食品安全学第章-环境污染对食品安全性的影响.ppt

第二章 环境污染对食品安全性的影响,第二章 环境污染对食品安全性的影响,第一节 环境污染与食品安全 第二节 大气污染对食品安全的影响 第三节 水体污染对食品安全的影响 第四节 土壤污染对食品安全的影响 第五节 放射物质对食品安全的影响,第二章 环境污染对食品安全性的影响,第一节 环境污染与食品安全,第二章 环境污染对食品安全性的影响,一 环境与人类生存的密切关系 环境是指围绕着人群的空间及其中可以直接、间接影响人类生存和发展的各类自然因素的总体，环境是一个非常复杂的体系，我们所说的环境一般指人类的生存环境 环境给人类提供了赖以生存的一切，空气，阳光，水分，营养物质等，人类通过新陈代谢与环境进行着物质交换和能量交换，没有环境，就没有食物，没有食物，人类就无法生存 反过来， 人类又对环境进行着改造和利用，通过驯化动物，改良植物，科技创新，不断提高环境的可利用度，丰富人类的物质世界和精神世界，但由于不适当或者过度的开发利用，给环境也造成很大的破坏和污染，并由此引起食品安全的问题。,第二章 环境污染对食品安全性的影响,二 .环境污染与食品安全 环境污染是指人类活动所引起的环境质量下降而对人类及其他生物的正常生存和发展产生不良影响的现象。究其根本就是污染的程度超过了环境的自净能力。 原因：资源的浪费不合理的开发利用 （1）原生环境与食品安全 原生环境是指天然形成，并未受人为活动影响或影响较小的环境，这种环境存在着许多对人体有利的因素，清洁的空气，水体和土壤等，但是原生环境也可能存在食品安全的隐患，主要是因为地球结构化学元素分布不均匀引起的，包括地方病（碘缺乏，硒缺乏等）以及元素的慢性中毒 （慢性砷中毒，地方性氟病）,第二章 环境污染对食品安全性的影响,（2）次生环境与食品安全 次生环境是指在人类活动的影响下，其中物质的交换、迁移和转化，能量、信息的传递都发生了重大变化的环境。这种环境对人类产生了有利的影响，如前期的动物驯化，植物改良，开垦荒地等，但是随着人类的生活活动对自然环境影响的增大，人类开发利用自然的能力和范围不断夸大，环境受“三废“的污染日渐明显. 次生环境对食品安全性的影响一般分为三类： 物理性：放射性的废弃物（核泄露，核污染等） 化学性：含化学物质的污染物 生物性：细菌真菌病毒等 次生环境对食品安全的影响是我们重点关注的问题,第二章 环境污染对食品安全性的影响,第二节 大气污染对食品安全性的影响,第二章 环境污染对食品安全性的影响,大气污染是指人类活动向大气排放的污染物或由它转变成的二次污染物在大气中的浓度达到有害程度的现象。 大气污染的现象很早就存在，但是近几十年污染十分严重。大气污染物的种类很多，其理化性质复杂，毒性也不相同，主要来源是为矿物燃料(煤和石油)燃烧和工业生产，常见的污染物为二氧化硫，盐酸，汽车尾气，粉尘等，大气污染物对农作物的危害特别大，长期暴漏在污染空气中的动植物，其体内的污染物含量增多，从而引起发育不良或者死亡，而人类的食物均来自于动植物，所以食品的安全性就受到了影响。,第二章 环境污染对食品安全性的影响,一. 氟化物 氟化物的污染以大气污染最为严重，许多工厂排出的氟化物主要为SiF4和HF，它们易溶于水，剧毒，大气中的氟化物对食品的污染主要分为2类： 生活燃煤污染性,第二章 环境污染对食品安全性的影响, 工业生产污染性 氟化物主要来自于以含氟物作原料的化工厂、铝厂、钢铁厂和磷肥厂的烟囱等，化合物有氟气、氟化氢、四氟化硅、和含氟的粉尘等 农作物可直接吸收空气中的氟化物，所以工厂附近农作物的含氟量都比较高，氟化物会通过畜禽食用进入食物链，对食品造成污染，人体蓄积氟会造成氟斑牙和氟骨症，表现为骨质增生，骨增大，牙齿斑 我国饮水，食品中的含氟卫生标准为：饮水1.0mg/L;大米，蛋类等1.0mg/kg;水果为0.5mg/kg；肉类为2.0mg/kg,二、二氧化硫和氮氧化物,（一）硫化物 来源：大气中近一半的硫化物排放是认为的。据调查，全球SO2的排放量约2.5亿吨，认为的占41%。,（二）氮氧化物 包括N2O、NO、NO2、NO3、N2O3、N2O4、N2O5，共7种，其中NO、NO2与空气污染关系最大。,闪电、平流层注入、NH3，氧化、物质燃烧和土壤排放等。,燃料燃烧，空气中的氮一部分与氧气结合时，形成一定量的NO和少量NO2。汽车尾气中的NO浓度可达到3000-6000mg/L，喷气机中NOx浓度为100-400mg/L,硝酸制造厂、氮肥厂、炸药制造厂、火力发电厂。,(三)氯气的来源 黄绿色气体，具有强烈臭味，能使人窒息，易溶于水，化学性质活泼，易与其他元素化合，很少与游离态存在。 氯碱工业是主要来源之一，电化厂、化工厂、制药厂、农药厂、冶炼厂、玻璃厂、塑料厂、自来水净化厂及游泳池氯气处理等常有氯气排放。 纸浆和造纸工业中也有氯气漂白，有氯气排出,洁厕灵和84消毒液,第二章 环境污染对食品安全性的影响,酸雨 酸雨通常是指pH小于5.6的酸性降水，包括雨雪和雾，大气中的SO2和NOX 是酸雨物质的主要来源。 （一）酸雨分布区域,世界酸雨主要分布区域,第二章 环境污染对食品安全性的影响,中国酸雨主要分布区域,第二章 环境污染对食品安全性的影响,（二）酸雨的危害,第二章 环境污染对食品安全性的影响,二 .煤烟粉尘和金属飘尘 烟尘由炭黑颗粒、煤粒和飞灰组成，粒径一般在0.05-10um之间。燃烧条件不同，产生的烟尘量不同 ，一般每吨煤产生4-28kg的烟尘。烟尘产生于钢铁厂，焦化厂和供热锅炉附近，常常以污染源为中心向四处飘落，或者向下风向发展，其危害农作物，使果蔬品质下降。 金属飘尘的粒子直径小雨10um，能长时间飘在空中，随着工业的发展，空气中的金属微粒越来越多，这些粒子会随着沉淀或者雨雪降到土地里，被农作物吸收从而进入食物链，维护人体的健康。,第二章 环境污染对食品安全性的影响,沥青烟雾 沥青烟雾是一种红黄色的烟尘，产生于大规模的筑路及利用沥青作为原料或燃料的工厂。其成分复杂，除碳粒以外，还含有大量的有机化合物，如苯酚和多环芳烃类的3、4苯并芘等致癌物质，受到沥青烟雾污染的作物，一般不能直接食用；同时也不应该在沥青制品上晒食品，以防止污染,第二章 环境污染对食品安全性的影响,第三节 水体污染对食品安全性的影响,造成水体污染的因素,1. 向水体排放未经过妥善处理的城市生活和工业废水； 2. 施用的化肥、农药及城市地面的污染物，被雨水冲刷，随地面径流进入水体； 3. 随大气扩散的有毒物质通过中立沉降或降水过程而进入水体等。 水体的污染可划分为有机污染物和无机污染物。 重金属和有机物,一、水体主要污染物及来源,1.病原体污染物 2.耗氧污染物,3.植物营养物 主要是指氮、磷等能刺激藻类及水草生长、干扰水质净化、使BOD5升高的物质。,4. 有毒污染物 是指进入生物体后累积到一定数量能使体液和组织发生生化和生理功能的变化，引起暂时或持久的病理状态，甚至危及生命的物质，如重金属和男分解的有机污染物等。,有毒污染物的种类,（1）.重金属 汞、镉、铬、铅、钒、钴、钡、砷、硒、铍。 汞(Hg)、镉（Cd）、铅(Pb)、铬(Cr)和砷(As)“五毒”,（2）.无机阴离子 来源于工业废水排放 （3）.有机农药、多氯联苯 （4）.致癌物质 多环芳香烃、杂环化合物、芳香胺。 （5）.一般有机化合物 如酚类 均为高毒性,5.石油类污染物,6.放射性污染物 核动力工厂排除的冷却水、向海洋投弃的放射性废物、核爆炸降落到水体的散落物、核动力船舶事故泄漏的核燃料；开采、提炼和使用放射性物质时，如果处理不当，也会造成放射性污染。,7. 酸、碱、盐无机污染物 水矿化度增高 矿化度是水化学成分测定的重要指标,用于评价水中总含盐量,是农田灌溉用水适用性评价的主要指标之一。该项指标一般只用于天然水。 8. 热污染 水中化学反应、生化反应加快，水中有毒物质的毒性增加，溶解氧减少，影响鱼类的生长和繁殖，加速某些细菌的繁殖，助长水草丛生，从而造成厌氧发酵，产生恶臭,第二章 环境污染对食品安全性的影响,随着工农业生产的发展和城市人口的增加，工业废水和生活污水的排放量日益增加，大量污染物进入了河流、湖泊、海洋和地下水 等水体，使水和水体低泥的理化性质和生物群落发生变化，造成了水体污染。 水体的污染对渔业和农业带来了严重的威胁，它不仅使渔业资源受到严重破坏，而且直接或间接影响农作物的生长发育，造成作物减产，同时也给食品的安全性带来严重的影响。 水污染物主要有三类： 无机有毒物（重金属，氰化物，氟化物等） 有机有毒物（苯酚、多氯联苯等有机农药） 病原体（生活污水、医院废水等）,第二章 环境污染对食品安全性的影响,中国“十大水污染事件”（长江、黄河、淮河、松花江、太湖等） 2012年 广西龙江的“镉污染事件”,第二章 环境污染对食品安全性的影响,一 .酚类污染物 酚的种类很多，在化学上凡是有芳烃和羟基直接连接的化合物都叫做酚，酚类的污染物来源比较广，焦化厂，煤气厂，石油化工厂等，产生大量的含酚废水，且浓度高。 酚类物质的特点： 低浓度的酚可以促进农作物的生长，而高浓度的酚可以抑制生长；各种农作物对酚类物质的耐受能力是不一样的（200mg/L时，玉米，小麦可以生长；而黄瓜受到抑制）；酚类物质在植物体内的分布是不均的，一般茎叶较高，种子较低；不同植物对酚的积累能力也有差别，叶菜类茄果类豆类瓜类根菜类； 污水中低浓度的酚类可以促进鱼的生长，高浓度引起鱼类的大量死亡,第二章 环境污染对食品安全性的影响,二. 氰化物 氰化物来自于电镀、焦化、煤气、冶金、化肥、石油化工等排放的工业废水，具有强挥发性，易溶于水，有苦杏仁味，剧毒，0.1g即可使人致死，研究表明，氰化物低浓度时（30mg/L），可刺激植物的生长，高浓度则抑制生长（50mg/L）, 含低浓度氰化物的污水灌溉蔬菜时，氰在蔬菜体内消失明显，而高浓度氰化物灌溉时，作物则出现死亡或者氰的含量迅速增加 我国规定，灌溉水中，含氰0.5mg/L以下对动物，人畜安全。,第二章 环境污染对食品安全性的影响,三. 石油 石油的工业废水来自于炼油厂，石油废水不仅对作物的生长产生危害，还会影响食品的品质；石油废水中还含有致癌物质苯并芘，会通过植物富集进入食物链，进而影响人体的健康； 废水中含石油10mg/L以下，基本不会影响作物的生长。,第二章 环境污染对食品安全性的影响,四、苯及其同系物 也称为芳香烃，是最基本的化工物质之一，用途较广，在化工、纤维、塑料、橡胶、电子行业中会产生含苯的废水和废气，苯影响人的神经系统，剧烈中毒能麻醉人体，失去知觉，甚至死亡；轻则引起头晕、无力和呕吐等症状。含苯废水浇灌植物，会使作物的品质下降，书上的表2-3是苯在黄瓜中的残留情况， 废水中含苯5mg/L以下，基本不会引起作物的污染,第二章 环境污染对食品安全性的影响,五、污水灌溉中的重金属 污水灌溉是指经过一定处理的污水、工业废水或者混合污水来灌溉农田、牧场等，虽说这种方法能缓解水资源紧张，促进作物增产，然而也很有大的安全隐患 污水中的重金属是引起食品安全的原因之一 1.重金属本身在植物体内富集进入食物链，造成人体的危害。如日本富山县的镉中毒，水俣市的水俣病（汞中毒） 2.在微生物作用下转化为毒性更大的金属化合物，如汞的甲基化。,六、病原微生物 病毒、细菌性疾病,防治水污染对食品危害的措施,（一）加强水污染的治理 （二）开展各污染之间的相关关系及在农作物中吸收分布规律的研究 （三）在各地选择无工业污染的地区作为粮食和蔬菜种植基地 （四）积极开展粮食及蔬菜中有害物质（尤其重金属）含量卫生标准的制定,第二章 环境污染对食品安全性的影响,第四节 土壤污染对食品安全性的影响,第二章 环境污染对食品安全性的影响,土壤是由岩石风化而成，本身存在着许多的矿物元素，如钙，镁，铁等，这些土壤本身就存在的矿物质元素的含量，叫土壤的自然本底 土壤自身有很强的吸附力，能够吸附和固定污染物，大大降低污染物的毒性，再加上土壤中其他的物理作用，化学作用，使得毒性大大降低，这就是土壤自净；另一方面，土壤中的微生物和小动物也能有效分解有毒有机物，这是土壤的生物净化 如果有毒有害物质进入土壤后，其数量超过了土壤自净能力的限度，就会在土壤里聚集，使土壤理化性质发生变化，从而影响作物的生长，并在农作物体内聚集，进而进入食物链，影响食品的安全性。,土壤污染途径农药化肥和污水灌溉 废物的处理场所 大气或水体污染迁移转化 特点：污染即便中断，也很难再复原 土壤污染的类型： 1.有机污染 2.无机污染 3.生物污染 4.放射性物质的污染,第二章 环境污染对食品安全性的影响,一 土壤中酚、氰残留对作物的影响 含酚污水的污灌和含酚固废，都是引起土壤中酚残留的原因，与污水相比，土壤中的残留酚很容易维持一个较高的含量，一般蔬菜中的酚与土壤中的酚含量比例是大于1的， 而农作物中氰的含量与土壤中氰的含量之比一般是小于1的 表2-6（P26）关系图 由于酚和氰具有挥发性，其在土壤中的净化率比较高，所以，土壤中的含量比较少,第二章 环境污染对食品安全性的影响,二 土壤中重金属对植物的影响 无机物在土壤中不像有机物那么容易分解，降解，除了一些易溶性的元素外，大多数会在土壤中残留积累，尤其是重金属。重金属在土壤中多呈氢氧化物、硫酸盐、硫化物、碳酸盐或磷酸盐固定在土壤中，难以发生迁移，并随污染源年复一年的积累，当在土壤中积累一定的程度后，显示出危害。另外金属在土壤中的残留率很高，一般都在90%以上,第二章 环境污染对食品安全性的影响,（一）镉 一般无污染的土壤中镉的含量小于1mg/kg,上海北京南京等地平均为0.134-0.19 mg/kg，土壤污染后镉的含量积累明显，某地用污水灌溉17年后土壤平均含量为7.18-9.50mg/kg，最高为68.8mg/kg. 随着土壤中镉含量的增加，植物中镉的含量也是逐渐增加的，而且不同植物对镉的积累具有明显的差别，有些植物如玉米、西红柿、胡萝卜、青椒等在镉浓度很低时也能吸收（0.1mg/kg），而且高含量镉的植物有时与正常植物比无差异，从而有很大的食品安全隐患 镉在人体中具有高积累性，因此，食品中的镉的允许量较为严格，我国规定食品的容许量为0.03-0.2mg/kg,第二章 环境污染对食品安全性的影响,（二）铅 土壤中铅污染主要发生在铅的冶炼厂和天然铅矿沉积物附近，而一般无污染 的土壤中可溶性铅在1mg/kg左右， 植物对铅的耐受力较强，土壤中的铅含量达到400mg/kg时，其生长影响也不明显，植物对铅的累积特点主要在根系，只有一部分向茎，叶和种子转移，土壤中铅含量为100mg/kg时，水稻和小麦为0.34mg/kg和0.48mg/kg，当含量为1000mg/kg时候，为0.5mg/kg和2.47mg/kg.表现为较低的积累率。 铅进入人体后，只有5-10%被人体吸收，但长期摄入铅可引起体内铅的蓄积，我国对食品铅的允许限量1-2mg/kg,第二章 环境污染对食品安全性的影响,(三) 砷 土壤中砷一般在5-6mg/kg，主要来源为土壤自然本底，含砷肥料，农药以及含砷污水灌溉也是主要来源之一，砷在植物的各个部分都有残留，而且有较高的积累性 农作物不同生育期对砷的敏感性有差异，土壤砷浓度高时种植则死亡。 砷对人体毒性很大，有机砷毒性较低，无机砷表现为剧毒，我国对食品中砷的允许量限制在0.1-0.7mg/kg,第二章 环境污染对食品安全性的影响,（四）汞 一般土壤中，汞的含量不高，但是用含汞污水灌溉土壤或者使用含汞农药，会使土壤超过本底值，甚至污染严重时，达10-100mg/kg， 生长在正常土壤中的植物一般不会富集汞，但是，当土壤中汞含量达到0.5mg/kg时，植物中的汞含量就大大增加，另外，毒性更大的有机汞更容易被植物所吸收 汞尤其是有机汞对人体的危害很大，汞污染主要是存在于水产品中，食品中汞的允许浓度为0.01-0.05mg/kg,（五）铬 工业污染，制革废水及处理后的污泥是土壤铬的主要污染来源。,第二章 环境污染对食品安全性的影响,三 化肥 化肥是一把“双刃剑” 优：增产增收 缺：硝酸盐污染、重金属污染，酚类物质污染 硝酸盐进入体内转化为氨类物质，维持作物的正常作用，但是由于环境条件限制，大量的硝酸盐没有被植物吸收，而是积累在作物的根茎叶中，亚硝酸盐对作物本身无害，但是对人畜产生严重危害， 某些复合肥中还含有砷，镉，铅等金属物质；氨水中含有酚类物质,第二章 环境污染对食品安全性的影响,四 农药 农药也是一把“双刃剑” 优：防植物虫害，增产增收 缺：污染土壤，通过植物进入食物链，危害人体健康（第五章第一节有详细的介绍）,第二章 环境污染对食品安全性的影响,五 污泥 城市污水处理厂会产生大量的污泥，一般占污水的1%左右，因为污泥中氮磷钾含量丰富，所以将其作为肥料，但是由于污泥的来源不同，一些工业废水的污泥中含有很多的有毒有害物质，常见的重金属，还有一些致病菌落，利用不当就会造成土壤的污染以及疾病传播，影响食品安全。,第二章 环境污染对食品安全性的影响,六 垃圾 垃圾也就是常见的固体废弃物，垃圾对食品安全的影响是两个方面， 一 垃圾本身对食品的污染， 二 垃圾堆肥对农作物产生影响,土壤污染的防治,（一）防治化肥对土壤的污染 （二）防治农药对土壤的污染 （三）防治重金属对土壤的污染 （四）防治废塑料对土壤的污染,第二章 环境污染对食品安全性的影响,第五节 放射性物质对食品安全性的影响,第二章 环境污染对食品安全性的影响,某些物质的原子核能发生衰变，放出我们肉眼看不见也感觉不到，只能用专门的仪器才能探测到的射线，物质的这种性质叫放射性物质。 放射性物质是那些能自然的向外辐射能量，发出射线的物质。一般都是原子质量很高的金属，像钚 ，铀，等。放射性物质放出的射线有三种，它们分别是射线、射线和射线。 放射性物质对环境的影响，随着核能的发展，已越来越引起人们的注意，放射性污染，主要来源于现代核动力工业的巨大发展，加之人工裂变核素的广泛应用，使人类环境中放射性物质的污染增加；其次，一些国家的核试验也成为放射性污染的另一来源，环境中放射性物质的存在，最终通过食物链进入人体，因此，放射性污染现在已成为食品安全的一个重要研究课题,第二章 环境污染对食品安全性的影响,一 食品中放射性物质的来源 （一）食品中的天然放射性物质 来源有二，一是宇宙射线粒子与大气中的物质相互作用生成的，如14C,3H，二是地球在形成过程中存在的核素及其衰变物，如238U,235U和40K （二）食品中的人工放射性物质 核试验以及核工业的一系列生产环节,/movie/2015/7/E/M/MAU4KT3JR_MAU4MMSEM.html,第二章 环境污染对食品安全性的影响,二 放射性物质对食品的污染和危害 放射性物质会沉积在土壤或水中，然后通过作物、水产品、植物等进入食品，最终进入人体 食品放射性污染对人体的危害主要体现在摄入污染食品后放射性物质对人体内各种组织、器官和细胞产生的低剂量长期内照射效应。主要表现为对免疫系统、生殖系统的损伤和致癌、致畸、致突变作用，以及对下一代的影响,第二章 环境污染对食品安全性的影响,“切尔诺贝利”事故 切尔诺贝利核电站位于乌克兰北部，距首都基辅以北110公里，它是前苏联时期在乌克兰境内修建的第一座核电站。切尔诺贝利曾经被认为是最安全、最可靠的核电站。1986年一声巨响彻底打破了这一神话。核电站的第4号核反应堆在进行半烘烤实验中突然失火，引起爆炸，其辐射量相当于400颗美国投在日本