第二章 环境污染对食品安全性的影响

1、第二章环境污染对食品安全性的影响众所周知,环境污染即指环境变得不清洁、污浊、肮脏或其他方面的不洁净的状态。一种状态由洁净变污浊的过程叫污染。环境污染源主要有以下几方面： 1）工厂排出的废烟、废气、废水、废渣和噪音； 2）人们生活中排出的废烟、废气、噪音、赃水、垃圾； 3）交通工具（所有的燃油车辆、轮船、飞机等）排出的废气和噪音； 4）大量使用化肥、杀虫剂、除草剂等化学物质的农田灌溉后流出的水。 5）矿山废水、废渣。 由于环境污染的危害，“两个黄鹂鸣翠柳，一行白鹭上青天”这样的美景已经不多见了。环境污染不仅破坏生物的生存环境，而且直接威胁人类的健康。近几年来，随着人类科学技术和物质文明的进步和发

2、展，给社会和经济生活带来了繁荣，却也带来了愈来愈严重影响甚至危害愈来愈广泛的环境问题。由于人们对工业高度发达的负面影响预料不够,预防不利，导致了环境污染以及一系列诸如气候变化、生物多样性减少、资源耗竭、臭氧层破坏、酸雨等全球性环境问题，已引起关注和研讨，与人类健康直接相关的由环境污染而导致的食品安全性问题，也已引起了研究领域的高度关心和重视。本章我们主要介绍大气污染、水体污染、土壤污染和放射性物质污染对食品安全性的影响。第一节环境污染与食品安全 一、环境与人类生存的密切关系 一般认为，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的总体。环境是一个非常复杂的体系，

3、通常所说的环境，一般是以人或人类作为主体，其他生物和非生命物质被认为是环境要素，即人类的生存环境。 人与环境的关系密切，如人体通过新陈代谢不断地和周围环境进行物质和能量交换，吸收氧，呼出二氧化碳，摄取水和食物来维持人体的发育、成长和遗传等。正是因为人与环境之间的密切关系，使得人体的物质组成与环境的物质组成具有很高的统一性。由于人体在与环境进行物质和能量交换时，人体所需的物质和能量，大部分是通过人和环境之间的复杂的食物链(网)而获得的，因此，在一定程度上，这种平衡关系又主要靠食物来维持。 人类所需的一切能量都来自于太阳，来自于植物光合作用直接或间接提供的食物。据估计，原始土地上光合作用产生的绿色

4、植物及其供养的动物只能为一千万人提供食物。然而，人类对环境的改造和利用，却取得了巨大的成就。对自然灾害的控制，土壤的改良，野生动植物的驯化，优良品种的配植，化肥和农药的施用以及现代农业机械化的实现等等，使得我们的地球为几十亿人提供了食物；各种资源能源的开发利用，各种制造加工业的发展等，创造了人类各种具有物质、精神文明的环境。但人类对环境的改造和利用并不是无度的，人类对环境的不适当或过度的开发和利用，也产生了环境污染问题。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，出现了由环境污染而

5、引起的食品安全性问题。 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。由于大气、水、土壤等的扩散、稀释、氧化还原、生物降解等的作用。污染物质的浓度和毒性会自然降低，这种现象叫做环境自净。只是当物理、化学和生物因素进入大气、水体、土壤环境，其数量、浓度和持续时间超过了环境的自净能力，以致破坏了生态平衡，影响了人体健康，才造成了环境污染。环境污染的产生是一个量变到质变的过程。目前环境污染产生的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。 那么对于食品来讲，在食品的生产、加工、贮存、分配和制作食品的过

6、程中，都有可能存在食品污染的因素，因而引起食品的安全性问题，但由环境污染造成的食品安全性问题，主要针对动植物的生产过程。通常天然的动植物食品原材料很少含有有害物质，但在这些动物、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、植物体内之后，而影响食品的安全性。 影响食品安全性的因素很多，就环境而言，环境污染是其影响因素之一，但也并不只是污染的环境对食品安全性有影响，未受污染的环境(原生环境)也存在食品安全性问题。 (一)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。一般来说，这种环境存在着许多有利于人体健康的因素，由此种环境中正常

7、化学物质组成的空气、水体和土壤，以及太阳辐射、微小气候和自然的生态系统，人类可获得清洁的空气、水和食品。然而产生于这种环境中的食品也并不都是安全的。 有些原生环境也会对人体健康产生不利影响，例如：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。 最典型的元素过少而引起的地方病为碘缺乏病。它在世界各国(除冰岛外)都有不同程度的流行，我国的流行范围也较广。在远离海洋和有高山阻隔的石灰石、白垩土、砂土、灰化土及泥炭

8、土为主要土壤成分的地带，由于土壤含碘少或易流失，常常为缺碘土壤，土壤缺碘会导致水和食物中含碘少，使人体摄碘量不足；同时不合理的膳食(营养缺乏)也会影响人对碘的吸收，而形成人体碘缺乏，由此而引起的最常见的疾病为甲状腺肿和克汀病(主要表现为生长发育落后、痴呆和聋哑)。克山病和大骨节病广泛流行的地区，常常是缺硒地区；硒与癌的关系非常引人注目，对硒的抗癌作用已有不少报道。 地球结构原因的元素过多而导致的地方病，主要为元素的慢性中毒，如地方性氟病，慢性砷中毒，慢性硒中毒等，它们同环境污染而引起环境元素过多的情形一样，尽管元素的产生方式或来源不同，但主要经食物和水进入人体，造成对人体的危害。 (二)次生环

9、境与食品安全 次生环境是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。这种变化对人类产生了有利的影响，然而随着人类的生活活动对自然环境施加的影响增大，使人类开发利用自然资源的能力和范围不断扩大，环境受“三废”(废气、废水、废渣)的污染日渐明显。 矿藏的开采，金属的冶炼、加工，合成材料生产的多样化，能源的大量消耗，大规模的工农业生产，农药、化肥和其他化学品的生产和使用，在为人类带来大量财富的同时，大量生产性有害物质和生活废弃物进入环境，污染大气、水体和土壤。在这种环境中种植和加工的各种食品，不同程度受到污染，从而导致食物的多种不安全因素的形成。 次生环境

10、对食品安全性影响因素，按环境因素的性质可分为物理性、化学性和生物性三类。物理因素主要是指人类在生产活动中排放的放射性废弃物，如核爆炸、核泄漏及辐射等，是食品受到放射性污染的主要原因。化学因素成分复杂、种类繁多，仅美国登记的化学物质已达到700万种。环境中的化学物质可通过水、食物进入人体，其中许多化学物质对人体健康具有明显损害，有些环境污染物不仅具有急性、慢性作用，而且还具有致突变、致癌、致畸等远期效应，危及当代及后代健康；生物因素主要包括环境中的细菌、真菌、病毒、寄生虫等。 可见，环境污染是环境对食品安全性影响的主要原因，而次生环境恶化引起的对食品安全性的影响是研究环境与食品安全性重点解决的问

11、题。第二节大气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化成的二次污染物在大气中的浓度达到有害程度的现象。人类自从用煤作燃料以后，大气污染的现象就存在了。大气污染物的种类很多，其理化性质非常复杂，毒性也各不相同，主要来源为矿物燃料(如煤和石油等)燃烧和工业生产。大气污染物对农作物的危害种类也很多，如SO2、NOX、Cl2、HCl、氧化剂、氟化物、汽车尾气、粉尘等。长期暴露在污染空气中的动植物，由于其体内外污染物增多，可造成其生长发育不良或受阻，甚至发病或死亡。人类食物来自动植物，因而影响食品的安全性。 一、氟 化 物 氟化物污染以大气污染最为严重。许多工厂排出的氟化

12、物主要为SiF4和HF，它们易溶于水，具有剧毒性。大气中氟化物对食品的污染主要分为二类： (一)生活燃煤污染型 这种类型的污染表现为对食品的直接污染。比如在一些高寒山区，气候寒冷潮湿，烤火期长，粮食含水量高，需煤火烘烤，故居民终年煤火不息。这些地区煤贮量丰富，而煤质低劣，高氟、高硫，氟含量高达几百至几千mgkg。加之当地落后的燃煤方式，使用简陋的燃烧炉灶，甚至直接在室内燃烧，空气含氟高达0.0390.5mgm3。在室内贮存、烧制的粮菜被严重污染，烧烤的玉米含氟量达26.384.2mgkg，辣椒含氟高达310.5565.0mgkg。居民食用后可引起中毒。 (二)工业生产污染型 氟化物来自以含氟物

13、作原料的化工厂、铝厂、钢铁厂和磷肥厂的烟囱，化合物有氟气、氟化氢、四氟化硅和含氟粉尘，在大型铝厂周围3004000m处测得大气含氟量为586319µgm3；在某钢铁厂周围的大气中含氟量达1940µgm3。氟的大气污染还能引起工厂周围的土壤污染。如我国某钢铁厂附近污染土壤含氟在3000mgkg以上，最高这9000mgkg，而对照区为300mgkg。另外，火山活动也是大气中氟的来源之一。氟具有在生物体内积累的特点，植物体内的含氟比空气中含氟的浓度高百万倍之多，农作物可直接吸收空气中的氟化物，大部分通过叶片上的气孔进入体内，也有从叶缘水孔进入，受污染的工厂四周土壤、地面水、牧草、

14、农作物的含氟量都较高。 氟化物在植物中蓄积程度因环境(大气、水、土壤)中含量、植物品种、植物年龄和叶龄不同而不同。山茶科植物能蓄积大量的氟，枯叶干物质中可达6400mgkg；茶叶幼叶40150mgkg，老叶400820mgkg。氟在蔬菜中的含量一般在0.5100mgkg，在果实中含量为0.55.0mgkg，而在根中的含量较低。 受氟污染的农作物除会使污染区域的粮菜的食用安全性受到影响外，氟化物还会通过禽畜食用牧草后进入食物链，对食品造成污染。研究表明，饲料含氟超过3040mgkg，牛吃了后会得氟中毒症。氟被吸收后，95以上沉积在骨骼里。由氟在人体内的积累引起的最典型的疾病为氟斑牙和氟骨症，表现

15、为齿斑、骨增大、骨质疏松、骨的生长速率加快等。 我国现行饮水、食品中含氟化物卫生标准为：饮水1.0mgL；大米、面粉、豆类、蔬菜、蛋类为1.0mgkg；水果为0.5mgkg；肉类为2.0mgkg。 二、煤烟粉尘和金属飘尘 烟尘由碳黑颗粒、煤粒和飞灰组成，粒径一般在0.0510µm之间。燃烧条件不同，产生的烟尘量不同，一般每吨煤大约产生428kg的烟尘。烟尘产生于冶炼厂、钢铁厂、焦化厂和供热锅炉等烟囱附近，常以污染源为中心扩大到周围几百亩地区或下风向发展到几公里的区域。煤烟粉尘危害作物，使果蔬品质下降。 金属飘尘的粒径小于10µm，能长时间漂浮空中。随着工业的发展，排入大气的

16、许多金属微粒如铅、镉、铬、锌、镍、砷和汞等金属飘尘的毒性较大，这些微粒可沉积或随雨雪下降到地面。有些低沸点重金属，冶炼中很容易挥发进入大气，如镉，炼锌厂的废气中含有镉。有过这样的报道，在炼锌厂周围的农田里表土本底含镉为0.7mgkg，经厂废气6个月的污染后，土壤中镉含量达6.2mgkg，而镉能在粮、菜作物中积累。 三、沥青烟雾 沥青烟雾为一种红黄色的烟尘，产生于大规模的筑路及利用沥青作原料或燃料的工厂。其化学成分复杂，除含炭粒外，还含有许多的有机化合物，如苯酚、萘和多环芳烃类的3，4苯并芘等致癌物质，受沥青烟雾污染的作物，常常会沾染一层发黑的、发粘的物质，给作物带来严重的危害。 受沥青烟雾污染

17、过的作物，一般不能直接食用；同时也不应在沥青制品如油毡上铺晒食晶，以防止食品受到污染。 四、酸 雨 酸雨通常是指pH值小于5.65的酸性降水，包括雨、雪和雾。酸雨的形成机理非常复杂。大气中的SO2和NOx是酸雨物质的主要来源。一般来说，SO2对酸雨的形成更为主要。但交通运输排放的主要污染物NOx以及公共事业和工业排放的NOx量在不断增加，NOx对酸雨形成的影响也显得越来越重要。另外酸雨的形成还与土壤的性质有关。 (一)酸雨的现状酸雨起始于19世纪中叶，相继出现在英国、美国、瑞典、挪威等一些工业化国家，最近十多年来危害日趋严重，不仅范围在继续扩大，而且酸度在不断增加，丹麦、波兰、德国、加拿大等国

18、酸雨pH多为4045，美国有15个州的酸雨pH值在48以下。我国的酸雨区域已由80年代初的西南局部地区，扩展至西南，华中，华南和华东的大部分地区，目前年均降水PH值低于5.6的地区已占全国面积的40%左右。酸雨和二氧化硫污染危害居民健康，腐蚀建筑材料，破坏生态系统，造成了巨大经济损失每年多达200多亿元，已成为制约社会经济发展的重要因素之一。最近，英国评价报导，英国每年有多达24，000人由于大气污染而早死，有大约相当于此数的人由于短期大气污染事故而住院。(二)酸雨对食品安全性的影响 1、酸雨对水生生态系统的影响是使淡水湖泊和河流酸化，影响鱼类的繁殖；另外，瑞典、加拿大和美国的研究结果揭示，酸

19、雨地区内鱼的含汞量很大，鱼和淡水湖泊中含汞量的增加，会通过食物链给人类健康产生有害影响。 2、酸雨对陆生生态系统也带来潜在的危害，土壤酸化，土壤中的锰、铜、铅、汞、镉、锌等元素转化为可溶性化合物，使土壤溶液中重金属浓度增高，通过淋溶转入江、河、湖、海和地下水，引起水体重金属元素浓度增高，通过食物链在水生生物以及粮食、蔬菜中积累，给食品安全性带来影响。第三节水体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，大量污染物进入河流、湖泊、海洋和地下水等水体，使水和水体底泥的理化性质或生物群落发生变化，造成水体污染。水体的污染对渔业和农业带来严重的威胁

20、，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。 污染水体的污染源复杂，污染物的种类繁多。各地区的具体条件不同，其水体污染物的类型和危害程度也有较大的差异。对食品安全性有影响的水污染物有三类：无机有毒物，包括各类重金属(汞、镉、铅、铬等)和氰化物、氟化物等；有机有毒物，主要为苯酚、多环芳烃和各种人工合成的具有积累性的稳定的有机化合物，如多氯联苯和有机农药等；病原体，主要指生活污水、禽畜饲养场、医院等排放废水中的如病毒、病菌和寄生虫等。 水体污染引起的食品安全性问题，主要是通过污水中的有害物质在动、植物中累积而造成的。污染物质

21、随污水进入水体以后，能够通过植物的根系吸收向地上部分以及果实中转移，使有害物质在作物中累积，也能进入生活在水中的水生动物体内，并蓄积。有些污染物(如汞、镉)当其含量远低于引起农作物或水体动物生长发育危害的量时，就已在体内累积，使其可食用部分的有害物质的累积量超过食用标准，对人体健康产生危害。日本富山县的镉污染事件就是一例，富山县神通川流域，受矿山含镉废水污染，污水灌溉农田后，使镉在稻米中积累。当地人由于长期食用含镉稻米而产生镉中毒。另一种情况是，污水中的有害物质在植物体内积累达到对人、畜产生危害时，而对作物本身的产量和外观性状仍无明显影响，但对品质有影响，从而往往被人忽视。如含酚污水灌溉农作物

22、，在含酚浓度为50mgL时，对作物生长无明显影响，但当污水含酚浓度为5mgL时，就可使酚在黄瓜中积累，使黄瓜带有异味。 水体污染能直接引起污染水体中水生生物中有害物质的积累，而对陆生生物的影响主要通过污灌的方式进入。污灌会引起农作物有害物质含量增加，许多国家禁止在干旱地区污灌生吃作物，烧煮后食用的作物，在收获前2045d停止污水灌溉等，要求污水灌溉既不危害作物的生长发育，不降低作物的产量和质量，又不恶化土壤，不妨碍环境卫生和人体健康。 从我国水污染的现状看，水污染较为严重，绝大部分污水未经处理就用于农田灌溉，灌溉水质不符合农田灌溉水质标准，污水中污染物超标，已达到影响食品的品质，进而危害人体健

23、康的程度。以我国污灌区沈阳张士灌区、兰州白银地区和桂林阳朔兴萍乡等地镉污染为例，抽样调查表明：张士灌区52人尿镉含量为<0.053.83µgkg，平均0.42µgkg，而对照区47人尿镉含量<0.05µgkg，最高值为0.34µgkg，污灌区人群中镉已在体内积累；白银镉污染区土壤镉含量达23mgkg，居民尿镉含量为3.283.76µgkg，明显高于对照区的1.33µgkg；阳朔镉污染区农民中已有类似痛痛病早期和中期的症状和体征的病例，污染区居民日摄镉量达0.422mg，是世界卫生组织的日摄镉量的6倍。 污灌区居民普遍反映，

24、稻米的粘度降低，粮菜味道不好，蔬菜易腐烂不耐贮藏，土豆畸形、黑心等，沈抚灌区高浓度石油废水灌溉水稻后，引起芳香烃在稻米中积累，米饭有异味。 少数城市混合污水灌区和大部分工矿灌区，已引起饮用水源(地下水和部分地表水)中重金属超标，少数地下水还有CN-、NO-3、NO-2污染，影响饮用水安全。 一、酚类污染物 酚的种类很多，在化学上凡是芳烃和羟基直接连接的化合物都叫酚。酚类污染物来源广，焦化厂、城市煤气厂、炼油厂和石油化工厂，产生大量的含酚废水，且浓度高。水中含酚0.022mgL可闻到讨厌的臭味，灌溉水和土壤里过量的酚，会在粮、菜中蓄积，使粮、菜带有酚臭味。 1、酚对植物的影响表现在：低浓度酚促进

25、庄稼生长，而高浓度抑制生长。各种作物的对酚忍耐能力不同，小麦、玉米不敏感，在200mgL仍正常生长，黄瓜的生长宜在25mgL以下。 低浓度酚对作物无害，高浓度则产生蓄积。1mgL的含酚污水浇灌土壤和粮、菜，检不出酚残留，50mgL酚污水浇灌土壤和粮、菜时，蓄积明显，一般比正常水浇灌高出78倍。试验结果表明，用不同浓度的污水灌溉水稻和黄瓜，其对酚的积累量随污水中酚的浓度增加而增加。 酚在植物体内的分布是不同的，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。研究表明，蔬菜中以叶菜类较高，其排列顺次是：叶菜类>茄果类>豆类>瓜类>根菜类。 植物本身含有一定量的酚类化

26、合物，同时从含酚水和土壤中吸收外源酚，酚进入植物体后，植物具有多种能分解酚的酶类，有分解酚的能力，能将进入的酚进行合成或代谢为二氧化碳，因此，植物在积累酚的同时，也能代谢酚。试验表明，莴笋叶、莴笋根中的酚在24h后，呈直线下降，至16h时，下降到最低点。由于酚在作物体内的这种显著的代谢过程，酚在作物体内残留累积处于较低水平，一般较少形成问题。 酚在作物中累积，会影响农作物产品的品质。含酚的污水浇灌的黄瓜，具有苦涩味，且其含糖量比清灌的黄瓜低10.4。用含酚污水浇灌的糙米，蒸出的米饭具有酚味。 2、污水中的酚对鱼类的影响是，低浓度时能影响鱼类的回游繁殖，高浓度能引起鱼类的大量死亡。水体中酚的浓度

27、达0.10.2mgL时，鱼肉会有酚味。 污水灌溉，含酚浓度在1mgL以下，对作物、人畜安全，收获前，尽可能停灌污水。二、氰化物 氰及其化合物来自电镀、焦化、煤气、冶金、化肥和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，可刺激植物生长(30mgL以下)，高浓度则抑制生长(50mgL以上)。 氰化物是植物本身固有的化合物，在植物体内自然氰化物种类有几百种，因品种而异。污水中的氰化物被作物吸收后，其中一部分经过自身解毒作用形成氰醣苷，贮藏在细胞里，一部分在体内分解成无毒物质，其吸收量随污水浓度的增大而增大，但一般累积量不很高。在

28、含氰30mgL的污水灌溉水稻、油菜时，产品的氰残留很少，50mgL的污水灌溉时，米、菜中氰化物的含量比清水增加12倍，当浓度为100mgL时，作物出现死亡现象或氰的含量迅速增加。 含氰污水灌溉时，蔬菜中的氰残留量随灌水浓度的增大而增大，但其残留率一般不足万分之一，而且，氰在蔬菜体内消失明显，一般在24h至48h后，其含氰量即可降到清灌时的含氰水平。 根据我国规定，灌溉水中，含氰0.5mgL以下，对作物、人畜安全。世界卫生组织规定鱼的中毒限量为游离氰0.03mgL。 三、石 油1、石油的工业废水来自炼油厂，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。比如高浓度石油废水灌溉土地，生产的稻

29、米，煮成的米饭有汽油味，花生榨出的油也有油臭味，生长的蔬菜(如萝卜)也有浓厚的油味，这种受到石油废水污染而生产的食品，人食用后，会感到恶心。 石油废水中还含有致癌物3，4-苯并芘，这种物质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。研究表明，用未处理的含石油5mgL的炼油废水灌溉农田，土壤中3，4-苯并芘比一般农田土壤高出5倍，最高可达20倍。 2、石油废水能对水生生物产生较严重的危害。高浓度时，能引起鱼虾死亡，特别是幼鱼、幼虾。当废水中石油浓度较低时，石油中的油臭成分能从鱼、贝的腮粘膜侵入，通过血液和体液迅速扩散到全身，使鱼虾产生石油臭味，降低海产品的食用价值。

30、从我国石油污灌地区的调查结果看，废水中含石油10mgL以下，基本不影响作物的生长发育，粮食、蔬菜中3，4苯并芘的含量与清水灌溉时含量接近，无油味，不会引起3，4苯并芘中毒。 四、苯及其同系物 苯及其同系物在化学上叫芳香烃，是基本的化工原料之一，其用途很广。工业上在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，会产生含苯的废水和废气，特别是炼焦和石油废水中，苯的同系物含量很高。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

31、残留量较小。以黄瓜为例，用含苯浓度不同的水灌溉后，黄瓜中可残留苯。试验测定，用含苯25ragL的污水灌溉庄稼，小麦的残留在0.100.11mgkg，扁豆、白菜、西红柿、萝卜等蔬菜在0.05mgkg左右。尽管蔬菜中苯的残留率较低，但蔬菜的品味下降，如用含苯25mgL的污水灌溉的黄瓜淡而无味，涩味增加，含糖量下降8，并随着废水的浓度增加，其涩味加重。 试验表明，污水含苯量在5mgL以下，浇灌作物和清水浇灌无差异，不引起粮食、蔬菜污染。我国规定，灌溉水中，苯的含量不得超过2.5mgL。 五、污灌中的重金属 污水灌溉是指经过一定处理的污水、工业废水或生活和工业混合污水灌溉农田、牧场等。灌溉在缓解水资源

32、紧张，甚至作物增产和污水污染消除上有重要的意义。我国的污灌自50年代以来一直呈发展势态，近几年来有迅速增长的趋势。然而，也带来了污灌农产品的食用安全性问题。污灌中重金属污染是引起食品安全性问题的原因之一。矿山、冶炼、电镀、化工等工业废水中常含有大量重金属物质，如汞、镉、铜、铅、砷等。1、未经过处理的或处理不达标的污水灌入农田，会造成土壤和农作物的污染。日本富山县神通川流域的镉中毒就是明显的例证。部分污灌区也出现了汞、镉、砷等重金属的累积问题。随污水进入农田的有害物质，能被农作物吸收和累积，以致使其含量过高甚至超过人、畜食物标准，而造成对人体的危害。不同作物对重金属吸收累积不同。蔬菜对重金属的吸

33、收累积量最高，其次是小麦和玉米，水果类最低。 2、水体中重金属对水生生物的毒性，不仅表现为重金属的本身，而且重金属可在微生物作用下转化为毒性更大的金属化合物，如汞的甲基化作用。另外，生物还可从环境中摄取重金属经过食物链的生物放大作用，在生物体内成 千万倍富集，通过食物进入人体，可造成慢性中毒。 50年代在日本水俣市出现的水俣病，就是工厂排出含汞废水污染所致。汞通过食物链的富集，在鱼体内的浓度比原来污水中浓度高出110倍，居住在这里的人们长期食用高汞的鱼类和贝类，导致汞在人体大量积累，引发破坏中枢神经的水俣病。 污水中不同的重金属在植物中各有其残留情况，总的来说，随污水中重金属浓度的增大，作物中

34、重金属累积量增大。第四节土壤污染对食品安全性的影响 土壤由岩石风化而成，本身存在着许多的矿物元素，如钙、镁、铁、汞、镉、砷、铬等，这些土壤本身就存在的矿物元素的含量，叫土壤的自然本底。 土壤有很大的表面积，很强的吸附力。污染物进入土壤能被土壤颗粒吸附和固定住，使污染物毒性降低，其次土壤中还存在着其他物理、化学作用，从而对污染物的毒性产生强大的解毒作用，即土壤自净。另外，土壤中存在着无数土壤微生物和小动物，它们能在为作物制造营养物的同时，还可以使许多有毒有机物变成无毒物质，这被称为土壤的生物净化。 有害物质进入土壤，如果其数量超过了土壤的自然本底含量和土壤自净能力的限度，就会在土壤里累积，使土壤

35、理化性质发生变化，从而影响作物生长，并使有害物质在作物内残留或积累。当进入土壤的污染物不断增加，致使土壤结构严重破坏，土壤微生物和小动物会减少或死亡，这时农作物的产量会明显降低，收获的作物体内，毒物残留量很高，影响食用安全。 土壤污染的发生途径首先是农用施肥、农药施用和污灌，污染物质进入土壤，并随之积累；其次，土壤作为废物(垃圾、废渣和污水等)的处理场所，使大量的有机和无机的污染物质进入土壤；再次，土壤作为环境要素之一，因大气或水体中的污染物质的迁移和转化，而进入土壤。土壤中的污染物质与大气和水体中的污染物质很多是相同的，其污染物的种类常常与所处的环境相关联，且种类复杂。如在工业区，钢铁工业区

36、，常发生酚、氰和金属的残留积累；化工区，产生金属的残留积累；石油工业区，发生油、芳烃、烷烃、苯并芘等的残留积累；在生活区，生活污水和垃圾，往往以生物污染或N、P污染为主；在一些工矿区，污染物在土壤中的残留累积的特点与矿山的采掘相似，汞矿区以汞的残留累积为主，铅、锌矿则以铅、锌和镉等重金属残留累积为主。 土壤污染的特点是进入土壤的有害物质迁移的速度较缓慢，污染达到一定程度后，即使中断污染源，其土壤也很难复原。如：二战期间，日本神岗矿山大量开采铅锌矿，大量的含镉废水使河流两岸的土壤受到镉污染。由于土壤不断释放镉，到70年代，农作物仍受到严重污染，当地因食用含镉食品而导致的中毒病仍在发生，且日渐增多

37、。 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。与含酚废水对作物的影响不同的是，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。调查表明，蔬菜中酚与土壤中酚之比多大于1，即蔬菜酚常大于土壤酚。 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。 从表26可以表明土壤中酚、氰与蔬菜中酚、氰之间的关系。土壤中的净化率高，在土壤中残留很少。 二、土壤中重金属对植物的影响 无机物在土壤中不

38、像有机物那样易分解、降解，除一些易溶性的元素外、大多易在土壤中残留积累，尤其是重金属。金属在土壤中大多呈氢氧化物、硫酸盐、硫化物、碳酸盐或磷酸盐等固定在土壤中，难于发生迁移，并随污染源(如污灌)年复一年的不断积累。它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。另外，金属在土壤中的残留率很高，一般都在90以上。 (一)镉 一般无污染的土壤镉含量小于1mgkg。日本对照区土壤镉为04mgkg。我国上海、北京、南京等地平均土壤中含镉量为0134019mgkg。土壤被镉污染后，能明显积累镉。某地区污灌17年后土壤平均镉含量为718950mgkg，最高达68

39、8mgkg。土培试验研究表明，随着土壤中镉的含量的增加，作物中的含镉量是增加的，在对照土壤中 (镉含量小于1mgkg)，生长的水稻和小麦，籽粒中镉含量分别为0007mgkg和0044mgkg，而当土壤中镉含量为100mgkg时，生长的水稻和小麦籽粒中镉含量分别达0160mgkg和210mgkg，表现出较高的积累性。 不同植物对镉的积累具有明显差别。有些植物如玉米、胡萝卜、西红柿、莴苣、青椒在镉浓度很低(甚至在01mgkg)时，都能摄入一定量的镉。从人体健康而言，当土壤表层镉含量为013mgkg时，即具有潜在的危害。另外，作物中高含镉，如莴苣叶子含镉高达668mgkg，往往外观上与正常莴苣叶无明

40、显差别，然而对食用来说是不安全的。 镉在人体中具有高积累性，因此，食品中镉的允许量较严格。我国规定食品的容许量限制在00302mgkg之间。 (二)铅 土壤铅污染大多发生在铅冶炼厂和天然铅矿沉积物附近，而一般无污染土壤中可溶性铅在1mgkg左右。植物的铅忍耐能力较强。土壤中可溶性铅达400mgkg时，其生长影响不明显。植物对铅累积的特点是主要累积在根系，只有一部分移向茎、叶和籽粒。 在铅积累的土培试验中，对照土壤(其铅含量小于1mgkg)生长的水稻和小麦，其铅含量分别为024mgkg和011mg，kg，当土壤中铅含量为100mg，kg时，生长的水稻和小麦铅含量也只有034mgkg和048mgk

41、g，当土壤中铅浓度较高为1000mgkg时，才有部分铅向作物籽粒转移，其铅含量分别为05mgkg和247mgkg，表现出较低的积累率。 但研究表明，当土壤含铅为75600mgkg时，植物叶片中的铅会明显增加，这可能对草食性动物是一个威胁。 铅随食品进入人体，只有510被人体吸收，但长期摄入铅可引起体内铅蓄积。我国对食品铅的允许限量在12mgkg。(三)砷 土壤中砷含量一般在56mgkg。土壤中的砷主要来自土壤自然本底，含砷肥料、农药以及含砷废水灌溉也是土壤砷的来源之一。砷可在植物的各部分残留。在砷对水稻和小麦的土壤残留土培试验研究中，对照土壤中生长的水稻和小麦，砷含量一般为0075mgkg和0

42、160mgkg，当土壤中砷含量为60mgkg时，水稻和小麦中砷的含量分别为0481mgkg和1684mgkg，表现为砷在作物中较高的积累性。 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。在砷污染的工厂附近，作物中砷的含量必须引起注意。日本有一个生产砒霜50年的厂矿，附近地区受到严重污染，表层土壤砷含量达3008382mgkg，生长在这种土壤上的稻谷中砷含量高达到729mgkg，造成当地居民发病(这种病被称作第四公害病)，严重危及当地居民健康。 砷对人体的毒性很大，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0107 mgkg。 (四)汞 在一般土壤中，汞的含

43、量不高，但含汞废水污灌土壤或施用含汞农药的土壤，会使土壤超过本底值，甚至污染较严重时，可达10100mgkg。调查表明，连续施用有机汞15年的土壤，其汞含量达455mgkg(05cm深)。农作物吸收汞量与土壤汞浓度密切相关。 生长在土壤中的植物一般不能富集汞，植物中甲基汞含量也很低。但研究表明，土壤含汞05mgkg时，植物中汞吸收量就增加，当达到4mgkg时，就能增加食物链中汞含量，表现出植物对土壤汞的较高的积累性；另外，毒性更大的有机汞更易于为植物所吸收。 汞特别是有机汞对人体的危害很大。汞污染食品的问题，主要存在于水产品中。食品中汞的允许浓度限制在001005mgkg(水产品为03mgkg

44、)。 (五)铬 铬在未污染的土壤中有效含量较低。从我国对23种不同类型土壤进行分析来看，一般含铬量为17270mgkg。工业污染，特别是制革废水及处理后的污泥是土壤铬的重要污染源。小量铬对植物生长有刺激作用，植物从土壤中吸收的铬大部分积累在根中，其次是茎叶。在籽粒中累积量最少。铬在籽粒中的转移系数很低，在污染情况不严重时，粮食作物种子中铬的累积不致于引起食品安全问题。但研究表明铬在茎叶特别是根中转移系数是很高的。 三价铬是人体必需的微量元素，而过量的摄入铬会产生毒害。特别是六价铬毒性比三价铬大100倍。我国对食品调查分析，一般水果、蔬菜含铬量在o1mgk以下。畜禽由于生物浓缩作用，含铬往往比植

45、物高，一般不超过O5mg蛞。食品中铬允许量尚无规定，研究表明，成年人每日允许摄入铬约为3mg。 三、化 肥 化肥作为现代农业增加作物产量的途径之一，在带来作物丰产的同时，也产生污染，给作物的食用安全带来一系列问题。 农业化学肥料一般包含一种或多种植物所需要的主要营养元素氮、磷、钾。氮肥的绝大部分是氨的衍生物，如硝酸铵(NH。NO。)、硫酸铵(NHt)zS0t及尿素Co (NH：)。等。磷肥大部分为磷酸盐，主要成分是氟磷灰石Cas(P04)2CaFz。 随着生产的发展，化肥的使用量在不断增加，预计到2000年，世界工业固氮量将达到300×10st。人们已注意到随之带来的环境问题，特别令

46、人担忧的是硝酸盐的累积问题。 生长在施用化肥土壤上的作物，可以通过根系吸收土壤中的硝酸盐，硝酸根离子进入作物体内后，经作物体内的硝酸酶的作用还原成亚硝态氮，再转化为氨基酸类化合物，以维持作物的正常生理作用。但由于环境条件的限制，作物对硝酸盐的吸收往往不充分，致使大量的硝酸盐蓄积于作物的叶、茎和根中，这种积累对作物本身无害，但却对人畜产生危害。在新鲜蔬菜中，亚硝酸盐的含量通常低于lmgkg，而硝酸盐的含量却可达数千mgkg。 氮肥的施用量对不同蔬菜体内的硝酸盐的积累浓度是不一样的，在供氮过量时，植物内的硝酸盐累积量增高。影响作物体内硝酸盐的因素，除与施肥量有关外，还与天气条件、氮肥的形态等因素有

47、关，氮肥形态实验结果表明，硝态氮对植物体内的硝酸盐浓度的影响最快，而胺盐和尿素的影响较慢。需要施用后数日至数周才能看出影响。N#g，从食品安全的方面考虑，为控制蔬菜体内硝酸盐的含量，需考虑氮肥的施用时间和形态。 蔬菜是AN食用较多且硝酸盐含量较大的食品，世界各国都在研究和筛选低富集硝酸盐的蔬菜品种，并通过控制氮肥的用量和时间，调节营养元素平衡，制定标准和改变食用方式等措施，以减轻硝酸盐积累对人体的危害。 各国都规定了硝酸盐和亚硝酸盐的食品限量标准，世界卫生组织在1973年规定硝酸盐的限量指标为5mgkg，亚硝酸盐为02mgkg。研究表明，NOsN对人的单一毒害剂量为07g。 在化肥的使用中产生

48、另一个环境问题是化肥中含有的其他污染物，随化肥的施用进入土壤，造成土壤和作物污染。 生产化肥的原料中含有一些微量元素，并随生产过程进入化肥，以磷肥为例，磷石灰中除含铜、锰、硼、钼、锌等植物营养成分外，还含有砷、镉、铬、氟、汞、铅、铈和钒等对植物有害的成分。据日本调查，一些磷肥中砷的含量很高，平均达24mgkg，过磷酸钙中砷的含量达104mgkg，重磷酸钙高达273mgkg。又如以硫酸为生产原料的化肥，在硫酸的生产过程中带入大量的砷，以硫化铁为原料制造的硫酸含砷量达4901200mgkg，平均为930mgkg；铅室法制硫酸的含砷量也较高。由此引起以硫酸为原料的化肥如硫酸铵、硫酸钾的含砷量也较高。

49、 除含砷外，磷矿中还含有镉、铅等。磷肥含镉量约1020mgkg，含铅约lOmgkg左右。因此长期施用磷肥会引起土壤的镉、铅积累，带来作物中镉、铅的含量较高。 有些肥料中还含有一些有机污染物，如氨水中往往含有大量的酚，特别是利用焦化废气生产的氨水，含酚量可达数千mgL，施用后，会造成土壤的酚污染，同时，会造成农产品的品质下降，食品中含酚量较高且有异味。 化肥中的氟和钒也值得引起注意，如磷矿石或过磷酸钙中含氟达24，长期施用会导致土壤中氟的积累；茶树具有积累氟的特性，大量施用过磷酸钙肥料，会使茶叶中含氟增高。钒在过磷酸钙中的含量也较高，可达数十至数干mgkg，造成土壤和作物中的含钒量增高。 四、农

50、 药 化学农药由于在农业和卫生防疫方面的巨大作用，其种类和使用量增长迅速，其种类已达到干种以上，据估计世界消费量1980年为60亿美元，1990年为140亿美元，预计到本世纪末，农药的使用量将增加一倍多，且还将保持一直增长的趋势。 不管哪种农药，还是采用哪种施药方法，最终大量农药都会进入土壤，使农药在土壤中蓄积。尽管土壤对农药有一定降解作用，但通过植物对农药的吸收富集，又通过食物链的传递，使农药在动物及人体内残留，农药污染对生物群落产生了伤害或危害作用。长期大量农药的使用带来了令人担忧的环境问题，也引起了食品安全性问题。有关这方面的内容将在第五章农药残留对食品安全性的影响一节中进行详细讨论。

51、五、污 泥 城市污水处理厂处理工业废水、生活污水时，会产生大量的污泥，一般占污水量的1 96左右。污泥中含有丰富的氮、磷、钾等植物营养元素，常利用污泥作肥料，但由于污泥的来源不同，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。 未脱水的污泥，含水量在95Pii，脱水污泥中含有机质一般在4580。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。污泥中重金属的种类和数量变化很大，主要取决于污水处理厂处理工业废水的情况。表27为我国部分地区及日本污泥中重金属含量的调查结果。由表可见，污泥中重金属的含量是比较

52、高的 污泥中的重金属的可溶部分易被农作物吸收，造成对作物的不利影响，使作物的产量和质量下降。以美国的威斯康星州为例，每公顷施入污泥502t，在温室中进行玉米和黑麦种植试验。结果表明，植物中镉、铬、铜、锰、镍和锌的含量都有明显的增加，其中镉从04mgkg增加至48mgkg。当每公顷施用量减少到63t时，其镉的平均含量也达到16mgkg。以胡萝卜、莴笋、豌豆、萝卜、甜玉米和西红柿作试验，其结果是，当每公顷施以450t污泥时，莴笋的积累能力最强，吸收的铜、镉和锌分别增加4倍、7倍和10倍。而胡萝卜和土豆的吸收量较低。 污泥中还含有一定数量的细菌和寄生虫卵，施用未杀菌的污泥，易污染牧草和蔬菜，并导致疾

53、病的传播。 各国对污泥中有害物质的含量制定了其相应的标准，以避免污泥施用对土壤的污染，同时减少果蔬作物食用的不安全性。我国有关部门也在进行污泥施用的标准研究制订工作。 六、垃 圾通常是指人们在生活中排出的各种固体废弃物。随着社会的发展，人口在不断增加，加之工业的发展和人民生活水平的提高，城市垃圾在数量和种类上，在日益增加且日趋复杂化。垃圾污染影响食品安全，表现在两个方面，其一为垃圾本身对食品的污染；另一方面为垃圾的利用，如垃圾堆肥，对农作物产品带来的不利影响。 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

54、，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。 另一方面，垃圾堆肥的利用，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。第五节放射性物质对食品安全性的影响 关于放射性物质对环境的污染，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；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，最终将通过食物链进入人体。因此，放射性污染对食品安全性的影响已成为一个重要的研究课题。 一、食品

55、中放射性物质的来源 (一)食品中的天然放射性物质 天然放射性核素分成两大类，其一为宇宙射线的粒子与大气中的物质相互作用产生，如14C、3H等，其二是地球在形成过程中存在的核素及其衰变产物，如238U、235U、232Th和40K、87Rb等。 天然放射性物质在自然界中的分布很广，存在于矿石、土壤、天然水、大气和动植物的组织中。由于核素可参与环境与生物体问的转移和吸收过程，所以可通过土壤转移到植物而进入生物圈，成为动植物组织的成分之一。从天然放射性物质的含量来看，动植物组织中主要是如K，含量很低，其次从毒理学意义上讲，zzeRa与人体的关系较密切。 K在陆地生物中的平均含量约为888Bqkg(2

56、4×10Cikg)，而zzsRa在植物组织中的平均含量为10叫。gkg(1g。拍Ra=37GBq一1居里)，动物组织中为10州gkg。一般认为，除非食品中的天然放射性物质的核素含量很高，基本不会影响食品的安全。 (二)食品中的人T放射性物质 核试验，使地球表面明显地增加了人工放射性物质。核爆炸时会产生大量的放射性裂变产物，同时，核爆炸所释放的中子与核体材料、土壤或水作用而产生的感生放射性核素，随同高温气流被带到不同的高度，大部分(称早期落下灰)在爆点的附近地区沉降下来，较小的粒子能进入对流层甚至平流层，绕地球运行，经数天、数月或数年缓慢地沉降到地面，因此，核试验的污染带有全球性。且为放射性环境污染的主要来源。 核工业中的一系列的生产环节、核装置材料的运输和废物的储存、释放和生产放射性核素方面，均有放射性物质排入环境中，特别是核燃料再生处理装置。美国某核燃料厂在运转前曾估计，在再生产中，每天将释放约7400GBq(200ci)。H，其中65排入水体，运转后的水质监测表明，附近河流。H的浓度高出纽约地面水的10倍。核燃料设备排出的。H和踮Kr与其他物质不同，在环境中很难清除o aH被广泛稀释于水中污