牛奶中铅的污染及控制措施
2018-02-15王丽芳张三粉冯小慧姚一萍
宋 洁,王丽芳,张三粉,冯小慧,杜 琳,姚一萍,史 培
[农业部农产品质量安全风险评估实验室(呼和浩特) 内蒙古农牧业科学院资源环境与检测技术研究所,内蒙古 呼和浩特 010031]
牛奶是人类重要的食品来源之一,近年来国内外牛奶污染物如重金属等安全事件频发,表明牛奶中的污染物对人类健康存在安全隐患。为此,各国政府加强了牛奶污染物管理,设定了牛奶中污染物限量,增加了食品安全机构的建设经费投入[1]。铅属于蓄积性毒物,在6类重金属污染物中其毒性位居首位,被世界卫生组织认为是潜在的致癌物质之一[2]。婴幼儿对铅等重金属较为敏感,低剂量也易发生明显的毒害作用,因此,阐明这些重金属的来源和危害,制定限量值,并采取有效控制措施对于保障人类健康至关重要。笔者对牛奶中铅的存在形式、来源、危害、限量、检测方法、防控措施等进行综述,以期增加消费者对牛奶中铅污染的科学认识。
1 牛奶中铅的存在形式
铅(Pb)是灰白色、质软、具有延展性的金属,不溶于水,易溶于硝酸溶液和热的硫酸溶液。在自然界中,铅多以氧化物和盐的形式存在,除乙酸铅、氯酸铅、亚硝酸铅和氯化铅外,一般很难或不溶于水;氧化铅易溶于硝酸,难溶于碱;二氧化铅稍溶于碱而难溶于硝酸;硫酸铅、铬酸铅、硫化铅不溶于水,但部分可溶于酸性胃液中,所以口服有毒性[3]。
通常有机铅的毒性比无机铅大,如均为无色透明油状液体的四甲基铅和四乙基铅,它们不溶于水,易溶于有机溶剂与脂肪。虽然同为有机铅,但其毒性也不同。四乙基铅的化学稳定性差,容易降解生成离子型的烷基化合物。大量研究表明,带电荷的烷基铅化合物具有更大的毒性,且烷基铅的毒性高于同类的芳基铅[4]。
2 牛奶中铅的来源
铅在自然界中分布很广,在地壳中的含量约为0.0016%。随着工业、农业生产的不断发展,全世界每年消耗铅约400万t,主要来源于工业“三废”、生活垃圾和汽车尾气排放等,大部分以各种形式排放到环境中,导致环境污染加剧,造成饲养用水及饲料中有害重金属铅的含量不断增加。通过重金属的生物迁移作用,使得牛奶等畜产品中铅的含量不断增加,进而可能被人体吸收。此外,牛奶在采集、运输、加工过程中也存在偶然污染的情况。
汽车尾气排放是大气中铅污染的主要来源,大气中铅含量的变化能迅速使植物叶片中铅的含量发生相应改变,特别是位于公路两侧的草本植物和农作物。研究表明,在交通繁忙的公路两侧80 m左右处,仍可检出草本植物中铅含量的增加;在20 m内的草本植物其铅含量较远距离道路增加了2~3倍;而靠近主干道两侧的植物中铅含量大多超标,大部分铅集中于其表皮[3]。农业上造成铅污染的另一途径是施用含铅的化肥和农药,经日积月累,导致土壤中铅超标。铅进入土壤生态系统后很难被降解,且易被农作物吸收,一旦被奶牛等牲畜采食,即可通过牛奶等畜产品进入人体[5]。天然水体中铅含量一般约为5 μg/mL,可能来自河流、井、岩石和被工业污染的含铅废水中。
3 牛奶中铅的危害
铅的存在形态影响着人体对铅的吸收程度及铅的毒性大小[6]。铅主要随牛奶及奶制品经口摄入的方式进入机体,有5%~10%在消化道内吸收,吸收部位主要是十二指肠。体内剩余铅的90%取代骨中的钙而蓄积于骨骼中,随着蓄积量的增加,机体可出现一些毒性反应[7];另一部分由胆汁分泌进入肠道,随粪便排出,还可经尿液、乳汁、汗腺、唾液等途径排出[8]。
铅中毒具有蓄积性,随着人体内铅蓄积量的增加可产生一系列的损害。铅在人体中的生物半衰期约为1 460 d,在骨中的半衰期约为3 650 d。无机铅和有机铅对人体的毒害作用有所不同,无机铅主要引起造血器官、肾脏、消化器官、中枢神经系统的毒害,有机铅主要引起局部轻度腐蚀,并在胃中因胃酸作用形成PbCl2,在小肠液及脂肪作用下生成脂肪酸铅后,由淋巴管及血液吸收,中毒时引起呕吐、血便、头晕、头痛、四肢麻痹、昏睡等症状[9]。此外,急性铅中毒与慢性铅中毒有所区别,发生急性铅中毒时铅的主要沉积组织部位是肝和肾而不是骨[8]。
我国畜禽肉、蛋、奶等食品中铅污染问题尤为突出[10]。成人膳食中铅的吸收率在10%以下,3个月到8岁的儿童膳食铅的吸收率最高可达50%。从危害程度来说,铅对胎儿和幼儿生长发育影响最大,因此,儿童发生铅中毒的概率远远高于成年人。铅中毒后往往表现为智力低下、反应迟钝、贫血等慢性中毒症状[11]。血液铅含量被认为是评定人体铅含量的重要指标,人体铅吸收一旦过量就会造成血铅含量升高,因此,血铅可以反映出人体铅暴露水平及其对人体健康的影响。世界卫生组织建议,暂定成人每周允许铅摄入量为25 μg/kg,并制定相关标准:当血铅浓度≥100 μg/L时即为铅中毒[12]。
4 牛奶中铅的限量
各国政府和国际组织分别对本国和本组织成员国规定了食品中污染物限量值。国际食品法典委员会(CAC)遵照 Codex Stan 193—1995《国际食品法典食品及饲料中污染物和毒素通用标准》[13],欧盟遵照2006年颁布的(EC)No 1881/2006《食品中特定污染物最高限量》[14],美国遵照食品药品监督管理局(FDA)等相关法规规定。我国国家标准GB 2762—2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》中规定了食品中铅的限量标准,其中大部分食品中铅限量标准与欧盟铅限量标准相一致[15-16],但牛奶中铅限量指标相对较宽松,我国牛奶中铅限量指标为0.05 mg/kg,而CAC和欧盟限量标准中相应的限量指标为0.02 mg/kg。这与我国实际国情有关,整体上看,随着工业污染的控制和无铅汽油的使用,我国污染物限量标准正逐步与国际接轨,食品铅的污染水平有所下降,但部分食品仍难以达到国际标准水平。由于我国铅污染一直是比较严重的环境问题,短时间内很难降低,目前已有的我国污染物监测数据不支持采用CAC和欧盟标准[10]。如果CAC加大铅控制力度,其限量标准会更加严格,这可能会对我国国际贸易有所影响,因此,我国应及早对铅污染进行有效的控制。
5 牛奶中铅的检测方法
我国牛奶中铅的含量测定按照GB 5009.12—2017《食品安全国家标准食品中铅的测定》,常用检测方法包括以下几种:石墨炉原子吸收光谱法,其检出限为0.02 mg/kg;电感耦合等离子体质谱法(ICP/MS),检出限为 0.02 mg/kg;火焰原子吸收光谱法,检出限为0.4 mg/kg;二硫腙光度法,检出限为 1 mg/kg[17]。
6 牛奶中铅污染的控制措施
6.1 加强食品安全监督管理
管理部门应提高重视程度,完善食品安全标准,加强食品安全监督检测工作。限制使用含金属铅的牛奶加工用具、管道、容器和包装材料,严格控制盛装牛奶容器中铅的含量和溶出量。
6.2 控制环境铅污染
含铅汽油是环境铅污染最主要的来源。严格按照环境标准执行工业“三废”的排放,加强农用化学物质的管理,禁止使用含铅的农药、化肥等农业化学投入品。同时制定作物生产基地污染物本底限量值,对农作物种植地的本底应调查清楚,特别是在繁忙的公路两侧各100 m内的农作物应加以控制。
6.3 加强饲料加工行业的管理
要降低动物食品中的铅残留,必须严格执行饲料卫生标准和相关法规,控制原料质量,禁止铅含量较高的饲料流入市场,严禁铅污染严重的饲料原料用于生产,在加工、贮存过程中尽量避免铅污染。
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[13]Codex Alimentarius Commission.General Standard for Contaminants and Toxins in Food and Feed:Codex Stan 193—1995[S].Rome:Codex Alimentarius Commission,1995.
[14]European Union.Commission Regulation-setting maximum levels for certain contaminants in foodstuffs:(EC)No 1881/2006 [Z].Luxembourg:European Commission,2006.
[15]中华人民共和国卫生和计划生育委员会,国家食品药品监督管理总局.食品安全国家标准 食品中污染物限量:GB 2762—2017[S].北京:中国标准出版社,2017.
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[17]中华人民共和国卫生和计划生育委员会,国家食品药品监督管理总局.食品安全国家标准 食品中铅的测定:GB 5009.12—2017[S].北京:中国标准出版社,2017.