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新疆阿克苏和伊犁地区肉牛产地土壤、水和饲料中重金属含量的测定研究(可编辑)

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新疆阿克苏和伊犁地区肉牛产地土壤、水和饲料中重金属含量的测定研究(可编辑)新疆阿克苏和伊犁地区肉牛产地土壤、水和饲料中重金属含量的测定研究(可编辑) 新疆阿克苏和伊犁地区肉牛产地土壤、水和饲料中重金 属含量的测定研究 S855.9 10758 分类号: 学校代 码: 1136020319 密 级: 公开 学 号: 兽医硕士专业学位论 文 新疆阿克苏和伊犁地区肉牛产地土壤、 水和饲 料 中重金属含量的测定研究 Determination of Heavy Metals in Soil ,Water and Feed from Beef Cattle Producing A...

新疆阿克苏和伊犁地区肉牛产地土壤、水和饲料中重金属含量的测定研究(可编辑)
新疆阿克苏和伊犁地区肉牛产地土壤、水和饲料中重金属含量的测定研究(可编辑) 新疆阿克苏和伊犁地区肉牛产地土壤、水和饲料中重金 属含量的测定研究 S855.9 10758 分类号: 学校代 码: 1136020319 密 级: 公开 学 号: 兽医硕士专业学位论 文 新疆阿克苏和伊犁地区肉牛产地土壤、 水和饲 料 中重金属含量的测定研究 Determination of Heavy Metals in Soil ,Water and Feed from Beef Cattle Producing Area in Akesu and Yili Prefectures in Xinjiang研 究 生 姓 名 马亚楠 校 内 导 师 姓 名 及 职 称 姚刚 教授 校 外 导 师 姓 名 及 职 称 何宗霖 高 级 兽 医师 专 业 学 位 类 别 兽医 硕士 领 域 名 称研 究 方 向 畜产品质量安全 所 在 学 院 动医 学院 新疆?乌 鲁木齐 二?一三 年六 月独 创 性 声 明 本 人 声 明 所 呈 交 的 论 文 是 我 个 人 在 导 师 指 导 下 进 行 的 研 究 工 作 及 取 得 的研究成果。尽我 所知,除了文中特 别加以标注和致谢 的地方外,论文中 不包含其他人已经 发表或撰写过的研 究成果,也不包含 为获得新疆农业大 学或其他教育单位 的学位或证书而使 用过的材料。与我 一同工作的同志对 本研究所 做的任 何 贡献均已 在论文 中 作了明确 的说明 并 表示了谢 意。 研究生签 名: 时间:年 月 日 关 于学位 论文 使用授 权的 说明 本人完全了解新疆 农业大学有关保留 、使用学位论文的 规定,即: 新疆 农业大学有权保留 并向国家有关部门 或机构送交论文的 复印件和电子文 档,可以采用影印 、缩印或扫描等复 制手段保存、汇编 学位论文,允许论 文被查阅和借阅。 本人授权新疆农业 大学将学位论文的 全部或部分内容编 入有关数 据库进 行 检索,可 以公布 ( 包括刊登 )论文 的 全部或部 分内容 。 ( 保密的 学位论 文 在解密后 应遵守 此 协议 )研究生签 名: 时间:年 月 日 导师签名:时间:年 月 日 本 文 是国 家 科技 支 撑计 划 项目 “ 新 疆牛 肉 安全 高 效生 产 关键 技 术研 究 与示 范 ” 课题四- “ 肉牛生 产 质量 监 测关 键 技术 研 发与 示 范” 的 部 分研 究 成果 ( 项 目编 号:2011BAD47B04 ) 课 题 主持 人:姚刚 教授 ( 新 疆农 业 大学 ) 新疆 阿 克 苏 和 伊犁 地 区 肉 牛 产 地土 壤 、 水 和饲料中 重金属 含量的 测定 研究 摘 要 产地环境是影响肉牛生产与畜产品质量安全的重要环节之一 。 本研究 采用流动注射 - 氢化物发生- 原子吸收 法 和火焰- 原子吸收法对新疆 阿克苏和伊犁地区的 8 个肉牛养殖场 中的土壤 、 水和 饲 料 进行 重 金 属砷 (As ) 、汞(Hg ) 、铅 (Pb ) 、镉(Cd ) 、铬 (Cr ) 的 检测。结果表明 : (1)阿克苏地区 3 个养殖场土壤中未受到 As 、Hg、Pb、Cr 的污染, Cd 的单项污染系数达 到 P 1.145, 超出 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 限值, 5 种重金属的综合污染系数 P 为 0.879, Cd 未超过国家标准,但却达到了警戒值;伊犁地区 5 个肉牛养殖场的 土壤中未受到 As 、 Hg 、Pb 、Cr 的污染,Cd 单项污染系数 P 为 0.742 , 达到了警戒值;5 种重金属的综合 Cd 污染系数 P 为 0.728,未超过国家标准,但却达到了警戒值,两地区养殖场的土壤环境 均符合畜禽养殖产地环境 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 和畜产品安全生产要求。 (2) 阿克苏地 区 3 个肉牛养殖场 水中 As 、Cd、Cr 的含量均 为未检出,Hg 单 项污染系数 P 为 0.602 和 Pb 单项污 染 系 Hg 数 P 为 0.162 ,表示未污染;综合污染系数 P 为 0.701,刚刚达到警 戒 值 下 限 ; 伊 犁 地 Pb 区 5 个肉牛养殖场 水中 As 、Cd 、Cr 的含量均未未检出,Hg 单 项 污染系数 P 为 0.378 Hg 和 Pb 单项污染系数 P 为 0.045,表示未污染 ;综合污染系数 P 为 0.543 ,表示水中 未 Pb 受到 5 种重金属的污染, 两地区养殖场的水环境符合畜禽养殖产地环境规 范和畜产品安 全生产的要求。 (3)阿克苏地区养殖场饲料中 Cd 的单项污染系数 P 达到 3.677 ,5 种 Cd 重金属综合污染系数为 1.558;伊犁地区养殖场饲料中 Cd 与 Cr 的单项污 染系数 P 和 Cd P 分别 达到 2.318 和 1.997 , 5 种重金属综合污染系数为 1.307; 均超 出国标 的限定范围, Cr 饲料受到轻度污染。 本研究结果表明新疆阿克苏和伊犁地区 肉牛生产主产 区土壤和水中 均未受到重金属 污染, 饲料受到轻度污染, 该研究结果为新疆肉牛安全生 产风险控制 模 型数据库 的建立提供了科 学依据。 关键词: 肉牛;土壤;水;饲料;重金属I Determination of Heavy metals in Soil, Water and Feed from Beef Cattle Producing Area in Akesu and Yili Prefecture in Xinjiang AbstractThe quality of environment is one of the most links for the safety control of animal production and its products. The five heavy metals, namely, Arsenic As, Mercury Hg, lead Pb, Cadmium Cd and Chromium Cr in the soil, water and feed from 8 beef cattlefarms and their surrounds in Akesu and Yili prefectures, Xinjiang, were detected by the Flow Injection - Hydride Generation - Atomic Absorption Spectrometry FI - HG - AAS and Flame atomic absorption spectrometry. The results showed that: 1 the soil in 3 beef cattle farms in Aksu Prefecture was not polluted by As, Hg, Pb and Cr, but the individual Cd pollution coefficient P was 1.145, exceeding the standard limits. Together that five heavy metals’ Cd integrated pollution coefficient P was 0.879, which didn’t exceed the national standard limits, but reached to the alerting limit. The soil in 5 beef cattle farms in Yili Prefecture didn’t polluted by As, Hg, Pb, Cr, but individual Cd pollution coefficient P was 0.742, reaching to Cd the alerting limit. Together that 5 heavy metals’ integrated pollution coefficient P was 0.728, which didn’t exceed the national standard limit, but reached to the alerting limit. Therefore the soil environment in 8 beef cattle farms and their surrounds in these two regions were in accordance with the specification and requirement for livestock and poultry safety production2 the content of As, Cd and Cr in water from 3 beef cattle farms in Aksu Prefecture was not detectable, and the individual coefficients P and P were 0.602 and 0.162, respectively, and Hg Pb the 5 heavy metals’ integrated pollution coefficient P was 0.701, which only approached to the lowest standard limit indicating that the water in these 3 beef cattle farms was not contaminated; As, Cd, Cr contents from water in 5 beef cattle farms in Yili Prefecture were not detectable, the individual coefficient P and P were 0.378 and 0.045, respectively, and Hg Pb the five heavy metals’ integrate coefficient P was 0.543 suggesting that there no contamination by 5 heavy metals in the water from 8 beef cattle farms in two regions and meeting the need of the norm and requirements for the livestock and poultry safety production3 the individual pollution coefficient P in the feed from beef cattle farms inAksu Cd Prefecture reached to 3.677,5 and 5 heavy metals’ integrate pollution coefficient was 1.558; P and P in the feed from 5 beef cattle farms in Yili region were 2.318 and 1.997, and 5 Cd Cr heavy metals’ integrate pollution coefficient was 1.307, surpassing national standard limit indicating the feed was lightly pollutedIt is concluded that soil and water were not contaminated by heavy 5 metals in 8 beef cattle farms in both Aksu and Yili regions, however feed was lightly contaminated in both regions. Our investigation provides the basic data for the establishment of hazards control database for beef production in XinjiangKeywords: Beef cattle; Soil; Water; Feed; Heavy metalsII 目录 第 1 章 绪论. 1 1.1 畜产品质量安全的 重要性 1 1.2 影响畜产品安全的 因素2 1.3 重金属污染对畜产 品安全的影响. 3 1.4 畜禽养殖过程中常 见重金属的生物毒性研究进展 5 1.5 本文研究目的及意 义 11 第 2 章 土壤中重金属元素 的测定分析13 2.1 试验材料13 2.2 试验 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 14 2.3 试验结果18 2.4 讨论. 23 2.5 小结. 25 第 3 章 水中重金属元素的 测定分析. 26 3.1 试验材料26 3.2 试验方法26 3.3 试验结果27 3.4 讨论. 29 3.5 小结. 30 第 4 章 饲料中重金属元素 的测定分析31 4.1 试验材料31 4.2 试验方法31 4.3 试验结果32 4.4 讨论. 35 4.5 小结. 35 第 5 章 全文结论 37 参考文 献38 致谢. 42 作者简 介43III英文缩略表 缩略语 英文全称 中文全称 As Arsenic 砷 Hg Mercury 汞 Pb Lead 铅 Cd Cadmium 镉 Cr 铬 Chromium mg Milligram 毫克 kg Kilogram 千克 mg/kg Milligram/kilogram 毫克/ 千克 L Liter 升 mL Milliliter 毫升 μg Microgram 微克 μg/ml Microgram/ militer 微克/ 毫升 μL Microliter 微升IV 新疆农业大学硕士学位论文 第 1 章 绪论 1.1 畜产品 质量安全 的重 要性 近年来, 随着人们生活水平的不断提高, 充足、 营养且健康的畜产品供给已成为人 民生活的 基本要求, 媒体对各类畜产品安全 事件的频繁报道, 使民众对畜产品质量的要 [1,2] 求也越发严格, 绿色无公害已成为广大消费者 选择 畜产品的首要条件 。 畜产品从农田 [3] 走向餐桌的整个过程 被称为畜产品供应链 。 畜产品的供应是由畜产品产地、 生产环境、 屠宰加工产业链、 销售产业链等相关环节构成的畜产品生产和供应网络, 畜产品安全供 应链其中任何一个环节出问题,都会为畜 品安全留下隐患。 我国作为畜产品的出口大国, 畜产品生产数量和增长速度已连续十几年保持世界第 一, 且 市 场 潜力 、 生产 成 本 等 方 面 具备 一定优势,但 畜产 品安 全 仍与 世 界 先 进 水 平 存 [4] 在明显差距 。这已成 为制约 畜牧业发展的瓶颈之一,直接影响到畜牧业的经济效益。 畜产品质量安全事件 的相继发生, 更波及到人类 的健康、 百姓的生活, 引起社会的恐慌、 畜牧发展的动荡。 因此,科学合理的解决畜产品安全问题已成为迫切需要 解决的问题, 世界各国也都通过各种立法保障畜产品的安全性。 欧盟、美国、加拿大、泰国等国家在 WTO 通 行的国际规则下,纷纷探索出一条建 [5] 立食品安全控制体系,保障食品安全的全新模式 。为了与国际接轨 ,我国 从社会系统 工程建设的角度出发, 逐步以食品安全的综合立法替 代质量、 营养、 卫生 等要素确立法 规。国务院及时修改了 《兽药管理条例 》 、 《饲 料和饲料添加剂管理条 例》, 对兽药和饲 料的生产、使用、销售做出了一些禁止性规定。我国的《 食品安全法》也 于 2009 年 6 月 1 日 正式开始实施 , 虽然制定了关于食品质量的总体性法规: 《食品安全法》 、 《产品 质 量 法 》 和 《 农业 法 》 , 但 目 前 我 国 还未 出 台相 应 的 有 关 动 物源 性 食品 卫 生 的 法 规 , 国 家应适时研究制定新形势下完善的、 与国际接轨的动物卫生法律体系与检验标准, 以有 效 防 治 重 大 动 物疫 病 , 提 高 畜 禽 产 品动 物 卫生 质 量 , 增 强 畜禽 产 品在 国 内 外 市 场 上 的 竞争力,可以借鉴世界 动物卫生组织 (OIE ) 、世界贸易组织 (WTO ) 等国际组织对动 物源性食品安全制定的一系列标准、 准则 租赁准则应用指南下载租赁准则应用指南下载租赁准则应用指南下载租赁准则应用指南下载租赁准则应用指南下载 或建议, 以满足 新形势下消费者对 畜产品安全 1 新疆阿克苏和伊犁地区肉牛产地土壤、水和饲料中重金属含量的测定研究 [5~7] 的要求 。1.2 影响畜 产品安全的因 素 1.2.1 畜 产 品产地 的污染 1.2.1.1 产 地 环境的 污染 畜禽养殖环境是保障畜产品安全的前提, 养殖场排放废弃物不当、 不具备无害化处 理系统都会对环境造成污染; 农药和化肥的残留及工业 “三废” 和生活垃圾的不合理排 放, 会引起空气、 土壤 、 水和植物的污染, 这 些污染物会通过畜禽的呼吸、 饮水、 进食 进入畜禽体内并产生累积, 致使畜禽遭受到化学污染, 既可造成畜禽的急性或慢性蓄积 中毒, 也可发生致癌 、 致畸、 致突变作用, 直接和间接地影响着畜禽产品的品质和安全 卫生。另一方面,畜禽之间生存和活动空间过小,也会使环境中的有害气体、微生物、 刺激性尘埃的浓度过高, 致使畜禽发生传染病和呼吸道疾病, 直接和间接地影响着畜禽 [4] 产品的品质和安全卫生 。 1.2.1.2 饲 料 的污染 畜禽养殖过程中饲料的霉变、 药物性饲料添加剂的滥用、 微生物的污染、 微量元素 的缺乏或过量均会影响肉的品质; 由于现代畜牧业的高度集约化养殖, 需经常使用兽药 防治动物疫病, 因此容易造成饲料中兽药含量超标, 许多养殖场为了追求利益的最大化 甚至使用违禁药品, 也会造成畜产品中兽药残留超标, 给畜产品安全带来隐患; 重金属 [4,8~10] 含量的超标也会造成饲料的污染, 其通过食物链的富集作用使人体健康受到危害 。 1.2.1.3 动 物 疫病 动物疫病的传播 ,尤其人畜共患传染病的交叉感染 ,是导致畜产品的不安全因素。 当畜禽感染疾病时, 不但会降低畜产品的质量, 并会通过食物链将疾病传染给人, 造成 食物中毒、寄生虫病或人畜共患病的发生,对食用者的身体健康及生命安全 造成危害, 甚至会影响社会安定和国家安全。 目前, 疯牛病、 口蹄疫、 新城疫、 禽流感是危害较大 [11] 的疫病,对各国的畜牧业发展都造成了很 大的损失 。2 新疆农业大学硕士学位论文 1.2.2 畜 产 品加工 、运输 过程 中的污 染 畜产品 质 量 安 全 问 题不仅 体现 在 畜 禽 饲 养 过程中 , 并且 在 其 加 工、运输 过程中, 由于动物 疾病防疫条件、 相关 卫生条件达不到标准以及 不按规范的操作而产生 的二次污 染也相当严重。 主要体现在: (1) 加工场地条件达不到标准 。 由于众多畜禽屠宰场 规模 较小, 受场地设施及设备的制约 , 屠宰及贮藏等条件不够完善 , 畜产品加工后的废弃残 渣、 污水及粪排泄物 等不能 被及时处理而产生二次污染。 (2) 运输条件不达标。 在畜产 品运输过程中缺乏专业冷藏运输设备 , 使畜产品被 外界不洁的环境所污染, 也可能因温 度条件 不够, 使畜产品发生 腐败变质。 (3) 畜食品掺杂使假现象突出, 如奶制品添加三 [12] 聚氰胺、注水肉、加工病害畜禽等在各地屡禁不止,对畜产品市场造成巨大冲击 。 1.2.4 畜产 品销售 过程中 的污 染畜产品在销售过程中由于环境受到污染或者贮藏条件不够完善, 会导致大量微生物 和寄生虫的孳生, 人们在食用了被致病微生物所污染的畜产品后,极易被感染、发病, 导致人畜共患传染病和寄生虫病的发生。 另一方面, 一些商家为了谋求利益, 将患病的 畜禽上市销售, 这种行为不仅严重危害畜牧业的生产, 并且严重威胁到了人们的身 体健 康。 1.3 重金属 污染对畜产品 安全的影响 近年来, 畜产品兽药残留、 违禁品添加、 微生物污染事件频发, 消费者对于畜产品 安全问题的关注日益增加, 但对于 畜产品中重金属污染的重视程度远远不够。 对人体健 康 造 成 危害 的重 金 属主要 有 砷 (As ) 、铅 (Pb) 、汞 (Hg ) 、镉 (Cd ) 、铬 (Cr ) 等。 这 些有毒金属元素或其化合物不能被降解为无害物, 一旦进入水体和土壤后, 部分就会被 动植物吸收, 通过逐级富集作用进入畜禽体内, 再通过畜禽产品进入人体, 达到一定量 [10,13] 后会破坏人体的生理机能,包括致癌、致突变和致畸等 。 1.3.1 畜禽 养殖过 程中重 金属 的来源 [14] 1.3.1.1 畜 禽 养殖生 长环 境中 的高本 底自 然背景 重金属的分布受地域的影响, 一些地区的自然环境中重金属的原含量偏高也会对畜 3 新疆阿克苏和伊犁地区肉牛产地土壤、水和饲料中重金属含量的测定研究 产品安全造成影响。 1.3.1.2 环 境 的污染工业、 采矿、 交通和城市排污及农药、 化肥的使用中各种有害物质的释放, 使重金 属进入环境中并导致水域、 大气、 土壤受到不同程度的污染, 水体、 大气和土壤之间又 相互影响, 使得畜产品安全生长及养殖环境极难控制, 而存留于大气、 土壤、 水体中的 这些重金属污染物, 通过污染矿物性饲料原料, 或在植物性饲料原料中富集、 蓄积, 最 终污染饲料, 畜禽食用含有这些重金属污染物的饲料, 就会因过量采食而出现急性中毒 或长期低剂量食用而产生蓄积中毒。 所以 在畜产品供应链源头中就极有可能引入大量重 [15] 金属 。 1.3.1.3 饲 料 的污染 饲 料 生 产 加 工 过 程 中 的 不 规 范 操 作 可 能 使 某 些 重 金 属 元 素 通 过 不 同 形 式 进 入 饲 料 [16] 。 另外, 矿物质饲料和饲料 添加剂的质地不纯, 其中重金属元素杂质含量过高也可使 饲料受到污染。 若饲料中含有重金属元素, 畜禽进食过程中 , 便可使其中的重金属由 食 [17] 物链转移至畜禽体内, 导致这些 元素在畜禽体内的滞留 。 通过畜禽的消化, 一部 分的 重金属随畜禽的排泄排除体外, 污染环境与土壤, 剩余重金属则被吸收, 因重金属难以 被分解转化, 随着畜禽进食量的增加, 重金属 便可在体内残留、 富集、 蓄积 , 屠宰后仍 存在于畜产品中 , 随后又 通过食物链进入人体, 使 其按照此规律转移: 土壤 ?农牧作物 ?畜禽 ?人体, 重金属从食物链进入人体直接危害人体健康。 从而影响畜产品质量安全。 [18~20] 1.3.2 重金 属污染 的特点 1.3.2.1 隐蔽性 不同于急性中毒的是, 重金属的污染通常都有一段较长的蓄积过程, 使其具有一定 的隐蔽性,往往不易被人所察觉,更加重了其危害性。 1.3.2.1 生 物 富集作 用 重金属在环境中只有化学形态发生变化, 而不能被生物降解, 相反却能在食物链的 生物放大作用下, 在较高级的生物体内 成千百倍地富集, 最后进入人体, 随着蓄积量的 增加, 机体便出现各种反应, 导致健康危害, 有些重金属还有致畸、 致癌或致突变作用。4 新疆农业大学硕士学位论文 1.3.2.3 不 可 逆性 由于 重金属在动物和人体内都有富集效应, 很难自然排出 体外或彻底去除 , 因此重 金属中毒损害机体器官往往是终生、不可逆的 。 1.3.2.4 覆盖 范围大 、持 续时 间长 重金属污染发生时 通常污染范围都 较广,其污染物在大气、 水、 沉积物、 土壤、植 物等环境体系中均 以不同的形式分布 。 如工业废水可 对流经区域的水源、 土壤、 植物等 造成污染 , 且成分复杂, 而大多数的 重金属都难以被自然环境及生物 所降解 , 因而污染 持续时间 较长。 1.3.2.5 毒 性 强、危 害大 重金属的危害存在于它本身所表现的毒性作用, 因迁移性强, 极低浓 度就会对生物 体产生危害。 例如, 重 金属随废水排出时, 虽然浓度很低, 但也能在藻类和底泥中积累, 通过被鱼和贝的体表吸附 作用,进而可能造成危害。 1.4 畜禽养 殖过程中常见 重金属的生物毒性 研究进展 1.4.1 砷的 生物毒 性 砷 (Arsenic ,As ) 是一 种非金属, 但因为其诸多的理化性质与金属相似, 故常称其 [21] [22] 为类金 属 。它 在自然 界分布很广, 大都以无机砷和烷基砷的形态存在 , 是一种能引 起全身性组织中毒的有毒重金属 。 水体和土壤一旦遭受砷污染, 不仅治理难度大并且周 期漫长, 更会对生物体产生严重的影响, 并且其在食物链中的生物富集极具危险性, 所 以畜牧业生产环境 中的砷污染可严重影响畜牧业 的 生产, 继而严重影响畜产品质量与安 全。 砷可通过畜禽养殖的各个环节(饲养环境、饲料加工、屠宰加工)进入畜禽体 内, 可在动物机体内 产生蓄积性, 尤其以消化道、 肝、 肾、 脾、 肺 、 皮肤 及 神经组织更为敏 感, 能引 起皮肤损伤, 出现角质化、 蜕皮、 脱发、 色素沉积等等。 并且可致使动物癌变、 [23] [24] 畸变和突变 , 造成畜 产品中的砷残留, 进而 损害 人类的健康, 造成砷中毒 。 通常认 为,在食物网中随着生物体营养等级的升高,生物体内重金属砷的累积量会逐渐升高, [25] 从而产生生物放大作用 。 人们在食用被砷污 染的畜产品后, 可能会引起砷在人体内的 5 新疆阿克苏和伊犁地区肉牛产地土壤、水和饲料中重金属含量的测定研究 3+ 蓄积, 引起细胞中毒,有时会诱发恶性肿瘤 。As 与巯基有较强的亲 和力, 尤其对含氧 双巯基结构 的酶, 如胃蛋白酶, 胰蛋白酶, 丙 酮酸氧化酶,α?酮戊二酸氧化酶,ATP 酶 [26] 等有很强的抑 制能力, 而引起体内代谢异常或障碍 。 砷中毒又分急 性中毒 和慢性中毒。 急性砷中毒 通常会导致胃肠炎, 严重时可引起 中枢神经系统 的麻痹, 病者常会 七窍流血, 甚至导致死亡。 慢性砷中毒除有常见 的神经衰弱之外, 还可引起 皮肤色素沉着、 过度角 [21] 质化、 末梢神经炎等 。 砷急性中毒后, 伴有 口腔有金属味, 口、 咽 、 食道有烧灼刺激 感, 恶心、 剧烈呕吐、 腹泻、 体温与血压下降等症状, 重症病人表现为烦躁不安, 四 肢 [23] [27] 疼痛 。特别是无机砷 是皮肤癌与肺癌的致癌物质。砷还能透过胎盘损害胎儿 。 一般自然界中的砷多为五价, 环境污染的砷多为 三价的无机化合物。 其中, 三价砷 制剂的毒性大于五价砷;元素砷不溶于水,其毒性低;绝大部分砷的氧化物毒性很高; [28] 无机砷的毒性大于有机砷 , 无机砷化合物的 三致作用也有不少报道, 已证实多种砷化 合物具有致突变性,可导致体内外的基因突变,染色体急变并抑制 DNA 损伤的修复, 另外砷化合物的毒性还与其溶解度有关 。 1.4.2 汞的 生物毒 性 汞 (Mercury ,Hg ) 是 一种生 命体非 必需 元素 ,在自 然界中 含有 有金 属单质 汞 (水 [21] 银) 、 无机 汞和 有机 汞 等几种 形式 。汞在自 然环境 中本 底值 并不 高 ,但伴 随着 工业的 不断发展, 其广泛 应用于制造工业用化学药物、 电子或电器产品、 农 业杀菌剂、 防腐剂、 [23] 电池等领域 。 释放到 环境的汞绝大部分在陆生生态环境中累积并传递, 使得汞在陆生 系统中的土壤、 水体和植物体内, 并且在动物体内的积累。 汞在环境中能发生迁移转化, 各种形态的汞均可在条件适宜的环境中相互转化, 在此过程中无机汞的甲基化是需要注 [29] 意的转化过程,甲基化的汞将被人体经食物链吸收,其所造成的危害是不可逆转的 。 在农业上使用的大量甲基汞化合物, 能导致植物和动物对此类化合物进行吸收, 使畜产 品受到污染,被汞污染的畜产品即使经过加工,也不能将汞清除 。日本发生“水俣病” 就是由甲基汞引起。 畜 禽 摄 取 了 被 汞 及 其 化 合 物 污 染 的 饲 料 和 饮 水 能 引 起 中 毒 , 在 临 床 上 以 呈 现 胃 肠 [30] 炎、 肾炎和神经系统功能障碍为特征 。 各种 畜禽都能发生中毒, 但牛、 羊对汞的敏感 6 新疆农业大学硕士学位论文 性最强。牛急性中毒死亡迅速,除明显的腹痛外,还伴有体温下降 ,肌肉震颤,惊恐 、 痉挛和角弓反张; 羊 多 呈 胃 肠 炎 症 状 。 慢 性 蓄 积 性 中 毒 ( 多 为 有 机 汞 中 毒 ) , 犬、猫、 鸟类多为中枢神经兴奋而发狂、 痉挛 ; 牛、 猪 、 禽则抑制 , 多为沉郁 、 厌食、 消瘦、 步 态蹒跚 ,甚至发生轻瘫。有的惊厥、脱毛、瘙痒。猪则表现为 失明,采食困难。 汞对动物机体的毒害主要表现在三个方面:1、汞剂 为 一 种 神 经 毒和组 织 毒 。 汞 化 合物易溶于类脂质, 排泄速度缓慢 , 常大量沉积于神经组织内, 造成脑和末梢神经的变 性。2 、 汞剂有腐蚀性, 会损害微血管壁, 凝集 蛋白成分, 对局部 产生强烈的刺激作用。 3 、有机汞能 通过 胎 盘屏 障 对 胎儿 造 成影 响 ,还 可 通 过 乳 汁 传递 给 幼畜 , 引 起 幼 畜 肢 端 震颤,甚至死亡。 汞中毒不仅能造成畜禽大批死亡 , 而且受其污染的动物性食品被人食用后也能危害 人的健康。 汞及汞化合物对人体的损害与进入体内的汞量有关。 无机汞引起的急性中毒 , 因明显的胃肠炎而呈现剧烈的腹泻、 腹痛 , 常发生脱水、 虚脱、 休克而 死。 吸入汞蒸气 或粉尘者 ,则出现呼吸困难、咳嗽、鼻液增多、口黏膜出血及皮肤病变 等症状 。 汞对人体的危害主要 累积于中枢神经系统、 消化系统及肾脏, 此外对呼吸系统、 皮 肤、 血液及眼睛也有一定的影响。 因 形态不同的汞 进入人体后, 往往蓄积的部位也不同, 会对各组织造成损伤 。 如金属汞主要 积聚在肾与脑; 无机汞主要 积聚在肾脏, 而有机汞 则主要积聚在血液和 中枢神经系统。 汞也可 由胎盘屏障进入胎儿体内, 抑制 胎儿的神经 元从中心脑部到外周皮层部分的移动, 造成大脑麻痹。 1.4.3 铅的 生物毒 性铅 (Lead ,Pb) 是 一种灰白色金属, 其用途十分广泛 , 主要用于制造铅蓄电池、 汽 油、 冶炼、 电镀、 颜料、 油漆等领域。 使用含有铅的农药、 汽车尾气 的排放、 废弃的蓄 电 池 、 天 然 铅 矿等 所 产生 的 “ 三 废 ” 、畜 产 品加 工 、 储 藏 、 运输 使 用食 品 容 器 、 用 具 都 是畜产品中铅的主要来源。 植物吸收铅之后, 主要累积在根系中, 只有部分进入茎、 叶 和籽粒之中。 铅进入畜禽体内的主要通过呼吸道和消化道, 通常以不溶解和磷酸盐 的形 -9 -9 式沉淀于骨骼中 ,其中 90% 以上成为贮存性 铅。当血铅浓度达到 0.6×10 ~0.8×10 时 , [31, 32] [33] 将对人体的许多功能 造成影响 ,并引发一 系列疾病 。骨骼对铅 的蓄积能力有限, 7 新疆阿克苏和伊犁地区肉牛产地土壤、水和饲料中重金属含量的测定研究 当骨骼的蓄铅能力达到饱和, 而动物继续与铅 进行 接触时, 过量的铅就会再次进入血液 和软组织中 , 对畜禽产生毒性作用。 铅也可导致血红素合成障碍, 使血红蛋白水平降低, 影响血红蛋白运输氧气和二氧化碳的能力, 从而引起贫血。 机体全身发生缺氧时 , 首先 [ ] 34 会损害 胃肠道黏膜, 间接影响畜禽的消化功能 。 铅引发的贫血可能会通过以下途径间 接对畜禽的消化功能产生影响: (1) 使营养物质的运送产生障碍, 阻碍胃肠道对营养物 质和消化液的吸收; (2) 产生缺氧现象, 进一步导致畜禽胃肠道粘膜受损, 并影响某些 消化酶的分泌。 Jin 等 研 究 发 现 , 大 鼠 在 口 服 不 同 浓 度 醋 酸 铅 4 周后,肝细胞中 促 活性氧自由基 (reactive oxygen species ,ROS )水平和丙二醛(MAD )含量均明显升高,且随剂量的 [35] [36] 加大,趋势更加明显 。 铅能促进 ROS 的产生,进而 使机体处于氧化应激状态 。脂 质过氧化是细胞氧化损伤的一种特殊形式, 也是许多毒物对机体组织细胞产生作用的起 [37] 点 。 脂质过氧化作用 增强可引起高脂血症和动脉粥样硬化 , 其过程中还能 产生一些自 由 基 和 小 分 子 产 物 , 如 丙 二 醛 (malondialdehyde ,MDA ) ,导致 各 种 碱 基 损 伤 和 DNA [38] 链断裂 ,久而久之, 会引发癌症及突变的发生。 铅中毒有急性和慢性之分。 急性多见于牛, 特别是犊牛。 个别的突然发作, 未观察 到病状就突然死亡。一般有蹒跚、肌肉震颤,尤以头部和颈部明显。空嚼、 口吐白沫、 眨眼及眼球转动, 有的失明、 哞叫、 虚脱, 发生间歇性惊厥, 随后出现间歇性或强直性 痉挛。 角弓反张。 有的狂躁不安, 步态僵硬, 向前猛冲或头抵墙壁等障碍物。 慢性者多 表现为迟顿,视力障碍或失明,步态异常,不时转圈,呆立,磨牙。前胃弛缓,便秘, 以后则腹泻,粪便恶臭,在极度沉郁中静卧而死。 食用被铅污染的畜产品可导致 人的神经系统、 造血器官和肾脏等明显的变化, 铅的 化合物对人体的影响主要是神经系统、 肾脏和血液系统, 中毒后通常的表现为智力低下, 反应迟钝, 贫血等慢性中毒症状, 尤其影响儿童的生长发育, 有人认为, 高血铅可致小 儿生长迟缓, 其作用机制为: (1) 高血铅导致维生素 D 及钙代谢紊乱, 使活性维生素 D 和钙含量降低。 (2) 与生长发育有关的内分泌功能失调, 如甲状腺水平降低等。 (3) 体 [39] 内过多的铅蓄积于长骨组织, 直接影响骨骼生长 。 长期摄入会引起体内铅蓄积, 更可 能引发癌变。8 新疆农业大学硕士学位论文 1.4.4 镉的 生物毒 性 镉 (Cadmium ,Cd) 是 一种蓝白色金属 , 广泛 存在地球土壤、 岩石、 水域、 植物和 [40] 动物中, 但含量极少, 是生命非必需的元素 。 磷肥是重要的土壤污染源, 多数的磷肥 含镉量都很高。 土壤中的镉可通过植物根系的吸收进入植物性食品, 使农作物产量和质 量下降, 并通过饮水与饲料转移到动物体内, 并导致大气和水环境质量的进一步恶化。 镉也可通过消化道、 呼吸道或皮肤等途径进入动物体内引起慢性中毒 , 从而通过食物链 [41] 危害人类的健康 。 上 世纪 50 年代日本爆发了由镉引起的 “骨痛病” 事件后, 诸如此 类的事件时有发生, 并引起世界各国的共同关注。 环境中的镉不能 被生物降解, 随着工 农业 生 产 的发 展 , 受污染 的 镉 含 量也 逐 年 上升。 镉 在 体 内 的 生 物 半衰期 长 达 10 年~30 年,为已知的最易在体内蓄积的毒物。 镉主要通过以下三个途径进入饲料: (1) 含镉 工业” 三废” 的排放可 直接污染土壤, 镉可通过 饲料作物根系的吸收 进入饲料中, 并使镉在 机体中富集; (2) 水体若受到 镉污 染后,生长在其中的水生饲料作物 可使镉在机体中浓缩 ; (3)饲料作物在 生长过程中, 含镉农药、 磷肥 的滥用等。 另一方面, 在饲料生产 加工过程中, 饲料加工器械、 设备如 表面经过镀铬的处理, 在使用时如遇 酸性饲料也可将 镉溶出, 从而可导致 饲料的镉污染 [42] 。 镉在动 物体内的代谢生物体可以受到各种来源镉的影响, 包括空气、 食物和水中的 镉。 对 人与畜禽来讲, 摄 入镉的最主要 渠道还是进食 。 镉会通过消化道、 呼吸道或皮肤 等途径进 机体内, 其主要吸收部位在十二指肠, 研究发现, 镉一旦进入消化道, 其吸收 速度非常 快, 但在体内的降解速度却 相当慢, 它的半衰期很长, 可长达半生。 虽然在特 定生理剂量范围内镉对动物有促进生长、 提高生长性能和繁殖性能以及促进某些酶活性 的作用, 但是镉在生物体内极易蓄积, 进人机体的镉首先 在肝脏中贮存, 随后可和 肝脏 的金属硫蛋白 (MT ) 结 合成镉金属硫蛋白 (Cadminm-Metallothionein ,Cd-MT ) 复合物, 转移至肾脏 , 使存在很强毒性的镉束缚成相对稳定的形式,Cd-MT 为镉在 动物机体内蓄 积的主要形式, 正是 由于此种复合物的形成, 才使镉能长时间滞留于动物 机体内, 如若 长期接触镉 , 则会使镉在体内的分布逐渐蓄积于肾脏, 造成肾小管受损 从 而产生毒性作 用。 临床表现为贫血, 出现缺硒、 缺锌的病变 , 使动物 出现缺锌性生长受阻。 在镉中毒 9 新疆阿克苏和伊犁地区肉牛产地土壤、水和饲料中重金属含量的测定研究 引起的所有病变中, 贫血是慢性镉中毒的常见症状 , 它属于缺铁性贫血。 动物的生殖系 统也是镉作用的主要部位, 镉中毒 尤其 会对雄性动物的生殖系统造成严重影响。 使雄性 动物精子数 量减少、 活性降低、 畸形率上升以及 对 其它微量元素的吸收产生干扰 等。 镉 对雌性动物的生殖系统 及 后代的生长发育也存在一定的毒性作用, 镉可 对 雌性动物的排 卵产生抑制作用, 引发暂时性 不孕, 还可对母体内锌的分布 产生影响而导致胚胎 的锌缺 乏,同时镉可通过干扰胎盘的子宫胎盘血流量, 引发 内分泌及各种代谢酶的功能 障碍, 从而影响胚胎的正常发育 , 产生畸胎、 死胎, 并能降低生后子代的生长率 , 甚至能造成 [41 ,42] 生长停滞。 此外,镉对哺乳动物能产生较强的致癌、致畸和致突变作用 。 1.4.5 铬的 生物毒 性 铬 (Chromium ,Cr ) 是 生命 体 必 需 的 微 量 元 素 之 一 , 在 自 然 界 中 最 常 见 的 价 态 呈 [43] 现三价和六价 , 从大气、 水、 土壤中普遍检测出铬及其化合物的存在 。 铬的天然化合 物很稳定, 不易溶于水, 还原比较困难 。 铬在天然食品中的含量较低、 均以三价的形式 存在。 铬的毒性与其存在的 形态有很大关系, 同种价态的铬化合物, 其毒性也是不一样 [44] 的 。 环境中三价铬由于不易进入细胞, 因此被认为基本无毒, 而六价铬易进入 细胞并能 在 细 胞内 被还 原为 三价铬 , 且在 还原 过程 中会产 生 五价 铬及 活性 自由基 , 造成 对 DNA [16] 的损伤, 有很强的毒性 , 六价铬能使血红蛋 白转化为高铁血红蛋白 , 影响氧运输, 出 现口唇、指甲青紫,呼吸困难,血压下降,无尿等肾功能衰竭的表现,很快陷入休克、 [45] [46] 昏迷 ; 并可干扰体内 的氧化、 还原和水解过程 。 它还能对细胞的 氧化、 还原产生影 [47] 响, 可与核酸结合, 对 呼吸道、 消化道有刺激, 有致癌、 诱变作用 。 加上动物对六价 [48] 铬的吸收率高于三价铬, 所以铬的毒性主要由 六价铬所致 。 由于生物链的作用, 铬在 动植物体内的残留和蓄积也相当高。 铬酸盐及铬酸的烟雾和粉尘对呼吸道有明显损害,在 通过呼吸道侵入机体时, 会对 [49] 上呼吸道造成损伤, 引起鼻炎、 咽炎、 喉炎、 支气管炎, 甚至导致鼻中 隔 穿孔 , 病情 加重时,鼻腔干燥,嗅觉减退,鼻出血等现象 。长期作用,还会引起肺组织产生病变, 如肺气肿、支气管扩张和肺硬化等疾病。10 新疆农业大学硕士学位论文 食 入六价铬化合物可引起口角糜烂、 恶心、 呕吐、 胃痛、 胃炎、 和胃肠道 溃疡等病 [49] 变 , 并伴有周身酸痛 、 口唇指甲青紫、 呼吸 急促等症状, 严重时会使循环衰竭 , 失去 [50] 意识, 甚至死亡 。 铬化合并不损伤完整皮肤 , 但当皮肤擦伤而接触铬化合物时即可 对皮肤产生刺激和 致敏作用 。 可引起皮肤出现红斑、 水肿、 溃疡等症状, 多发生在颜面及四肢这些暴露部 位,在皮肤褶皱处可发 生铬溃疡 ,又称之为“ 铬疮” ,事实上只要皮 肤发生破损任何部位 均可发生铬疮。 形成铬疮前 , 皮肤最初出现红肿, 具有瘙痒感, 随后变成丘疹。 铬疮出 现后, 铬毒素进入人体血液沉淀。 重者损害肾功能出现衰竭, 如不及时抢救, 患者会很 快死亡。 一般情况下, 六价铬有强致突变作用, 三价铬不致突变或其作用甚微。 关于铬的致 癌作用, 众说纷纭, 尚无定论。 但六价铬能引起肺癌早已被公认。 吸入肺内的六价铬与 蛋白质结合还原成不溶于水的三价铬,累积在肺脏中,超过一定限度后,具有致癌性。 1.5 本文研 究目的及意义 近年来, 食品中的重金属污染已成为 FAO ( 联合国粮食及农业组织)/WHO (世界 卫生组织 )全球食物污染监测 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 中的重要项目,也是我国目前重点研究监测的项目。 环境污染是造成食品安全问题的首要因素。 环境污染主要指工农业生产中产生的 “三废” 即废气、 废水、 废物的污染和生活垃圾的污染, 通过土壤、 水源的污染而造成食品的污 染。 环境中的污染物很多, 但无疑重金属是其中最重要的一种。 由于重金属难以被微生 物所降解, 在环境中只会 发生各种形态之间的相互转化, 比如, 发生在日本发生的水俣 病汞 污染和骨痛病 (镉污染) 等公害病, 都是 因 重金属污染所引起的, 所以, 重金属 污染对畜产品安全的影响和危害备受人们关注。 进入 空气、 水体、 土 壤 和植物的重金属, 均可通过呼吸道、 消化道和皮肤等各种途径被动物吸收。 当这些重金属在动物体内积累 到一定程度时,即会直接影响动物的生长发育、 生理生化机能,引起动物生长缓慢、 行走 站 立 困 难 、 皮 肤溃 疡 等症 状, 甚 至 引 起动 物 的死 亡 。 因 此 , 对重 金 属的 防 治 刻 不 容 缓 , 从而对于重金属的检测又显得尤为重要。 本试验将为肉牛生产中重金属污染监测提供研 究基础, 系统地对新疆肉牛生产中产地环境中的土壤、 水及饲草料中的重金属水平进行 11 新疆阿克苏和伊犁地区肉牛产地土壤、水和饲料中重金属含量的测定研究 检测与对比, 可以揭示重金属在肉牛生产中的富集作用规律, 并对其污染程度进行监测, 有效保障肉产品安 全。 目前为止, 尚未有对新疆牛羊养殖产地环境 重金属 状况的系统评 价研究的报道 , 更未见动态监测研究 。 所以研究这一课题对于新疆肉牛生产安全具 重要 的科学价值 和现实意义, 可为新疆肉牛生产主产区环境 污染模型数据库的 建立提供基础 资料。 最终为新疆牛肉生产全程质量控制技术体系 的建立奠定基础, 为未 来我国畜产品 生产产地分级体系 的建立提供科学依据
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