, 儿童骨骼中的铅占体铅含量的
70%, 随着年龄的增长骨铅含量可达总体铅含量的95%。对于严重接触铅的工人来说,
整个一生的铅沉积可达到200 mg, 甚至能够超过500 mg。铅能够在机体的绝大部分组
织检测到, 且肝脏和肾脏是人体最大的软组织沉淀池, 动物研究表明, 铅在中枢神经系
统的灰质和某些核质中也有较大量的富集。
肾是铅排泄的主要器官。铅的肾脏排泄一般是肾小球的滤过, 伴随一定程度的肾小
管重吸收。随着血铅水平的增高, 肾小管间转运能够增加排泄。铅还能够经过机体的其
她体液, 例如母乳等少量排泄[f=}sl。铅能经过胎盘, 因此脐带血铅与母体血铅有相关性,
但浓度稍低。在妊娠期母体血铅有轻微的降低, 可能是与血液稀释有关。铅在胎儿组织
中(包括脑)蓄积同母体的血铅水平成比例[fs9l
1. 1. 3. 2铅在人体中的代谢动力学模型
无论经过呼吸道、 饮食或体表接触等方式进入人体的铅, 都会经过软组织, 如血液、
肝、 肌肉等的运转, 一部分排出体外, 而另一部分进入全身骨骼系统[[40]。瑞典科学家
AHLGREN等人[[41]根据正常人和受到铅污染人群的统计结果, 提出了一个铅进入人体
代谢的动力学模型, 如图1-1所示。

AHLGREN利用上述动力学模型对非职业性或环境污染时接触铅的人群进行了推
算, 口吸收量Ab为15 a g/ d, 口交换率} 10, } 12, } 21, 见图1-1。计算55年后
该人群血铅为0.43 a mol/ L, 骨铅值为3 u g/ g, 这些值很好地与瑞典正常人参照值相
吻合。同时, 她又对铅严重职业性接触的人群进行了同样的分析。若某一人群平均血铅
3.4 a mol/ L(相当于756 a g/ L), 骨铅80 ug/g, 同样用上述模型进行推算, 得出铅
接触期之后7年, 血铅值变为1.2 a mol/ L(即253 a g/ L), 骨铅值变为74 a g/ g, 血
铅值下降了64.7%, 骨铅值只降低了7.5%。这个结果与实际测量值也很近似, 说明铅
在人体内代谢的这个动力学模型是相当可靠的。这个模型对铅中毒病例的分析说明, 在
停止职业性铅污染后, 血铅值会较快地衰减, 其中一部分会进入骨骼, 而骨骼中铅的衰
减速度很慢, 因此骨骼中会较长时间存留铅元素, 成为人体内部长期存在的中毒源库。
国外有的专家研究指出, 无论是在职的或己退体的职业性受污染的人群, 她们体内
骨骼中的铅含量与血铅含量的时间积分值((time一integrated blood Pb)有很强的正相关关
系[[42], 这就正确地简述了骨骼中铅含量与血铅含量的关系。
1.1.4铅对人体的危害
铅是典型的慢性或积累性毒物, 对机体损伤呈多系统性、 多器官性。蓄积在人体内
的铅及其化合物对人体的神经系统、 血液系统、 消化系统、 生殖系统、 免疫系统和骨等
都具有较大的毒害作用。铅对动物的毒害主要表现为贫血、 免疫功能障碍、 宿主抵抗力
改变、 神经系统损伤等急性和慢性病变[[43, 44]。动物试验表明铅对动物具有肯定的致癌作
用, 对人的致癌作用当前证据不充分, 国际癌症联合会(IARC)将其分为2B类, 即对
动物是致癌物, 对人类为可疑致癌物[[45,46]
铅对人体的主要影响是神经系统、 造血系统及肾脏的损害, 另外对消化、 免疫及儿
童生长发育也有一定的毒作用。铅对人体健康的危害很大, 特别是儿童, 可导致儿童智
力低下和多动症。铅中毒还能损伤造血系统, 导致贫血;损伤神经系统, 导致手腕无力下
垂, 以及引发脑病;损伤肾功能。铅对人体神经系统是一种极为敏感的毒物, 其损害作用
从胎儿期就开始了。Huel等人发现母亲孕期的发铅浓度与儿童(6岁)的总感知能力、
语言能力、 定量能力和记忆能力指数呈明显的负相关[[47]。母体血铅与脐带血铅浓度接近,
且呈明显的正相关, 而胎盘对铅几乎不起或只起微弱的屏障作用[[48], 因此铅很容易通
过母体经胎盘进入胎儿体内。未发育成熟的胎儿脑内皮细胞无法阻止铅进入脑组织[[49],
从而造成尚未发育成熟前就受到铅的毒害, 导致各种严重的远期后果。David 1992年报
道了她对148名学龄儿童的随访研究, 发现出生前接触低剂量的铅(100 ug/L),
后这些儿童的智力和学习成绩均有明显的下降[[50]。铅对胎儿脑损害的远期效应还能够影
响儿童及至成人的体位平衡机能等。
人体在接触高浓度铅引起的中毒易累及脑部而引起中毒性脑病[[51], 此病发生缓慢,
常无特征性, 其症状常有兴奋或倦睡、 肠胃不适症症、 运动失调、 头痛等, 严重时可出
现昏迷。此病可导致人体血脑屏障功能受损, 并出现病理性脑水肿[[52]。长期接触高浓度
铅还可引起脊髓运动细胞损害[[53], 导致运动机能和体位平衡机能失调。高浓度铅急性神
经毒作用(血铅>100 a g/dL)早在60年代就有报道, 当前人们更为关心的是慢性低浓
度接触铅(血铅<45 a g/dL)所引起的亚临床影响。
人体长期接触即使低浓度的铅, 即可引起行为功能改变, 常见的有模拟学习困难、
空间综合能力下降、 运动失调、 易冲动、 注意力不集中、 侵袭性增强等。儿童则表现为
智力低下和多动症。研究表明, 儿童智商值与血铅水平呈反比[[54] o Needleman在儿童亚
临床铅中毒研究中发现, 机体铅负荷高而无中毒症状的儿童智商比相同社会阶层铅负荷
低的儿童要低4.5分。该研究还表明小学生的神经行为功能与其牙铅水平呈负相关, 且
后的随访发现当儿童期持续接触铅还可导致青年期的中枢神经功能低下、 持久性
学习困难[}55} o Rosen对纽约154名血铅水平在0.25 }- 0.54 mg/ L的儿童进行驱铅治疗
时发现, 治疗6个月后的儿童血铅每减少30 a g/ L, 其智商可提高1分[[56]。中国张燕在
辽宁的研究也发现, 接触铅组儿童(血铅浓度0.22 mg/ L)在智能发育、 动作能力、 应物
能力·语言能力及总智商方机明显低于对照组儿童(血铅浓度0.11 mg/ L ) }5}} o
铅对造血系统的影响主要是铅能抑制血红素的生成而引起贫血, 一般当血铅超过
0.4 mg/ L时贫血就会发生。铅还能影响肾功能, Verberk等人1996年首次表明了环境铅
暴露能够引起儿童肾小管病变[[58], 且血铅水平越高, 损害越严重。在临床上[[59], 急性铅
肾病是以氨基酸、 葡萄糖、 磷酸盐的重吸收过少为特征;慢性铅肾病人特征是肾组织缓
J漫地进行性变性与肾功能的改变, 甚至可导致肾衰竭, 两者均不同程度的出现核包涵体,
核包涵体的出现与铅的浓度有关, 相当部分学者认为这是机体对铅产生的一种防卫机能
反应。
另外美国一项调查结果表明, 铅还可影响人体的生长发育[[60]。铅具有生殖毒性、 胚
胎毒性和致畸作用, 即使是低水平铅暴露仍可影响子宫内胎儿的发育进程, 造成胎儿畸
形、 早产和低出生体质量等危害, 另外, 严重职业性铅暴露会导致男性精子数量减少和
畸态精子数量增多(WHO,1995 ) o
有关铅致癌的基因毒性和非基因毒性(genotoxic and n