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论环境污染与食品安全

2019
03/27
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guona

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建筑界
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【摘要】本篇论文围绕1、原生环境与食品安全2、次生环境与食品安全3、环境污染与食品安全发展趋势三个方面展开,供大家参考学习:

[摘要]:环境对食品的影响可分为原生环境以及次生环境对食品安全的影响,其中次生环境中能够对食品安全造成影响的污染物是多种多样的,它们主要来源于工业、采矿、能源、交通、城市排污及农业生产,并通过大气、水体、土壤及食物链危及人类饮食安全。本篇文章主要从原生环境和次生环境,以及次生环境中的诸多方面来探讨环境污染与食品安全的关系及相应措施,以及对环境污染与食品安全发展趋势进行简要介绍。

[关键字]:环境;污染;食品安全;趋势

食品是人类生存和发展的最基本物质,人类在对食品永不满足需求的同时,也不断地促进和发展了食品的生产,今天食品工业已是许多国家在各个产业中名列前茅的重要支柱产业。对于食品而言安全性本来是食品最基本的要求,食品应具有安全、营养和食欲三个基本要素,其中安全则是消费者选择食品的首要标准。但近年来在世界范围内不断出现食品安全事件,如英国“疯牛病”事件,比利时“二噁英”事件,日本的“O-157”事件以及国内发生的苏丹红色素、吊白块、毒米、毒油、孔雀石绿、瘦肉精等事件,使得全球食品安全形势十分严峻,日益严重的环境污染和频繁发生的食品安全事件给人类生命与健康带来巨大威胁,并已成为全球关注的两大热点问题[1]。

一、 原生环境与食品安全

原生环境是指天然形成,并且基本上未受人为活动影响的自然环境。其中存在着对人体健康有利的许多因素,例如,清洁和具有正常化学组成的水、空气、土壤、适宜的的太阳辐射,都对健康起促进作用。

但在有些地区,原生环境对人群健康也会带来不良影响。例如,由于地理地质原因,有的地区的水或土壤出现某些元素过多或过少的现象,从而影响当地居民摄入这些元素的数量,引起各种类型生物地球化学性疾病(地方病)。如由缺碘导致的地方性甲状腺肿,由缺硒导致的克山病,以及地方性氟病、慢性砷中毒、慢性硒中毒等元素慢性中毒。

二、 次生环境与食品安全

次生环境是指由于人类社会生产活动改变了原生的自然环境,从而给人类的生产生活带来一些列不利的因素,甚至造成生态系统的破坏,因此发生的环境问题,称为此生环境问题,又称二次环境问题。

无论是发展中国家还是发达国家,随着人类对环境与资源不适当或过度的开发和利用,使得地球资源、自然环境和种群所面临的危机逐步升级,更使得环境污染问题越来越突出。伴随着工业化和城市化的加快,有毒有害的污染物种类和数量都在不断增加,当各种污染物进入大气、水体的土壤,其数量、浓度和持续时间超过了环境的自净能力,以至于破坏生态平衡,影响人体健康,就会造成环境污染。环境污染可以使环境中的物质组成发成改变,而且环境污染物可以通过大气、水体、土壤和食物链等多种途径对人体产生影响,从而产生由环境污染而引起的食品安全问题。

大气污染与食品安全

大气污染(air pollution)是指人类活动向大气排放的污染物或有它转化成的二次污染物在大气中的浓度达到有害程度的现象。大气污染物的种类很多,其理化性质非常复杂,毒性也各不相同,主要来源为矿物燃料(如煤和石油等)燃烧和工业生产。大气污染物对农作物的危害种类也很多,如二氧化硫、酸雨、氧化剂、氟化物、汽车尾气、粉尘等。长期暴露在污染空气中的动植物,由于其体内外污染物质增多,可造成其生长发育不良或受阻,甚至发病或死亡。人类食物都直接或间接来自动植物,大气污染也会影响食品的安全性。

1.1 大气污染物来源及对食品安全性的影响

二氧化硫(sulfur dioxide)作为一种常见的空气污染物来说,二氧化硫比任何其他污染物的历史更悠久。大气中二氧化硫的来源有天然来源和人工来源两个,二氧化硫有四类天然排放源:海洋雾沫,它们会夹带一些雾沫到空中;土壤中某些有机体,如动物死尸和植物枯枝在细菌作用下可分解产生某些硫化物,继而转化为SO2;火山爆发,也将喷出可观量的SO2气体;雷电和干热引起的森林火灾也是一种天然SO2排放源,因为树木也含有微量硫。人工排放源主要是矿石燃料、煤、油的燃烧,有色金属冶炼、硫酸厂等。SO2是我国大气污染中的主要污染物,随着我国经济的迅速发展,以为煤主要能源的消耗量不断增加,是大气中SO2浓度持续增加,因而对农业生产环境造成了严重的危害。对于不同作物的生长而言,SO2对其影响是不一样的,如SO2可降低油菜相对生长速率RGR的变化;而对大豆干物质积累,叶面积和株高增长以及棉花生物量均有明显抑制作用。对于农作物来说不同的作物其产量和品质构成因子也是不一样的,SO2对油菜、菜豆、番茄和胡萝卜产生影响很大,可造成其严重减产。并对游离氨基酸,叶片含糖量均有较大影响。

自20世纪70年代以来,全球SO2的产生量平均每年以5%的速率递增,到20世纪末超过3.7×108t.据统计,1995年我国SO2的发生量为2.370×107t,居全世界第一位(林肇信等,1999)。

酸雨(acid rain)是由大气污染而造成的,酸雨中含有多种无机酸和有机酸,其中绝大部分是硫酸和硝酸。多数情况下以硫酸为主,根据世界各地酸雨成分分析发现,酸雨中90%以上是硫酸和硝酸,尤以硫酸含量最高,这说明从污染源排放出的SO2和NOX是形成酸雨的主要起始物。酸雨通过两种途径影响农作物,一种是直接接触植物的营养器官和繁殖器官,影响其生长和生产力;另一种是逐渐影响土壤,改变其物理、化学和生物学性质,通过较长时期是土壤肥力下降,从而间接影响农作物的生长和生产力。来说,从衡量农作物生长的各项指标来看,酸雨对农作物的生长有抑制作用,但不同作物对酸雨的抗性又不一样,且随着时间的延长,对酸雨的抗性又增强的趋势[2]。

氟化物(fluorid)包括氟化氢(HF)、氟化硅(SiF4)、氟硅酸(HSiF6)、氟化钙(CaF2)微粒等。引起大气污染的氟化物,主要来自砖瓦、水泥、陶瓷、磷肥、电解铝、含氟药物、农药、塑料、橡胶、冷冻机的制造、加工行业,另外,燃烧煤炭产生的烟气中也含有大量氟化物。砖瓦厂排放的氟化物,主要来自于土壤原料--砖坯。高温灼烧,可是土壤中较稳定的氟化物转变为气态氟化氢和四氟化硅,并从烟道排放到大气中。氟化物对食品污染主要分为两类:

生活燃煤污染型。这种类型的污染表现为对食品的直接污染,在一些高寒山区,气候寒冷潮湿,烤火期长,粮食含水量高,需煤火烘烤,故居民终年煤火不息。这些地区地区煤储量丰富,而煤质低劣,高氟高硫,加之当地落后的燃煤方式,使用简陋的燃煤炉灶,甚至直接在室内燃烧,在室内贮存、烧制的粮菜被污染严重,居民食用后可引起中毒;工业生产污染型。氟具有在生物体内积累的特点,农作物可直接吸收空气中的氟化物,受氟污染的农作物除会使污染区域的粮菜生物食用安全性受到影响外,氟化物还会通过禽畜食用牧草后进入食物链,对食品造成污染

氯化物(chlorid)污染主要是氯气的污染。大气中的氯气浓度很低,只有在化工厂、电化厂、农药厂、塑料厂、玻璃厂、冶炼厂、自来水净化厂等发生泄漏时,氯气才会造成职务急性危害。氯的化学性质远不如氟,主要以氯气单质形态存在于大气中。氯气进入植物组织后产生的次氯酸是较强的氧化剂,由于其具有强氧化性,会使叶绿素分解。症状是:叶尖黄白化,渐及全叶;伤斑不规则,边缘不清晰,呈褐色;妨碍同化作用,乃至坏死;玉米呈浅褐色棱状斑;杨树叶呈褐色、卷曲或枯萎;菠菜叶面出现黄斑、稍卷曲等所有植物均可受害。

粉尘(dust)可由爆炸、粉末状物质的混合、过筛、包装、搬运等产生。沉积于工作环境的降尘由于震动或气流的影响,重有悬浮于空气中成为二次扬尘,也是粉尘的颗粒来源之一。煤的燃烧也可产生烟尘,烟尘由炭黑颗粒、煤粒和飞灰组成。固定的尘埃与雾或细雨相结合后落到植物叶子上时,能使植物受到损害。粉尘水溶液呈现的酸或碱性能使叶片细胞受害,角质层解体或出现坏死性斑点。污染物中的重金属及其他颗粒成分也会造成植物组织损伤。煤烟直接危害作物,使果蔬品质下降[3]。

1.2防治大气污染对食品危害的措施

控制大气污染最主要的措施就是改变能源消费结构,采用清洁能源或进行新能源的开发可减少SO2、NOX氟化物、粉尘的排放,改进燃烧装置和燃烧技术可提高燃烧效率和降低其排放量;采用无害生产工艺或低污染的生产工艺,加强企业管理。

(1)采用脱硫脱氮技术。包括燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫以及排烟脱氮。

(2)植物净化。植物对SO2的净化作用大致包括两部分,一是植物表面附着粉尘等固体污染物而吸附一部分SO2;二是SO2通过植物体表面被吸收到体内后进而转化或排出体外。

(3)提高农作物抗性。由于农作物的可塑性和环境条件对污染物的作用,人工措施在一定程度上可以提高农作物的抗性或降低污染物的伤害,而间接提高农作物的抗性。包括筛选培育抗性品种、抗性锻炼、水肥调控和施用生理活性物质[4]。

水体污染对食品安全性的影响

水体(water body)有两个含义:一般是指河流、湖泊、沼泽、水库、地下水、海洋的总称,在环境学领域中则把水体当作包括水中的悬浮物、溶解物质、底泥和水生生物等完整的生态系统或完整的综合自然体来看。

随着工业农业生产的发展和城市人口的增加,工业废水和生活污水的排放量日益增加,大量污染物进入河流、湖泊、海洋和地下水等水体,使水和水体底泥的理化性质或生物群落发生变化,造成水体污染。

2.1水体主要污染物和来源

水体中的污染物种类很多,一般分为无机污染物、治病微生物、植物营养素、好氧污染物和重金属离子五类。

无机污染物主要来自炼焦、电镀、塑料、化肥、硫酸和硝酸等工厂排出的废水,如各种氢氰 酸、氰化钾、硫酸、硝酸等。致病微生物主要来自生物制品、制革业、饲养场和生活污水,有各种病菌、病毒和寄生虫等种类。植物营养素主要来自食品、化肥、工业废水和生活污水,有硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐和磷酸盐等。这些营养素如果在水中大量积累,造成水的富营养化,是藻类大量繁殖,导致水质恶化。好氧微生物主要来自食品工业、造纸工业、化纤工业排放的污水及生活污水,当水中微生物分解这些有机物时,要消耗水中的溶解氧,使水中缺氧,并产生硫化氢、氨等气体,使水质恶化。重金属离子则来自农药、医药、仪表及各类有色金属矿山的废水,如贡、镉、铬、铅、砷等各种重金属离子毒物,在水中比较稳定,是污染水体的剧毒物质。

2.2污水灌溉对食品安全性的影响

污水灌溉(sewage irrigation)是利用经过一定处理或未经处理的污水,工业废水或生活与工业混合污水灌溉农田、牧场等。

水体污染引起的食品安全问题,主要是通过污水中的有毒物质在动植物中积累而造成的。水体污染能直接引起污染水体中水生生物中有害物质的积累,而对陆生生物的影响主要通过污灌的方式进入。污灌中重金属污染是引起食品安全问题的原因之一。矿山、冶炼、电镀、化工等工业废水中常含有大量重金属物质,如汞、镉、铜、铅、砷等,未经过处理的或处理不达标的污水灌入农田,会造成土壤和农作物的污染。随污水进入农田的有害物质,能被农作物吸收和累积,以致其含量过高,甚至超过人畜实物标准,而造成对人体的危害。

2.3水污染对水产品质量安全性的影响

由于工业排污、城镇生活排污、农业面临排污和事故性排污等方面的影响,水产养殖区域水质恶化,主要污染物为无机氮、磷酸盐、石油类和重金属。

水体污染引起的食品安全性问题,主要是通过污水中的又害物质在动植物中累积而造成的。污染物随污水进入水体以后,能够通过植物根系向地上部分以及果实中转移,使有害物质在作物中累积,同时也能进入生活在水中的水生动物体内蓄积。污水中的酚类物质、石油废水以及重金属均可对鱼类等水生生物造成毒性。

2.4食品加工用水对食品安全性的影响

目前在国内市场上,发现用双氧水,即3%过氧化氢(H2O2)的水溶液来漂白、泡发、保存诸如牛百叶、鸭掌、虾仁、鱿鱼等。双氧水有漂白、杀菌作用,但残留的过氧化氢能与蛋白质、淀粉发生反应生成过氧化物,进入人体的胃后会破坏消化酶、刺激消化道,并诱发癌症的危险。

生产用水(冰)的卫生质量是影响食品卫生关键元素,食品加工厂应有充足供应的水源,对于任何食品的加工,首要的一点就是要保证水的安全。食品加工企业一个完整的SSOP,首先要考虑与食品接触物或与食品接触物表面接触用水(冰)的来源,处理应符合有关规定,并要考虑非生产用水及污水处理的交叉污染问题[5]。

土壤污染对食品安全性的影响

土壤污染(soil contamination)是指人类活动所产生的污染物进入土壤,当其含量超过土壤本身的自净能力,并使土壤的成分、性质发生改变,降低农作物的产量和质量,并危害人体健康的现象。

土壤污染和大气污染、水污染具有明显的不同点,在于某些污染物侵入土壤后对农作物的影响并不会很快反映出来,而是要在土壤介质中,经过一段迁移、富集过程,即通过土壤对其物理化学吸附、过滤阻流、化学沉淀、生物吸收等过程,不断在土壤中积累。当其数量超过土壤自净能力的限度,便会使土壤的物理化学性质发生变化,从而影响作物生长,并使有害物质在农作物内残留或累积。当进入土壤的污染物不断增加,致使土壤结构严重破坏,土壤微生物或小动物就会减少或死亡,这会使农作物的产量明显降低,收获的作物体内毒物残留量很高,影响食用安全。

3.1土壤污染物对食品安全性影响

土壤中的多种有害物质都可对食品安全造成影响,如土壤中的酚类、氰化物以及重金属等,在这里我们重点介绍一下重金属的危害。

重金属由于不能够被土壤微生物分解,易在土壤中累积,甚至在土壤中易转化为毒性更大的物质,通过食物链在动物、人体内累积,严重影响人体健康。在工业高度发的的日本许多城市郊区的蔬菜良田被工业废气、废水、废渣所污染,消费者重金属慢性中毒事件时有发生,引起日本政府的高度重视和社会的广泛关注。澳洲耕地土壤中镉含量为0.11-6.37mg/kg,调查中发现大约10%的蔬菜超过澳洲食品标准(≤0.05mg/kg鲜重);瑞士农田污灌造成土壤镉、铜、锌的累积,甜菜、莴苣、马铃薯和花生受到重金属污染;我国目前受重金属污染的耕地面积近2000×104hm2,约占总耕地面积的1/5,其中镉污染耕地1.33×104hm2,涉及11个省25个地区;被汞污染的耕地3.2×104hm2,涉及15个省21个地区[6]。

重金属影响食品质量,沿着食物链富集放大,在粮食作物中残留并最终导致人体中毒的严重事故时有发生,如日本的骨痛病和水俣病。20世纪50年代以来,重金属一直是全球环境生态学家研究的热门课题。然而,大多数普通消费者对食品质量观念仅仅局限在农药残留和食品变质上,对土壤重金属污染知之甚少。同时,重金属污染有潜在性,无明显可见标识,普通消费者无法从外观上判断食品能受到重金属污染并避开它。随着人们环保意识的提高及对环境污染的控制,重金属污染问题虽然得到逐步改善,然而要想在短时间内使食品中的重金属水平达到国际标准还有相当难度[7]。

3.2防治土壤污染对食品危害的措施

在土壤方面,要控制和消除土壤污染源。严格控制工业“三废”的排放量,大力推行绿色环保工艺。加强土壤污灌区的监测和管理,污灌废水的质量必须严格控制在国家国家灌溉水质标准内,以免使带有不易降解的残留污染物进入土壤,引起土壤污染。合理使用农药、化肥,杜绝在蔬菜上施用剧毒、高毒农药,注意蔬菜采收时的安全间隔期。采用综合防治措施,既要防治病虫害对农作物的威胁,又要做到既高效又经济的把农药对环境和人体健康的影响控制在最低程度。增强土壤有机质含量、砂掺黏改良沙性土壤,增加和改善土壤胶体的种类和数量,增加土壤对有害污染物的吸附能力和吸附量,分离和培养新的微生物品种,增强生物降解作用,是提高土壤净化能力极为重要的一环。

农耕方面,通过选择适当种类和形式的化肥,增施有机肥等农业措施,合理利用肥料中的阴阳离子、有机质与重金属的交互作用,抑制和免除作物对重金属的吸收,选育对重金属抗性强、吸收少的农作物品种在污染区种植。调整污染区种植结构,重金属严重污染区不要蔬菜和粮食作物,特别是根菜和叶菜类,而改为林地或种植对重金属少的经济作物。大力推广无公害技术,无公害农业已成为现代农业的必然发展趋势,它不但强调传统农业的“高产、优产、高效”,更注重现代农业的“低耗和无污染”。

广泛宣传由于土壤污染引起的食品安全性问题已经引起了全社会的关注,但从总体上来讲,重视程度还远远不够,公众尚未充分认识到土壤污染对生态环境和人类健康的潜在危害。因此,要加大宣传力度,使广大群众,尤其是广大农民充分认识到土壤污染的严重性,只有这样,才能使防治土壤污染对食品的危害变成每一个公民的自觉行动[8]。

三、 环境污染与食品安全发展趋势

发展可靠、快速、便捷、精确的食品安全检测技术。

建立一批在技术上与国际接轨,经过科学认证的重点研究和监测机构,为食品安全的检测技术与重点方案提供科技支撑。依据中国国情,在近期应重点发展快速检测技术。加快研制检测所需要的消耗品,重点开发有关有关安全限量标准中对应的农药、兽药、重要有机物污染物、食品添加剂、饲料添加剂与违禁化学品、生物毒素的检测技术和相关设备,建立食品安全检测实验室质量控制规范[9]。

发展食品安全过程控制技术[10]

根据对“从农田到餐桌”进行全程控制的要求,发展食品生产、加工、贮运、包装等各环节的安全技术,建立对食品安全进行全过程控制的技术体系。发展饲料安全质量控制技术,开发和推广安全、无污染、高效饲料品种以及安全高效、质优价廉的天然药物饲料添加剂替代品,发展饲料安全配制技术。不断改进饲料的加工工艺和设备,降低饲料中有毒成分残留。

发展食品生产、加工、贮藏、包装与运输过程中安全控制技术。在农业生产环节,推广清洁生产技术,鼓励合理使用化肥,利用生物技术和物理方法控制作物病虫害。大力发展养殖业病害检测和防治技术、健康养殖技术与设备设施的研究开发。

大力加强食品加工技术与设备的研究开发

制定科学合理的生产工艺规范,保证生产环境和人员卫生;保证原料清洗水的卫生质量,科学合理的使用防腐剂、色素、面团改良剂等食品添加剂,延长食品的保质期和改善感官品质。发展食品辐照技术,确定不同类食品最低辐照有效剂量以及相关辐照剂量参数。

发展食源性危害危险性评估技术与方法

在开展危险评估的过程中,将食源性疾病相关的高危因素作为分析重点,重视针对易感人群的危险性评估。广泛使用的农药、兽药、食品添加剂以及其他危害性大的化学污染物是重点评估对象。

加强毒理学研究,确定化学性危害对人体健康产生的不良作用。充分利用生物标志物进行危险性评估,阐明中国主要化学污染物的作用机制,给药剂量、药物作用剂量关系,药物代谢动力学和药效学[11]。

四、 结语

民以食为天,食品安全是上至国家领导、下至普通百姓都很关注的大事,近年来频发的食品安全事件,足以说明安全状况不容乐观,环境污染对食品安全性的威胁问题不可掉以轻心。国家应制定和完善相关法规规范企业的生产, 实行生产全过程控制使环境污染降低到最少, 提高食品质量。把开发食品和经济发展与环境保护有机的结合起来, 协调好环境、资源、食品、健康间的关系, 建立起人和生物圈之间良好的共存关系, 促进经济、社会和生态之间的协调发展, 实现我国国民经济和社会可持续发展。

参考文献

[1] 张乃明主编.环境污染与食品安全.北京:化学工业出版社,2007.1

[2] 曹洪法,高映新,舒剑民等.模拟酸雨对农作物生长和产量影响的初步探究, 1989,13(1):49-56

[3] 宋玉芝.植物与大气污染.气象教育与科技,2002,24(2)11-16

[4] 环境污染与食品安全-污染物及其危害(二).新农业.2004,3:47-48

[5] 陈炳卿,孙长颢.食品污染与健康.北京:化学工业出版社,2002

[6] 常学秀,施晓东.土壤重金属污染与食品安全.云南环境科学,2001,20(增):21-24

[7] 常学秀,文传浩,王焕校.重金属与人体健康.云南环境科学,2000,19(1):59-61

[8] 陈怀满主编.环境土壤学.北京:科学出版社,2004

[9] 饲料添加剂与人类健康环境.山东饲料,2003,(12):18-20

[10] 贾英民主编.食品安全控制技术.北京:中国农业出版社,2006

[11] 王扬.我国的食品安全问题与对策.南方农村,2005(2):28-31


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