《食品营养与卫生》 金属毒物及其控制

食品营养与卫生,食品工程学院旅游烹饪系李超,第六章 化学性污染及其控制,第一节 金属毒物及其控制第二节 加工造成的污染及其控制第三节 天然毒物及其控制,第一节 金属毒物及其控制,一、汞对食品污染及控制二、镉对食品污染及控制三、铅对食品的污染及其控制四、砷对食品的污染及其控制,一、汞对食品污染及控制,1、对食品的污染2、对人体的危害3、中毒症状4、控制,汞又称水银，在各种金属中，汞的熔点是最低的，也是唯一在常温下呈液态并易流动的金属。,有关金属汞的生产很多，例如汞矿的开采与汞的冶炼对空气、土壤、水质都有污染。,控制仪,1、对食品的污染,污染水产品污染农田,未经净化处理的工业废水排放,江,河,湖,海,水中汞含量增加,沉积于水底,微生物作用下形成甲基汞（CH3Hg）,通过食物链逐级吸收，危害人体健康,鱼体甲基汞含量最多,70年代，中国在东北松花江中、下游地区的渔民中也曾发现过类似病例。,日本水俣病是鱼类浓集甲基汞化合物造成的公害,污染农田,工业三废,增加土壤中汞含量,农作物根系吸收土壤的养分,有机汞农药,含汞废水灌溉,农作物含有大量的汞,2、对人体的危害,甲基汞,胃,胃酸作用产生CH3ClHg,氯化甲基汞,肠道全部吸收,血液,器官,进入脑细胞,透过胎盘进入胎儿脑中,汞中毒,出现症状,具有进行性和不可恢复性,水俣病,3、中毒症状,水俣病，有机汞的中毒。患者手足协调失常，甚至步行困难、运动障碍、弱智、听力及言语障碍、肢端麻木、感觉障碍、视野缩小。重者例如神经错乱、思觉失调、痉挛，最后死亡。发病起三个月内约有半数重症者死亡，怀孕妇女亦会将这种汞中毒带给胎中幼儿，令幼儿天生弱智。,案例分析水俣病,由于甲基汞中毒引起，由于是1953年在日本南部沿海的熊本县水俣湾发生，故以地名称之。当时甲基汞来源于一家氮肥公司，在生产乙醛和氯乙烯过程中，将含甲基汞的废水排入水俣湾，水生生物摄入甲基汞并蓄积于体内，又通过食物链逐级富集，在污染的水体中，鱼体内甲基汞比水中要高万倍，人们因食污染水中的鱼、贝而中毒，3年中死亡40余例。水俣病发生2年后开始出现先天性水俣病。此后日本其他地方也有本病发生。先天性水俣病是母体摄入甲基汞，通过胎盘引起胎儿中枢神经系统障碍，病儿大都在3个月后出现各种症状。病儿家族中没有精神病、痴呆及神经病患者，没有分娩异常情况。其病史的共同特点是，孕妇都吃过甲基汞污染的鱼、贝，病儿家中有64%家属有急性水俣病史。小儿发汞高于母亲发汞20%30%。脐带血汞高于正常儿。母亲乳汁中甲基汞含量也高。此后有些人出现神经症状，有些人确诊为水俣病。我国也发现松花江及邻近河流渔村儿童有食甲基汞污染的鱼类而影响神经肌肉随意运动功能使握力降低，眼手协调功能下降，记忆力较差等。,先天水俣病患者,案例分析初中生喝雪碧汞中毒影响今后生育能力,2010年1月17日，北京市通州区一13岁中学生饮用一听雪碧后，出现头疼、眩晕症状。当日入院检查，被确诊为汞中毒。中学生卖完雪碧回家后“接连喝了两大口，等喝第二口的时候感觉像吃了果冻一样。”把罐内剩余的三分之一雪碧倒入玻璃杯，“发现一个黄豆粒大小的银球”。经检查，医院确认王晨为水银中毒。X光片显示，他的胃内出现一道长约6厘米，宽度在三四毫米至一厘米不等的不规则“光条”。医生说后果可能影响今后生育能力，经连续半月的排毒治疗，中学生（王晨）身体已由全身蜡黄逐渐恢复皮肤本来的颜色。但是血检中仍高于正常标准。,4、控制,汞的排放要受到检测，离工业区近的水域。少食用水产品，几周一次，每次不要吃得太多。,汞在常温下易蒸发，温度越高蒸发越多。打开窗户通风，戴上手套、口罩，用湿润的小棉棒或胶带纸将洒落在地面上的水银粘集起来，对掉在地上不能完全收集起来的水银，可用硫磺粉末（一般药房均有出售）洒在水银洒落的地方。汞遇到硫磺后，会生成难以挥发的硫化汞化合物，能防止水银挥发到空气中，防止汞污染。,二、镉对食品污染及控制,1、对食品的污染2、对人体的危害3、中毒症状4、控制,镉是银白色有光泽的金属，有韧性和延展性。镉主要用于钢、铁、铜、和其他金属的电镀，对碱性物质的防腐蚀能力强。,颜料,镉的化合物还大量用于生产颜料,荧光粉,镉的化合物还大量用于生产荧光粉,硫化镉、硒化镉用于制造光电池,1、对食品的污染,污染动、植物性食物污染水及饮料,污染动、植物性食物,我国大多数城市近郊土壤都受到了不同程度的镉污染，一般食品中都含有少量的镉。火力发电厂高烟囱所排出的镉，借助大气沉降和降水进行散播，污染源周围的表层土和植被中。,利用含镉废水灌溉农田，会引起土壤中镉的积累。例如某区经污水灌溉17年，使表层土中（1520cm）镉含量平均达7.189.50mg/kg，最高达 68.8mg/kg，种植小麦镉含量平均0.450.61mg/kg，最高达2.67mg/kg。人体镉摄入量的标准为成人可以400500g/周。,工业废水排入海水中，使水体中浮游植物含有较高水平的镉，会造成以浮游植物为食的水生动物蓄积大量的镉。如镉能在牡蛎中富集。,部分国家食品含镉量及人体镉摄入的平构估计值国 家 食 物 含镉量/mg.kg-1 摄入量/ g.d-1 年份一般暴露区澳大利亚* 面包 0.002-0.43 土豆 0.002-0.051 洋白莱 0.002-0.026 苹果 0.002-0.019 家禽 0.002-0.069 牛肉 0.002-0.028 羊内脏(肾) 0.013-2.000 对虾 0.017-0.913高暴露区 日本(某铅锌矿)大米 0.6-2.0 600 Ishizaki,etal(1969) 日 本* 211-245 日本公卫协会(1970) 英 国* 36 Sherlock,etal(1983) 中国(某冶炼厂)大米 1.8 810 蔬菜 0.1 5中国(某污灌区)主食 520 副食 37.75（杨洁彬，1999） 注：*为“市场篮子”调查方法。,烟叶,贝类,每日吸20支香烟可吸入镉24ug,沈阳一男子吸烟三十年，每天40支烟喝一斤白酒，最后得了动脉硬化血管闭塞症，先后截肢6次，现双腿已被切断跟不倒翁一样，医生说如再不戒烟，就要从腰部截断。,新西兰的牡蛎中含镉高达8mg/kg(湿重),污染水及饮料,饮料和饮用水中镉含量较高，这取决于饮料的加工和贮存过程。采用电镀(含镉)的容器、蓄水池及水管或者污染的水源是饮料(包括水)中高镉含量的主要原因。,2、对人体的危害,呼吸道,空气或吸烟,吸收缓慢约11%滞留肺组织,食入,食品（动、植物）,饮料及水,人体,血液循环进入各组织,血管（造成组织缺氧）,肝（肝细胞损害，肝功能异常）,小肠（阻碍肠道对铁的吸收）,肾（肾细胞损害，肾功能异常）,胎盘（影响胎儿）,胃肠道吸收5%7%,其余粪便排出，排出很慢，10年仅排出50%,3、中毒症状,长期摄入含镉量较高的食品，引起慢性中毒，主要沉积于肾和肝。食入性急性中毒食入镀镉容器内的酸性食物所致，经数分钟至数小时出现症状，酷似急性胃肠炎（恶心、呕吐、腹痛、腹泻），全身乏力、肌肉酸痛，并有头痛，可因失水而发生虚脱，甚者急性肾功能衰竭而死亡。成人口服镉盐的致死剂量在300mg以上。镉引起人中毒的剂量平均为100mg。,3、中毒症状,吸入性急性中毒吸入高浓度镉烟所致，先有上呼吸道粘膜刺激症状，脱离接触后上述症状减轻。经410h的潜伏期，出现咳嗽、胸闷、呼吸困难，背部和四肢肌肉和关节酸痛，胸部X线检查有片状阴影。严重患者可因呼吸及循环衰竭死亡。少数合并有肝、肾损害。,3、中毒症状,慢性镉中毒长期过量接触镉，主要引起肾脏、肺部、骨骼损害。肾结石的发病率增高。肺部损害导致肺功能减退。骨骼损害表现痛痛病。,案例分析日本富山县境内的人，长期食用污染区含镉甚高的大米，患上“痛痛病”。,痛痛病是首先发生在日本富山县神通川流域的一种奇病，因为病人患病后全身非常疼痛，终日喊痛不止，因而取名“痛痛病”（亦称骨痛病）。在日本富山县，当地居民同饮一条叫作神通川河的水，并用河水灌溉两岸的庄稼。后来日本三井金属矿业公司在该河上游修建了一座炼锌厂。炼锌厂排放的废水中含有大量的镉，整条河都被炼锌厂的含镉污水污染了，河水、稻米、鱼虾中富集大量的镉，然后又通过食物链，使这些镉进入人体富集下来，使当地的人们得了一种奇怪的骨痛病（又称痛痛病）。镉进入人体，使人体骨胳中的钙大量流失，使病人骨质疏松、骨胳萎缩、关节疼痛。曾有一个患者，打了一个喷嚏，竟使全身多处发生骨折。另一患者最后全身骨折达73处，身长为此缩短了30厘米，病态十分凄惨。痛痛病在当地流行20多年，造成200多人死亡。,4、控制,使用镉及其化合物的场所应具有良好的通风和密闭装置。焊接和电镀工艺除应有必要的排风设备外操作时应戴个人防毒面具。不应在生产场所进食和吸烟，镀镉器皿不能存放食品特别是醋类等酸性食品。严格执行镉的环境卫生标准。严格执行食品及生活饮用水中镉允许量标准。,我国1994年颁布实施的食品中镉允许量标准 GB15201-94规定镉的限量为： 大米 0.2 mgkg 面粉 0.1 mgkg 杂粮(玉米、小米、高粱、薯类） 0.05 mgkg 蔬菜 0.05 mgkg 肉、鱼 0.1 mgkg 蛋 0.05 mgkg 水果 0.03 mgkg1985年国家卫生部发布生活饮用水卫生标准（GB5749-85）规定饮用水中镉的限值为 0.01mg/L,三、铅对食品的污染及其控制,1、对食品的污染2、对人体的危害3、中毒症状4、控制,铅为带蓝色的银白色重金属，它有毒性，质地柔软。,放射性辐射检测,铬酸铅颜料,X射线的防护设备,铅及其化合物对人体有较大毒性，并可在人体内积累。,1、对食品的污染,对水的污染对饮料的污染对动、植物性的污染,平均每个美国人每天从食品中摄入的铅量约0.3mg。,铅通过各种渠道,动物食品受到污染,植物食品受到污染,餐桌食品,接触食品的容器,接触包装材料,接触器具和涂料,对水的污染,大多数天然水中约含铅5g/L。,对水的污染,饮水中铅的来源可能来自河流、井、土壤、大气沉降和被工业污染的含铅废水,而最多的还是由管道系统含铅而引入。来自含铅金属水管的自来水中铅的含量可高达50g/L。,对水的污染,英国环境部门对不同家庭自来水进行了调查，结果表明,在早晨最初的自来水中,9%的受试家庭的自来水中含铅量大于100g/L,另外20%的受试家庭自来水含铅量大于50g/L；而白天自来水中,这两个比例分别降为4%和10%。,对水的污染,大气中的铅经雨水以及城市街道径流都可污染地面水,从而污染饮用水。另外,含铅的废水、废渣等的排放以及含铅农药的使用,均能严重污染局部地面水或地下水。,对饮料的污染,酒精饮料用传统的方法酿造时更容易受铅的染。,对饮料的污染,过去啤酒厂和酒厂所使用的铅管和其他含铅设备常会引起酒中铅污染。,对饮料的污染,现代酒厂由于采用不锈钢或其他无铅的材料，使铅的污染程度减少。,对饮料的污染,所使用金属箔盖和使用铅或铅合金的设备时，还会引起一些污染。,对饮料的污染,水果汁在陶器罐中贮藏3d后,铅含量达到1300mg/L。1960年在英国报道了一起由于饮用贮存于陶器容器中的家庭酿酒而引起铅中毒的事件。,对动、植物性的污染,大量食用含铅的野禽肉会引起人中毒。使用铅子弹打猎使铅子弹留在野禽体内使野禽肉含有大量的铅。,对动、植物性的污染,有报道，在每一个打猎季节，仅北美猎区，就有15万亿颗铅子弹射向鸭和鹅。其中，约1/5子弹击中鸟类，其余的子弹落入水中、植物和土地上，也可能被饲养的鸟和其他动物所摄取，造成污染。然后通过食物链而影响到人体。,对动、植物性的污染,植物性的污染主要是铅污染土壤、水，植物通过根吸收，造成农田铅含量较高。,2、对人体的危害,WHO推荐铅的 PTWI（暂定每周耐受摄入量 ）为0.05mg/(体重/周/成年)，0.025mg/(体重/周/儿童)。,3、中毒症状,人体的铅主要经口和皮肤吸收，未排出体外的铅取代钙面沉积于骨。慢性铅中毒表现为腹痛、腹泻、呕吐、排泄物呈黑色、头痛、头晕、失眠、烦躁、昏迷、面色苍白、贫血等。,3、中毒症状,急性铅中毒表现为急性铅中毒性脑病，突然出现顽固性呕吐，并伴有呼吸、脉搏增快，斜视，惊厥（抽风），昏迷等。,3、中毒症状,重症铅中毒表现有阵发性腹绞痛，并可发生肝大、黄疸、少尿或无尿、循环衰竭等，面容呈灰色，牙齿与指甲黑色，乏力等。,案例分析大理血铅中毒事件,大理鹤庆县一个村子2000多人都接受了健康检查。每升血液含铅100微克是儿童的正常标准，而7岁的蒋志清达到了700微克以上。这个村子四面环山，青山绿水风光美丽，而走在村路上却看到，道路和小河两旁全都被黑褐色的类似土壤一样的东西占据原因某公司发现了金矿。“矿山是这样的，最上面一层是银，中间是铅，下面是金，现在还在不断往下探，应该以后还有铜。” 村里人自己用土法炼金，540户人家，居然有240口炼金场地，血铅增高就是村民用土法炼金，冶炼过程中铅挥发出来，被直接吸入呼吸道”。,4、控制,儿童应少食某些含铅较高的食物，如松花蛋、爆米花等。,四、砷对食品的污染及其控制,1、对食品的污染2、对人体的危害3、中毒症状4、控制,砷在自然界中主要以硫化物的形式存在，砷以三价和五价状态存在于生物体中，三价砷在体内可以转化为甲基或甲基砷化物。砷主要用于含砷矿石的开采、金属冶炼、化工生产和燃料燃烧 、含砷农药的使用等。,1、对食品的污染,污染农作物饮用水,污染农作物,由于农业上广泛使用砷化合物，特别是含砷农药的使用，使农作物含砷量和从土壤中吸收砷的量加大。可使稻米中的砷含量显著增加，最高达8mg/kg。,污染农作物,砷酸铅作为农药施用于烟草，使烟叶上残留砷，致使吸烟人的砷摄入量大大高于普通人。,中国产的13个品牌卷烟检测出含有重金属，烟草中含有的铅、砷和镉等重金属成分，其含量与加拿大产香烟相比，最高超出三倍以上。,污染农作物,含砷的杀虫剂施用于果树，可使砷大量残留在果皮上，果皮上的砷又慢慢渗入果肉和果汁中，引起水果及其饮料中砷的污染。,饮用水,饮水中含有砷，在不同地区饮用水中的砷含量不同。世界上大部分河水的砷含量在00.2mg/L，平均约0.5g/L。,饮用水,温泉和矿泉水中砷含量一般较高，砷含量约达到0.51.3mg/L家庭常饮用此类水，会导致砷摄入过多而产生慢性中毒。,阿根廷发生的“区域性慢性砷中毒病”，就是由于饮水中含As2O3约14mg/L而引起的。当饮用水中含砷量大于0.12mg/L时，头发中的砷含量会有所增加，但不会出现任何中毒表现。,2、对人体的危害,世界卫生组织（WHO）建议人体容许的砷摄入量0.015（mgKg体重周）。,黑变病,黑变病,黑变病,3、中毒症状,砷能引起人体慢性和急性中毒。砷的急性中毒通常是由于误食而引起。砷慢性中毒是由长期少量经口吞入食物引起。,3、中毒症状,慢性中毒表现为食