重金属超标对人体的危害及如何巧妙去除
铅、砷、汞、镉、铬等有毒重金属污染食品，通过食物链进入人体，干扰人体正常生理功能，危害人体健康。本文着重介绍了几种有毒重金属对食品的污染、来源及其危害，几种预防措施。巧妙避免重金属。
关键词:食品重金属污染危害
一、概述相对密度在5以上的金属，称作重金属。如铜、铅、锌、锡、镍、钴、锑、汞、镉、铋等。有些重金属如铁、锌、铜是人体所必须的微量元素，但大部分重金属如汞、铅、镉等并非生命活动所必须，而且所有重金属超过一定浓度都会对人体产生一定危害，因为重金属能使人体中的蛋白质变性。进入人体的重金属，尤其是有害的重金属，在人体内积累和浓缩，可造成人体急性中毒、慢性中毒等危害，这类金属元素主要有:汞(Hg)、镉(Cd)、铬(Cr)、铅(Pb)、砷(As)等。砷(As)本属于非金属元素，但根据其化学性质，又鉴于其毒性，一般将其列入有毒重金属元素中。重金属不能被生物降解，相反却能在食物链的生物放大作用下，成千百倍地富集，最后进入人体。食品中的有毒重金属元素，一部分来自于农作物对重金属元素的富集，一部分来自于水产动物重金属的污染，还有一部分来自于食品生产加工、贮藏运输过程中出现的污染。进入人体的重金属要经过一段时间的积累才显示出毒性，往往不易被人们所察觉，具有很大的潜在危害性。
（安徽安庆市山泉水生蔬菜研究所生产的无土富硒水芹菜）
二、有毒重金属对食品的污染。我国重金属污染比较严重的地方往往集中于矿山和工业密集地区和城镇，特别是矿山和城市周围问题更加突出。在这些地区，采矿、冶炼、制造业和交通等生产和生活过程中，会产生含有重金属的废渣、废水、废气，如果不对其进行非常严格的污染控制和无害化处理，所含的污染物则会扩散到周围的环境中，给当地生态环境造成极大的危害。
1、铅和砷，铅在自然界分布甚广。世界上每个角落都有铅存在。土壤中通常含有2-200mg/kg的铅，华南地区为26-47mg/kg。据统计，目前全世界平均每年排放铅500万吨。含铅排放物除小部分可以回收利用外，其余均通过各种途径进入环境，造成污染和危害。目前人为的铅污染十分严重，如开采铅矿、冶炼、蓄电池、含铅物质(汽油)的燃烧等。我国每年从工业废气中排出铅2918吨，废水排出铅2382吨。一辆汽车每年可向环境排出2.5kg的铅，含铅汽油已造成严重的污染。铅在生活中应用也十分广泛，如彩釉陶瓷，印有彩色画面的图书，塑料制品等都含有铅。铅是对人体毒性最强的重金属之一，由于人类的各种活动，特别是随着近代工业的发展，铅向大气圈、水圈以及生物圈不断迁移，再加上食物链的累积作用，人类对铅的吸收急剧增加，吸收值已接近或超出人体的允许浓度。砷在自然界分布很广，常与硫、氧等元素结合成化合物广泛存在矿物层中，动、植物机体中都含有微量的砷。砷污染的来源主要有:含砷矿石的冶炼和煤的燃烧产生的三废;含砷农药的使用;畜牧业中含砷制剂的使用，如五价砷作为促生长添加剂，苯砷酸造成的兽药残留;水生生物的富集，通过食物链可富集3300倍，龙虾含砷可高达170mg/kg，大虾40mg/kg。
2、汞和镉，汞极易于由环境中的污染物通过各种途径对食品造成污染，直接影响人们的饮食安全，危害人体的健康。土壤的汞污染主要来自于汞冶炼和制剂厂的排放、含汞颜料的应用、含汞农药的施用等。据统计，目前全世界平均每年排放汞约1.5万吨。土壤中汞以无机态与有机态存在，在一定条件下互相转化。在土壤微生物作用下，汞可发生甲基化反应，形成脂溶性的甲基汞，可被微生物吸收、积累，而转入食物链造成对人体的危害。镉是最常见的污染食品和饮料的重金属元素。镉可通过环境污染、生物浓缩和含镉化肥的使用而致食品污染。
（下面是安徽安庆市山泉水生蔬菜研究所无土水稻重金属残留的化验结果）
我国约有1.3万公顷耕地受到镉污染，每年有数亿千克的“镉米”流向市场。镉主要来源于镉矿、镉冶炼厂。常与锌共生，所以冶炼锌的排放物中必有CdO，以污染源为中心可波及数千米远。镉工业废水灌溉农田也是镉污染的重要来源。土壤中镉的存在形态大致可分为水溶性和非水溶性镉两大类。离子态和络合态的水溶性镉CdCl2等能为作物吸收，对生物危害大，而非水溶性镉CdS、CdCO3等不易迁移，不易被作物吸收，但随环境条件的改变二者可互相转化。被工业“三废”污染的水和土壤种植的植物，含镉就会增加。一般食品都能检出镉，含量在0.004-5mg/kg之间。如贝类，非污染区镉的浓度为0.05mg/kg，污染区为0.75mg/kg,有的高达12mg/kg。污染灌溉的水稻中，镉的水平在0.2-2.0mg/kg，个别地区高达5.43mg/kg。
3、铬，在非污染的低层大气和天然水中均含有微量的铬，如雨水中含铬2-4μg/L，土壤中含铬约在100-500mg/L之间。其中六价铬的毒性比三价铬大，六价铬是一种常见的致癌物质，对人体和农作物均有毒害作用。铬的化合物在工业上应用较多，如电镀、化工、印染等行业都含有三价铬或六价铬的废水排出，使局部地区受到铬的污染。
（安庆市山泉水生蔬菜研究所无土水稻种植田的一角）
三、有毒重金属的主要污染来源，食品中有毒重金属污染主要来自三个方面:
一是三废排放污染农田、水源和大气，导致有害重金属在农产品中聚积;
二是随着农业产品使用量的增加，一些农药和化肥中的有害重金属残留在农产品中;
三是食品生产、加工所使用的金属机械、管道、容器，或食品添加剂品质不纯，含有有毒重金属杂质，引起食品污染。
1、“三废”排放引起的污染。未经处理的工业废水、废气、废渣的排放，是汞、镉、铅、砷等重金属元素及其化合物对食品造成污染的主要渠道。土壤污染是人类现在和未来都必须面对的最困难的环境课题。土壤一旦被污染，其中的污染物就很难清除。土壤污染过程是不可逆的，如发展成生态灾难，其危害和损失将难以估量。有毒重金属元素由于某些原因未经处理就被排入河流、湖泊、海洋或土壤，使得这些河流、湖泊、海洋或土壤受到污染，它们不能被生物降解。鱼类或贝类如果积累重金属而为人类所食，或者被重金属污染的大米、小麦等农作物被人类食用，重金属就会进入人体使人产生重金属中毒。
2、所施的农药和化肥引起的污染。农药和化肥的不合理使用是造成污染的另一渠道。磷肥、钾肥和复合肥中含有镉，大量使用这些肥料，土壤和作物吸收了不易被移除的镉而造成污染。又如一些小规模的养殖场，在猪、鸡等饲料中添加含砷制剂，猪、鸡吃了这些饲料后，一方面可以杀死猪体内的寄生虫，促进牲畜生长，另一方面可能“让猪肉的颜色变得更红润”。这些含砷饲料通过猪肉与鸡肉的粪便，作为肥料被堆积入田，富集在土壤下，并随着耕种传递到农作物中。据国家质检部门抽查，蔬菜类农产品的农药残留超标问题相当严重，喷洒农药的方式不合理及使用禁用农药等，使土壤中农药残留量及衍生物含量增加，造成严重污染。土壤中农药被灌溉水、雨水冲刷到江河湖海中，又污染了水源。
3、食品加工环节引入的污染。加工食品所使用的设备、管道都是金属物质，食品与其长期磨擦接触，总会造成微量金属元素掺入食品中，引起污染。包装和贮藏食品的材料及容器大部分也含有微量重金属元素，在一定条件下也会掺入食品，造成污染。
（安庆市山泉水生蔬菜研究所利用没有重金属的水芹菜的下脚料，养殖的雁鹅，经过化验，不含重金属残留。将无土农业循环进行到一个较高的阶段）
四、有毒重金属对人体的危害
1、铅 在这几种有毒重金属中，铅对人体的危害最大，其次是砷和汞。铅对人的神经系统、骨髓造血机能、消化系统、生殖系统及人体其他功能都有明显毒害作用，特别对孕妇、婴儿和儿童的健康危害较大。当血铅浓度超过40μg/dl时，会造成肾功能损害;当血铅浓度超过300μg/dl时，人就会出现注意力不集中、易怒、头痛、肌肉发抖、失忆以及产生幻觉，严重的将导致死亡。铅在人体的生物半衰期为4年，骨骼中可达10年。
2、砷 砷在环境中由于受到化学作用和微生物作用，大都以无机砷和烷基砷的形态存在。不同形态的砷，其毒性相差很大。无机砷的毒性大于有机砷，三价砷化合物的毒性大于五价砷化合物，砷化氢和三氧化二砷(俗称砒霜)毒性最大，故卫生标准以无机砷制定。人体一旦食用含砷食品，砷与细胞中含巯基的酶结合，抑制细胞氧化，麻痹血管运动中枢，长期接触砷化合物或饮用含砷物质，会诱发皮肤癌。
3、汞 汞在常温下是一种液体金属，汞对人体的危害主要表现在以甲基汞(有机汞，毒性很强)的形式通过食物链进入人体，并在人的中枢神经系统中富集，造成运动失调、语言及听力障碍、视野缩小，严重者可发生瘫痪、肢体变形、吞咽困难，甚至死亡。汞蓄积于体内最多的部位为骨髓、肾、肝、脑、肺、心等。汞对人体的神经系统、肾、肝脏等可产生不可逆的损害。汞蓄积性很强，在体内的生物半衰期为70天，在脑内可达180-250天。
4、镉 镉进入体内可损害血管，导致组织缺血，引起多系统损伤;镉还可干扰铜、锌等微量元素的代谢，阻碍肠道吸收铁，并能抑制血红蛋白的合成，还能抑制肺泡巨噬细胞的氧化磷酰化的代谢过程，从而引起肺、肾、肝损害。镉在人体的生物半衰期为15-30年，镉中毒是长期低剂量摄入后蓄积造成的，其潜伏期可达2-8年。
5、铬 进入人体的铬，被积存在人体组织中，代谢和被清除的速度缓慢。铬具有强氧化作用，对人主要是慢性毒害，即以局部损害开始逐渐发展到不可救药。铬在体内主要积聚在肝、肾和内分泌腺中，它能降低生化过程的需氧量，从而发生内窒息。
（下面是无土水芹菜里重金属残留及硒元素的化验结果）
五、加强预防，消除各种污染源食品中重金属污染，主要是由人类自身原因造成的，要消除污染源也只能通过改变人类自身行为来达到目的。又因为重金属污染不同于其他污染，它在环境里循环，具有无法降解的特性，这就加重了其对人体的危害。也就要求我们必须加强预防，严格从源头上把关。首先，我们要从思想上重视了解重金属对人类及环境造成的危害，提高环境保护意识，只有保护好生存环境，才能保护人类自己;其次从行为上，要从自身做起，严格遵守国家法律、法规的有关规定，从严控制采矿、工业“三废”排放、污水灌溉等人为因素所造成的土壤环境的污染。合理使用农药，禁止使用国家命令淘汰的高毒农药。第三要加强食品质量安全监管，强化企业主体责任意识，加强食品生产环节的控制。总之，只要以保护环境为出发点，降低重金属对食品的污染，避免接触有毒重金属的物品，合理饮食等方式来减少或消除有毒重金属对人体的危害。
避免重金属的污染，目前国内很多人都在努力进行——
植物修复法
在湖南省郴州市苏仙区邓家塘乡，绿油油的草长满了整个农田，乍看之下还以为是青色的水稻。在这块已经被重金属严重污染、无法农耕的土地上，被称作“土壤清洁工”的蜈蚣草却生长得郁郁葱葱。
中科院地理科学与资源研究所环境修复研究中心主任陈同斌介绍说，蜈蚣草吸收土壤中砷的能力相当于普通植物的20万倍，通过蜈蚣草的吸附、收割，三至五年内，这片土地就可以“恢复健康”，在郴州已经有修复完工的土地恢复了耕作。
现在，蜈蚣草已经在湖南郴州、云南个旧、广西环江扎下了根，尤其是在广西环江，蜈蚣草种植面积已经达到了1000亩～2000亩，成为世界上最大面积的砷污染农田修复项目。
蜈蚣草的“同盟战友”还有东南景天，这是在广东种植的专门修复镉中毒农田的植物，现在东南景天在全国也有上百亩的试验基地。
在西北，300多亩盐碱土地上种植了被称作“吸毒解毒高手”的竹柳，它不仅耐寒、耐旱、耐涝、抗盐碱，还可以吸收城市污水，消除氮磷钾，分解土壤中的重金属成分。
陈同斌介绍说，植物修复法更接近自然生态，从经济投入、修复周期和避免二次污染等多方面考虑都是目前的最佳选择。
但是，植物修复法的进行却并不顺利，以云南个旧为例，目前治理修复面积还不到100亩，而污染面积却在20万亩以上。
折虽然植物修复法已经非常“实惠”，修复一吨污染土的成本已经低于200元，但是修复面积的庞大使总投入数额惊人。陈同斌举例说，广西环江受污染土地达万亩，如果要全部修复，总投资至少需要几千万到1亿元，这对当地财政来说是个不小的数目。
在广西河池市，蜈蚣草就与桑叶或甘蔗、苎麻等经济作物间作，使污染土地修复的同时，农民也有较好的经济收入。
但陈同斌仍然强调，并不是所有的修复地区都能够实现经济利益的兼顾，土壤修复还是需要政府的引导和补贴，否则，修复规模就很难扩大。
另外，种苗繁育也并不容易。目前发现的超富集植物一般都是野生植物，其种苗繁育存在较大的技术难度，实现大规模种苗就更加困难，所以现今使用的是先大棚育种再移植到修复区的办法，这无疑会增加成本和操作难度。
而且，类似蜈蚣草的砷超富集植物多集中在我国淮河以南，而在淮河以北则很少发现，这使植物修复法的影响范围大大受限。
对于当地村民来说，最为痛苦的则是三至五年的修复周期过于漫长，他们守在不能耕作的试验田旁，除了等待，他们毫无办法。
更为残酷的现实是，很多污染地区都等不及采用植物修复法，而选择了“客土法”。
“客土法”
也称作物理修复法，简而言之就是将被污染土壤深埋到水稻根系不能达到的25厘米以下，用这种方法修复一亩污染土地就要花费上百万元，而且污染土壤仍然存在，甚至会继续扩大。但是，因为修复方法简单，花费时间少，这种饮鸩止渴的方法被广泛应用。
还有其他修复的方法，在此不一一赘述。总的特点是修复的成本过高，国家和企业不堪承受，更不要说农民了。
以上文字转载于网络。照片均由安徽安庆市山泉水生蔬菜研究所提供、
但是，安徽安庆市山泉水生蔬菜研究所将植物和肉里的重金属去除，却只要20到30天，一亩一年的费用也就数百元，无重金属肉类的生产费用更低。细节和方法，正在总结整理之中。
（上图 安庆市山泉水生蔬菜研究所所长 徐善新观察冰雪中的无土水芹）
(安庆市泉水生蔬菜研究所研发的水上自动旋转的菜园）