影响农产品质量安全的主要问题
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影响农产品质量安全的主要问题
目前工业上使用的有毒化学物质大约有12000种,其中有1000多
种有机杀虫剂,包括250种常用杀虫剂。
每年平均有500种以上新的
有毒化合物问世,这其中的大多数物质将对生态系统、人类社会产生
什么影响尚无法明确估计。
只有一些影响面大、与人类密切相关的有
毒物质和污染物受到人们的重视,进行了较为深入的研究。
这些物质
有的造成环境污染,直接影响人类健康;有的破坏生态环境,间接影
响人类健康;有的对植物造成危害,对人体不造成影响;有的对渔业
产生影响,有的通过食物链富集影响人体健康。
无公害农产品生产与
农业环境保护有联系,但解决的问题不一致。
这一章要讨论的是那些
通过农产品(种植业产品)进入人体,并对人类健康造成影响的污染物。
第一节人与环境的辩证关系
人体通过新陈代谢和周围环境进行物质交换。
科学研究表明,人
体血液中60多种化学元素含量与地壳中元素丰度有明显的相关性,如
岩石中某些物质含量高,则该物质在血液中的含量也相应地提高。
可
见化学物质是把人和环境联系起来的基本因素。
自然界是不断变化的,人体总是在内部调整其适应性,以与不断变化的地壳物质保持平衡。
环境污染导致一些化学品的突然增加,以及不在环境中的合成化
学品的出现,就会破坏人与环境的对立统一关系,因而会引起机体疾
病甚至死亡。
在正常的环境中,环境中物质与人体之间保持动态平衡,使人体
得以正常生长、发育,从事生产劳动,它可以使人们在积极工作后迅
速消除疲劳,激发人们的智慧和创造力。
相反,环境中废气、废水、
废渣、噪声、放射线等常常使人们发生中毒,或者感到烦躁,注意力
不集中,容易疲劳和激动,工作效率低,患病率上升。
人体的各种生理功能在一定程度上对环境变化具有一定的适应性。
如解毒功能和代谢功能往往能使人体与环境达到统一。
但是,这些功
能是有一定限度的。
如果大量工业“三废”、农药等有毒物质进入环境,并通过呼吸、饮水、食物等直接或间接地进入人体,当超过了人
体所能忍受的限度时,就会引起人体中毒,导致疾病,影响遗传甚至
危及生命,某些物质在自然界里含量过高或偏低还会造成一些地方病。
由此可见,人和环境是不可分割的辨证统一体,人与环境在历史
发展过程中形成了相互制约的关系、相互作用的统一关系。
第二节、空气污染
到目前为至,对空气污染物种类仍没有确切的统计数字,对人类
和植物造成危害并已被注意到的污染物也不少100余种,其中,工业
废气中排出的有毒气体污染面大,污染严重。
工业废气污染大致可分
为气体污染和气溶胶污染两类。
气体污染包括二氧化硫、氟化物、氯气、臭氧、氮氧化物、碳氢化合物等;气溶胶污染包括粉尘、烟尘等
固体粒子及烟雾、雾气等液体粒子。
对农产品威胁较大的污染物有二
氧化硫、氟化物、氯气、氮氧化物和煤烟粉尘等十余种。
这些污染物
有时表现为急性危害,农作物细胞及叶绿素遭到破坏,在叶片上出现
大量伤斑,严重时叶片枯死,甚至坏死脱落,造成严重减产;有时表
现为慢性危害,在污染物浓度较低时,表现出轻微伤害,也有的伤害
是隐性的。
这些对植物有害的污染物并不都对人体都产生危害,对人
体产生危害的空气污染物主要有:
1、二氧化硫二氧化硫是对农业危害最广泛的空气污染物。
主要
由燃烧合硫的煤、石油和焦油时产生。
正常情况下空气中二氧化硫的
含量大约是0.035微克/m3,对植物产生危害的二氧化硫浓度在0.5--10微克/m3以上。
二氧化硫侵入植物叶片的途径,是通过气孔逐渐扩
散到叶肉的海绵组织,再到栅栏组织,破坏叶绿体,使叶肉完全飘白
失绿,组织脱水,由黄变褐,最后枯死、脱落低浓度污染仅使细胞质
壁分离,而叶片保持绿色,有时会出现部分失绿。
一般大气中二氧化
硫在0.1~0.2ppm以上就会使植物出现伤害,但危害程度与它的浓度、
持续时间有关。
二氧化硫进入植物体后,在毒害植物组织的同时,经
过植物自身的自然解毒作用,变成毒性较小的硫酸态硫贮存下来。
当
受害浓度高、时间长时,植物累积过高,超过自身的解毒能力时,就
会影响到植物生理代谢活性,出现受害症状。
食用合硫量很高的叶片
会对人体产生危害。
因此,在无污染蔬菜产区的环境条件下,对空气
中的二氧化硫有要求,但在产品中却没有要求。
我市城区近5年来二
氧化硫日均值0.002~0.369微克/m3,5年平均值为0.059微克/m3,超标7.8%。
2、氟化物使用含氟原料的华工厂、冶金厂、磷肥厂和炼铝厂等
工厂排出,白银市氟化氢污染属全国较重区域,我市武南华工厂前几
年对周围村庄污染也较重。
氟化氢是一种无色、具有臭味的气体,其
毒性较二氧化硫大20倍,是空气污染物中对植物最有毒性的气体。
空
气中氟与农作物中的氟含量呈明显的正相关,土壤、灌溉水中的氟对
农作物中的氟影响不明显。
氟在人体内具有累积的特性,摄入过多的氟,会造成骨质疏松,所以在无公害蔬菜产地环境条件、产品中都有
要求。
氟是累积性毒物,人体平均总含氟量为2.57克。
据报道,日
平均摄取20~80毫克氟化物10~20年可使人中毒致残。
氟的急性中
毒表现为腹痛、腹泻、呕吐、四肢痛及痉挛。
慢性中毒表现为牙齿异
常(釉斑),骨质脆,进而造成甲状腺和肾的功能病变。
我们城市的
氟化物仅限于一些化工厂周围的一小部分地区,如中坝磷肥厂周围农
民近几年反映作物有受害现象。
3、粉尘和飘尘除气体外,空气污染物还含有大量固体或液体微粒,统称粉尘,它们形成胶体状态悬浮在空气中亦称气溶胶。
煤烟粉
尘是空气中粉尘的主要成分。
粉尘沉降在植物组织上,削弱了植物光
合作用,降低产品价值。
另外,工业废气中许多细小的金属微粒如铅、铬、镉、砷等多数能长时间飘浮在空气中,这些物质的毒性很大。
我市粉尘污染相对较重,近年日均浓度范围0.06~4.76mg,/m3,超
标率85%,且污染逐年上升。
第三节、水污染
水污染对农作物的危害表现在两个方面,其一为直接危害,即污
水中的酸、碱物质或油、沥青及其它悬浮物及高温水等,均可使植物
组织灼伤或腐蚀,引起生长不良,产量下降,或者产品本身带毒,不
能食用;其二为间接危害,也就是说,许多可溶于污水中水的有毒有
害物质被植物根系吸收到体内,影响到植物指出生长发育,引起减产,或使产品内毒物大量累积,通过食物链转移到人、畜体内,造成危害。
水中对农作物危害较大,且分布较广的污染物有以下几种。
一、无机物污水中的酸、碱、盐等,对植物直接有害,不会造成
农产品污染。
二、有机物污水中的有机外种类很多,有些对植物有营养作用,
如碳水化合物、脂肪、蛋白质等,污水灌溉可以增加作物营养,这是
原因,但有部分有机物对植物产生毒害作用,部分对人体产生毒害作用,这些物质是:
1、酚类化合物酚是石油化工、炼焦、和煤气、冶金、化工、陶瓷、塑料等工业废水中的主要有害物质。
酚对稍生物有毒杀作用,可
使细胞原生质中蛋白质凝固。
用高浓度的含酚废水灌溉作物,能抑制
植物对水分的吸收,破坏植物的指出生长发育。
更高的酚对人体是有
害的,有人认为它是助癌剂,但至今还没有酚的残留标准。
2、氰化物主要来源于炼焦、电镀、选矿、金属冶炼、化肥等某
些工厂生产过程中排放的氰的工业法。
氰及其化合物对生物的毒性,
主要是由于它能释放出游离氰,形成氢氰酸,这是一种害羞很强有剧
毒的污染物。
在低剂量的情况下,含氰废水对农作物影响不大,但对
动物、人、及水产影响较大。
3、苯及其化合物苯及其化合物主要来源于化工、合成纤维、塑料、橡胶,特别是炼焦和石油工业排放的废水。
苯及其化合物是致癌
物质,其中,致癌作用最强的苯并芘会随着水的运动而污染地下水。
含苯废水灌溉作物后,产品器官内含有异味,不能食用。
三、重金属
重金属一般指密度大于4.5g/kg的金属,自然界中约有60种重金属,这里要讨论的是指其中有毒的那部分。
砷在化学上主要表现为非
金属性,但它们在生物毒性上与重金属类似,因此在环境保护中将其
列入重金属。
对农产品最严重的污染是以下重金属:
1、铬铬及铬的化合物广泛用于电镀、金属加工、制革、涂料、
染料、钢铁和化工等工业。
铬只有在浓度较高时才会对作物产生毒性,当土壤中铬达到400毫克/千克左右时才有毒害。
铬通常以三价和六
价形式存在于自然界,在植物体中主要是三价铬,在水中则以六价形
态存在,六价铬对植物和人体的毒性很大。
铬对人类是致癌物,早在1973年WHO/FAO食品法典委员会即提出,每人每周铬的摄取量暂定为0.0067~0.0083毫克/千克(体重)。
2、镉通常自然界中镉的含量很低,污染环境中的镉主要来自金
属冶炼、金属开矿和使用镉为原料的电镀、电机、化工等工厂。
镉为
人体的非必需元素,是毒性很强的重金属,可以在人体内潜伏累积,
生物半衰期可长达16--33年,引起急慢性中毒。
20世纪50年代举世
闻名的日本公害病“骨痛病”就是镉在人体内的累积而引起的。
有的
研究还报道认为,镉有致癌和致畸作用,已被列入世界八大公害之一。
3、铅铅是当前最为重要的蓄积性污染元素,铅的重要来源是汽
车尾气,繁忙公里两侧的土壤中积累了大量铅。
铅对人体是一种累积
性毒物,铅中毒可由检查血中铅浓度进行诊断,其临床症状在血铅浓
度超过每100克80微克可表现出来,造成人体红细胞生命期缩短、肾
损伤及中枢神经系统紊乱。
在无公害农产品产地环境中规定,无公害
农产品生产基地须远离公路主干道100m。
4、汞污染环境的汞主要来自工业“三废”和含汞农药的施用。
汞是一种累积性毒物,对人体的危害性很大。
有机汞比金属汞的毒性
更大,在人体中排泄比较缓慢,其生物半衰期为70天左右。
汞可侵害
神经系统,使手、足麻痹,严重时痉挛致死。
日本20世纪50年代的
水俣事件是由食品中的甲基汞污染引起的,当时受害人数达1200多人。
灌溉水中汞含量达到0.74~0.36,对水稻的生长发育产生障碍,致死
浓度为3.65 mg/kg,我国农田灌溉水质标准中规定,汞的最高允许含
量为0.001 mg/kg;食品卫生标准中规定,粮食中汞的最高允许含量为0.02 mg/kg。
5、砷砷的环境污染物主要是造纸、皮革、硫酸、化肥、冶炼和
农药等工厂的废水及废气。
砷在自然界中分布广泛,是动植物所需微
量元素。
砷化物的毒性很大,属于高物质。
蔬菜能吸收污染大气中的砷,空气中砷主要来源于金属熔炼,煤的燃烧和使用含砷的杀虫剂。
砷的急性中毒表现胃肠炎症状;慢性中毒表现为多发性神经炎,砷被
认为是肺癌和皮肤癌的致病因素之一。
重金属污染物在水体中不能降解,只能发生形态在乎或分散和富集。
因此,重金属一旦进入环境,就很难从环境中清除。
重金属在水
中的迁移主要与沉淀和吸附有关、结合与螯合、氧化还原等作用有关。
水中重金属污染物对生物体和人类的毒性具有以下特点:(1)重
金属在水中含量很低时即可产生生物毒性。
一般重金属产生生物毒性
的范围为1~10 mg/kg;毒性较强的重金属如汞、镉等产生毒性的浓度范围约为0.01~0.001 mg/kg。
(2)某些重金属可以较低毒性的形态
在乎为更强毒性的形态。
如汞可在微生物的作用下转化为毒性更强的
甲基汞;三价铬可以被氧化为高毒性的六价铬。
(三)慢性中毒,不
易觉察。
不少重金属进入人体后难以排泄,而在人体某些器官中逐步
积累,引起慢性中毒。
平时不易觉察,一旦有症状出现则很难治疗。
(4)能通过食物链富集加剧人体慢性中毒。
日本六十年代发现的“水
俣病”是重金属污染典型事件之一。
当地工业含汞废水污染水体一方
面无机汞甲基化,一方面被硅藻吸收,通过硅藻→小昆虫→石斑鱼→
鳝鱼和→人体的食物链富集,鲶鱼中含汞量一般为10~20 mg/kg,最
高达到50~60 mg/kg,比水体含汞量高出1万至10万倍,为正常鱼体含汞量的900倍,人们长期食用这种鱼,汞就在体内大量积累,导致
中枢神经系统损害,直至死亡。
四、害虫
在未处理的食品工业水、医院污水和生活污水及未腐熟的粪便水中,常常携带有大量的致病微生物,用这些污水灌溉蔬菜,如果采后处理不当,蔬菜即成了病菌进入人体的载体,因此,在无公害蔬菜产区的环境和技术法规中部分都有明确要求。
第四节、土壤污染
一、土壤污染概述
土壤是农业生产的基本环境条件,是一种宝贵的自然资源。
土壤是一个复杂的系统,其内部不停地进行着生物、化学、和物理变化,各种物质不断循环。
从外界环境进入土壤的物质,在一定限度内能通过这些变化而转化,维持正常的物质循环,这个限度就是土壤容量。
通过各种途径进入土壤的污染物的数量和强度超过了这一能力,土壤就不能正常地净化它们,土壤机能遭到破坏,理会、生物性质变劣,这种现象就叫做土壤污染。
其结果是农作物生长发育受到影响,导致产量或品质降低,甚至有毒有害物质残留于农产品中,并通过食物链影响人体健康。
1、土壤污染物及其来源
污染土壤的物质主要有无机物(重金属,铬、镉、汞、铅、砷、铜、锌、镍等以及盐碱类)、有机农药、有机废弃物、化肥、污泥、寄生虫、病原菌等。
无机物中有些盐类可被逐渐溶解、淋失,在土壤中累积的问题不大。
重金属或类重金属、高残留农药六六六、DDT等性质稳定,在土壤中移动性小,降解缓慢,残留在土体中很难消失,且一般多在耕层积累,它们很容易从土壤中转移到作物中,引起农产品污染。
根据污染物来源,土壤污染可分为以下几种类型:
(1)水体污染型。
利用工业废水或城市污水进行灌溉时,污染物质随水进入土壤。
我国污水灌区普查发现,重金属污染已出现在许多大城市的郊区和污水灌溉区。
我市中坝、羊下坝等灌溉污水的土壤调查,重金属大多已超标。
(2)大气污染型。
大气污染物自然沉降、或随雨水进入土壤,造
成土壤污染,如酸雨使土壤逐渐酸化。
(3)农业污染型。
大量使用高残留农药和高杂质磷肥,造成土壤
中重金属、农药积累。
(4)生物污染型。
垃圾、污泥、粪便和生活污水等进入农田,如
果未进行适当的消毒和灭菌,则土壤易遭受生物污染,成为某些病原
菌的疫源地。
(5)固体废弃物污染型。
垃圾、矿渣、飞灰和其他物质进入农田,而使土壤受到污染。
2、土壤污染特征
(1)隐蔽性。
土壤污染与水和大气污染不同,水和大气污染比较
直观,有时通过人的感觉器官也能发现。
而土壤污染则比较隐蔽,不
可能通过感官观察,往往要通过农作物的污染,然后可以通过吃食物
的人或动物的健康状况来反映。
从开始污染到导致后果的出现,有一
个较长时期的隐蔽过程。
(2)持久性。
污染物进入土壤内,一土壤自净的净化要生动,
另一方面又不断的进行累积。
当累积到一定数量时,便可能引起土壤
成分、结构、性质和功能的变化,使土壤污染。
土壤污染以后很难恢复,特别是重金属污染是不可逆的,而且是一个持久的过程。
(3)间接有害性。
土壤污染的后果是严重的。
首先,污染物通过
食物链对动物和人类健康有害;其次,土壤污染还可通过地下渗漏,
造成地下水污染,或通过地表径流污染水域;另外,风蚀还可将土壤
污染地区的土粒吹到远方,扩大污染源。
所以土壤污染又间接地污染
了水和大气,成为二次污染。