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1、第4章 土壤对食品原料生产的影响与控制,重点与难点：水在食品原料与食品加工中有十分重要的作用和地位。水不仅是食品的组成部分，也是食品原料生长过程中不可缺少的重要基础物质和食品原料进行物质转换的前提基础。食品污染中的生物和非生物污染有一大部分可以说是食品原料引起的，而与食品原料接触的主要为空气、水、土壤，因此，充分考虑水在食品链中的安全性是确保食品安全的重要因素之一。当前对水体危害较大的是人为污染。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类,4.1.1 土壤的结构特点 土壤的自然本底：土壤本身就存在的矿物元素如钙、镁、铁、汞、铜、砷、鎘等的含量。 土壤的作用：是
2、人类农业生产的基地，是地球表层系统自然地理环境的重要组成部分，是地球陆地生态系统的基础，是珍贵的自然资源。 土壤自净：污染物进入土壤能被土壤颗粒吸附和固定，使其浓度降低、毒性减轻或者消失的性质。 土壤自净的类型：物理自净、化学自净、物理化学自净、生物自净。 土壤环境容量：是指土壤生态系统中某一特定的环境单元内，土壤所允许容纳污染物质的最大数量。,4.1 概述,4.1.2 土壤污染的发生与种类 土壤污染：是指土壤中增添了某些在正常情况下不存在的有害物质，或使土壤中某些固有的成分含量过高，致使健全的土壤功能受到损害，理化性质受到破坏，微生物活动受到影响，土壤肥力下降，影响农作物的生产与产量。 土壤
3、污染的发生： 农田施肥、农药施用和灌溉。 废物（垃圾、废渣和污水等）的处理场所。 大气或水体中的污染物的迁移和转化，进入土壤。,4.1 概述,土壤污染物的分类： （1）物理性污染物：主要指放射性污染物。 （2）化学性污染物： 无机污染物：重金属 有机污染物：有机农药、石油 （3）生物性污染物： 动物污染：寄生虫、有害昆虫 植物污染：蓝藻 微生物污染：病毒、细菌、真菌,4.1 概述,4.1.3 土壤污染对食品安全的影响 土壤污染的特点： 隐蔽性、滞后性、累积性、不可逆转性。 土壤受到污染后，污染物就可以通过陆生或水生食物链，危害食品安全，而人类位于食物链的最顶端，土壤污染最终会危害到人体的健康。
4、,4.1 概述,4.2 物理性污染物的影响,物理性污染物主要是指放射性污染物。 4.2.1 食品中放射性物质的来源 （1）食品原料中的天然放射性物质 （2）食品原料中的人工放射性物质 4.2.2 放射性物质对食品的污染及危害 4.2.3 关于辐射食品的安全性 (1) 有害物质的生成 （2）营养成分的破坏 （3）致癌物质的生成 （4）食品中的诱导放射性,4.3.1 土壤中石油烃类对作物的影响 石油中的芳香烃类物质对人及动物的毒性较大，尤其是双环和三环为代表的多环芳烃毒性更大。石油对土壤的污染会导致石油烃的某些成分在粮食中积累，影响粮食的品质，并通过食物链，对哺乳类动物和人类有致癌、致畸、致突变的
5、作用。 4.3.2 土壤中农药对作物的影响 4.3.3 土壤中酚、氰、二恶英残留对作物的影响,4.3 化学性污染物的影响,4.3.4 土壤中重金属离子污染对作物的影响 （1）汞 （2）镉 （3）铅 （4）铬 （5）砷 4.3.5 化肥使用不当对作物的影响,4.3 化学性污染物的影响,4.3.6 环境激素对生物体的影响 (1)概念： 环境激素（Environmental Endocrine)是指外因性干扰生物体内分泌的化学物质,这些物质可模拟体内的天然荷尔蒙，与荷尔蒙的受体结合，影响本来身体内荷尔蒙的量，以及使身体产生对体内荷尔蒙的过度作用；或直接刺激，或抑制内分泌系统，使内分泌系统失调，进而阻
6、碍生殖、发育等机能，甚至有引发恶性肿瘤与生物绝种的危害。,4.3 化学性污染物的影响,（2）由来： 科学研究证明，在正常情况下，人和其他生物具有共同的特点，即根据个体生长阶段所需要的物质，合成各种新陈代谢，并世代相传。然而近些年来，当产业化浪潮给人类带来物质文明时，人们也发现了一些存在于生物机体之外的激素，被广泛应用于农业生产和人们的日常生活中，在获取暂时利益的同时，也蒙受了巨大危害。为了使牛、羊多长肉、多产奶，人们给这些牲畜体内注射了大量雌激素；为了让池塘里的鱼虾迅速生长，养殖户添加了“催生”的激素饲料；为了促使蔬菜、瓜果个大，提前进入市场，菜农和果农们不惜喷洒或注射一定浓度的乙烯利、脱落酸
7、等“催生剂”。这种具有与人和生物内分泌激素作用类似的物质，或者说通过来自外部环境的合成化学物质，被科学界称之为环境激素。,4.3 化学性污染物的影响,（3）研究 环境激素这类物质的研究其实起步甚晚；虽然早在1950年就有关于会导致公鸡性成长发生变异，并产生所谓“化学去势”(chemical castration)现象的科研报告；而Rachel Carson于1962年出版的寂静的春天(Silent Spring)这本书里已谈论到DDT这类有机氯化合物所对于生态系统的危害；而于1930年代所开发用于防止流产的合成雌激素(DES，已烯雌酚)也于1960-1970年代发现只要用量过多将促使女性生殖器
8、官产生迟发性癌症；但科学界却是迟至1990年代才对于环境激素这类物质的数据具有较完整的论述和整理。,4.3 化学性污染物的影响,1991年7月，美国威斯康星州的温格斯普勒德举行了首届关于内分泌干扰物质的专家会议。这次的会议让人们正视到特定种类的化学物质所对于人和野生动物产生的类天然激素作用，其可能造成生殖功能受干扰，甚至导致癌症。对于这类化学物质的调查研究已刻不容缓。此后，人们开始渐渐重视这类化学物质的重要性，于1991年-1998年之间共计召开了7次关于环境激素的国际会议。曾经参与温格斯普勒德会议的T. Colborn、D. Dumanoski、J.P. Myers于1996年出版了我们被偷
9、走的未来(中文又译为：被夺取的未来、失窃的未来，Our Stolen Future)一书，本书是继寂静的春天后第一本更有系统介绍环境中潜在内分泌干扰物质的书籍，也因而引起各国政府与国际学术界对于环境激素更普遍的重视。,4.3 化学性污染物的影响,4.3 化学性污染物的影响,约在同一时间，日本也发现许多因为受到环境激素干扰而产生的疾病问题，于是日本的环保学界也开始聚焦于这类化学物质的研究。他们对于环境激素有另一项名称：环境荷尔蒙(Environmental hormone)。环境荷尔蒙是日本横滨市立大学井口泰泉教授等人所创的名词。国际学术界针对这类化学物质还有环境内分泌干扰物质(Environm
10、ental Endocrine Disrupting Chemicals)、内分泌干扰素(Endocrine disruptor)以及内分泌干扰物质(Endocrine Disrupting Chemicals)、第三类损害物、环境雌性素、环境干扰物等称呼，依习惯与操作定义而有所不同。这类物质在英文早期文献中被称为Endocrine disruptor，但现今英语国家多以Endocrine Disrupting Chemicals统称，或简称EDCs。,近几年，在美国学术界又有荷尔蒙活性物(Hormonally Active Agents，简称HAAs)的称呼。其中内分泌干扰物质的范围亦包括部
11、分实验室所刻意制造出来的化学物质或是医界用以模拟代替生物激素的合成物(1950年代以后医学界开始有越来越多的人工合成药物可以仿造天然激素的功能，如口服避孕药)、动物体激素(如畜牧业与水产养殖业为了大幅增高产量所使用的雌激素和生长素)、植物型雌性激素(如大豆异黄酮或黄酮类化合物）、农药(如DDT)以及化工业制品(如人造树脂、合成树脂、界面活性剂、塑料原料)等化学物质。,4.3 化学性污染物的影响,（4）危害 据科学研究初步证实，目前在社会生活中对人和动物起着类似于激素作用的有害物，已经发现至少三百余种。其主要危害表现为： 一是由于食物、饮水中大量存在环境激素物质，正在造成男人的精子减少，雄性退化
12、，乃至男性不育症的高发。 二是导致怀孕胎儿的致畸。经科学家研究发现，育龄妇女长期受环境激素的污染，会使受孕胎儿畸形的可能性大大增加，使胎儿的五官、肢体或性器官的局部畸形。 三是干扰和降低人体免疫机能。导致神经系统功能障碍、智力低下，严重的还会引发某些癌症。,4.3 化学性污染物的影响,日本环保研究所的坂布贡教授研究的一项结果显示，环境激素的污染，使饲养的鸡70患有眼病，30患有咳嗽，15患有气喘和支气管炎。恰恰这种鸡食品，已经有许多成为人们餐桌上津津乐道的美味佳肴。 常见的环境激素包括有机锡、二乙基人造雌性激素、多溴联苯醚(PBDEs)、六溴环十二烷(hexabromocyclododecan
13、e，HBCD)、二恶英(dioxin)、双酚A（Bisphenol A）与其衍生物、多氯联苯（Polychlorinated biphenyls ，PCB)、Methomyl、烷基酚聚氧乙烯醚（APE）、壬基酚(Nonyl phenol，NP)等，另外有研究指出环境污染物中的镉 (Cd)、铅(Pb)和汞 (Hg)等重金属产物亦为可疑的内分泌干扰物。,4.3 化学性污染物的影响,目前被确认的环境荷尔蒙还在持续不断的增加，由于人类的化工业和实验室仍旧每天制造出新的化学物质，因此如何判定世界上数以万计的人造化学物质哪些具有环境激素(环境荷尔蒙、内分泌干扰物质)的特性将是未来医学界、生态学界、环境科学
14、界、化工界与化学界等领域的科学家所共同必须努力解决的问题。,4.3 化学性污染物的影响,减少环境激素的有效途径 环境激素几乎无处不在，要彻底杜绝它不太可能。这就意味着人类已经别无选择，唯有尽量减少向环境中释放环境激素等有害化学物质，加强对人工合成化学物质从生产到应用的管理，停用或替代目前正在使用的包括杀虫剂、塑料添加剂等在内的环境激素。 1.尽量减少使用一次性用品。因为垃圾(特别是废旧塑料制品垃圾)焚烧能产生大量二恶英，释放大量环境激素，所以应尽可能减少使用一次性用品，如一次性饭盒、一次性卫生用品、一次性婴儿尿布等。,4.3 化学性污染物的影响,2.在日常生活中尽量使用布袋。塑料袋不仅增加垃圾
15、数量、占用耕地、污染土壤和地下水，更为严重的是它在自然界中上百年不能降解，若进行焚烧，又会产生二恶英等有毒气体。 3.选用大瓶、大袋包装的食品。商品的过分包装，加重了自然界的生态负担和消费者的经济负担。据统计，在工业化国家，包装废弃物几乎占家庭垃圾的一半。在日常生活中选用大瓶、大袋包装的食品，可减少包装的浪费和对环境的污染。,4.3 化学性污染物的影响,4.不用聚氯乙烯塑料容器在微波炉中加热。因为聚氯乙烯塑料制品中添加的增塑剂邻苯二甲酸酯类化合物是一种环境激素，而它可能在高温中渗出。 5.不用不合格的塑料奶瓶。在聚碳酸酯制成的奶瓶中倒入开水后，双酚A会溶出。 6.不用泡沫塑料容器泡方便面。方便
16、面容器90%以上采用聚苯乙烯泡沫塑料，而原料苯乙烯是一种致癌的环境激素类物质。在这类容器中倒入开水后，苯乙烯会溶出。,4.3 化学性污染物的影响,7.多用肥皂，少用洗涤剂。肥皂是天然原料脂肪加上碱制成的，使用后排放出去，很快就可由微生物分解。而洗涤剂成分复杂，多含有各种苯酚类有机物，是重要的激素来源，它的使用特别是含磷洗涤剂的使用，是水体富营养化的罪魁祸首之一。 8.少用室内杀虫剂。杀虫剂是环境激素的一种，它因毒性、高残留性在生物圈中循环，破坏生态平衡，损害人的神经系统，诱发多种病变，是人类健康的重大隐患。特别是在密闭的室内，杀虫剂会富集和残留，浓度越来越大，严重损害居住者健康。,4.3 化学性污染物的影响,9.简化房屋装修。装修房屋不仅浪费大量资源，而且还为健康带来隐患。氡气存在于建筑材料中，可诱发肺癌。石棉是强致癌物质，存在于耐火材料、绝缘材料、水泥制品中。家具黏合剂中的甲醛可引起皮肤过敏，刺激眼睛和呼吸道，并具有致癌和致畸作用。苯等挥发性有机物存在于装修材料、油漆和有机溶剂中，多具有较大的刺激性和毒性，能引起头痛、过敏、肝脏受损。甲醛、苯等物
