（分析化学专业论文）食品中微量元素的健康风险评价.pdf

摘要 摘要 本文共包括九章。第一、二章是综述。第一章简述了健康风险评价的基本内容、基 本方法和步骤。第二章阐述了食品中微量元素与人体健康的关系。 第三、四、五、六、七章使用火焰原子吸收分光光度法和流动注射氢化物发生法对 面粉、大米、酱油、醋、蜂蜜、苹果和鲍鱼中的锌、锰、铜、铁和砷进行测定。根据健 康风险评价模型和评价参数，计算出通过饮食途径的化学致癌物质和非致癌物质所造成 的平均个人年风险。 第八章对食品中的重金属混合物进行综合健康风险评价并且对以上的计算结果进 行分析，为食品中的重金属污染状况提供定量评价和管理控制提供数据依据。 第九章为研究结论与研究展望 关键词食品健康风险评价流动注射氢化物发生法火焰原子吸收 a b s t r a c t a b s t r a c t t 1 1 i sp 印e rc o n s i s t so fi l i n ec h 印t e r s t h ef i r s t 锄ds e c 0 n dc h a p t e r sa r es u i i l 】 i l 撕z e s h l t h ef i r s tc h a p t w eb r i e f l yd e s 翻b et l l eb a s i cc o n t e n t ，b a s i cm e t h o d sa n ds t e p so fh e a l mr i s k 勰s e s s m e n t t h es e c o n dc h a p t e ri sa b o u tt 1 1 er e l a t i o n s h i pb e 觚e e i lt i a c ee l 锄e n t si nf o o d 柚d h u m a nh e a l m i nc h a p t e r st h e r et 0s e v e i l ，w eu s ef i 锄ea t o m i ca b s o 印t i o ns p e c 仃o p h o t o m e t e r 锄d h y d r i d eg e i l e r a t o rn o w 岫e c t i o nt od e t e c tt l l ez i n c ，m a l l g a l l e s e ，c o p p i r o na n da r s 咖ci n n o u r ，r i c e ，s o ys a u c e ，v i n e g a r h o n e y 印p l e ，a b a l o n e a c c o r d i n gt ot h eh e a l t l lr i s ka s s e s s m e n t m o d e la n dt h ee v a l u a t i o np a r 锄e t e r s ，m ea v e r a g ep e r s o n a lr i s kc a nb ec a l c u l a t e db ym e a n so f c h 锄i c a ld i e ta n dn o n c a r c i n o g e n i cs l l b s t a i l c e sc a u s e db yt l l ec a r c i n o g e i l i cs u b s t a i l c e s t h ec h 印t e re i g h ti sa b o u tt h em i x t u r e sc o m p r e h e n s i v eh e a l mr i s ka s s e s s m e n to f h e a v y m e t a l si nf o o d t h e c h a p t e ri l i n ei sa b o u tt h ec o n c l u s i o no ft h es t u d y a i l dr e s e a r c h p r o s p e c t s k e yw o r d s ：南o d ；h e a l t hr i s k 嬲s e s s m 册t ；f i h g l a w ；f 1 锄ea t o m i ca b s o 印t i o n 河北大学 学位论文独创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得河北大学或其他教育机构的学位或证书 所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确 的说明并表示了致谢。 作者签名： 狱煎豹一日期：j 丛握年丘月1 日 学位论文使用授权声明 本人完全了解河北大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布 论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年月日解密后适用本授权声明。 2 、不保密团。 ( 请在以上相应方格内打“”) 作者签名： 础殉 导师签名：孑垒勉一 日期：1 丝墨年上月f 日 日期：丝始二丘月l 一日 保护知识产权声明 本人为申请河北大学学位所提交的题目为名湍冲让黝饰j 蝌学位 论文，是我个人在导师酞遥刚指导并与导师合作下取得的研究成果，研究工作及取得 的研究成果是在河北大学所提供的研究经费及导师的研究经费资助下完成的。本人完全 了解并严格遵守中华人民共和国为保护知识产权所制定的各项法律、行政法规以及河北 大学的相关规定。 本人声明如下：本论文的成果归河北大学所有，未经征得指导教师和河北大学的书 面同意和授权，本人保证不以任何形式公开和传播科研成果和科研工作内容。如果违反 本声明，本人愿意承担相应法律责任。 声明人：勉确日期：j 幺匝年j 月f 日 作者签名： 导师签名： 日期：勉q 基年厶月上日 日期：醴肛乙月l 日 第l 章健康风险评价 第1 章健康风险评价 1 1 引言 环境健康风险评价是8 0 年代兴起的一项新的研究领域【m 】。其主要特点是以风险度 作为评价指标，把环境污染与人体健康联系起来，定量描述污染对人体产生健康危害的 风险【3 1 。1 9 7 6 年，美国国家环保局制定了可疑致癌物的风险评价准则，但是程序并不规 范，不同的研究室常采用不同的研究方法【 】。1 9 8 3 美国国家科学院编制了有关风险评 价的研究报告，明确了风险评价的程序，对一些技术术语作了明确定义。相继，美国环 保局制定了致畸物、生殖毒物、混合化学物质等有毒物质的风险评价方法。目前，风险 评价方法已被许多国家和一些国际组织如经济发展与合作组织所采用。在我国，目前， 健康风险评价主要用于研究各种气、液态流出物对人体健康危害的影响，但是关于食品 的健康风险评价国内仍未见有报道。重金属污染物可以通过不同途径造成陆地生态系统 的污染，人们食用了受污染的食品，就会对人体形成极大的危害【s 】。为了正确评价食品 中重金属对暴露人群所造成的危害，以便更好地对其进行管理和控制，本文对食品中的 若干元素的健康风险评价进行了探索，以期对食品所引起的健康危害给予初步的评价【9 】。 1 2 健康风险评价的基本内容 风险度，按世界卫生组织的定义，它表示接触一种有害因素后出现不良作用的预期 频率。从毒理学角度讲，它是指在个体或特定群体中某种剂量或某一浓度的化学物质所 致的有害作用出现的概率【l o 】。 在化学物质生产使用已十分广泛，环境污染日渐增加，化学污染物质正在不断地渗 入人的生活圈的今天，为了尽量减少以至避免有害因子的不良影响，一般采取风险控制 的办法，对其进行风险控制，前提是对有害因子的风险进行评价。风险的大小通常用不 良影响发生的机率，即在一定期间内有可能受有害因子影响的个体数与暴露于某有害因 子的个体总数的预期比例来表示，此过程称为风险评价。 健康风险评价可以在已知暴露条件下，预计可能产生的健康效应类型的特征，估计 这些健康效应发生的概率( 风险度) ，估计具有这些健康效应的人数，以及空气、水、 食品中某种有毒物质可接受浓度的建议值。 河北大学理学硕士学何论文 健康风险评价，对环境保护、轻化工产品、农药、医学管理、食品监督及职业安全 等有着极重要的意义。据统计，目前常用的化学物质约1 0 0 0 多种，因此控制化学品的 污染，保障人的健康已成为十分迫切的问题，健康风险评价是有效控制化学品风险的技 术依据。首先，化学品的数量巨大，既不可能同时进行管理，也不可能对所有化学品逐 一进行风险评价，而需要按其潜在的和实际危害的大小排列化学品管理的优先顺序；其 次，为了有效地管理化学品，就需选择既能维护健康，又能为财力所能承受，也不会对 社会和环境产生严重影响，技术上可行的控制措施【8 1 ，也就是需进行风险控制的损益分 析。此外，为了使化学品的各项控制措施得以实施，就需由管理部门建立一系列法规。 建立法规，就必须要有一个尺度的问题。这些问题的解决都需要以化学品的健康风险评 价所提供的科学依据为基础。对风险评价结果要具体问题具体分析【1 1 1 4 】。 1 3 健康风险评价的基本方法与步骤 正确评价化学污染物对整个生态系统和人类健康的综合影响，区别问题的轻重缓 急，提高化学品管理的总体效果，使不同评价部门所得的资料有可比性和通用性，就必 须要有一个基本统一的认识和操作方法。为此，1 9 8 3 年美国科学院首次确立了风险评价 的基本概念，并提出了风险评价的四阶段法，这一方法目前已被许多国家所采用，它的 基本程序分为：危害鉴定、剂量反应评估、接触评估、风险评定等四个阶段【1 5 】 1 3 1 危害鉴定 对于化学物质的风险评价，首先应从危害毒性开始。对现存化学物质，主要是评审 该化学物质的现有毒理学和流行病学资料，确定其是否对生态环境和人体健康造成损 害。对危害未明的新化学物质来说，更需要从头累积较完整而可靠的资料。一般来讲， 在方法学上常用病例收集、结构毒理学、短期简易测试系统( 如a m 懿试验、微核等) 、 长期动物实验以及流行病学调查等方法去进行。程序可先进行筛选性研究( 如急性毒性 测定) ，继而作预测性测试( 包括慢性试验“三致”实验和致敏作用测试等) ，进而进行确 定性测试( 包括现场研究或微观研究等) ，以及最后监测性研究( 以确保在实际条件下 的安全性) 【1 5 】。 2 第1 章健康风险评价 1 3 2 剂量反应评估 动物实验是剂量反应关系评定的主要手段，从动物实验得到剂量反应关系 之后，利用一定的模式外推到人群，得出近似的人群剂量反应关系。剂量一反应 关系评估的主要内容包括确定剂量反应关系、反应强度、种族差异、作用机理、接 触方式、生活类型，以及与其有关的环境中的其它化学物质的混合作用等，在全面分析 资料的基础上，审定这些资料的真实性和可靠性，确认能否用于数学模式，找出能供模 式引用的剂量反应参数和数据等。确定剂量反应关系时，特别要说明不同接触 水平或剂量水平所产生反应的程度，亦即某特定强度下的效应在受作用群体中的发生 率。尽可能优先采用人群流行病学调查资料，并注意区别大小剂量可能引起的不同物质 的反应，即所谓剂量依存差异。剂量一反应关系是在各种调查与实验数据的基础上估 算出来的。所以流行病学调查资料是首选资料。其次是反应与人接近的、敏感动物的长 期致癌实验。在无前两种资料的情况下，不同种属、不同性别、不同剂量、不同暴露途 径的多组长期致癌实验结果亦可用来估算剂量反应关系。剂量反应关系往往不是直 接得到的，而是通过一定的模型估算出来的。对于流行病学调查资料来说，尽管它的数 据直接来于人群，但这些人群往往处于高暴露水平。而低暴露水平的剂量反应关系则需 进行估算。对动物实验资料来讲，则更需要通过一定的模式将动物实验结果外推到人， 将高剂量结果外推到低剂量，将一定暴露途径得到的剂量反应关系，外推到人在该暴露 方式下的剂量反应关系【l6 】。 1 3 3 接触评估 接触评估是对人群暴露于环境介质中有害因子的强度、频率、时间进行测量、估算 或预测的过程，是进行风险评价的定量依据，接触人群的特征鉴定与被评物质在环境介 质中浓度与分布的确定，是接触评估中相关联而不可分割的两个组成部分。接触评估的 目的是估测整个社会( 或全国或某一地区) 人群接触某种化学物质的程度或可能程度。 在进行接触评估时，应对接触人群的数量、性别、年龄分布、居住地域分布、活动状况、 人群的接触方式( 一种或多种) 、接触量、接触时间、接触频度以及所有能估计到的不 确定因素等情况进行描述。从具有代表性的各种群体中抽样，做有限数量的测定分析， 再作数学模式推导，以用估测总体人群或不同亚群的接触水平。根据污染物的排放量， 河北大学理学硕+ 学位论文 排放浓度以及污染物的迁移转化规律方面的参数，采用一定的数学模式进行估算。被评 物质在环境介质中的浓度数据一般可通过监测获取。根据环境介质中污染物的浓度及其 空间分布情况，人的活动参数，从空气、水、食品中的摄入参数，生物检测数据等，用 适当的模型，可以估算出不同人群、不同时期污染物的总接触量，在致癌风险评价中常 用人的终生暴露量。文献上对于环境污染物的评价方法或估价方法，已有广泛的讨论， 但没有一种能适用于所有污染物的通用方法，因此必须根据每种化合物的具体情况，逐 个加以评价 1 7 18 1 。 1 3 4 风险度评定 风险度评定就是利用前面三个阶段所获取的数据，估算不同接触条件下，可能产生 的健康危害的强度或某种健康效应的发生概率的过程。风险度评定主要包括两方面的内 容：一是对有害因子的风险大小做出定量估算与表达，二是对评定结果的解释与对评价 过程的讨论，特别是对前面三个阶段评定中存在的不确定性做出评估，即对风险评价结 果本身的风险做出评价。风险度评定的另一个主要内容是评定结果的解释及评价过程的 讨论，对整个风险评价过程都有至关重要的意义，特别是对评价过程中各个环节的不确 定性分析。上述风险评价的四个阶段，并非缺一不可，有时可将第三阶段( 接触评价) 省去，仅用人类接触的假定水平予以计算，或者先定出可接受的危险水平，然后以此作 限值，估算出人类相对安全的接触水平。在具体进行风险评价时，应根据具体情况而定 【1 5 一l8 】 a 1 4 微量元素的健康风险评价模型 目前，关于化学物质毒性的划分方法很多，最常用的是美国环保局所采用的五级分 级法，根据化学物质致癌强度分为5 级： a 级：人类致癌物质，人群研究中致癌性证据充分的物质可能的致癌物质； b 级：人群研究中致癌证据有限或动物实验中证据充足的物质，本级又可为两个亚 级，其中b l 级为人群研究证据有限的物质。b 2 级为动物实验数据充足，但 人群研究资料证据不完全或无有相关资料的物质； c 级：可疑人类致癌物。仅动物实验中致癌性证据有限，而无人群研究资料的物质； d 级：不能划分为对人类有致癌性的物资。人群和动物实验研究都为证据不完全或 4 第1 章健康风险评价 无有相关资料的物质； e 级：无人类致癌性证据的物质。至少在两个合理的不同种类的动物实验中或合理 的流行病学研究及动物实验研究中都未发现致癌性证据。 健康风险评价模型包括致癌物所致健康危害风险模型和非致癌物所致健康危害风 险模型，模型分别是： 牛些等型 ( 1 ) 戢：亟：! 堕 ( 2 ) “1 9 p a d 口1 0 式( 1 ) 是致癌物所致健康危害的风险模式，其中r 。垃为化学致癌物f 经食入途径 产生的平均个人致癌年风险( 口j ) ；魄为化学致癌物f 经食入途径的单位体重日均暴露 剂量( m 眺鲋) ；为化学致癌物f 经食入途径致癌强度系数( m 眺酣) ；7 0 为人 类平均寿命( 口) 。式( 2 ) 是非致癌污染物所致健康危害的风险模式，其中r “辔为非致 癌物f 经食入途径所致健康危害的个人平均年风险( 口。) ；刚p 留为非致癌污染物f 食入 途径的调整剂量( m 眺d ) 。 通过饮食途径暴露的日均暴露剂量( d & ) 可按下式进行计算： m c ( x ) d i g = 7 0 ( 3 ) 式中m 为成人每日平均食品摄入量( g ) ；c ( x ) 为污染物平均年浓度增量( m 曲。 调整剂量( 池) 可按下式计算： 雌= 鑫 ( 4 ) 雌2 赢 ( 4 ) 嘲窖为非致癌污染物f 的食入途径参考剂量( m g k d ) ，本研究中安全因子取值为 1 0 。 1 5 健康风险评价模型参数的选择 根据国际癌症研究机构和世界卫生组织通过全面评价化学物质致癌性可靠程度而 编制的分类系统，a s 为化学致癌物，其致癌强度系数值( 见表l 1 ) ，对于非致癌物 河北大学理学硕士学位论文 质所致健康风险评价，参考剂量是一个重要的参数，根据有关资料查得与评价有关的参 考剂量值( 见表1 1 ) 。 表1 1 参考剂量值 元素a s 化学致癌物 ( m 刚瞻d 1 饮食途径) 1 5 元素 c uf ez nm n 化学非致癌物 勺吼( m 眺g d 1 饮食途径) 5 1 0 38 1 0 - i3 1 0 _ 41 4 l o 1 6 第2 章食品中微革元素与人体健康的关系 第2 章食品中微量元素与人体健康的关系 2 1 锌与人体健康的关系 成人体内含锌量为1 4 2 5 9 【1 9 1 ，其中眼、皮肤、骨骼、男性生殖器官等组织中浓度 很高，肝、肾、肌肉中的含量为中等。人体血液中的锌约为8 0 一8 5 在红细胞内，3 一5 在白细胞内，其余在血浆中。 锌是构成人体多种酶、辅酶的必需元素，并通过参与这些酶的组成和激活，对人体的 新陈代谢、生长发育、组织修复等起着极为重要的作用。研究表明，人体有2 0 0 多种酶 的活性都与锌有关。如锌是调节d n a 聚合酶的必需组成部分，维持着蛋白质的合成与代 谢：还通过参与构成含锌唾液蛋白，具有增强味觉及促进食欲作用：通过激活一些酶，锌 影响胰岛素的合成、贮存，从而维持胰岛素在血清中的浓度【2 0 1 ，进而促进糖的代谢：锌在 维持人体的免疫功能方面也具有重要作用【2 1 2 4 1 ，细胞分裂和复制过程中，参与核酸与蛋 白质的代谢，通过激活酶，维持t 细胞的增殖和分化，促进抗体( 特别是i g g ) 生成。适量的 锌还可使d n a 和r n a 合成量增加，维持血红细胞中c 0 2 的运输，保障机体的免疫机制并有 助于创伤、溃疡的愈合，提高机体抗感染的能力：研究表明，锌有降低脂质过氧化作用，能 改善粘膜上皮的营养代谢和抵抗力，稳定并保护细胞膜【2 5 扔】。锌还能够促进人体的生长 发育，是儿童脑发育必不可少的物质2 7 1 。锌通过维持性激素水平，促进男性第二性征的出 现。锌有助于精子的形成，并能维护精原上皮的健康。锌还能保护皮肤和毛发，对促进骨 骼和牙齿的发育具有重要作用。研究表明，锌不但能以酶的形式参与生物体的各类代谢， 还通过各种锌蛋白的结构方式参与基因复制、转录及蛋白质的合成调控。如锌通过活化 h s p 基因的转录，在机体热应激过程中发挥重要作用【2 8 1 。缺锌会导致上述锌的生理功能 难以充分发挥，严重时会出现消化道疾病、生长发育迟缓、性发育异常、皮肤病以及身 体免疫功能下降和耐糖量降低，加重i i 型糖尿病。 锌过量也可引起中毒，产生恶心、呕吐、急性腹痛、腹泻和发热等症状，带来严重不 良后果。所以要注意合理膳食，维持体内锌的含量在正常值，以充分发挥其生理功能。 2 2 锰与人体健康的关系 锰是人体必需的微量元素之一。成人体内一般含有1 2 2 0 毫克的锰，这些锰遍布人 7 河北大学理学硕士学位论文 体全身，主要储藏于肝胰肾，其次为脑、肺、前列腺、心、脾、睾丸、卵巢等器官。科 学家们研究发现：锰具有激活体内多糖聚合酶和半乳糖转移酶的作用，这两种酶是细胞 内合成硫酸软骨素所必需的酶，而硫酸软骨素则是组成骨骼、肌腱、皮肤和眼角的重要 成份。若机体内缺锰，其结果是老年人容易出现疲乏无力、腰痛、牙齿早脱、骨骼易于 断裂等早衰现象。最近国外科学家还发现骨骼疏松症的发生也与血液中缺锰元素有关。 人体骨骼中有成骨细胞和破骨细胞，它们共同维持骨骼的正常代谢。当人体内缺乏锰时， 破骨细胞作用增强，成骨细胞的活性受到抑制，若不及时补充，随着时间延长，破骨细 胞活性大大增强，骨组织变得又薄又脆，强度及硬度下降，韧性减退，骨组织疏松。锰 主要存在于植物性食物中，而动物机体内锰一般较低。一般说来，人们只要注意日常食 物结构多样化，就可获得足够的锰【2 9 铷】。 锰是人体内多种酶的成分，与人体健康关系密切。人体内缺锰引起锰缺乏症，但锰 过多( 如长期接触锰化物时) 又可造成中毒。锰中毒的早期表现为疲倦乏力、头昏头 痛、记忆力减退、肌肉疼痛、情绪上不稳定、抑郁或激动。随着病情的发展又逐渐出现 下肢有沉重感，走路晃动，语言不清或“口吃”，表情呆滞。晚期重症又可出现面具样面 容；肌肉僵直、肌张力增高；尤其是出现明显的肢体震颤、书写困难，字越写越小( 又 称“小字症”) ；有的出现发烧和呼吸困难，但不能用抗生素治疗。走路时身体前倾，倒 退行走更困难。此外锰中毒还会使甲状腺摄碘机能低下，造成甲亢。 2 3 铁与人体健康的关系 铁是人体内含量最丰富的微量矿物质元素，铁缺乏影响机体的能量代谢，而补铁可改 善甲状腺激素水平，增强机体代谢掣”l 。肝脏、脾脏、骨髓是含铁最丰富的器官，且主 要以铁蛋白的形式存在。人体内的铁总量约为4 5 9 ，其中四分之三存在于血红蛋白、 肌红蛋白和细胞色素中，是有功能的铁。其余的铁以铁蛋白和含铁血黄素形式，贮存于 肝、脾、骨髓、肌肉和肠粘膜中，为贮存铁。其中，血红蛋白中的铁约占铁总含量的 6 0 7 5 ，亚铁离子先于卟啉结合形成血红素，血红素再与球蛋白合成血红蛋白，血 红蛋白承担着将空气中的氧从肺部输送到机体各部位的任务。正常人血液中血红蛋白的 含量为男性1 2 9 1 0 0 m l 1 6g 1 0 0 m l ，女性1 1g 1 0 0 m l 1 5g 1 0 0 m l 。铁在体 内含量随年龄、性别、营养状况和健康状况而有很大的个体差异。体内铁缺乏会使血液 中红细胞和血红蛋白含量降低，引起贫血症( 当血液中血红蛋白含量低于9g 1 0 0 m l ， 第2 章食品中微量元素与人体健康的关系 即可诊断为贫血症) 出现面色苍白、乏力、头晕、耳鸣等症状【3 2 弓5 1 。 通常每日膳食平均含铁1 0 1 5 m g ，但吸收率降低，一般在1 0 左右。成年男子每 日需要补铁约0 5 1 m g ，因此一般不会出现缺铁。但妇女经期、孕期及哺乳期、儿童 生长发育期均需要吸收更多的铁【3 5 】，每日需要铁1 0 2 0 m g ，因此必须补充更多的铁。 铁本身不具用毒性，但是，必须注意的是，摄入铁质过多，易于在肝、胰和淋巴结 等处沉积，导致肝硬化和糖尿病；动物实验中还发现可诱发癌症。如把补铁药物当作补 品服用，这是很盲目的，甚至会弄巧成拙。铁制剂切不可滥服，急性铁中毒多由于儿童 滥服铁制剂；如果长期服用铁制剂或从食物中摄铁过多，使体内铁量超过正常的1 0 2 0 倍，就会出现慢性铁中掣3 7 1 。 2 4 铅与人体健康的关系 成年人铅中毒后经常会出现：疲劳、情绪消沉、心脏衰竭、腹部疼痛、肾虚、高血 压、关节疼痛、生殖障碍、贫血等症状。孕妇铅中毒后会出现流产、新生儿体重过轻、 死婴、婴儿发育不良等严重后果。而儿童铅中毒后经常会出现：食欲不振、胃疼、失眠、 学习障碍、便秘、恶心、腹泻、疲劳、智商低下、贫血等症状【3 8 4 1 1 。 铅中毒的危害主要表现在对神经系统、血液系统、心血管系统、骨骼系统等终生性 的伤害上：铅对多个中枢和外围神经系统中的特定神经结构有直接的毒害作用。在中 枢神经系统中，大脑皮层和小脑是铅毒性作用的主要靶组织；而在周围神经系统中，运 动神经轴突则是铅毒害的主要靶组织。其中铅对神经系统的毒害主要表现为以下4 种： ( 1 ) 使铅中毒者的心理发生变化，例如成人铅中毒后会出现忧郁、烦躁、性格改变等 症状，而儿童则表现为多动。( 2 ) 铅中毒会导致智力下降，尤其是儿童会出现学习障碍， 据报道高铅儿童的l q 值平均比低铅儿童低4 6 分。( 3 ) 铅中毒会导致感觉功能障碍， 例如很多铅中毒病人时会出现视觉功能障碍：视网膜水肿、球后视神经炎、盲点、眼外 展肌麻痹、视神经萎缩、眼球运动障碍、瞳孔调节异常、弱视或视野改变；或嗅觉、味 觉障碍等。( 4 ) 铅对周围神经系统的主要影响是降低运动功能和神经传导速度，肌肉损 害是严重铅中毒的典型证明之一。铅对血液系统的主要作用表现在2 个方面，一是抑 制血红蛋白的合成，二是缩短循环中的红细胞寿命，这些影响，最终会导致贫血。 铅对心血管系统的伤害主要表现在：( 1 ) 心血管病死亡率与动脉中铅过量密切相关，心 血管病患者血铅和2 4 小时尿铅水平明显高于非心血管病患者。( 2 ) 铅暴露能引起高血 9 河北大学理学硕士学位论文 压。( 3 ) 铅暴露能引起心脏病变和心脏功能变化。 骨骼是铅毒性的重要靶器官系统，铅一方面通过损伤内分泌器官而间接影响骨功能 和骨矿物代谢的调节能力，另一方面通过毒化细胞、干扰基本细胞过程和酶功能、改变 成骨细胞一破骨细胞耦联关系并影响钙使系统从而直接干扰骨细胞的功能。 由此可见铅中毒的危害之严重【4 2 小】，因此预防和检测工作就变得非常重要。可是铅 中毒后的症状往往非常隐蔽难以被发现，所以目前最可靠的方法就是血检。 2 5 砷与人体健康的关系 砷在自然界分布很广，动物肌体、植物中都可以含有微量的砷，海产品也含有微量 的砷【4 5 4 8 1 。由于含砷农药的广泛使用，砷对环境的污染问题愈发严重，如以砷化合物作 为饲料添加剂，过量添加至牲畜食用的饲料中，就易使牲畜体内积砷，食用了这种牲畜 的肉制品后，就容易造成中毒。砷侵入人体后，除由尿液、消化道、唾液、乳腺中排泄 外，就蓄积于骨质疏松部、肝、肾、脾、肌肉、头发、指甲等部位。砷作用于神经系统、 刺激造血器官，长时期的少量侵入人体，对红血球生成有刺激影响，长期接触砷会引发 细胞中毒和毛细管中毒，还有可能诱发恶性肿瘤【4 9 1 。我国食品重金属残留限量国家标 准规定砷含量最高( 粮食) 为o 7 毫克千克，鲜乳为o 2 毫克千克。生活饮用水国家标 准限量为o 0 1 毫克升【5 0 - 5 1 1 。 砷普遍存在于自然环境、植物以及动物体内。农田中由于使用农药、污水灌溉等因 素，导致作物中砷的残留。慢性长期砷暴露会对神经系统、皮肤、动脉血管产生不良影 响，同时还有致癌性，通过饮食造成的过量砷暴露会增加人体患皮肤癌、膀胱癌和肺癌 的风险，而且还和糖尿病有关【5 2 。5 5 】。 2 6 铜与人体健康的关系 铜是人体必需的微量元素，对维持正常生命活动发挥重要作用【溺。从人体的新陈 代谢上看，生长和发育需要铜，维护身体健康也缺不了铜。铜是机体内蛋白质和酶的重 要组分，如铜蓝蛋白、细胞色素、c 氧化酶等。许多关键的酶，需要铜的参与和活化， 对机体的代谢过程产生作用，促进人体的许多功能。这就是为什么这么微量的铜，会对 生命产生至关重要作用的主要原因。例如：它有助于提供机体生物化学过程所需的能 量；帮助形成血液中的血红素，影响皮肤色素的形成；促进在骨胶原及弹性蛋白中形成 交联，保持和恢复结缔组织；参与葡萄糖和胆固醇的代谢过程；影响头发、皮肤、骨骼、 1 0 第2 章食品中微餐元素与人体健康的关系 大脑的发育，以及心脏、肝脏、中枢神经和免疫系统的功能等。 铜对人体的潜在毒性很轻，只有当摄入量大大超过了正常值时，方会引起胃肠紊乱 等不良反应。研究结果表明，当成年男子和女子每天摄入量分别超过1 2 m g 和1 0 m g 时，会对人体生物化学过程产生轻微的影响。当人体铜摄入量不足时可引起缺乏病，但 摄入过量却又可能造成中毒，包括急性铜中毒、肝豆状核变性、儿童肝内胆汁淤积等病 症。高剂量的铜摄入会引起消化道黏膜损伤，失去黏膜保护功能后，将导致铜的大量吸 收，引起更严重的伤害【6 2 删。 河北大学理学硕士学位论文 第3 章面粉与大米中微量元素的健康风险评价 3 1 引言 面粉( 小麦粉) 是我国北方大部分地区的主食。面粉富含蛋白质、脂肪、碳水化合 物和膳食纤维。中医认为，面粉性味甘凉，有养心益肾、健脾厚肠、除热止渴的功效。 一般人皆可食用。偏食者尤其适合食用，每餐1 0 0 克左右。根据资料，成人平均每日建 议食用面粉5 0 0 9 。 大米的主要营养成分是：蛋白质、糖类、钙、磷、铁、葡萄糖、果糖、麦芽糖、维 生素b 1 、维生素b 2 等。根据资料，成人平均每f 1 建议食用大米5 0 0 9 。 本实验使用火焰原子吸收分光光度计6 5 石7 1 和流动注射氢化物发生器【6 8 - 6 9 】分别对面 粉和大米中的z n ，f e ，c u ，m n ，p b 和a s 进行检测。并使用数学模型进行计算，根据所 得数据，对面粉和大米中的微量元素进行健康风险评价。 3 2 实验部分 3 2 1 仪器与试剂 懒- 4 0 2 b 原子吸收分光光度计( 沈阳仪通分析仪器有限公司) ；z n ，f e ，c u ， m n ，p b ，a s 元素空心阴极灯( 衡水市宁强光源公司制造) ；w h g 1 0 3 a 型流动注射氢 化物发生器( 北京浩天晖科贸有限公司) ；d g b 2 0 0 0 2 型台式干燥箱( 中华人民共和国 重庆实验设备厂) ；分析天平( 上海天平仪器厂) ： 硝酸、盐酸、高氯酸( 分析纯) ；铁标准储备液( 1 m 咖l ) ；铜标准储备液( 1 m 咖l ) ； 锌标准储备液( 1 m 咖l ) ；锰标准储备液( 1 m 咖l ) ；铅标准储备液( 1 m 洲；砷标准储 备液( 1 m 咖l ) ； 面粉、大米：市售； 实验用水均为二次蒸馏水。 3 2 2 实验方法 3 2 2 1 样品处理 将大米、面粉样品放入烘箱中，在7 5 8 0 烘干一个小时。待冷却至室温后将大米 1 2 第3 章面粉与大米中微量元素的健康风险评价 用研钵研细，过6 0 目筛，以保证颗粒的均匀。 准确称取已处理好的样品各5 o g 分别放置于2 0 0 恤l 烧杯中，加入少许水润湿，静 置片刻，各加入2 0 m l 混酸( h n 0 3 ：h c l 0 4 = 4 ：1 ) ，放置2 小时，待初步反应后用电炉 缓缓加热至冒棕黄色烟，反应后降低电压在低温下加热消解，直到溶液透明并蒸发至冒 白烟，取下烧杯加水少许加热近沸，冷却，定容于2 5 m l 容量瓶中，同时做空白。 测定砷的样品需要做价态还原，在已消解好的试样中加入一定量1 0 的盐酸，加入 o 4 9 左右的碘化钾，放置在电炉上加热至微沸，取下烧杯加入0 2 5 9 左右抗坏血酸，冷 却至室温用1 0 的盐酸定容至5 0 m l 容量瓶中备用。 3 2 2 2 仪器工作条件 选择各元素的最灵敏线为分析线，固定空气流量o 2 4 m 3 l l 及光谱通带0 2 n m 。经优 化后所选择的最佳仪器工作条件( 见表3 1 ) 。 表3 1 仪器工作条件 3 3 结果与讨论 配置系列标准溶液，铜、锌、铁、锰、铅使用原子吸收测定，砷使用流动注射氢化 物发生器测定。根据标准曲线计算样品中各元素的含量见( 表3 2 ) 。 表3 2 大米和面粉中各元素的含量 河北大学理学硕十学位论文 根据健康风险评价模型和评价参数，结合测定的样品中各元素的含量可以计算出通 过饮食途径的化学致癌物质和非致癌物质所造成的平均个人年风险，计算结果( 见表 3 - 3 ) 。 表3 3 各元素饮食途径的健康风险值( 平均个人年风险，a - 1 ) 可知，铁，铜，锌，锰的风险值很小，并且铁，铜，锌，锰是人体所必须的微量元 素，是非致癌化学元素，对人体健康影响不大。而砷是致癌物质，所测的风险值也很大， 需要优先控制。 3 4 结论 本实验对市售大米和面粉中六种元素进行了测定( 其中铅未检出) ，对其引起的健 康风险做了评价，为食品中的重金属污染状况提供了定量评价和管理控制的数据依据。 由于时间原因本试验只是选取了市售一种大米和面粉进行分析，并未广泛取样，所以文 中数据仅是初步的评价和探索，但是实验证明这种方法是可行的，可以作为食品风险评 价的一种方法。文中利用数理统计学知识对大米和面粉中重金属做了分析，并应用健康 风险评价模型对粮食中的砷、铜、锌、锰和铁五种重金属通过饮食途径所引起的健康风 险进行了评价，对这五种可能造成污染的重金属所引起的健康危害给予了定量描述，结 果表明其中两种重金属砷和锌所引起的综合健康风险水平较高，已接近( 或超过) 国际 防辐射委员会所规定的可接受健康风险水平5 1 0 a ，其中大米中砷的含量已超过了国 际防辐射委员会规定的可接受风险水平5 l o 。5 a ，这说明重金属已经构成一定程度的污 染，对暴露人群形成了一定程度的危害，应进行优先控制管理。 在本实验中，确立了重金属污染物的优先控制顺序。在同等剂量的暴露水平下，致 癌物质砷所引起的健康风险远远大于非致癌物质锌、铜、铁和锰所引起的健康风险。大 米中重金属优先控制顺序应为砷 锌 铜 锰 铁。面粉中重金属优先控制顺序应为锌 砷 铜 锰 铁。 1 4 河北大学理学硕十学位论文 4 1 引言 第4 章酱油与醋中微量元素的健康风险评价 酱油是用豆、麦、麸皮酿造的液体调味品。色泽红褐色，有独特酱香，滋味鲜美， 有助于促进食欲。是中国的传统调味品。当前我市居民每日盐和酱油的摄入量是4 0 克。 世界卫生组织建议摄入量是1 0 克以下。根据资料，成人平均每日食用酱油的量为1 2 6 9 。 醋，起源于我国，有3 0 0 0 多年历史。中国各地物产气候不同，产生了各具特色的地 方食醋。性能：味酸、甘，性平。归胃、肝经。能消食开胃，散淤血，止血，解毒。每 1 0 0 m l 醋中的醋酸含量，普通醋为3 5 9 以上，优级醋为5 9 以上。由于醋能改善和调节 人体的新陈代谢，作为饮食调料，需要量不断增长。醋的热量极低，可不计。醋的主要 营养素：枸橼酸、醋酸、氨基酸。根据资料，成人平均每日食用醋的量为1 5 9 。 本实验使用火焰原子吸收分光光度计【7 0 7 3 1 和流动注射氢化物发生器【7 4 琊1 分别对酱 油和醋中的z n ，f e ，c u ，m n ，p b 和a s 进行检测。并使用数学模型进行计算，根据所得 数据，对酱油和醋中的微量元素进行健康风险评价。 4 2 实验部分 4 2 1 仪器与试剂 懈一4 0 2 b 原子吸收分光光度计( 沈阳仪通分析仪器有限公司) ；z n ，f e ，c u ， m n ，p b ，a s 元素空心阴极灯( 衡水市宁强光源公司制造) ；w h g 1 0 3 a 型流动注射氢 化物发生器( 北京浩天晖科贸有限公司) ； 硝酸、盐酸、高氯酸( 分析纯) ；铁标准储备液( 1 m 咖l ) ；铜标准储备液( 1 m 咖l ) ； 锌标准储备液( 1 m g m l ) ；锰标准储备液( 1 m 咖l ) ；砷标准储备液( 1 m 咖l ) ；铅标准储 备液( 1 m 咖l ) ； 酱油、醋：市售； 实验用水均为二次蒸馏水。 4 2 2 实验方法 4 2 2 1 样品处理 1 6 第4 章酱油与醋中微量元素的健康风险评价 取2 嘶l 酱油，加入2 0 m l 硝酸和6 8 m lh 2 0 2 ，放置5 小时，在电热板上加热蒸 至近干，定容到5 0 m l 容量瓶中。 取2 咖l 醋，加入1 5 m l 硝酸和5 m l h 2 0 2 放置5 小时，在电热板上加热蒸至近干， 定容到2 5 m l 容量瓶中。 测定砷的样品需要做价态处理，将以消解好的试样中加入一定量1 0 的盐酸，加入 o 8 9 左右的碘化钾，倒入烧杯中，放置在电炉上加热至微沸，取下烧杯加入o 5 9 左右抗 坏血酸，放凉后用l o 的盐酸定容至1 0 0 m l 容量瓶中备用。 4 2 2 2 仪器工作条件 选择各元素的最灵敏线为分析线，固定空气流量o 2 4 m 3 1 1 及光谱通带o 2 n m 。经优 化后所选择的最佳仪器工作条件( 见表4 1 ) 。 表4 1 仪器工作条件 4 3 结果与讨论 配置系列标准溶液，铜、锌、铁、锰、铅使用原子吸收测定，砷使用流动注射氢化 物发生器测定。根据标准曲线计算样品中各元素的含量( 见表4 - 2 ) 。 表4 2 酱油和醋中微量元素的含量 1 7 河北大学理学硕十学位论文 根据健康风险评价模型和评价参数，结合测定的样品中各元素的含量可以计算出通 过饮食途径的化学致癌物质和非致癌物质所造成的平均个人年风险，计算结果( 见表 4 3 ) 。 表4 3 酱油和醋中微量元素的风险值( 平均个人年风险，a 。1 ) 可知，铁，铜，锌，锰的风险值很小，铁，铜，锌，锰是人体所必须的微量元素， 是非致癌化学元素，对人体健康影响不大。而砷是致癌物质，所测的风险值也很大，需 要优先控制。 4 4 结论 本试验只是选取了市售一种酱油和醋进行分析，文中数据仅是初步的评价和探索， 但是研究证明这种方法还是可行的，可以作为食品风险评价的一种方法。 通过测定酱油和醋中微量元素的含量普遍较高，铜，锰，铁的含量相对较少，而强 致癌物的砷含量相对较高。本实验利用数理统计学知识对酱油和醋中重金属浓度的做了 研究，应用健康风险评价数学模型对酱油和醋中的铜、锌、锰、砷和铁五种重金属通过 食用途径所引起的健康风险进行了评价，对这五种可能造成污染的重金属所引起的健康 危害给予了定量描述，结果表明砷和醋中的锌所引起的综合健康风险水平较高，达到了 或已接近国际防辐射委员会所规定的可接受健康风险水平5 1 0 ，超过了一些国家规定 的可接受风险水平1 0 击，这说明重金属已经构成一定程度的污染，对暴露人群形成了一 定程度的危害，应进行控制管理。 在本研中，确立了重金属污染物的优先控制顺序。在同等剂量的暴露水平下，致癌 物质砷所引起的健康风险远远大于非致癌物质铜、锰、铁和锌所引起的健康风险，酱油 中重金属优先控制顺序应为砷 锌 铜 锰 铁，醋中重金属优先控制顺序应为砷 锌 锰 铜 铁。 河北大学理学硕士学何论文 5 1 引言 第5 章蜂蜜中微量元素的健康风险评价 蜂蜜是一种成分极为复杂的糖类复合体，到目前为止，已经鉴定出蜂蜜中含有1 8 0 多种不同的物质，现就蜂蜜中的几大类物质分述如下：水分、糖类、酸类、矿物质、 酶类、维生素、蛋白质和氨基酸等。而蜂蜜也有一定的药理作用：( 1 ) 营养作用；( 2 ) 抗菌作用；( 3 ) 促进伤口愈合作用；( 4 ) 调整胃肠道疾病作用；( 5 ) 免疫作用。建议每 天食用蜂蜜1 0 0 9 。 本实验采用湿法消解对蜂蜜样品进行处理，采用火焰原子吸收分光光度计和流动注 射氢化物发生器对蜂蜜中的微量元素进行测定。并使用数学模型进行计算，根据所得数据， 对蜂蜜中的微量元素进行健康风险评价。 5 2 实验部分 5 2 1 仪器与试剂 w y x - 4 0 2 b 原子吸收分光光度计( 沈阳仪通分析仪器有限公司) ；z n ，f e ，c u ， m n ，a s 元素空心阴极灯( 衡水市宁强光源公司制造) ；分析天平( 上海天平仪器厂) ； 硝酸、盐酸、高氯酸( 分析纯) ；铁标准储备液( 1 m 咖l ) ；铜标准储备液( 1 m 咖l ) ； 锌标准储备液( 1 m 咖l ) ；锰标准储备液( 1 m 咖l ) ；砷标准储备液( 1 m 咖l ) ； 蜂蜜：市售； 实验用水均为二次蒸馏水 5 2 2 实验方法 5 2 2 1 样品处理 准确称取蜂蜜5 o g 于1 0 0 i i i l 烧杯中，加入5 i i l l 的硝酸和1 m l 的高氯酸，静置过夜， 硝化好后，在加热板上加热微沸至近干，放置冷却，用二次水定容于2 5 m l 容量瓶。 测定砷的样品需要做价态还原，在已消解好的试样中加入一定量1 0 的盐酸，加入 0 4 9 左右的碘化钾，放置在电炉上加热至微沸，取下烧杯加入0 2 5 9 左右抗坏血酸，冷 却至室温用1 0 的盐酸定容至5 0 m l 容量瓶中备用。 第5 章蜂蜜中微量元素的健康风险评价 5 2 2 2 仪器工作条件 选择各元素的最灵敏线为分析线，固定空气流量o 2 4 m 3 l l 及光谱通带o 2 n m 。经优 化后所选择的最佳仪器工作条件( 见表5 1 ) 。 表5 1 仪器工作条件 5 3 结果与讨论 配置系列标准溶液，铜、锌、铁、锰使用原子吸收测定，砷使用流动注射氢化物发 生器测定。根据标准曲线计算样品中各元素的含量( 见表5 2 ) 。 表5 2 蜂蜜中各元素的含量 根据健康风险评价模型和评价参数，结合测定的样品中各元素的含量可以计算出通 过饮食途径的化学致癌物质和非致癌物质所造成的平均个人年风险，计算结果( 见表 5 3 ) 。 表5 3 各元素饮食途径的健康风险值( 平均个人年风险，a ) 可知，铁和铜风险值都较小，铁，铜是人体所必须的微量元素，是非致癌化学元素， 对人体健康影响不大。而砷是致癌物质，所测的风险值也较大，需要优先控制。 5 4 结论 本试验只是选取了一种蜂蜜分析，文中数据仅是初步的评价和探索，但是研究证明 这种方法还是可行的，可以作为食品风险评价的一种方法。 2 l 河北大学理学硕士学位论文 通过测定，蜂蜜中铁和铜的含量较高，而强致癌物的砷含量也较高。本实验利用数 理统计学知识对蜂蜜中重金属浓度的做了研究，应用健康风险评价数学模型对蜂蜜中的 铜、砷和铁三种重金属通过食用途径所引起的健康风险进行了评价，对这三种可能造成 污染的重金属所引起的健康危害给予了定量描述，砷所引起的综合健康风险水平较高， 已超过国际防辐射委员会所规定的可接受健康风险水平5 1 0 - 5 ，这说明砷已经构成一定 程度的污染，对暴露人群形成了一定程度的危害，应进行控制管理。 在本研中，确立了重金属污染物的优先控制顺序。在同等剂量的暴露水平下，致癌 物质砷所引起的健康风险远远大于非致癌物质铜和铁所引起的健康风险，重金属优先控 制顺序应为砷 铜 铁。 第6 章苹果中微量元素的健康风险评价 第6 章苹果中微量元素健康风