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食品安全学 第二章环境污染对食品安全的影响 主要内容第一节环境污染与食品安全第二节大气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第四节土壤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 第一节环境污染与食品安全 主要内容1 1环境与人类生存的密切关系1 2环境污染与食品安全 1 1环境与人类生存的密切关系 什么是环境 环境是指环绕着人群的空间及其中可以直接 间接影响人类生活和发展的各种自然因素和社会因素的总和 环境污染与健康 环境污染使得环境中的物质组成改变 通过食物链 网 或其他途径 造成人体与环境物质组成所具有的平衡关系破坏 产生了人体对生存的不适应 甚至产生对人体健康的危害 环境污染定义 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 产生原因 主要是资源的浪费和不合理使用 使有用的资源变为废物进入环境而造成 1 2环境污染与食品安全 环境污染的种类 按环境要素分 大气污染 水体污染和土壤污染等 按污染的性质分 生物污染 化学污染和物理污染 按污染物的形态分 废气污染 废水污染 固体废物污染以及噪声污染 辐射污染等 环境污染的种类 按污染产生的来源分 工业污染 农业污染 交通运输污染和生活污染等 按污染物的分布范围分 全球性污染 区域性污染 局部性污染等 环境污染造成的食品安全性问题 主要针对原料动植物的生产过程 在这些动物 植物的生长过程中 由于呼吸 吸收 或摄食 饮水而使环境污染物质进入或积累在动 植物中 而影响食品的安全性 环境污染如何影响食品安全 重要 生物放大 作用 指某些在自然界不能降解或难降解的化学物质 在环境中通过食物链的延长和营养级的增加在生物体内逐级富集 浓度越来越大的现象 含有汞的水源 经过一段时间培养 水草中汞浓度为水中的几十倍 一个月以后 觅食水草的鱼类体内中汞浓度为水中含量的500倍 以小鱼为食的黑鱼体内汞含量 最高可达水中含量的24万倍 1 2 1原生环境与食品安全 原生环境是指天然形成 未受人为活动影响或影响较小的环境 原生环境中的食品安全吗 为什么 原生环境中的食品并不都是安全的 由于地球结构上的原因 造成地球化学元素分布的不均匀性 使某一地区的水或土壤中某些元素过多或过少 当地居民通过水 食物等途径摄入这些元素过多或过少 而引起某些特异性疾病 成为生物地球化学疾病 这类疾病的特点具有明显的地方性 故又称地方病 原生环境中的食品安全吗 为什么 重要 典型的地方病 碘缺乏病硒缺乏病地方性氟病 碘缺乏病 原因 由于自然环境缺碘而对人体所造成的损害 临床表现 地方性甲状腺肿 地方性克汀病 及影响生育而出现的不育症 早产儿 死产 先畸形儿等 症状及危害 甲状腺肿大 生长发育落后 痴呆 聋 哑 瘫痪 影响胎儿的脑发育 导致儿童智力和体格发育障碍 硒缺乏病 硒是人体必需的一种微量元素 具有抗癌作用 是肝癌 乳腺癌 皮肤癌 结肠癌 鼻咽癌及肺癌等的抑制剂 促进人体细胞内新陈代谢 核酸合成和抗体形成 抗血栓及抗衰老等多方面作用 危害 克山病 心肌炎 扩张型心肌病 大骨节病 及碘缺乏病等 从东北三省起斜穿至云贵高原 占我国国土面积七成左右的地区存在一条低硒地带 华北 东北 西北等地区都属于缺硒地区 约7亿人生活在低硒带 补硒 大蒜富含硒元素硒化螺旋藻 ImmuneKing钙铁锌硒维生素口服液抗肿瘤的硒保健品 地方性氟病 地方性氟中毒 也叫地氟病 在特定地理环境中 人体摄入过量氟化物引起慢性中毒症状 原因 由于当地岩石 土壤中含氟量过高 造成饮水和食物中含氟量增高而引起 危害 出现氟斑牙 氟骨症 还能引起心血管 中枢神经 内分泌 视器官 皮肤等各组织器官的全身性疾病 在中国主要流行于贵州 陕西 甘肃 山西 山东 河北 辽宁 吉林 黑龙江等省 含氟牙膏 含氟牙膏中的氟含量不能低于0 05 的标准 不然就没有防龋齿的作用 也不能高于新国标中的0 15 若高于这一标准就可能引发氟中毒 比如出现氟斑牙等症状 1 2 2次生环境与食品安全 次生环境定义 指在人类活动影响下 其中的物质交换 迁移和转化 能量 信息的传递都发生了重大变化的环境 农作物的生长除阳光外主要依赖于水 土 空气 而工业生产过程中产生的 三废 直接污染大气 水源 农田 给农作物的生长 发育带来影响 我国的工业废水据统计有80 未经处理就直接排入江河 湖泊 或用于灌溉农田 养殖鱼虾等水产品 工业废水 据报道 全世界每年患癌症的500万人中 有50 与食品污染有关 重金属污染土地占耕地总面积的1 5 每年仅重金属污染造成直接经济损失超过300亿元 次生环境对食品安全性影响因素 化学性污染 物理性污染 沙尘 烟雾放射性废弃物 新化学物质的合成和使用 生物性污染 病毒 细菌 真菌 寄生虫等 按污染的性质分 重要 按环境要素分类 第二节大气污染对食品安全性的影响 定义 大气中污染物或由它转化成的二次污染物的浓度达到了有害程度的现象 称为大气污染 来源 燃料的燃烧和工业生产过程 类型 二氧化硫 氮氧化物 一氧化碳 碳氢化物 氟化物 汽车尾气 粉尘等 污染途径 直接被人和动物吸收 由植物茎 叶 果实等吸收 积累 通过食物链进入人体 危害 使人产生呼吸道疾病 使植物生理机制受抑制 生长不良 抗病虫能力减弱 甚至死亡 大气污染物2 1氟化物2 2煤烟粉尘和金属飘尘2 3沥青烟雾2 4酸雨 重要 2 1氟化物来源 生活燃煤污染性工业生产污染性危害 经食物链在人体积累引起氟斑牙和氟骨症 表现为牙齿黄斑 骨增大 骨质疏松等 危害途径 植物体内积累叶 果实 根控制 卫生标准 饮水 1 0mg L 大米 面粉 豆类 蔬菜 蛋类 1 0mg kg 水果 0 5mg kg 肉类 2 0mg kg 2 2煤烟粉尘和金属飘尘 烟尘 碳黑 煤粒和飞灰 金属飘尘 铅 镉 铬 锌 镍 砷和汞等 来源 冶炼厂 钢铁厂 焦化厂和供热锅炉等危害 使果蔬品质下降 金属飘尘如镉能在粮 菜作物中积累 随着废气进入然后在重力作用下进入也可能通过污水灌溉污染在土壤中残留 蓄积 煤烟粉尘和金属飘尘 大气 土壤 危害途径 2 3沥青烟雾 来源 大规模筑路及利用沥青作原料或燃料的工厂 组成 碳粒 苯酚 萘 多环芳烃 3 4 苯并芘 被沥青烟雾污染的作物 食品不可食用 2 4酸雨 定义 指pH值小于5 65的酸性降水 包括雨 雪和雾 来源 二氧化硫 氮氧化物危害 导致水质酸化 影响水生动物和植物生长繁殖 导致土壤酸化 使土壤肥力减弱 经过食物链进入人体 造成呼吸器官 肾病和癌症等一系列的疾病 据估计 酸雨每年要夺走7500 12000人的生命 大气污染物2 1氟化物2 2煤烟粉尘和金属飘尘2 3沥青烟雾2 4酸雨 小结 第三节水体污染对食品安全性的影响 来源 工业废水 生活污水 畜禽饲养场 医院排放类型 1 无机污染物 各类重金属和氰化物 氟化物等 2 有毒有机物 苯酚 多环芳烃 多氯联苯和有机农药 3 病原体 各类污水中的病毒 病菌和寄生虫等 污染途径 1 污水灌溉时通过植物根系向上吸收累积 2 进入水中水生动物体内并蓄积 太湖污染事件 我们美丽的太湖 太湖美呀太湖美美就美在太湖水水上有白帆哪啊水下有红菱哪啊水边芦苇青水底鱼虾肥湖水织出灌溉网稻香果香绕湖飞哎咳唷太湖美呀太湖美 太湖污染事件 我们美丽的太湖 太湖污染事件 2000多平方公里的太湖沿岸 分布有特大城市上海市 江苏省的苏州 无锡 常州 镇江4个地级市 浙江省的杭州 嘉兴 湖州3个地级市 此外还有30个县 太湖一直以来是国家的 钱袋子 四十几年前 太湖水真的很清 捧起来就能喝 无锡人这样讲 2007年夏天 慢性肾炎 急性发作 近年来 我国废水排放量呈逐年增加的趋势 2003年全国废水排放总量达460亿吨 检测数据表明 我国主要江河均遭受不同程度的污染 其中2400多公里江段鱼虾绝迹 水污染对水产品安全的影响 水生生物资源容易富集水体中的重金属 石油 农药 有机污染物 细菌 病毒和生物毒素等污染物 食用这些有害物质的鱼 贝类等食品 会出现诸如 水俣病 骨痛病 白细胞减少等公害疾病 从而危及人类健康和生命安全 水污染对水产品安全的影响 近海受污染面积已达20 6万平方公里 四大海区近岸海域有机物和无机磷浓度明显上升 无机氮全部超标 渤海 长江口 杭州湾 珠江口等经济发达地区沿岸水域污染情况尤为严重 海域污染 赤潮已成为频发性自然生态灾害 2003年我国近海爆发赤潮119次 发生面积扩大到1 5万平方公里 海域污染 2001年赤潮发现次数和面积 大量含有氮磷钾的污染物流入海洋 使某些海域富营养化 海洋中的微藻类植物迅速生长并产生毒素 从而形成 赤潮 人们食用吞食了海藻的海洋动物就会产生四种中毒症状 麻痹性中毒 失忆性中毒 腹泻性中毒 神经性中毒 海域污染 我国地跨热带 亚热带和温带三个气候带 有大小海岛5000多个 海岸线长约1 8万公里 广阔的滩涂和近岸水域为养殖各种贝类创造了良好的条件 贝类食品安全 贝类营养丰富 美味可口 富含牛黄酸 对各个年龄段的人都具有养生保健作用 深受国内外消费者的欢迎 贝类食品安全 我国每年都有大量的文蛤ge 菲律宾蛤仔和牡蛎等贝类远销世界各地 是我国主要出口水产品种之一 海水养殖区不断遭到生活污水和工业废水的影响 水质变差 超标率明显增加 某些海湾 河口及浅海的水体富营养化程度日趋严重 赤潮生物种类增加 发生频率日趋频繁 已严重危及贝类等水产生物的安全和卫生 贝类食品安全 水体污染物3 1酚类污染物3 2氰化物3 3石油3 4苯及其同系物3 5污灌中的重金属3 6病源体微生物 重要 3 1酚类污染物来源 工业废水含酚固体废弃物堆放含酚污水灌溉危害 适当浓度无影响作物体内积累产生臭味 影响产品品质 危害途径 植物体内积累叶菜类 茄果类 豆类 瓜类 根菜类控制 减少污水灌溉和污水养殖 严格按照国家规定使用 慢性酚中毒常见有呕吐 腹泻 食欲不振 头晕 贫血和各种神经系病症 水中含酚0 1 0 2毫克 升时 鱼肉即有臭味有能食用 6 5 9 3毫克 升时 能破坏鱼的鳃和咽 使其腹腔出血 脾肿大甚至死亡 含酚浓度高于100毫克 升的废水直接灌田 会引起农作物枯死和减产 人对酚的口服致死量为530毫克 公斤体重 3 2氰化物来源 工业废水 电镀 焦化 煤气 冶金 化肥和石油化工等 危害 低浓度刺激植物生长 30mg L以下 高浓度抑制植物生长 50mg L以上 氰化物可影响鱼 贝 藻类的呼吸作用 当水中CN 含量达到0 3 0 5mg L时 可使鱼致死 氰化物的最大允许浓度 对敏感的浮游生物和甲壳类为0 01mg L 对抗性较强的水生物也只有0 1mg L 为了防止氰化物污染的危害 世界卫生组织规定鱼的中毒限量 游离氰 CN 为0 03mg L 我国规定一般地面水和渔业水体中 游离氰的浓度不得超过0 05mg L 3 3石油废水来源 炼油厂危害 对作物的生长产生危害 影响食品的品质 含有致癌物3 4 苯并芘 能在灌溉的农田土壤中积累 并能通过植物的根系吸收进入植物 引起植物积累 对水生生物危害严重 高浓度时 能引起鱼虾死亡 3 4苯及其同系物 来源 制造和使用苯的过程中 如化工 合成纤维 塑料 橡胶 制药 电子和印刷等行业 特别是炼焦和石油废水中 危害 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 含苯废水浇灌作物 对食品食用安全性的影响在于它能使粮食 蔬菜的品质下降 且在粮食蔬菜中残留 不过其残留量较小 多氯联苯 PCBs 定义 一类具有两个相连苯环结构的含氯化合物 来源 人工合成 使用过程中处理不当危害 呼吸系统 心血管系统 消化系统 胃 皮肤等损伤 3 危害途径陆地 通过植物 农作物迁移至食草 食肉动物体内 经食物链进入人体 水体 生物富集而使鱼类 家畜体内含高浓度PCBs 11 13事件 2005年11月13日 中石油吉化公司双苯厂车间发生爆炸事故 造成大约100吨苯类污染物注入松花江 造成松花江吉林市以下河段严重污染 11月25日 松花江污染水跨界入俄 造成俄罗斯水域污染 3 5污灌中的重金属 来源 矿山 冶炼 电镀 化工等工业废水 危害 随污水进入农田的有害物质 能被农作物吸收和累积 水体中重金属对水生生物的毒性 不仅表现为重金属本身的毒性 而且重金属可在微生物的作用下转化为毒性更大的金属化合物 如汞的甲基化作用 3 6病源体微生物许多人类和动物疾病是通过水体或水生生物传播病原的 如肝炎病毒 霍乱 细菌性痢疾等 这些病原微生物往往由于医院废弃物未做处理或患者排泄物直接进入水系水体 或由于洪涝灾害造成动植物和人死亡 腐烂并大规模扩散 水体污染物3 1酚类污染物3 2氰化物3 3石油3 4苯及其同系物3 5污灌中的重金属3 6病源体微生物 小结 第四节土壤污染对食品安全性的影响 来源 工业三废 化学农药和生物病原体 类型 水体污染型 大气污染型 农业污染型 固体废弃物污染型和生物污染型 污染途径 1 农用施肥 农药施用 工业污水灌溉引起 2 大气或水体污染物的迁移和转化 3 废物 垃圾 废渣和污水 堆积或填埋 土壤染物4 1土壤中酚 氰残留4 2土壤中重金属4 3化肥4 4农药4 5污泥4 6垃圾 重要 4 1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 土壤中残留酚能维持植物中较高水平的含酚积累 并且植物中的酚残留一般随土壤酚的增大而增大 含氰土壤与作物氰积累的关系 一般在土壤含氰浓度低时表现不明显 只有当土壤中的含氰量相当高时 作物的含氰量才明显升高 另外 植物氰与土壤氰之比大多小于1 植物氰的含量多低于土壤氰含量 4 2土壤中重金属对植物的影响金属在土壤中的危害不像有机物那样急性发作 而是慢性蓄积性发生 即在土壤中积蓄到一定程度后 显示出危害 镉 铅 砷 汞 铬污染较为严重 铬在未污染的土壤中有效含量较低 硝酸盐生产化肥的原料中含有一些微量元素 如砷 镉 铅 长期施用化肥会引起其土壤的积累 带来作物中砷 镉 铅的含量较高 4 3化肥 4 4农药在土壤中蓄积 通过植物的吸收富集 又通过食物链的传递 使农药在动物及人体内残留 4 5污泥一些有工业废水的污水中 常含有某些有害物质 大量使用或利用不当 会造成土壤污染 使作物中的有害成分增加 影响其食用安全 污泥中的有害物质主要有病原微生物 重金属和一些人工合成的有机化合物 4 6垃圾城市垃圾的成分十分复杂 含有大量的有害物质 如其中的有机质会腐败 发臭 易滋生蚊蝇 来自医院 屠宰厂 生物制品厂的垃圾常含有各种病原菌 处理不当 会污染土壤 水体及农作物 人们在食用或饮用后会感染疾病 垃圾堆肥中含有一部分重金属 施用于农田后会造成土壤污染 使生长在土壤中的农作物籽粒中重金属含量超过食品卫生标准 垃圾污染影响食品安全 垃圾本身对食品的污染 垃圾的利用 如垃圾堆肥 对农作物产品带来的不利影响 土壤染物4 1土壤中酚 氰残留4 2土壤中重金属4 3化肥4 4农药4 5污泥4 6垃圾 小结 第五节放射性物质对食品安全性的影响 5 1食品中放射性物质的来源5 2放射性物质对食品的污染及危害 5 1放射性物质的污染来源 主要来源是现代核动力工业有了较大程度的发展 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 一些国家的核试验也成为放射性污染的另一来源 进入人体的放射性物质 在人体内继续发射多种射线引起内照射 5 2放射性物质对食品的污染及危害 一般来说 放射性物质主要经消化道进入人体 其中食物占94 95 饮用水占4 5 而通过呼吸道和皮肤进入的较小 而在核试验和核工业泄漏事故时 放射性物质经消化道 呼吸道和皮肤这三条途径均可进入人体而造成危害 5 2放射性物质对食品的污染及危害 进入人体的放射性物质 在人体内继续发射多种射线引起内照射 当放射性物质达到一定浓度时 便能对人体产生损害 或引起恶性肿瘤 或引起白血病 或损坏其他器官 切尔诺贝利的核泄漏事故 1986年4月26日凌晨1点23分发生 切尔诺贝利核电站4号反应堆发生爆炸 6个月后 28人因为受到核辐射死去 联合国2005年9月发表的报告说 截至2005年 直接 因核辐射死亡的人数近50人 预计大约还有9000人 可能 死于与放射有关的疾病 但这一数据遭到多个组织的强烈质疑 绿色和平 组织说 20年前的苏联切尔诺贝利核电站事故造成致癌死亡人数10倍于联合国作出的官方估计 全球共有20亿人口受切尔诺贝利事故影响 27万人因此患上癌症 其中致死9 3万人 切尔诺贝利的核泄漏事故 白俄罗斯儿童甲状腺癌 白血病的数量急剧增加 新生儿残疾者剧增 白俄罗斯戈梅利地区儿童的甲状腺癌比率 由核事故前1 200万到1994年1 1万 1997年 对切尔诺贝利约400km处的学校数百名学生进行体检 几乎无一例健康 都患有不同程度的慢性疾病 据专家估计 完全消除事故影响需要800年的时间 将经过整整40代人 日本福岛第一核电站核泄漏危机重大事件 3月11日 日本东北部近海发生9 0级地震 导致福岛第一核电站发生爆炸与核泄漏事故 日本原子能安全保安院将此次事故评估为 4级 3月18日 日本原子能安全和保安院初步将1号至3号机组事故定为5级 3月19日 日本政府宣布福岛县牛奶和茨城县菠菜感染超标准的核辐射量 3月26日 1号机组排水处附近海水被发现含放射性碘 4月2日 2号机组海水取水处附近混凝土竖井出现裂缝 放射性水正在泄漏4月4日 开始向大海排放1至4号机组集中废弃物处理设施等存储的约9000吨低放射性污水 4月10日 清除核电站内因氢气爆炸等产生的瓦砾 这