安全性第三章第四节.ppt

多环芳烃类 杂环胺类 二噁英 N-亚硝基化合物 其他有机污染物,第四节 有机物污染,有机物污染,工农业生产的快速发展，带来环境污染。 化学污染占很大比例。 污染物品种类多、数量大 生态环境、生命体内蓄积 带来危害。,一、多环芳烃类 PAHs Polycyclic aromatic hydrocarbons,（一） 多环芳烃类的概述 1、定义 煤、石油、煤焦油、烟草和一些有机化合物热解或不完全燃烧产生的两个以上苯环连在一起构成的一大类化合物，其中一些有致癌作用。 2、结构特点 苯环为基本单位 连接方式多：稠环型、非稠环型,典型多环芳烃类的化学结构,联苯,蒽,菲,苯并芘,萘,联三苯,母体结构,母体结构,稠和多苯、角状结构,3、PAHs的物理化学性质,室温下，所有PAHs为固体 沸点高、蒸汽压低 水溶性低 高亲脂性，易溶于大多数有机溶剂 环境中长时间稳定地残留、迁移、污染,（二）多环芳烃类污染来源,1、PHAs 的主要污染来源 自然界灾害 森林火灾、火山爆发 工业产品、工业废气 煤炭、木材、石油、煤焦油、 矿物油、沥青、铝冶炼、 赤铁矿开采、钢铁铸造、页岩油 垃圾焚烧、烟雾 汽车排气等,2、非职业人群暴露PAHs 的可能来源,污染大气（汽车、工厂、木材、煤、矿物油） 污染室内空气（家用炉、烟雾、灰尘） 吸烟（二手烟） 使用含 PAHs 的产品 从污染的土壤、水经皮肤吸附 污染的食品和饮用水,（三）食品中多环芳烃类的来源,食品加工过程 食用油、脂肪裂解或热解 烟熏、火烤、烘烤 原料污染,烟熏食品中苯并芘（g/kg）,肉制品中PAH污染顺序,烧烤肉制品 烤羊肉烤牛肉烤鸭皮烤乳猪烤鸭肉烤鹅 肉制品（肉肠） 大腊肠蛋清肠大肉肠华夏场圆火腿,其他食品中 PAHs 的污染,鱼及其他海产品（熏鱼） 乳制品（奶酪、黄油、奶油、奶） 蔬菜、 水果 糖果点心 谷物及干食品 饮料 动植物油脂,一般人群 PAHs 膳食摄入量,苯并芘一般膳食摄入量水平 0.1-1.6g/d 总膳食中PAHs的主要来源 来自油脂 28%来自黄油、20%来自奶酪、17%来自人造奶油 熏肉、鱼的水平高 谷物中PAHs水平不高，但总膳食中比例大 56%来自面包、12%来自面粉 蔬菜、水果 奶类、饮料中PAHs水平不高,（四）多环芳烃的毒理学,1、PHAs 的毒性危害 中毒或低毒急性毒性 LD50 100-5000mg/kg 成年人口服致死量 5000-15000mg, 儿童2000mg 慢性毒性 致癌性: 苯并芘 致畸性、生殖毒性 苯并芘 、二苯并、h蒽、苯并蒽 遗传毒性：除蒽、茐、萘外都可疑（结果不一致） 代谢产物二醇环氧化物的致癌,2、 PHAs 的代谢与致癌机理,PHAs 的代谢 通过肺、胃肠道和皮肤吸收 几乎所有脏器、组织中分布，脂肪组织中最多 通过胎盘屏障 体内停留时间不长，代谢迅速 相代谢酶氧化代谢，代谢产物有环氧化物、酚、二氢二醇 主要代谢酶系是细胞色素P450中的单氧化酶系统 相代谢产物与谷胱甘肽、硫酸盐、葡萄糖醛酸结合形成 相代谢产物，水溶性增加，排出体外,PHAs 的致癌机理 PHAs的二级代谢产物中的二醇环氧化物被活化能够与 DNA结合，到致突变、诱发肿瘤。 二醇环氧化物弯区形成高度稳定、高活性的正碳离子（与大分子结合形成烷基化产物）是 PHAs致癌的关键 DNA加合物的形成与持续存在是致癌的决定因素,（五）多环芳烃污染的控制,改进食品加工工艺、技术 环境保护和治理（家庭） 少吃油炸食品 粮食、油料食物的管理,PHAs,二、杂环胺类 heterocyclic amines,(一) 杂环胺类的概述 1、定义 是食品加工、烹调过程中由于蛋白质、氨基 酸热解产生的一类带杂环的伯胺类化合物。 具有强烈的致突变作用 引起各种组织肿瘤,2、杂环胺类化合物的种类,两大类、20多种 氨基咪唑氮类 aminoimidazo azaaren, AIA 喹啉类 quinoline congeners,IQ 喹喔类 quinoxaline congeners,IQx 苯并噁嗪类 benzoxazine 氨基咔啉类 amino-carboline congeners -咔啉（-caboline congener，A C） -咔啉 -咔啉,3、常见杂环胺的化学结构,续- 常见杂环胺的化学结构,（二）食品中杂环胺的来源,1、食品中杂环胺污染的主要来源与特点 高温烹调的鱼、肉是主要来源。 蛋白质和氨基酸的热解是根源（煎、炸、烘、烤鱼肉） 肌酸、肌酐、己糖是杂环胺的前体物质 食品污染的主要影响因素 食品的烹调方法、烹调温度、烹调时间 鸡、鱼、牛、羊肉中含量高、植物性食品中含量低 水分是杂环胺形成的抑制剂,2、杂环胺的形成机理,（三）杂环胺的危害,1、致突变性 杂环化合物与DNA形成加合物引起突变。 诱导哺乳动物DNA的损伤；基因突变、染色体畸变、姐妹 染色体交换、 DNA断裂、程序外DNA修复和成和癌基因活化。 危害大小：肝脏肠道肾 肺 PhIP的危害 ：心脏、肺、胰、结肠较高，肝脏较低 2、致癌性 大多数有致癌性，主要靶器官是肝脏， 可诱发其他部位的肿瘤（除PhIP 外）。,三、二噁英 Dioxin P80,（一）二噁英( Dioxin ) 的概念 1、定义 多氯联苯芳香族一大类环境持久性有机污染物。 多氯代二苯并-对-二噁英 Polychlorinated dibenzo-p-dioxins / PCDDs 多氯代二苯并呋喃 Polychlorinated dibenzofurans / PCDFs 氯代含氧三环芳烃类化合物,2、多氯联苯的化学结构与性质,Dioxin 结构特点 二苯并-对-二噁英 （dibenzo-p-dioxin）和 二苯并呋喃 （dibenzofuran）为母核的含氧三环芳烃类化合物。,PCDD,PCDF,Dioxin 的物理化学性质,固体、无色、无嗅 熔点、沸点很高，蒸汽压小 亲脂性，大多不溶于水和有机溶剂，易溶于油脂 易被土壤、沉积物、飞尘吸附 较高的热稳定性和化学、生物稳定性,环境持久性有机污染物 Persistent Organic Pollutant / POP WHO、UNEP 规定的环境中难以降解的有毒、有害物质。 化学性质稳定 环境中广泛存在，难以生物降解 通过食物链生物富积 具有毒性：环境荷尔蒙/环境内分泌干扰物质,（二）Dioxin 的来源,1、含氯化合物的生产和使用 酚类直接氯化、氯苯水解生产氯酚 PCDD/Fs 130mg/kg 五氯酚苯（血吸虫药，PCP-Na） 残渣中含 40% 的PCDD/Fs，其中2,3,7,8-TCDD 400mg/kg 酚类的使用农药 杀虫剂、杀菌剂、除草剂、防腐剂、消毒剂等 电器设备（PCB混合物） 电缆、变压器、电容器绝缘体、塑料添加剂等,纸浆、木材加工、制革生产和排水、废渣 漂白剂用氯气：2,3,7,8-TCDD 13pg/g, TCDF 93pg/g 二氧化氯或无氯剂：2,3,7,8-TCDD，TCDF 0.2pg/g 以下 其他；氯乙烯、染料、色素、氯碱、石墨电极等,造纸污水严重超标排放保护母亲河势在必行,田地被工业污水污染的后果,2、垃圾、废物、污泥的焚烧,1） 固体废弃物的焚烧 有效、快速、转换能源 不完全燃烧产生大量有害物质 烟气中含有 45200ug/kg PCDD/Fs 聚氯乙烯塑料焚烧产生 PCDD/Fs 前体物：酚、氯、氯化氢,城市垃圾焚烧发电厂,总投资4.5亿人民币的重庆同兴垃 圾焚烧发电厂。,日处理1200吨天津市双港垃圾 焚烧发电场。,2）医院垃圾的焚烧 卤代化合物含量高，焚烧时产生的 PCDD/Fs 含量高于生活垃圾。 PCDD含量为 69 ng/m3, PCDF 156 ng/m3 3）汽车尾气（汽油的不完全燃烧） 2,3,7,8 TCDD 含量为 0.5 16.7 pg/m3, PCCF 0.55201.4 ng/m3,3、 意外事故、战争,1）意外事故 变压器泄漏、爆炸释放大量 PCDFs PCBs 2） 战争 美国在越南战争中使用的落叶剂（除草剂) 含有2,3,7,8 TCDD 0.0247mg/kg 其他 ：金属冶炼、木材、旧家具的焚烧、 光化学反应等,（三）Dioxin 污染食品的途径,主要有三种污染途径 1、食物链的生物富积 环境污染：大气、水、土壤生物、动物人 2、纸包装材料的迁移 饮料、奶制品等纸包装食品人 3、意外事故 高温油：多氯联苯（PCB）泄漏污染食品,PCDD/Fs 生物富集途径 ,水生植物 浮游动植物,食草鱼,鹅、鸭,脂质转移 生物富集,PCDD/Fs 生物富集途径 ,（四）Dioxin 的毒性及危害,PCDD/Fs 极强毒性物，其中2,3,7,8-TCDD/Fs 最强。 致死作用与“消瘦综合症 ” 致癌性 氯痤疮 肝脏毒性 胸腺萎缩及免疫毒性 生殖毒性与致畸性,四、N-亚硝基化合物,（一）N-亚硝基化合物的定义和分类 1、定义 氮原子上连有亚硝基的具有致癌作用的一类有机化合物。 亚硝酸盐、胺类化合物转化成 N-亚硝基化合物。,2、N-亚硝基化合物种类,亚硝胺 R1、R2 可以是烷基、芳烃、环烷基 R1 = R2、 R1 = R2 亚硝酰胺 化学不稳定、在酸、碱性条件下发生自发降解 N-亚硝酰胺、 N-亚硝基脲、 N-亚硝基氨基甲酸酯 N-亚硝基胍、 N-亚硝氨基磺酰胺、 N-亚硝基眯,3、 N-亚硝基化合物产生因素,前体物质的浓度 pH值：强酸性条件 酸、碱、中性中都能生物降解 温度：高温加热 催化剂：弱阴离子-硫氰酸根离子、卤离子 抑制剂：抗坏血酸、谷胱甘肽、半胱氨酸、VE、鞣酸、 酚类,（二）食品中N-亚硝基化合物的来源,亚硝酸盐、胺类物质是N-亚硝基化合物的前提物质 硝酸盐在人体内和植物中能够转化成亚硝酸盐， 若硝酸盐、亚硝酸盐和可以亚硝化的含氮化合物 共同存在就可能形成N-亚硝基化合物。,N-亚硝基 化合物,N-亚硝基化合物的来源,1、硝酸盐和亚硝酸盐 植物合成蛋白质必须的营养物质、氮化肥 植物中硝酸盐含量 芥菜 白菜 绿叶菜 甘蓝类 根茎类 葱蒜类 瓜类豆类薯芋类茄果类水生蔬菜 食品腌制 蔬菜腌制过程中产生、鱼肉腌制时添加（防腐）,2、胺类,鱼肉制品中亚硝胺 腌制、烘烤、油煎烹调时分解处胺类 腐烂变质的鱼肉分解出胺类 乳制品中亚硝胺 微量挥发性亚硝胺 蔬菜水果中亚硝胺 含大量硝酸盐和亚硝酸盐 啤酒中的亚硝按 大麦芽直火加热干燥时产生 3、橡胶制品（婴儿奶嘴）、纸包装材料,（三）N-亚硝基化合物的危害,1、急性毒性 平滑肌松弛、血管扩张、血压下降、 高铁血红蛋白症 高铁血红蛋白升高20-40% 缺氧、 达到70% 以上可死亡。 人体摄入0.3-0.5g 亚硝酸盐可中毒，