【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成極大地威脅。在當前環(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
【結果】當前環(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)生的災難，而作為人類生存的基礎——食品，更是首當其沖。
【結論】為了人類的可持續(xù)發(fā)展，必須對工業(yè)生產和人們日常生活所造成的重金屬污染加以控制，對已被污染的環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)加以修復，加強食品的質量管理，確保人們的生命財產安全。
【關鍵詞】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移以及從水到藻類到浮游動物再到魚類的轉移，是人體暴露于重金屬通過食物鏈的關鍵部件之一。 [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)其化學性質，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。可能必需的微量元素有：鍶、銣、砷及硼。那些生物學作用還不明確，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態(tài)勢時，也不會產生毒性作用。 [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構、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。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，鉻可引起眼結膜炎、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、語言運動能力和學習能力，甚至能引起永久性、不可逆的腦損傷。大腦內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，導致腦病。動脈中鉛過量經(jīng)證實可以導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。兒童體內鉛含量水平高會導致身體矮小、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。口服三氧化二砷5-50mg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。砷還能透過胎盤損害胎兒。生產過程和環(huán)境污染導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。在短期內攝入大量無機汞鹽或誤食含汞物質可引起急性汞中毒。有機汞中的苯基汞和烷氧基汞，在體內易降解為汞離子，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。汞通過食物鏈的傳遞而在人體蓄積，蓄積于體內最多的部位為骨髓、腎、肝、腦、肺、心等。汞對人體的神經(jīng)系統(tǒng)、腎、肝臟等可產生不可逆的損害。汞對組織有腐蝕作用，與蛋白質結合，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)。鎘進入體內可損害血管，導致組織缺血，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，對人體產生不良影響，導致在該地區(qū)地方病的發(fā)生。如某些地區(qū)由于碘含量過高，導致當?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，當居民打井取水供飲食用時，導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活動。采礦、冶煉、使用金屬的工業(yè)生產過程、施用農藥（ 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、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，鎘的產量逐年增加，鎘污染現(xiàn)狀在中國已相當嚴峻，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 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，目前學術界初步估算認為，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]