重金屬進入人體的渠道
作者:李雙文 / 日期:2011-02-16 來源:中國百科知識


  重金屬主要通過空氣(呼吸)、水、食物和直接接觸體表,如皮膚進入人體。如果環境沒有嚴重污染,重金屬一般是通過食物和消費品的消費進入人體的。因此,從煙草、水產品和蔬菜等的消費途徑可以瞭解重金屬進入人體的各種方式,以及重金屬對人體的危害,從而有針對性地做出一些防範行動。

  重金屬的分類與危害

  盡管現在對重金屬的區分還沒有嚴格的定義,但化學上可根據金屬的密度把金屬分成重金屬和輕金屬。密度大於4.5g/cm。的金屬稱為重金屬,如金、銀、銅、鉛、鋅、鎳、鑽、鉻、汞、鎘、錳等大約45種。

  現在,對人和環境有害的重金屬主要有,汞、鎘、鉛、鉻以及類金屬砷等,它們的生物毒性比較顯著。此外,銅和錳等也對人體有害。

  重金屬對人體造成傷害各有不同。鉛可以傷害人的腦細胞,有致癌致突變等作用,可影響兒童智力正常發育,主要使其腦回變淺,智力低下。汞可以造成大腦、神經、肝、腎等的破壞,表現為頭痛、頭暈、肢體麻木和疼痛、肌肉震顫、運動失調、焦慮、不安、思想不集中、記憶力減退、精神壓抑等。此外,汞還會導致肝炎、腎炎、蛋白尿、血尿和尿毒症等。

  鉻對人體的毒害為全身性的,對皮膚有刺激作用,可引起皮炎、濕疹、氣管炎、鼻炎和變態反應,並有致癌作用,如六價鉻化合物可以誘發肺癌和鼻咽癌,對人的致死量為5克。

  砷及其化合物進入人體可蓄積於肝、腎、肺、骨骼等部位,特別是在毛發、指甲中貯存。砷主要是與細胞中的酶系統結合,使許多酶的生物作用受到抑制而失去活性,造成代謝障礙。砷要經過十幾年甚至幾十年的體內蓄積才發病。砷慢性中毒主要表現為末梢神經炎和神經衰弱,皮膚色素高度沉著和皮膚高度角化,發生龜裂性潰瘍。急性砷中毒多見於消化道攝入,主要表現為劇烈腹痛、腹瀉、惡心、嘔吐,搶救不及時可造成中毒者死亡。

  進入人體的鎘主要累積在肝、腎、胰腺、甲狀腺和骨骼中,可引起骨痛病。此外,鎘可造成貧血、高血壓、神經痛、骨質疏鬆、腎炎和內分泌失調等病癥。鎘的急性中毒以呼吸系統損害為主,鎘的慢性中毒是引起腎小管病變為主的腎臟損害,亦可引起其他器官的損害。

  煙草與重金屬吸入

  煙草是現今人們消費的一種既非食物又非飲料的特殊消費品,但是,這種消費品與食物一樣含有重金屬。原因在於,煙草像植物和動物食品一樣,在生長和加工過程中會富集環境中的重金屬。

  2010年10月7日在澳大利亞悉尼召開的第九屆亞太煙草和健康會議上,加拿大研究人員公佈的一項研究結果表明,中國產的13個牌子的捲煙檢測出含有重金屬,其中含有的鉛、砷和鎘等重金屬成分含量與加拿大產香煙相比,最高超出3倍以上。

  煙草中的重金屬來源是多方面的。產煙區大氣、降水、地表水及土壤中的重金屬含量是煙草吸附重金屬的重要來源。此外,煙葉種植中的種子、農藥、化肥、農家肥等也是重金屬的來源。除了煙葉中含有的重金屬外,捲煙在加工過程中也會引入重金屬污染物,如加工過程中使用的香精、香料及機械接觸等。不同的加工工藝也會影響捲煙成品中重金屬的最終含量。例如,當土壤中加入的鉛濃度為1∼2500mg/kg時,煙草對土壤中的鉛具有較強的吸收性,並可殘留在作物的各個部位,這便成為煙草中重金屬的重要來源。

  不過,煙草中的重金屬進入人體與食物中的鉛進入人體是經由不同的渠道,前者是經由呼吸系統,並且通過高溫的作用而大量進入人體,而後者是經由消化系統,因而經由前者進入人體的重金屬的劑量大於後者。

  當然,不同的重金屬通過吸煙進入人體的量是不同的。研究人員通過原子熒光光譜、石墨爐原子吸收光譜法測定了不同品牌香煙中重金屬的本底值與香煙吸過後過濾嘴、煙頭和煙灰中重金屬的總殘留量,並計算在吸煙過程中重金屬的揮發量。結果發現,在吸煙過程中,香煙中的砷和鉛揮發性較小,通過煙頭及過濾嘴的吸附,對主動吸煙者及被動吸煙者的危害較小。但是汞和鎘的揮發性較大,通過香煙的過濾嘴吸附量較小,因而對主動吸煙者及被動吸煙者可造成較大危害。

  另外,由於香煙燃燒中心部位溫度高達800℃∼900℃,燃燒的邊緣溫度也達到了300℃∼400℃,在高溫的幫助下,煙草中的重金屬可變成煙塵和霧(氣溶膠),直接由呼吸道進入人體內,對主動和被動吸煙者都造成極大傷害。而且肺部吸收的重金屬比胃腸道吸收的重金屬高好幾倍,對人造成的危害也更大。例如,研究發現,鉛在人肺部吸收率為30%∼50%,但鉛在胃腸道的吸收率為7%∼10%;鎘在人肺部吸收率為10%∼50%,而在胃腸道的吸收率為1%∼6%。

  所以,吞雲吐霧者不僅在吸食煙草中的其他毒素,如並比芘、尼古丁、煤焦油等,也在吸入比消化道吸收要高好幾倍的重金屬,同時也讓他們的親朋好友吸入煙草中的毒素和重金屬。

  食物中的重金屬

  人們從食物中攝取重金屬主要是從海(水)產品和蔬菜中吸收,而海產品和蔬菜也是從環境,主要是從水體、土壤和空氣中吸收並富集重金屬後,由人吃下這些食品而產生日積月累的效果,最終可能導致重金屬中毒和致癌。

  現在,魚和貝類已成為重金屬銅、鋅、鉛、鎘、汞、砷的重要來源。不同的水產品中的重金屬含量是不同的。研究人員發現,生活在水的上、中層的魚類魚體中的重金屬積累量主要取決於水中的重金屬濃度,而底棲魚類的重金屬集累量則取決於水和沉積物中的重金屬濃度。以銅、鋅、鉛、鎘為例,它們在魚類、甲殼類、頭足類(如章魚、烏賊、鸚鵡螺、槍烏賊等)和貝類等不同動物中的含量不一。銅的含量依次為,頭足類>甲殼類>貝類>魚類;鋅、鉛、鎘的含量則依次為,頭足類>貝類>甲殼類>魚類;絕大部分海洋動物體中重金屬平均含量依次為:鋅>鉛>銅>鎘。

  當然,魚類水產品的不同部位和組織器官中重金屬含量是不同的。一般而言,魚類肌肉中重金屬含量較低,肝臟、腎臟和生殖腺中的含量較高。同時,魚類不同部位重金屬含量的差異是與各部位的脂肪含量有關,脂肪本身和脂肪含量高的部位重金屬積累較多。

  研究人員發現,銅、鋅、鎘、鉛和鉻在尼羅羅非魚的不同部位含量不同。鉛和鎘在所有的組織器官積累量都無顯著差別,但銅在肝臟和魚卵中積累得較多,在組織器官中的積累順序為魚卵、肝臟、魚鰓、肌肉、腎臟;鋅在魚鰭、魚鰓、魚卵、肝臟中積累得較多,而在腎臟中積累得較少,積累順序為魚卵、魚鰭、魚鰓、肝臟、肌肉、腎臟;鉻在所有組織中積累不顯著。對鯽魚的研究發現,銅在各組織器官中的積累能力由大到小順序為:內臟、魚鰓、肌肉。也有研究人員發現,汞在鯉魚組織中積累的順序是內臟>肌肉>腦。

  人們消費的蔬菜中的重金屬是比較多的,原因也在於蔬菜可以富集空氣、水和土壤中的重金屬,而且不同的蔬菜富集重金屬的量是不同的。以鎘為例,蔬菜可分為高富集、中富集和低富集三種類型。鎘高富集蔬菜以葉菜類為主;鎘中富集蔬菜以果菜類為主;鎘低富集蔬菜以根菜及豆類為主;鎘富集最小的蔬菜是瓜類,幾乎沒有超標現象。

  例如,研究人員對成都地區蔬菜的檢測表明,鎘富集濃度(污染濃度)的蔬菜依次為:菠菜>芹菜>大白菜>韭菜>黃瓜>油菜>花菜>番茄>甘藍。其中菠菜和芹菜的鎘超標最高。對合肥市蔬菜的檢測表明,鎘富集濃度依次為蔥蒜類>葉菜類>根莖類>豆類>茄果類>瓜類。

  另外,即使是同一種蔬菜,不同的部位富集重金屬的濃度也不一樣。例如,菠菜中的鎘含量大小依次為菜葉>根>莖稈;青菜中鎘的含量為菜葉>莖稈;芹菜的莖和葉蓄積鎘的能力差異更大,葉比莖的富集系數高出3.3倍。因此,菜葉相對蔬菜其他部位對鎘和其他重金屬的富集能力更強。

  如何減少食品和消費品中的重金屬

  消除食品和消費品中的重金屬最根本的方法是政府加強監管,減少環境污染,引導和實施科學的栽培方式。例如,需要在遠離城市和工業區的地方建立蔬菜和糧食基地,從而把重金屬對食品的污染減少到最低。此外,對於畜禽和水產品的人工養殖如果進行科學管理,也可以減少重金屬污染。例如,《山東省畜禽養殖管理辦法(草案)》目前正向社會徵求意見,山東的縣級政府擬將畜禽養殖區域劃分為禁止養殖區、控制養殖區和適度養殖區,並向社會公佈。

  蔬菜和糧食種植基地同樣可以進行控制。研究人員對大田蔬菜土壤監測發現,空氣污染嚴重地區的萵筍、大蔥和小蔥鎘含量明顯高於非污染區,但同一地點土壤的鎘含量與蔬菜鎘含量沒有相關性,因此推測大田蔬菜鎘污染與土壤關系較小,主要污染途徑源於菜葉與空氣直接接觸,通過葉面呼吸作用不斷吸入大氣污染中的鎘。所以,應當在遠離城市和工業區建立蔬菜基地。

  另外,可以調節土壤的pH值(酸鹼度),施加土壤改良劑和進行輪作、間作來減少作物中的重金屬等。例如,土壤中重金屬的活性與土壤pH值呈負相關,當土壤pH值在6.5以上時,土壤中的重金屬活性會大大降低。因此提高土壤pH值可以降低土壤鎘含量,由此降低蔬菜中鎘的含量。

  另一個方面是消費者要科學消費,盡量減少金屬通過食品和消費品進入機體。例如,戒煙不僅能遠離重金屬,還能避免煙草中其他毒素毒害自己和家人。而對於蔬菜消費,要按照重金屬富集程度由低到高的次序來選擇,即從瓜果類、根菜、豆類到葉菜類。

  至於水產品,要按魚類、甲殼類、貝類和頭足類的次序來消費,因為它們依次是重金屬含量較低的產品。而同一種產品,如魚類,一般不要吃魚卵,更不要吃脂肪。對於江南美味大閘蟹,也要忍痛割愛蟹卵。如此,可以把食品中的重金屬污染減少到最低程度。