第三章 重金属.ppt.ppt

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1、第三节第三节 食品中重金属残食品中重金属残留毒理留毒理 金属元素是地壳岩石中的天然组成成分。因此，自然界的水、土壤和空气中均含有一定量的各种金属元素。有的地区由于岩层、土壤或地下水中某种金属元素含量过高，对人体产生不良影响，导致在该地区地方病的发生。某些地区由于碘含量过高，导致当地居民患高碘性地方性甲状腺肿；有的地区由于土壤和饮水中含硒过高，引起居民地方性硒中毒；有的地区由于地下水含砷过高，当居民打井取水供饮食用时，导致地方性砷中毒的发生。对环境造成严重金属元素污染的主要来源是人类的生产活动。采矿、冶炼、使用重金属的工业生产过程、施用农药；煤、石油等燃料燃烧。主要的重金属污染：铅、砷、汞、铜、

2、镉1 汞中毒汞中毒 汞（Hg），俗名水银。是一种毒性较强的有色金属，常温下为银白色发光液体，是唯一的液体金属。自然界以金属汞、无机汞、有机汞形式存在。汞是地球上储量很大、分布极广的重金属元素。严重危害人体健康的环境毒物。汞在自然界以金属汞、无机汞和有机汞的形式存在。有机汞的毒性较金属汞和无机汞大。天然的硫化汞又称为朱砂。有机汞化合物均为脂溶性，也有不同程度的水溶性和挥发性。如甲基汞、二甲基汞、苯基汞、甲氧基乙基汞等。甲基汞等有机汞是最具毒性的汞成分，是人类汞中毒的主要原因。无机汞是植物性食物中汞的主要存在形式，主要来自植物对外环境中无机汞的吸收。不同植物对汞的吸收不同。水生生物对汞有很强的蓄积

3、能力。鱼和贝类是被汞污染的主要食品，对人体的危害最大，是人类膳食中汞的主要来源。和铅一样，汞及其衍生物参与了古代炼丹术。氯乙烯和醋酸乙烯在制造过程中要使用含汞的催化剂，这使排放的废水含有大量的汞。当汞在水中被水生物食用后，会转化成甲基汞。这种剧毒物质只要有挖耳勺的一半大小就可以致人于死命。快速美白化妆品可能存在汞超标，汞作为化工原料具有漂白、增白作用，化妆品中加入汞可使皮肤在短期内美白、光泽透明、痘斑消退，因此某些化妆品厂家在生产化妆品时添加汞。使用含汞化妆品后短期内会出现色素减退的现象，但不久，重金属就会结合体内巯基丧失活性而解除对黑色素的抑制，从而造成黄褐斑的反弹和大量的色素沉着，一旦停用

4、，皮肤的颜色变黑，斑点剧增，还可引致突发性暗疮印，甚至造成终身性皮肤伤害，严重者汞经皮肤吸收进入体内蓄积导致慢性汞中毒。可能会出现不同程度的神经衰弱症状，表现为疲劳、乏力、嗜睡、表情冷漠、情绪不稳、头痛、头晕，严重者可以合并性格改变、口腔炎、双手震颤等症状。汞有可能造成胎儿畸形。因为汞会沉积在大脑、小脑及脑干，它会通过胎盘屏障进入胎儿的血液循环，沉积在胎儿的脑组织中，从而影响胎儿的脑及中枢神精的发育。虽然目前还没有报道称汞会导致胎儿畸形，但这种情况应该是可能的。1.1 汞对食品的污染汞对食品的污染1.1.1用被汞污染的水养鱼 水体被汞污染，水体中的汞会通过水生物食物链而在鱼体中蓄积。1.1.2

5、污染灌溉的农作物 如果用含汞的废水灌溉农作物，农作物会从土壤和污水中吸收汞，蓄积到果实中。1.1.3大量使用含汞的农药1.1.4肉、禽和奶类等动物性食品中含有甲基汞 饲料被汞污染。1.2汞的代谢汞的代谢 吸收：消化道吸收、呼吸进入肺部吸收或经皮肤吸收。金属汞不被吸收；无机汞吸收率较低，90%以上随粪便排出。有机汞吸收率高。汞吸收后一方面与血浆蛋白、血红蛋白等的巯基结合；另一方面与含巯基的低分子化合物（半胱氨酸、辅酶）形成扩散型汞，随血液分布全身。排泄：经胃肠道、尿道、乳汁排泄。1.3 汞的毒理作用汞的毒理作用1.3.1急性毒性（1）消化道毒性 经消化道染毒时，表现为急性口腔炎和胃肠炎症状。（2

6、）肾毒性 毒物吸收后，可引起肾炎，一般中毒后4-10天，出现坏死性肾病。（3）中枢毒性 表现为中枢机能紊乱，如运动失调、心机能减弱等。1.3.2 慢性毒性（1）神经毒 甲基汞慢性中毒时，表现为中枢和外周的神经毒性反应。（水俣病）（2）生殖毒 甲基汞对人和动物有明显的生殖毒和胚胎毒，使雄性动物精细胞萎缩、变性及发育异常。（3）对代谢的影响 有机汞会影响蛋白质、半胱氨酸、铜铁镁硒、VE、VC的代谢。无机汞可影响钙、硒、VC、VB6的代谢。（4）对其它组织的损害 如肾实质细胞脂肪变性及间质纤维增生、消化道糜烂，肝细胞变性，会产生肝硬化等。1.3.3 特异性毒性 致畸、致突变型。甲基汞可以随血液通过胎

7、盘进入胎儿，有致畸作用。有机汞可使动植物的染色体畸变。1.4 毒作用机理毒作用机理 细胞内外的蛋白质、核酸、生物膜、线粒体、溶酶体等，含有大量汞的受点，能与汞结合。汞在体内随血液到达把部位与受点结合。当汞与溶酶体上的受点结合，会引起细胞内cAMP（环化腺核苷一磷酸）含量减少，cGMP（环磷酸鸟苷）含量升高，介导破坏溶酶体膜，使溶酶体酶释放从而损害细胞的基本结构，使功能和代谢异常。DNA和RNA的胞嘧啶、腺嘌呤或鸟嘌呤残基上有汞的受点，与汞结合会发生结构改变，介导基因突变。无机汞中毒主要影响肾脏，饮食中汞盐的含量超过175mg/kg体重时可引起急性肾反应，造成尿毒症。急性无机汞中毒的早期症状是胃

8、肠不适、腹痛、恶心、呕吐和血性腹泻。甲基汞中毒主要影响神经系统和生殖系统。2、镉残留、镉残留 镉（Cd）在自然界中常与锌、铜、铅并存，是铅、锌矿的副产品。大气中的镉主要来自锌冶炼厂和煤燃烧时产生的废气。痛痛病是首先发生在日本富山县神通川流域的一种奇病，因为病人患病后全身非常疼痛，终日喊痛不止，因而取名“痛痛病”（亦称骨痛病）。在日本富山县，当地居民同饮一条叫作神通川河的水，并用河水灌溉两岸的庄稼。后来日本三井金属矿业公司在该河上游修建了一座炼锌厂。炼锌厂排放的废水中含有大量的镉，整条河都被炼锌厂的含镉污水污染了，河水、稻米、鱼虾中富集大量的镉，然后又通过食物链，使这些镉进入人体富集下来。土壤重

9、金属污染最有效方法是寻找超富集植物进行植物修复。华南植物园获悉，发现了重金属镉的“植物克星”少花龙葵。据介绍，由于工矿企业的发展，农业化肥的过量使用，污水灌溉等，土壤重金属污染越来越严重。而植物修复技术是目前重金属污染治理最有效的方法。而植物修复技术成功的关键在于寻找超富集植物。日前，华南植物园土壤生态与生态工程研究组博士研究生张杏锋在导师夏汉平研究员的指导下，首次提出了用土壤种子库-重金属浓度梯度法来筛选重金属超富集植物，并成功找到一种Cd的超富集植物少花龙葵。2.1 对食品的污染对食品的污染2.1.1 自然存在 镉可以通过作物根系的吸收进入植物性食品，并通过饮水和饲料进入动物体。2.1.2

10、 工业污染 三废可造成农作物和水生生物镉含量升高。(废水土壤稻米人体)，稻田的水源是流经本村的思的河，污染源是村庄上游15公里以外的一家铅锌矿。这家规模并不算大的矿，上世纪50年代起作为本县国营矿被开采，其时几乎没有环保设施，含镉的废水作为灌溉用水流进了村民的耕地。2.1.3 食品容器及包装材料的污染2.1.4 施肥的污染 海产品、动物内脏和一些农作物会富集镉。2.2 代谢代谢 主要通过饮食和呼吸进入人体，主要贮存于肝和肾中。镉在肺和肠中吸收，通过血液转运至身体各部分贮存，首先是在肝中贮存。镉由粪便和尿排出，少量经毛发、指甲、乳汁及汗液排出。2.3 毒理作用毒理作用2.3.1 急性毒性 进食后

11、数十分钟至数小时可发病，出现消化道症状。严重可致死亡。中毒最低剂量：13mg/kg体重。最高剂量：530 mg/kg体重。2.3.2 慢性毒性 典型特征是血液中存在和经尿排出的两种或多种与镉结合的含有高硫氨基酸半胱氨酸的蛋白质，蓄积于与肾脏。在慢性镉中毒中，持久的摄入镉导致钙代谢障碍。镉可抑制机体免疫功能、干扰免疫球蛋白的生成与正常的排列结构，使红细胞脆性增加，破坏红细胞引起贫血。2.3.3 其它损害（1）高血压（2）睾丸损害（3）致癌作用（4）致畸作用（5）骨质疏松、软化和变形 镉能引起肾损害和骨骼损伤，可导致严重的骨萎缩和骨质疏松。2.4 毒作用机理毒作用机理 微量镉能干扰大鼠肝脏线粒体中

12、氧化磷酸化过程。镉可抑制各种氨基酸脱羧酶、组氨酸酶、淀粉酶、过氧化酶等的活性，可使蛋白质的分解代谢和再吸收发生障碍。镉毒性作用的机理之一是镉与含羧基、氨基、巯基的蛋白质分子结合而使许多酶的活性收到抑制。镉离子可与组织蛋白羧基形成不溶性金属蛋白盐，也可与巯基形成稳定的盐类，从而使许多酶系统的活性受到抑制和破坏。镉还可干扰铜、钴和锌在体内的代谢。镉对肾功能的损害，使VD的活化受抑制，从而妨碍钙的吸收和沉积。镉引起贫血的机理，它可阻碍铁的吸收，摄入大量镉后尿铁明显增加。镉能抑制骨髓内血红蛋白的合成。此外，慢性镉中毒对人体生育能力也有所影响，它会严重损伤Y因子，使出生的婴儿多为女性。3、铅残留、铅残留

13、 铅（Pb）是地壳中发现的含量最丰富的重金属元素。大气中的铅80%来自汽车尾气，一般的含铅汽油每升含铅440880mg，以一个地区1300万辆交通工具计算，在城市交通繁忙的中心地带，每立方米大气的含铅量可达630g，是农村地区大气含铅量的60300倍。2011年浙江台州蓄电池厂违规排污致百名村民血铅超标。2011年3月福建南安多名儿童血铅超标，村里十几口水井也被检测出铅含量超标，初步认定为地质因素。2009年陕西凤翔县数名儿童血铅含量超标，主污染源是东岭集团。贝多芬死于铅中毒贝多芬死于铅中毒?贝多芬去世后，他的朋友偷偷剪下他的头发作为纪念。对这些头发进行的化学分析却使科学家相信，正是医学治疗导

14、致的铅中毒加速了贝多芬的死亡。贝多芬去世前的4个月，出现了严重的腹胀，大概是由于肝硬化所致。为了排出腹腔积液，贝多芬的主治医生用一根针刺穿了音乐家的腹腔进行治疗。头发的生长会从血液中吸收各种物质，其中也包括铅。在最新的研究中，Reiter利用光谱仪对贝多芬的两缕头发进行了分析，并最终生成了音乐家临终前4个月的体内化学物质日志。音乐家去世前共接受了4次腹腔穿刺，每次排出的积液从7.7升到14升不等。而贝多芬头发中的铅含量在每次腹腔穿刺后都会达到峰值。这一关联意味着医生使用的治疗方法加剧了铅中毒。Reiter推测，大量的铅使音乐家的肝硬化进一步恶化，最终加剧了他的死亡。美国科研人员最新研究发现，贝

15、多芬并非死于此前普遍认为的铅中毒。美国健康新闻网6月3日报道，纽约市西奈山医学院和州立圣何塞大学贝多芬研究中心的研究人员，利用X射线荧光分析法对贝多芬的两块头盖骨碎片进行检测后发现，每克骨矿物质的铅含量为12微克。研究人员说，这一铅含量并不足以导致贝多芬出现肾衰竭而死亡。遗骨中的铅含量低于当时的正常标准。对生活在那个时期的贝多芬的同龄人来说，每克骨矿物质的正常铅含量为21微克。参与这项研究的安德鲁托德说，成年人体内95%的铅都集中积聚在骨头里，即便人死亡多年后，骨头里的铅仍然存在，因此通过对遗骨的分析可以准确地了解遗骨主人生前体内的铅含量。托德说，头发中铅含量超标不能证明这些铅已在贝多芬体内积

16、存多年，它只能说明贝多芬在去世前数月铅中毒。有研究显示，这与贝多芬当时接受的手术治疗有关。3.1 铅对食品的污染铅对食品的污染3.1.1 工业三废的污染 三废可污染农作物、饲料和饮水。3.1.2 农药污染3.1.3 汽车尾气 生长在高速公路附近的豆荚和稻谷含铅量约为0.42.6mg/kg，是种植在乡村区域的同种植物的10倍。3.1.4 食品加工的机械、容器、包装材料 含铅金属制品的溶出，如容器、罐头（铅锡焊罐）、水管 松花蛋（皮蛋）由于在加工中使用了黄丹粉（PbO），往往有很高的含铅量。3.2 铅的代谢铅的代谢 人体中的铅主要由摄食、呼吸空气和饮水而来。人体从外界吸收铅取决于单位时间内进入体内的量、铅的理化特性及人体自身因素。吸收入血的铅大部分（90%以上）与红细胞结合，以磷酸盐的形式沉积于骨中。铅经消化道和呼吸道吸收后，经血液循环迅速分布于肺、脑、胰、肝及肾中，大部分随尿液排出，小部分随胆汁由粪便排出。3.3毒理作用毒理作用3.3.1 急性毒性 引起急性中毒最低剂量5mg/kg体重。3.3.2慢性毒性造血系统损害；神经系统损害；肾脏损害 急性铅中毒现象比较少见。铅的毒性主要是由于其在