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食品安全
土壤重金属污染与食品安全

土壤重金属污染与食品安全
一 土壤重金属污染
土壤重金属污染是由于废弃物中重金属在土壤中过量沉积而引起的土壤污染。污染土壤的重金属主要包括汞、镉、铅、铬和类金属砷等生物毒性显著的元素，以及有一定毒性的锌、铜、镍等元素。主要来自农药、废水、污泥和大气沉降等，如汞主要来自含汞废水，镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车废气沉降，砷则被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂。过量重金属可引起植物生理功能紊乱、营养失调，镉、汞等元素在作物籽实中富集系数较高，即使超过食品卫生标准，也不影响作物生长、发育和产量，此外汞、砷能减弱和抑制土壤中硝化、氨化细菌活动，影响氮素供应。重金属污染物在土壤中移动性很小，不易随水淋滤，不为微生物降解，通过食物链进入人体后，潜在危害极大，应特别注意防土壤的污染
重金属是沿食物链进入人体的重要污染物, 它对食品安全和人体健康带来极大威胁, 而大多数普通消费者对土壤重金属污染影响食品安全的问题知之甚少。综述了土壤重金属对食品的污染及对人体的危害, 介绍了土壤中重金属进入食品的途径, 并提出降低重金属对食品安全影响的具体措施。
二　环境污染与食品安全
“食为民天, 民为邦本”的古训, 道出了食品与人类生存和健康的密切关系。食品作为人类生存的必要条件, 必须保证两点: 一是要有一定的营养, 人们通过对各种食物的合理搭配, 保证人体需要的各类营养; 二是要保证食品的安全卫生, 防止有毒有害物质通过食品对人体造成危害。因此可以说, 食品安全是人类生存的必备条件和健康的基本保证。作为食品, 首先是要保证其安全, 要保证食品在适宜的环境下生产、加工、储存和销售, 减少其在生产和加工各个阶段所受到的污染, 以保障消费者身体健康。
随着经济的发展和物质生活水平的提高, 人们对食品和粮食作物的安全性越来越重视, 食品安全已经成为全世界共同关注的问题, 食品的安全性已成为第一卖点。近年来不断发生与食品安全有关的食品污染事件, 造成了人们对食品污染的恐惧和对食品安全的担心。我国出口的一些农副产品由于农药、兽药残留, 重金属含量等卫生指标超过外方的限量标准,被拒收、扣留、退货、索赔和终止合同的现象屡有发生, 部分传统大宗出口创汇商品被迫退出国际市场, 我国农产品正面临严峻挑战。
近十几年来, 我国的食品安全工作取得了可喜的成绩。党的十五届五中全会明确提出: “加快建立农产品市场信息、食品安全和质量标准体系”。党中央第一次把“食品安全”写进了中央全会文件, 对指导当前我国农业发展有着重要而深远的意义。但是, 与发达国家相比, 我国的食品安全仍然处于较低的水平, 还存在着食品的合格率不高、食物中毒及食源性疾患仍得不到基本控制, 食品生产经营企业工艺落后, 设备简陋, 全社会的法律意识不够, 监督执法队伍力量与所担负的工作量相比还很不足, 执法水平还需提高等现象。本文对土壤重金属污染对食品安全的影响作一归纳和总结, 介绍土壤中重金属进入食品的途径,并提出降低重金属对食品安全影响的具体措施, 以期引起大家对食品安全的进一步重视, 加大对土壤重金属污染防治的技术力度和政策力度。
三 土壤重金属污染对食品安全的影响
由于环境污染而带来的危害是多方面的, 其中与人类健康直接相关的是环境对食品的污染。在食品的生产、加工、贮存、流通和消费过程中, 都有可能受到有毒有害化学品的污染, 进而造成食品安全问题。重金属由于不能够被土壤微生物所分解,易在土壤中累积, 甚至在土壤中可能转化为毒性更大的形式, 通过食物链在动物、人体内累积, 严重影响人体健康。因此重金属是土壤污染中最重要的污染物之一, 并对食品安全造成威胁。
在工业高度发达的日本, 许多城市郊区的蔬菜良田被工业废气、废水、废渣所污染, 耕作层内的镉、铜等重金属大量富集、积累, 致使蔬菜产品内的重金属含量严重超标, 消费者重金属慢性中毒现象时有发生,引起日本政府的高度重视和社会各界的广泛关注。政府曾拨给大量的专项资金, 动员广大科技工作者对“重金属污染”问题进行攻关( 梁称福等,000) 。澳洲耕地土壤中镉含量为0111～6137mg/kg , 调查中发现大约10 %的蔬菜超过澳洲食品标准( ≤0105mg/ kg 鲜重) ; 瑞士农田污灌造成土壤镉、铜、锌的累积, 甜菜、莴苣、马铃薯和花生受到重金属污染; 我国目前受重金属污染的耕地面积近2000 万hm2 , 约占总耕地面积的1/ 5。其中镉污染耕地1133 万hm2 , 涉及11 个省25 个地区; 被汞污染的耕地312 万hm2 , 涉及15 个省21 个地区。
沈阳张士灌区是污染面积最大、污染最严重的镉污染区, 面积约2500 多hm2 。1974 年林业土壤研究所(现沈阳应用生态研究所) 监测的结果, 灌区糙米含镉量最高达216mg/ kg (日本规定米中镉含量卫生标准为014mg/ kg , 我国规定的标准为012mg/kg) , 1975 年测定糙米中平均含镉量是1106mg/ kg。重庆酸沉降危害区, 土壤、地下水和植物含汞量明显增长, 蔬菜样品中汞超标率达28 % (李波等,2000) 。云南省农业环境监测站对全省抽调稻米、蔬菜及少量家畜(禽) 的污染现状。稻米调查了昆明市的安宁县、西山区、官渡区, 楚雄州的禄丰县, 怒江州的兰坪县, 以西双版纳州的景洪县作为对照点。调查稻米中汞、铅、镉, 其中汞的含量范围010010～011839mg/ kg , 最高含量超过标准812倍; 铅的含量范围为0112～1176mg/ kg , 最高含量超过标准215 倍; 镉的含量范围是01001 ～01510mg/ kg , 最高含量超过标准116 倍。而对照区铅的含量范围为0137～0160mg/ kg , 最高含量超过标准012 倍, 说明景洪县农田污染也不轻。蔬菜调查了通海县、呈贡县、建水县、官渡区、元谋县、东川区等地, 调查蔬菜品种有花菜、白菜、黄瓜、芹菜、茄子、番茄、青辣椒、洋葱、莲花白等。分析结果是亚硝酸盐、DDT、汞、氟等均超标。其中汞的含量范围为010010～010490mg/ kg , 最高含量超标319 倍; 镉的含量范围为010005～011260mg/kg , 最高含量超标115 倍。猪肉中铅的含量范围为0115～1123mg/ kg , 最高含量超标211 倍; 鸡肉中铅的含量范围为0114～0154mg/ kg , 最高含量超标014 倍; 砷的含量范围01035～0186mg/ kg , 最高含量超标014 倍。其它鸡蛋等都有类似的超标现象。重金属沿着食物链累积, 在粮食作物中残留并最终导致人体中毒的严重事故时有发生, 如日本的骨痛病和水俣病。
自从20 世纪50 年代以来, 特别是近30 年来, 重金属一直受到各国环境生态学家的广泛重视。重金属对人类最直接的影响之一就是对食品安全造成威胁。关于重金属在作物可食部分的残留及其对人体健康的影响已经有大量文献报道(Car Malone , 1974 ; Ci - lchiro Ochiai , 1995 ; 孙铁珩, 2001 ; 王焕校, 2000 ; 常学秀, 2000) 。但大多数普通消费者的食品安全观念仅仅限制在农药残留和食品变质上, 对土壤重金属污染影响食品安全的问题知之甚少。而且重金属污染具有潜在性, 无明显可见的标识, 普通消费者无法从外观上判断农产品或食品是否受重金属污染并避开它。当前我国土壤重金属污染的主要特征是: 污染面积大; 危害严重; 造成的经济损失巨大; 直接威胁到人体健康。随着人们环保意识的提高及对环境污染的控制, 重金属污染问题虽然得到逐步改善,但由于环境中的本底等原因, 在短时间内要使食品中的重金属污染达到国际通常标准可能还有相当的难度。
四　重金属污染对人体健康的影响
在中国乃至世界范围内, 由环境重金属污染引起的疾病相当普遍。50 年代中期在日本曾经因为食用受重金属汞(Hg) 污染的鱼而出现了震惊世界的水俣病, 从1956～1960 年间, 日本水俣湾地区妇女生下的婴儿多数患先天性麻痹痴呆症。现在我国东北松花江流域地区也因鱼体重金属汞(Hg)含量高, 导致当地居民体内含汞量高, 出现了幼儿痴呆症。50 年代中期在日本因食用遭受重金属镉(Cd) 污染的大米, 受害者首先是肾脏受损脱钙,继而出现骨软化、骨萎缩, 甚至弯曲变型、骨折,重病者的纯体比健康时缩短10～30cm , 病人全身骨头疼痛难忍。这些受害者几乎全部是妇女, 又以47～54 岁绝经前后和妊娠期妇女为多。在瑞典曾发现在排放镉、铅、砷的冶炼厂工作的女工, 其自然流产率和胎儿畸形比率均明显增高。在我国, 预计2000 年随污水排放的重金属镉约达770 多t , 从而引起农田污染, 大米中含镉量(高达1132 ～5143mg/ kg) 大大地超过卫生标准, 有的污染区居民每日摄入重金属镉的量比非污染区高30 多倍,给人们的健康带来极大威胁。据报道, 广东韶关大宝山矿区排放出的污水, 使连新凉桥、新江上坝等地河段上部赤红, 底部漆黑, 河内鱼虾绝踪。最严重的受害区上坝村, 近年死亡的250 人中, 因癌症死亡的就有210 人。
据中通社报道, 广东省大宝山矿业有限公司是一家20 世纪70 年代初期建成的省属大型冶金矿山企业, 位于曲江、翁源两县交界处, 由于矿山技术力量不够, 大宝山矿及其它21个周边矿在采矿时多是采富(矿) 弃贫(矿) 且矿种分离不全, 选矿、洗矿产生的含有硫、镉、锰、铅等数种严重超标重金属的污水自排污口沿河南流, 延伸30 多公里至英德桥头镇境内, 沿河村民多受其害。据统计, 污染最严重的时候, 周边韶关境内有83 个自然村、近600hm2 农田受影响, 土壤含铅225mg/ kg , 超国家标准44 倍。翁源新江镇上坝村, 全村3000 多人, 160hm2 农田中, 有1600 多村民、100 多hm2 良田直接受废水污染。河段鱼虾已然绝迹, 鸭、鹅等动物下水几个小时就会出现惊痉状扑腾而死。受污水影响, 皮肤病、肝病和癌症成为该区的高发病症。
重金属污染已困扰周边20多年, 当地村民虽多方申诉, 但污染状况至今无多大改善(中国新闻社, 2000 年12 月6 日) 。重金属引起的环境公害事件震惊了世界, 许多国家都开始对重金属污染及其防治问题开展了多方面的研究, 并取得了一定的成果。其中重金属污染对人群健康的影响研究因其特殊性而成为研究的特点。研究表明, 重金属污染对人群健康的危害是多方面、多层次的, 其毒理作用表现: 造成生殖障碍, 影响胎儿正常发育, 威胁儿童和成人身体健康, 降低人口身体素质。
1 造成生殖障碍。
微量重金属元素与男性生殖功能间的关系已经引起国内外研究者的广泛注意, 精液中的微量重金属元素在男性生殖内分泌功能中的作用, 已成为男性生殖生理研究的重要课题。试验证明铜具有抗生育作用(张天宝, 1989) ; 钒及其化合物也具有一定的生殖毒性, 尤其是男性因性腺毒性而影响生殖能力; 铅对亲代生殖生理和生殖器官的功能也具有极大的危害。可见, 铜、钒及其它重金属是造成人类生殖障碍的重要致病因子之一。
2 影响胚胎正常发育。
在母体受孕期间, 如果过量接触重金属会引起流产、死胎、畸胎等异常妊娠。进入母体的重金属元素一旦经过胎盘转移, 直接进入胎儿体内与胎儿接触, 就会影响胚胎的正常发育。根据杨宵霖等(1998) 的调查, 环境铅污染对妇女生育功能的危害很大, 长期生活在铅污染区的孕妇, 体内血铅、红细胞锌原卟啉(Zpp) 和红细胞精氨酸酶(Arg)的值明显高于生活在无铅污染区的孕妇, 而前者的胎儿成活率、成活胎儿出生体重及其妊娠周数等,则明显低于后者。另外, 孕妇铅暴露对胎儿期及出生后小儿的智能发育的影响也较为严重(俞苏蒙,1996) 。除铅外, 汞也能够引起流产、死胎、畸胎等异常妊娠。
3 威胁人体健康。
长期的环境铅暴露能够导致在人体组织中的沉积, 特别是在骨骼、牙齿、肾脏和大脑中的积累。20 世纪五十年代以前, 重度铅中毒曾经是儿童死亡的原因之一。近年来, 虽然儿童重度铅中毒已经不常见了, 但低水平的铅暴露对儿童的危害已经成为一个严重的公共卫生问题。现在, 人们的研究焦点集中在环境铅污染对儿童中枢神经系统的影响上, 已经报道的关于环境铅污染对儿童中枢神经系统影响的证据, 已成为公共卫生讨论环境铅污染标准的中心问题。许多研究揭示, 亚临床的铅暴露与儿童行为和智力有关, 儿童长期接触低浓度的铅,可导致行为功能改变, 常见有模拟学习困难、空间综合能力下降、运动失调、多动、易冲动、注意力下降、侵袭性增加、智商下降。过量重金属不仅威胁儿童的健康成长, 而且会威胁成人健康, 导致这样或那样的疾病(如镉中毒引起的骨痛病) 。环境中铅、锰、铜、汞、镉等重金属污染对成人健康的损害巨大, 低剂量的这些污染物就能够使机体代谢发生紊乱, 诱发疾病, 甚至死亡。镉对人体的毒性极大, 它能够长期富集在肾脏中(其生物半衰期为30 年) , 使人体肾功能降低。不过, 成人和儿童处于人体生长发育的不同阶段, 其生理特性、代谢特点等均有所差别, 因此对重金属污染的敏感性和反应特性有所不同。
五　重金属进入食品的主要途径
重金属沿食物链迁移并在食品中残留和富集,使食品变得不安全。食品中的重金属来源于空气和土壤两个方面, 其中土壤是一个重要的源头。土壤重金属污染影响食品安全的主要途径:
1 土壤中的重金属溶解于地表以及地下水中, 污染水源。
虽然土壤对重金属具有强烈的吸持作用, 但土壤中的重金属仍然有部分通过渗滤和淋溶作用进入地表水及地下水中, 给生活用水带来污染。通过直接饮用受污染的水或食用由受污染水源制成的食物, 给人类健康带来威胁。
2 粮食和蔬菜吸收土壤中的重金属并在可食部分积累。
生活在受重金属污染土壤上的植物, 虽然能够通过根分泌作用等机制不同程度地排斥重金属进入体内, 但这种保护作用并不是牢不可破的, 特别是有些对重金属具有富集作用的作物或品种, 其体内积累了大量的重金属, 并在农作物的可食部分富集, 直接进入食品, 使食品中的重金属浓度超标。
3 富集在植物体内的重金属进入食草动物。
有些植物并不是人类的食物来源, 但却是牛羊、猪等家畜的饲料来源, 通过生物放大作用, 土壤中的重金属通过饲料在动物体内富集, 并进入动物食物中, 使食品受重金属污染。
六　减少重金属对食品影响的主要措施
1 采用各种生物的、物理的、化学的技术手段修复受污染土壤
对重金属污染土壤的修复最早采用客土、淋洗等物理化学技术。 近年来, 利用生物修复土壤重金属污染成为一种重要的手段, 生物修复技术包括生物提取(如利用重金属超量累积植物提取土壤中的重金属) 、生物挥发(如利用微生物将土壤中的重金属转化并挥发到空气中去) 、生物固定(例如植物根系、土壤微生物、土壤动物等均能够使土壤重金属的有效性降低) 等几个方面(Brown S. L ,1995 ;) 。这些技术和手段或者能够使土壤中重金属总量降低, 或者能够使土壤中重金属的有效性降低, 从而减少重金属进入农作物的机会。
2 采用合理的农业耕作措施抑制或避免重金属进入农产品。
受 污染土壤中重金属不断受到环境因素和农业措施的影响, 使其在土壤中的有效性受到抑制或促进, 因此能够通过相关的农业措施抑制或避免重金属通过土壤进入食物链。这一措施不仅经济, 而且实用性很强, 容易操作和普及。以我国目前这样的农业生产力水平, 又面临严峻的重金属污染形势,通过选择最能够降低重金属活性的肥料品种, 因地制宜控制其污染, 不失为一种较好的途径。通过选择适当种类和形式的化肥、增施有机肥等农业措施, 合理利用肥料中的阴阳离子、有机质与重金属的交互作用, 抑制和免除作物对重金属的吸收(李波等, 2000) 。实践表明, 增施有机肥, 可明显改善土壤理化性状, 增加土壤环境容量, 提高土壤还原能力, 从而可以使铜、镉、铅等重金属在土壤中呈固定状态, 农作物对这些重金属的吸收量相应地减少(梁称福等, 2000) 。
3 选育对重金属抗性强吸收少的农作物品种
在污染区种植。在重金属胁迫条件下, 植物可通过根系形态和生理生化的适应性变化机制来调节自身活化和吸收元素的强度。不同作物种类甚至同一作物的不同品种在活化和吸收元素方面都有显著差异, 这些差异反映了植物不同个体的基因潜力。这种差异性的存在使得通过选育既对污染物有较高的抗性、又能保证生物可食性产品具有较高安全性的品质来使食品安全成为可能。为此, 需要了解抗金属作物的抗性机制, 选找抗性强、吸收少的作物品系, 在金属污染区推广种植; 同时研究低吸收的遗传机制及基因定位, 并通过基因工程等分子生物学技术进行遗传育种, 培育出抗性强、吸收少、产量高、品质好的作物品种, 以保证日益严重的金属污染条件下的农业生产(常学秀, 2000) 。
4 调整污染区种植结构。
重金属严重污染区不要种蔬菜和粮食作物, 特别是根菜或叶菜类, 而改为林地或种植对重金属吸收少的经济作物。很多研究表明, 根是植物吸收重金属的主要器官, 大量的重金属分布在根部。但重金属还可以通过导管向上迁移到叶片, 特别是镉等移动性较强的重金属。而籽粒中重金属的浓度相对较低。因此, 通过调整污染区种植结构能够有效减少食品中的重金属污染。
参考文献：1 《中国食物与营养》 土壤污染对食品安全的影响及其防治 作者 张远  樊莉  
2 中国环境生态网 重金属污染与食品安全 作者 刘小利 陈建敏

心得体会
这个学期我选择了食品安全与健康这门选修课，本着学习的态度而且也很想知道我过食品安全的现状，转眼这学期的课程就要结束，但我对食品安全的关注远没有结束，我突然对食品安全问题产生了很大的兴趣，因为它与我们息息相关，我们要天天吃饭，所以食品的安全问题我们必须关注，我们要做到对自己负责，也要对他人负责，学好这门课程尤其重要。
老师讲解了很多与食品安全相关的专题，比如乳类及乳制品的鉴别，畜禽肉及肉制品鉴别，水产品及其制品鉴别，糕点类及油炸品鉴别等等。
对于乳而言，应注意其色泽是否正常、质地是否均匀细腻、滋味是否纯正以及乳香味如何。同时应留意杂质、沉淀、异味等情况，以便作出综合性的评价。色泽鉴别。良质鲜乳为乳白色或稍带微黄色，次质鲜乳色泽较良质鲜乳为差，白色中稍带青色，劣质鲜乳呈浅粉色或显著的黄绿色，或是色泽灰暗。滋味鉴别。良质炼乳淡炼乳具有明显的牛乳滋味，甜炼乳具有纯正的甜味，均无任何异物，次质炼乳滋味平淡或稍差，有轻度异味，劣质炼乳有不纯正的滋味和较重的异味。
在鉴别和挑选畜禽肉食品时，一般是以外观、色泽、组织状态、气味和滋味等感官指标为依据的。应当留意肉类制品的色泽是否鲜明，有无加入人工合成色素：肉质的坚实程度和弹性如何，有无异臭、异物、霉斑等；是否具有该类制品所特有的正常气味和滋味。其中注意观察肉制品的颜色、光泽是否有变化，品尝其滋味是否鲜美，有无异味在感官鉴别过程中尤为重要。
感官鉴别水产品及其制品的质量优劣时，主要是通过体表形态、鲜活程度、色泽、气味、肉质的弹性和洁净程度等感官指标来进行综合评价的。对于水产品来讲，首先是观察其鲜活程度如何，是否具备一定的生命活力；其次是看外观形体的完整性，注意有无伤痕、鳞爪脱落，骨肉分离等现象；再次是观察其体表卫生洁净程度，即有无污秽物和杂质等。然后才是看其色泽，嗅其气味，有必要的话还要品尝其滋味。综上所述再进行感官评价。对于水产制品而育，感官鉴别也主要是外观，色泽，气味和滋味几项内容。其中是否具有该类制品的特有的正常气味与风味。
在对糕点质量的优劣进行感官鉴别时，应该首先观察其外表形态与色泽，然后切开检查其内部的组织结构状况，留意糕点的内质与表皮有无霉变现象，感官品评糕点的气味与滋味时，尤其应该注意以下三个方面：一是有无油脂酸败带有采的哈喇味，二是口感是否松软利口，三是咀嚼时有无矿物性杂质带来的砂声。
这些并不是我学习的全部，只是其中几种食品的鉴别，我们要学习东西好很多，我国的食品安全还有很多很多的问题，我国应该加强国家食品安全控制系统，开展食品污染和食源性疾病的监测，强调企业的自身管理，建立有效保证食品安全的卫生监督体制和技术支撑体系[，重视宣传教育，让更多的知道我国的食品安全问题，而不是把他们蒙在鼓里，等出现了食品安全问题人们才知道自己的处境。只有我们每个公民共同努力，国家对食品安全科技投入加大，完善食品安全监管体系，食品安全法律不断制定，我们才能解决食品安全问题，让我们甚至世界的人民都吃到健康的中国食品。