每年的4月22日是宿世界地球日,这是一个专为庇护地球而设立的日子。2020年地球日的本家儿题是“珍爱地球,人与天然协调共生”。
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今天的文章介绍了一个自古就有的情况问题——重金属污染。时至今日,因为人类勾当改变了重金属的地球化学轮回和均衡,重金属被表露在水体、空气和泥土中,甚至来到我们的舌尖上。饮用水中的铅、鱼类体内的汞、大米中的砷…… 我们该若何面临重金属的风险?
饮用水中检测到铅、某些鱼类体内含有高程度的汞、大米中发现令人担忧的砷……重金属因其对人类健康和情况的影响引起了全球存眷。人们凡是觉得重金属污染是工业时代才有的事,但现实上,古罗马期间就有重金属污染问题了[1]。时至今日,重金属污染已是人类面对的最严重的情况污染问题之一。
无处不在的重金属
“重金属”并没有同一的界说,我们一般将密度大于4.5 g/cm3的金属称为重金属。一些重金属具有对身体中各类分歧的心理和生物化学勾当至关主要的功能感化,例如铜、钴、铁、镍、镁、钼、铬、硒、锰和锌等。此中铁可以让人体内的红细胞与氧分子连系,而人体内的各类酶需要锌才能正常工作。然而,过量的这些元素也会对生物体有害。别的一些重金属,如铅、镉、汞和砷(一种非金属,但凡是归类为重金属)对生物体则没有任何有益的影响。本文说起的重金属特指那些会对机体发生不良影响的重金属[2]。
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重金属存在于天然情况的岩石圈、水圈和生物圈中,人类的各类勾当让它们表露于人类的糊口情况中。一项针对五大洲水体中重金属的研究阐发了1970-2017年间非洲、亚洲、欧洲、海说神聊美和南美洲河道和湖泊中8种消融重金属的趋向、健康风险和来历。总体来看,水系中镉、铬、镍、锰、铁的含量呈上升趋向,铅、锌呈下降趋向。大大都重金属的平均消融浓度在亚洲最高,在欧洲最低。从1970年到2017年,采矿和制造业一向被认为是金属污染的关头来历。但各大洲的重金属来历存在较着差别,非洲以烧毁物排放和岩石风化为本家儿;亚洲和南美洲以采矿和制造业以及岩石风化为本家儿;海说神聊美洲以化肥和农药的利用为本家儿;欧洲则是采矿和制造业、废料排放和岩石风化占本家儿导地位[3]。
被重金属污染的泥土也在全球变得遍及,发展在这些泥土上的植物表示出发展、机能和产量的下降[4]。在工业工场密度高的地域或交通忙碌的道路四周莳植蔬菜,会使作物受到严重的重金属污染。用废水浇灌农田也会使农田受到重金属的严重污染,从而使那边莳植的蔬菜堆集重金属[5]。
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重金属还可以经由过程冶炼厂、燃煤工场、垃圾焚烧厂和采矿厂的排放物、烟草烟雾以及旧房子的油漆和管道进入空气。以烟草烟雾中的重金属为例,重金属可以从烟草中传递到烟雾和烟雾的固结物中。铅和镉是卷烟烟雾中排出的两种重金属。在风行病学研究中,铅和镉别离与包罗肾癌和肺癌在内的人类癌症有关。固然滤嘴可以去除此中的一部门,但情况烟气污染本家儿如果经由过程抽烟者呼出的烟气和燃烧时发生的侧流烟气来实现的。不抽烟的人吸入的侧烟中可能含有高浓度的重金属,被动抽烟的过程会导致重金属沉积在肺组织深处[6]。
摄入、吸入或皮肤接触都可能让有害重金属进入体内。少量的重金属会随尿液排出体外,剩下的大大都重金属会附着储蓄积累在各类组织以及骨骼和血液中。持久接触重金属会影响中枢神经功能,导致精力障碍,损害血液当作分,并可能损害肺、肝、肾和其他主要器官,激发多种疾病[7]。尤其是对儿童和未出生的婴儿,重金属的风险尤其恶劣:婴幼儿身体快速发育,会受到重金属毒素的干扰,导致发展问题、进修坚苦、记忆障碍、神经系统毁伤和行为问题,如注重力缺陷多动症或多动症,过度表露则会导致不成逆的脑毁伤[8]。
舌尖上的重金属
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一项对澳大利亚人经常食用的253种食物和饮猜中金属含量的调查成果让人喜忧各半。研究人员按照本地儿童典型饮食的调查来选择食物,并从连锁超市采办食物和饮料。他们阐发了每个样本中的13种金属:铝、砷、镉、钴、铜、汞、铅、锰、镍、硒、锡、铀和锌。成果发现,大大都食物的金属含量都在平安接触的规模内,但镉、镍和锰含量可能会高于保举程度[9]。
2018年《消费者陈述》(Consumer Reports) 对美国多个品牌的包装食物进行了测试,发现每种产物都至少可以检测到一种重金属的存在。文中指出,食用这些食物并纷歧定会导致孩子呈现健康问题,但可能会增添这种风险[10]。2019年,健康宝宝光亮将来(HBBF)组织发布了一份儿童饮食中重金属含量的陈述。该组织查看了美国61个品牌的168种产物,测量了每种产物样品中砷、镉、铅和汞的含量。研究共测试了13类食物,包罗婴儿麦片、生果、蔬菜、果汁以及诸如泡芙之类的零食。成果发现,95%颠末检测的婴儿食物含有有毒化学物质,这些化学物质会降低婴儿的智商,此中包罗砷和铅。这项新的检测成果撑持了《消费者陈述》此前对婴幼儿食物平安性的研究。婴幼儿是最轻易呈现与重金属有关的健康问题的人群。在检测的7种大米成品中,有4种产物的砷含量跨越了美国食物药物监视办理局(FDA)提出的百万分之一的上限。果汁、胡萝卜和红薯也经常被高浓度的重金属污染[8]。
HBBF的陈述提出了人类面对的挑战,并强调了采纳更多步履解决这一问题的需要性。该陈述记实了可检测到的铅、镉和无机砷的含量,这些物质存在于贸易婴儿食物以及其他儿童经常食用的食物中。陈述指出,因为这些元素在很多食物中都很常见,家长们甚至无法经由过程选择有机食物或从商铺采办大品牌产物,亦或是便宜婴儿辅食来避免这些接触。
重金属的“平安剂量”
重金属对健康影响的严重水平与每种特定污染物的类型和化学形式有关,也取决于表露时候和剂量。
2018年,《柳叶刀》(The Lancet)发文称,长时候低程度铅表露引起的心脏病和缺血性心脏病是每年41.2万美国人灭亡的本家儿要原因。铅会对多种器官发生毒性,此前的研究认为,相对较低含量的接触是平安的,但这项研究对“铅这样的特定毒物存在‘平安程度’的假设”提出了质疑。研究发现,即便血铅浓度低于5μg/dL,心血管疾病灭亡率的风险也会增添,这个浓度大大低于之前研究中提到的血铅浓度低于10μg/ dL会对心血管发生晦气影响的阈值。所以文章作者认为,人体对特定毒物(如铅、烟草和空气微粒)有平安阈值的假设正在慢慢地“消逝”[11]。
另一个值得存眷的问题是:任何一种食物中的重金属含量可能都很低,但因为重金属在食物和情况中无处不在,并且它们往往会在体内储蓄积累,所以微量的重金属含量可能会增添,最终达到危险人体的阈值。
水俣病 | 尤金·史姑娘拍摄
要切确追踪特定重金属对人体造当作危险的含量也并非是垂手可得的工作。某种水平上是因为专家们很难就什么是这些元素的平安数目告竣一致。例如在美国的尺度中,美国国度情况庇护署(EPA)认为饮用水中的砷含量为十亿分之十是可以接管的,而美国食物药品监视办理局(FDA)则考虑将食物中的砷含量定为十亿分之一。2016年,FDA曾提议将婴儿米粉中的无机砷含量限制在百万分之一,2013年又提议将苹果汁中的无机砷含量限制在十亿分之十,即联邦饮用水砷含量尺度,但两项限制都没有最终敲定。
重金属已经被人类利用了数千年。固然人们早就知道重金属对健康的若干晦气影响,但我们与重金属的接触仍在继续,活着界某些地域,出格是在较不发财国度,这种接触甚至还在增添。不庇护人类健康和情况的工业成长都是不成持续的,从久远看必将导致经济的解体。然而,污染企业或许会封闭,可是情况污染给人带来的危险却无法跟着工场的封闭而抹去,尤其是患病儿童,疾病带来的疾苦和灭亡的威胁会跟随他们平生。
参考文献
[1] Joseph R. McConnell, Andrew I. Wilson, Andreas Stohl, et al. Lead pollution recorded in Greenland ice indicates European emissions tracked plagues, wars, and imperial expansion during antiquity[J]. PNAS, 2018, https://doi.org/10.1073/pnas.1721818115.
[2] https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/heavy-metal .
[3] Li Youzhi; Zhou Qiaoqiao; Ren Bo; et al. Trends and Health Risks of Dissolved Heavy Metal Pollution in Global River and Lake Water from 1970 to 2017[J]. Rev Environ Contam Toxicol ; 251: 1-24, 2020.
[4]https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0160412018327971 .
[5] Aneta Zwolak, Magdalena Sarzyńska, Ewa Szpyrka, et al. Sources of Soil Pollution by Heavy Metals and Their Accumulation in Vegetables: a Review[J]. Water, Air, & Soil Pollution volume 230, Article number: 164 (2019).
[6] Chanda Siddoo-Atwal. A Role for Heavy Metal Toxicity and Air Pollution in Respiratory Tract Cancers[J]. 2019, DOI: 10.5772/intechopen.90092.
[7]https://www.intechopen.com/books/poisoning-in-the-modern-world-new-tricks-for-an-old-dog-/mechanism-and-health-effects-of-heavy-metal-toxicity-in-humans .
[8]What’s in my baby’s food?. https://www.healthybabyfood.org/sites/healthybabyfoods.org/files/2020-04/BabyFoodReport_ENGLISH_R6.pdf
[9]https://medicalxpress.com/news/2014-11-metals-local-groceries-impact-kids.html .
[10]https://www.consumerreports.org/food-safety/heavy-metals-in-baby-food/ .
[11] Bruce P Lanphear, Stephen Rauch, Peggy Auinger, et al. Low-level lead exposure and mortality in US adults: a population-based cohort study[J]. The Lancet, 2018, 3(4): 177-184.
撰文 | 祝叶华
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