动物产品中的有毒元素与环境健康

李俊霞

（聊城大学，山东聊城 252000）

1 前言

近年来，人们十分关注有毒元素对环境的污染程度及其与公众健康的关系。砷、镉、铅和汞等有毒元素通常被认为是意外污染物，但在新动物中也经常发现微量，这些元素对人体健康有重大威胁。它们能产生神经毒性、肾毒性、致癌作用，损害心血管系统功能、骨骼结构，同时能穿透血胎盘屏障。在机体中的积累主要是在骨组织中积累铅，在肾和肝组织中积累镉，在脑组织中积累甲基汞化合物。其毒性作用的明显症状在少量接触时不会立即出现，而是在许多个月甚至数年之后或几代人之后才出现。早期变化只能在生理或生化水平上观察到（马鑫雨等，2016）。这些元素通过食物链转移到人和动物身上，其毒性取决于元素的化学形式、剂量、给药途径及给动物使用该元素的频率和时间（盛媛，2017）。动物饲料和饲料中元素的过量往往是人类行为造成的，它们是农业生产或工业生产的产物，或者是由于偶然或故意使用造成的。这些有毒元素在动物组织中的浓度主要取决于该元素在饲料中的浓度、吸收程度、组织中元素的浓度、机体对该元素稳态的控制机制及涉及的动物种类（Kan和 Meijer，2007）。

2 有毒元素与环境健康

一般而言，有毒元素的潜在食物接触途径包括摄入鱼类、贝类、肉类、野味、奶制品、蛋类和蔬菜。肌肉和牛奶不太可能显示出高水平的有毒元素，除非动物采食高水平有毒元素污染的日粮。另一方面，随着动物日粮有毒元素水平的升高，肝脏和肾脏往往表现出明显的剂量反应（单丹，2016）。家畜肌肉、肝脏、肾脏、牛奶、鸡蛋和蜂蜜中镉、汞、铅等有毒元素的含量差异很大。动物暴露于高水平的有毒元素或低于必要微量元素的最佳水平都可能产生不利影响，如生殖障碍、生理异常、行为改变甚至死亡。畜禽中积累的有毒元素会传递给食用肉类的人，并可能对公众的健康造成危害。肾脏和肝脏构成了一个特殊的困境，因为它们与生物积累的有毒元素（如铅、砷、镉和汞）密切相关，但也可以作为人类饮食中必需微量元素（尤其是铜、铁、锌和硒）的丰富来源（Nriagu等，2009）。

2.1 重金属重金属（如汞、镉、铅等）是海洋生物组织中积累的一组剧毒物质，通过食物链传递给人类。文献报道表明，这些毒物对人体健康有危害作用（Aschner，2002）。近年来，人们广泛宣传食用海鲜对健康的益处。海鲜富含蛋白质，含有低胆固醇、高百分比的多不饱和脂肪酸、脂溶性维生素和必需矿物质。鱼是人类饮食的主要组成部分，因为鱼患冠心病、高血压和癌症的风险较低。鱼类也一直是海洋环境中有毒元素监测项目比价受欢迎的目标，因为取样、样品制备和化学分析通常比水和沉积物等替代选择更简单、迅速和便宜。处于食物链较高水平的鱼类积累了大量的这些有毒元素，其积累取决于从体内摄入和排出的程度（Karadede等，2004）。工业化和常规农业活动的增加有助于它们在自然水域中含量的增加。但鱼类和其他水生生物中重金属的积累对人类健康是一个非常重要的问题，因为人消费的鱼类及其副产品量在逐渐升高。不同鱼种的有毒元素积累取决于鱼的摄食习惯、大小和长度，特别是其栖息地。在不同水生生物中，蛤蜊和贻贝由于栖息地和摄食习惯而积累了大量有毒元素。

3 最常见的有毒元素

重金属毒性是当前主要的环境健康问题之一，通过食物链的生物积累具有潜在危险性。

3.1 汞汞是生物浓缩程度最高的神经毒物之一，广泛存在于环境中。它对动物的器官系统，特别是中枢神经系统有毒。汞的毒性与其化学形态有关，包括元素的、无机的和有机的。有机形式通常是甲基汞比其他两种形式更危险。而无机和有机形式的两种汞都存在于食物中。食物中的汞含量不一致，反映了当地环境的污染程度。烷基汞化合物倾向于在骨骼肌和大脑中积累，而芳基化合物和无机汞盐则倾向于在肝脏和肾脏中积累（刘琳和陆亮，2019）。

3.2 铅铅是一种非必需的微量元素。长期以来，人们都知道铅对大脑、肾脏和生殖系统有毒，还会导致智力功能受损、生育能力下降、流产和高血压。由于铅往往积聚在骨骼、牙齿、头发、血液和尿液中。铅毒性主要对儿童大脑造成不可逆的损害，并阻碍身体的防御机制（李珊珊等，2013）。有研究表明，学龄儿童接触铅会显著降低其智商，并与攻击性行为、犯罪和注意力障碍有关。在成年人中，铅暴露与血压升高和高血压有关，已知这些情况会增加心血管疾病的风险（Kaplan和Yaman，2009）。动物源性食品通常不含过量的铅，浓度最高的动物组织是肝脏、肾脏和骨骼，牛奶中铅浓度通常比血液中的低很多。此外，反刍动物是最敏感的家畜，它们更频繁地暴露于大剂量的铅之下。铅可以抑制血红素的合成，降低红细胞存活率，具有致癌性，还可以破坏核酸的稳定性（宋春丽等，2017）。

3.3 镉在重金属中，镉特别引起国际上越来越多的关注，因为人们普遍认为，镉的毒性远远高于其他重金属。镉被认为是潜在的致癌物，与许多疾病有关，特别是心血管、肾脏、神经系统、血液和骨骼疾病（Jarup，2003）。根据食物来源不同，像镉这样的污染物可能在食物中大量存在。已知的污染元素与必需微量金属的稳态调节动力学相互作用，因此，其吸收可能在必需金属缺乏状态下增加。在其他情况下，一种污染元素可能会减少另一种基本必需元素的吸收，成为恶性循环的一部分。因此，有关食品中有毒元素浓度（如镉）及其饮食摄入的信息对评估其对人类健康的风险非常重要（Zhuang等，2009）。

3.4 砷砷天然存在于地壳中，广泛分布在环境中。自然矿化和微生物活动促进了砷在环境中的运移，而人为干预加剧了砷的污染。虽然砷在工业、农业、医疗和其他方面都有用途，但其对包括人类在内的各种生物都有毒性作用。砷暴露不仅可能影响其身体器官，特别是皮肤失去功能，还可能干扰免疫系统的正常功能（Duker等，2005）。砷（例如三价砷）可通过与巯基蛋白和酶的相互作用使细胞内的蛋白和酶变性，并通过增加细胞内活性氧种类造成细胞损伤。因此，从饮食中暴露于这些污染物的潜在公共卫生风险仍然是必须研究、管制的主题。

4 结论

相关文献报道的重金属浓度数据由于不同研究之间的差异，可能会有一些差异，这可能会影响得到数据的一致性。但这些差异还不足以影响一般的评估结果，因为所选研究使用的研究方法彼此非常相似，且被科学界广泛接受。有毒元素暴露参数的选择在健康风险评估中起非常重要的作用。为了使误差最小化，人体暴露参数主要从国内相关研究中选取，而重金属毒性参数则来源于相关毒理评估试验。本综述概况性的描述了常见有毒元素（重金属）的污染水平和健康风险，其中重金属造成的土壤污染继续对公众，特别是对儿童和生活在污染最严重地区的人构成高致癌性和非致癌性风险。