饲料中有机胂添加剂的作用和危害

任　傲，张　彬（湖南农业大学动物科技学院，长沙　410128）

饲料中有机胂添加剂的作用和危害

任傲，张彬*
（湖南农业大学动物科技学院，长沙410128）

摘要：砷作为动物生命活动的必需元素，常在动物生产中用做添加剂。由于不合理的使用，大量的砷被排放到环境中，造成了严重的环境污染，且对人体和动物健康产生了严重的危害。文章主要对有机胂添加剂的作用和危害进行综述。

关键词：有机胂；生理功能；环境污染；危害

砷元素具有重要的生理功能，如促进蛋白质的合成、杀灭寄生虫、抑制病原微生物、提高生长率和改进饲料利用率等[ 1 ]。有机胂制剂作为饲料添加剂，在世界范围内被广泛用于畜禽促生长，已在畜禽养殖业取得相当好的经济效益。1907年，有机胂问世以后，便被广泛用于兽医临床的治疗和饲料添加剂。有机胂制剂作为动物饲料添加剂，其主要作用是抗病原微生物和促生长。一般认为，元素砷几乎无毒，而砷氧化物及其盐类绝大部分属于剧毒类化合物，无机砷毒性大幅高于有机胂[ 2 ]。有机胂相比无机砷虽然毒性小很多，但大部分经粪尿排出体外，在环境中会转化为无机砷，严重污染环境，对动物及人体健康造成巨大威胁。国家环保总局于2008年将有机胂饲料添加剂纳入第一批“高污染、高环境风险”产品名录中[ 3 ]。

1　有机胂添加剂的种类及其作用

1.1饲料中主要添加种类

国内外使用的有机胂饲料添加剂种类包括硝羟苯胂酸（洛克沙胂）、对氨基苯胂酸（阿散酸）、硝苯胂酸、卡巴胂和保地诺，目前最主要且应用广泛的两种为洛克沙胂和阿散酸[ 4 ]。对氨基苯砷酸及其钠盐（阿散酸）分子式为C6H6AsNO3，相对分子质量为217.06。洛克沙胂，化学名称3-硝基-4-羟基苯胂酸，分子式为C6H6AsNO6，相对分子质量为263. 04[ 5 ]。

1.2有机胂制剂的作用

1.2.1促进生长，改善料肉比

砷在体内具有还原和氧化双重作用，影响物质代谢，尤其是与体内氧化酶的巯基相互作用，减弱异化，增强同化作用，促进蛋白质合成。樊哲炎等用有机胂制剂（洛克沙胂和阿散酸）对4周龄断奶仔猪进行生长性能试验，研究表明，添加洛克沙胂50 mg·kg-1和阿散酸100 mg·kg-1均能提高仔猪生产性能，日增重、饲料转化率和经济效益也有提高[ 6 ]。龙丽等发现，在仔猪日粮中分别添加洛克沙胂55 mg·kg-1和阿散酸100 mg·kg-1，与对照组相比平均日增重分别提高了13.4%、10.6%，料肉比降低了13.3%、11.3%[ 7 ]。

1.2.2杀灭寄生虫，抑制病原微生物，提高机体免疫力

有机胂制剂能与肠道寄生虫、血原虫等寄生虫体内蛋白质的-SH基结合，通过形成共价键影响虫体的生长代谢而发挥驱杀作用。有机胂制剂具有较广泛的抗菌谱，可杀死肠道中多种有害菌和致病菌，使肠壁变薄，有利于营养物质的吸收和转运。而且有机胂能够治疗和防治猪的下痢、腹泻，预防鸡的球虫病、霉形体菌和大肠杆菌病的产生[ 8 ]。曹爱智等利用阿散酸连续饲喂海兰褐蛋公雏鸡70 d，结果表明，雏鸡日粮中添加阿散酸200 mg·kg-1能够极显著提高血清溶菌酶含量、碳粒廓清指数、免疫器官指数、新城疫抗体水平和血清球蛋白含量（P<0.01），说明日粮中添加阿散酸200 mg·kg-1能够提高雏鸡的免疫力[ 9 ]。

1.2.3其他作用

何万领等向小鼠日粮中分别添加洛克沙胂制剂0、40、80 mg·kg-1，结果发现与对照组相比，添加洛克沙胂40 mg·kg-1组小鼠铁的表观吸收率提高了14.57%，肝脏、肾脏、脾脏、小肠和腿肌铁含量显著升高（P<0.05）；添加洛克沙胂80 mg·kg-1组铁的表观吸收率降低了14.93%，肝脏、肾脏、脾脏、小肠和腿肌铁含量显著降低（P<0.05）；结果表明添加洛克沙胂40 mg·kg-1可以促进铁的吸收，添加洛克沙胂80 mg·kg-1会抑制铁的吸收[10]。此外，高级动物体内砷胆碱能够替代磷胆碱的功能，能够抵抗缺乏胆碱所引起的家禽骨短粗病；砷可以调节精氨酸的代谢；砷能够刺激造血器官，促进血红蛋白的形成和铁的利用，促进微循环的改善[11]；有机胂制剂能使毛细血管扩张，改善皮肤营养，促进血红蛋白合成，使动物表现出皮红毛亮的外观[12]；有机胂制剂还是某些酶的激活剂或抑制剂，能够促进骨髓的造血功能，能对抗硒中毒、颉颃汞、铅等金属的毒性。日粮中缺砷会导致山羊受孕率下降、流产率升高，大鼠缺砷生长缓慢、毛色杂乱发黄、细胞膜渗透性升高，猪、鸡幼年缺砷则生长减慢[13]。

2　有机胂制剂的使用现状

美国药品与食品管理局（FDA）于1964年允许有机胂制剂应用于鸡饲料[12]。1975年，Nielson等证明砷是一种动物所必需的微量元素，有机胂制剂的应用更加广泛[14]。1983年，美国正式批准有机胂制剂作为猪、鸡的促生长剂。我国农业部于1993年在《饲料药物添加剂使用规范》中批准阿散酸使用于养猪和养鸡业，1996年于《饲料药物添加剂使用规范》批准洛克沙胂的使用[12]。

有机胂在动物生产中有重要的作用，但由于其残留会带来一定环境污染，所以对于有机胂添加剂的使用范围有明确规定。美国药品与食品管理局规定，当以提高饲料转化率、增重、改善皮肤营养为目的时，阿散酸的使用量限制为50~100 mg·kg-1，洛克沙胂为25~75 mg·kg-1；而在鸡的日粮中，阿散酸的使用量限制为50~100 mg·kg-1，洛克沙胂为25~ 50 mg·kg-1[12]。美国每年消费的有机胂约在400 t[ 9 ]。英国兽药典至今仍收载有机胂品种，阿根廷、西班牙、芬兰、匈牙利等国的商品性有机胂饲料添加剂品种也很多，目前我国生产的有机胂产品如阿散酸和洛克沙胂两种有机胂制剂每年在中国的消费量约2 000 t，主要用作猪饲料、肉鸡饲料、反刍动物饲料的添加剂使用[1]。

我国农业部168号公告《饲料药物添加剂使用规范》中规定阿散酸在猪、鸡配合饲料中添加量为100 mg·kg-1，洛克沙胂为50 mg·kg-1；添加有机胂制剂的猪、家禽配合饲料中总砷按添加比例折算后应低于相应猪、家禽配合饲料的允许量；GB 13078-2001饲料卫生标准中规定砷的允许量<20 mg·kg-1，猪、家禽浓缩饲料中砷的允许量≤10.0 mg·kg-1，牛、羊精料补充料中砷的允许量≤10.0 mg·kg-1。但实际畜、禽饲料中有机胂添加量都超过规定添加量，大部分猪浓缩饲料中氨苯胂酸添加量达到300 mg·kg-1，洛克沙胂添加量达到200 mg·kg-1[15]。此外，有机胂添加剂的休药期为5 d，产蛋期禁用，蛋类、畜禽肉类中无机砷最高残留限量为0.05 mg·kg-1，奶粉中无机砷最高残留限量为0.25 mg·kg-1[16]。

3　有机胂添加剂残留

饲料中有机胂添加剂含量为1~4.5 mg·kg-1时，即可满足大多数动物的营养需要，且动物对砷有一个耐受限度，牛、猪、鸡耐受量分别为5、1 000、200~500 mg·kg-1[17]。动物对砷的吸收量很少，当有机胂制剂的含量超过耐受量时，绝大部分以原形随粪便和尿液排出体外，造成严重的环境污染[18]。据世界卫生组织公布，目前全球至少有5 000万人口正面临着地方性砷中毒的威胁，其中大多数为亚洲国家，而中国正是受砷毒危害最为严重的国家之一。澳大利亚、孟加拉国、印度、中国、日本、美国等多个国家已经有关于地下水、地表水、土壤受砷污染的报道[19]。

3.1对土壤的污染

我国有大面积的土壤受到砷污染，首先因砷中毒而患病的报道就来自我国湖南省、四川省、贵州省、广西壮族自治区等，其中广西壮族自治区和湖南省的污染面积已经达到上千平方千米[20]。砷在土壤中的转化是一个十分复杂的过程，在土壤中能够残留1 000~3 000年，这严重影响了耕地使用和粮食安全[21]。有研究表明，有机胂添加剂排出体外后有70%~80%为其原形，在土壤中会与微生物和矿物质发生转化，例如堆肥后产生甲基胂酸、二甲基胂酸、苯胂酸等不同的无机砷化合物[15]。根据美国FDA规定的有机胂添加剂使用量，一个10 000头猪的猪场连续使用含砷饲料，5~8年内将向周围环境中排放砷1 t，16年后土壤中的含砷量将翻1倍[22]。李银生等对两个长期使用洛克沙胂的养猪场周围土壤含砷量和蚯蚓体内含砷量及几种酶活性进行测定，结果发现，猪场周围的土壤存在砷污染，土壤中蚯蚓体内砷富集且酶活性发生改变，而且在离猪场约1 km处，土壤中砷的浓度比正常土壤高89%[23]。王付民等对广东省15个长期使用阿散酸的大型猪场周围及农田土壤进行调查，结果发现，猪场排污口200~500 m处的土壤中砷含量高于正常土壤中砷含量；长期以猪粪为肥料的甘薯地土壤中砷含量为25.83~ 55.54 mg·kg-1，远高于自然界土壤中正常砷含量（15 mg·kg-1）；甘薯根内总砷含量远超过国家规定最高限量（0.5 mg·kg-1），达到最高检出限的300%~ 600%；而且甘薯中各组织的砷含量与土壤中的砷含量成正比[24]。

3.2对地下水质的污染

地下水砷污染的来源主要分为人为来源和天然来源[25]。人为来源主要指人为的活动造成的地下水含砷量增加，比如砷矿的开采、含砷农药的使用等；天然来源主要指天然含砷矿物质在自然环境下将砷释放到环境中[26]。地下水砷污染的形成机制主要包括磷酸根与砷的竞争吸附机制、碳酸盐取代砷机制、As（5价）还原机制、硫化物氧化机制、铁氧化物的还原溶解机制（包括Fe和As）的还原作用、有机碳的作用以及微生物的作用[27]。砷进入地下水会对地下水造成严重的污染，地下水里的砷会通过饮水和食物等途径进入人体，在人体内积累到一定量时会对人体的健康造成危害。因此，世界卫生组织、美国、日本、欧盟等先后将饮用水中砷的安全标准定为10 μg·L-1，2008年7月我国新颁布的《生活饮用水卫生标准》将砷的安全标准由50 μg·L-1降到10 μg·L-1[28]。

我国地下水砷污染现状不容乐观，目前有1 960万人口用水遭到砷污染[28]。有研究表明，饮用水中砷浓度为0.12 μg·L-1时，10年后砷中毒发病率为1.43%；饮用水中砷浓度为0.6 μg·L-1时，中毒的最短潜伏期为半年，10年后发病率为47.18%[29]。罗艳丽等利用网格采样法对新疆奎屯123团土壤及地下水中砷含量状况进行调查分析，研究发现土壤中砷的含量为8.36～39.63mg·kg-1，平均值为16.67 mg·kg-1，高于我国的平均水平；自流井中水体含砷浓度范围在0.07~0.83 mg·kg-1，远远大于10 μg·L-1的安全标准[30]。刘春华等采集黄河下游鲁北平原1092地下水样，进行无机分析和现场测试数据，结果发现整个地区26.65%的样品含砷量超过饮用水标准，超标区域的面积占整个区域面积的17.3%，约7%的地下水污染由人类活动造成，其中12%砷污染源来自养殖场砷排放[31]。段艳华等对江汉平原高砷地下水监测场39个地下水样品进行分析，发现有87%监测场井水样总砷浓度超过了WHO饮用水标准限定值，大部分水样总砷浓度在10~100 μg·L-1，最大值达到1 072 μg·L-1，10、25、50 m 3种不同深度的监测井中，25 m深的井水中含砷浓度最高[32]。

4　有机胂对人体与动物健康的危害

砷是人与动物必需的元素，适量的摄入对人与动物具有一定的益处，但是过量摄入会造成砷中毒，甚至导致死亡[33]。

4.1对人体的危害

长期接触含砷化合物会对人体产生毒副作用，无机砷被人体吸收会引起周围神经系统障碍、造血机能受阻、肝脏肿大、色素过度沉积，有机胂会造成中枢神经系统失调[16]。饮食中长期含砷会引起：皮肤变暗，手掌、足底、躯体上出现“鸡眼”，最终可能发展成皮肤癌；心肌去极化、心律失常、缺血性心脏病、高血压、血管壁增厚和血栓；鼻腔和咽喉黏膜受到刺激，导致咽喉炎、支气管炎和鼻炎；周围神经病变；增加肝脏、肺、膀胱、肾、前列腺等部位发生癌变的危险[19]。

4.2对畜禽类的危害

砷的药理作用跟毒理作用基本相同，既能杀死病菌和寄生虫，同样也会对宿主产生毒害作用[34]。在动物饲料中添加有机胂添加剂虽然不会产生急性中毒，但是如果长期或者过量使用则会对动物的组织和器官产生毒副作用[16]。禽类急性砷中毒常见的症状为翅下垂、羽毛蓬乱、食欲废绝、张口流涎、吐出臭水、口黏膜红肿、排水样粪并带血、有蒜臭味，有的未出现症状便死亡；猪发生砷中毒初期会出现食欲废绝、流涎、呕吐、肚腹胀满、剧烈疼痛、不安、腹泻、粪中带血、气味恶臭或有伪膜等症状[35]。陈建国等对砷中毒仔猪的研究发现，死猪表皮有一定程度的淤血，耳叶呈现青紫色，腹部也有紫红色斑点[36]。

5　展望

近年来，我国畜牧业迅速发展，砷作为饲料添加剂的使用很不规范，生产商家一味的追求经济效益而忽视了环境保护，大量的砷被排放到环境中，对土壤和地下水造成了严重的污染[37]。环境中的砷通过食物链和饮水积累到人体内，对人类健康产生了巨大的威胁。因此，在发展养殖业的同时，也应注重经济、社会、环境的可持续发展，严格按照国家标准，合理使用砷添加剂，保护生存环境和自身健康[38]。

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前沿科技摘编

The Functions and Damages of Organic Arsenic in Feed

REN Ao, ZHANG Bin*
（College of Animal Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China）

Abstract:As an essential element for animal life, arsenic often used as an additive. However, the unreason⁃able use of arsenic resulted in high levels of arsenic released into the environment, which bring serious environment pollution and serious harm to human's and animal's health. In this paper, the function and harm of organic arsines additives were reviewed.

Key words:organic arsenic; physiological function; environmental pollution; harm

*通讯作者：教授，博士生导师，E-mail: zhb8236@126.com。

作者简介：任傲（1992-），男，湖南岳阳人，硕士研究生，研究方向为反刍动物营养。

收稿日期：2015-05-08

中图分类号：S859.79；S816.7

文献标志码：A

文章编号：1001-0084（2015）07-0036-05