如果問你什么是重金屬,可能很少有人能確切答對,但要是問:重金屬對人是否有害?答案則是肯定的。
根據金屬的密度可將其分成重金屬和輕金屬,密度大于5克/立方厘米的為重金屬,大約有45種。其中有一部分是我們身體必需的微量元素,但超過一定濃度卻對身體有害;而另一部分(常見的有汞、鉛、鎘、鉻等)是生物毒性顯著、環境危害嚴重的重金屬。這些重金屬通過不合理的采礦、施用農藥化肥、工業廢物排放、生活垃圾丟棄等人為方式進入環境,尤其流入江河湖海的上游,對下游的危害難以估量,不僅污染了水體環境,也借此進入了生物鏈,被生物富集并有生物放大效應,最終危害了人類的健康。
鉛(Pb)鉛是我們最為熟知也是使用最為廣泛的重金屬之一,然而鉛也是最容易危害我們健康的重金屬。鉛一般通過食物攝入,經由消化道吸收進入人體組織。
大家平時吃的松花蛋,在傳統的腌制加工過程中,要加入堿性物質黃丹粉等按一定比例混合配成浸漬液進行腌制,黃丹粉的化學名稱為氧化鉛,使用黃丹粉后松花蛋會產生好看的花紋,所以松花蛋中也會含有低濃度劑量的鉛,隨著食品科學的技術改良,現在市面上常見的“無鉛松花蛋”是指每1000克松花蛋含鉛量低于3毫克,不是不含鉛,只是含鉛量符合國家標準。
另外,汽車尾氣也會排放大量的鉛,這些蒸氣、粉塵和煙霧形態的鉛不僅會通過呼吸道被我們攝入,還會積累于動植物體內,如果食用這些動植物,鉛的含量會在我們的身體內累積。
鉛的作用機理是與多種酶結合,從而干擾有機體多方面的生理活動,能夠對全身器官產生危害,最主要是對神經系統、。腎臟、造血系統和血管等的影響。鉛進入體內后,主要蓄積在骨骼之中。人體內正常的鉛含量應該是0.1~0.14毫克/升,若長期接觸鉛化物或吸入金屬鉛塵埃,會造成人體不同程度的鉛中毒,即血清中鉛濃度大于0.4毫克/升。而且,通過實驗還發現,除了檢測到鉛中毒指標明顯升高外,還有膽紅質升高、尿中可見紅細胞和白細胞等。動物學實驗表明,鉛可直接作用于睪丸,進入精液并有一定的蓄積作用,還可影響生殖激素的分泌如使睪酮明顯降低,從而對雄性生殖系統造成損害。
相對于成人來說,幼兒更易受鉛的危害,特別是幼兒的大腦受鉛的損害要比成人敏感得多,鉛會直接影響兒童的智力發育,早期遭受鉛污染的兒童在接受治療恢復正常很多年后,智力發育仍然落后于正常兒童。
汞(Hg)汞俗稱“水銀”,是唯一在常溫下呈液態的金屬。汞的污染效應非常嚴重,因為它在常溫下即能揮發,變成汞蒸氣進入環境,像化石燃料的燃燒、金屬冶煉、實驗室廢棄試劑等等都會造成汞污染,這些汞蒸氣易吸附于周圍的墻壁、家具或衣物,形成持續污染。汞既然能夠變成氣體,自然也就會通過多種途徑(胃腸道吸收、呼吸道進入、直接透過皮膚)進入人體。一般來說,汞主要污染水產品,經過生物鏈作用而產生富集,這樣進入人類身體后就會有較高含量。汞的各種化學形態中,有機化合態汞毒性最強,如烷基汞,苯基汞等。
當汞以蒸氣的形式被人呼吸到肺里時,大多數會迅速吸收入血,氧化后成為二價汞離子,99%以上與血漿蛋白結合:少量生成“可擴散型”汞,進入身體的代謝,向全身組織輸送,在胃腸道吸收很少,主要損害腎臟;還有部分不形成汞離子,而是以物理狀態溶解于血中,可以通過循環抵達腦部,并透過嚴密的血腦屏障積蓄于腦部,導致嚴重的中樞神經中毒。
雖然只有大約15%進入腦部,但這種損害是不可逆的,會導致死亡。著名的八大公害之“日本水俁病事件”就是當地人和動物飲用了被附近工廠排出的汞污染了的水,而導致的步態不穩、抽搐、手足變形、神經失常、身體彎弓,直至死亡。后經科學家確認:汞被水生生物食用后在體內被轉化成甲基汞,這種物質通過魚蝦進入人體和動物體內后,會侵害腦部和身體的其他部位,引起腦萎縮、小腦平衡系統被破壞等多種危害,毒性極大。在那時的日本,食用了水俁灣中被甲基汞污染的魚蝦人數高達數十萬。
鉻(Cr)在工業廢料中,還有一種危險的“三致”(致癌、致畸、致突變)重金屬物質就是鉻,鉻及其化合物也主要通過消化道和呼吸道進入體內,還有少量會通過皮膚吸收,因為鉻的化合物有較好的溶解性,這就更加加大了它的危害。
鉻的危害在于它的強氧化性,它對皮膚、黏膜都有劇烈的腐蝕性,只需幾分鐘的短時間接觸,就會使人產生過敏反應,如果濃度高的話,后果會更加嚴重。進入動物體內的鉻會干擾蛋白酶的活動,抑制部分還原酶的活性:將正鐵血紅蛋白氧化成為高鐵血紅蛋白,導致其無法正常地攜帶氧;過量的鉻還會使核酸和核蛋白等沉淀變性,喪失活性。
鎘(Cd2+)自20世紀初發現金屬鎘以來,鎘的產量逐年增加。相當數量的鎘通過廢氣、廢水、廢渣排入環境,造成污染。鎘是人體非必需元素,在自然界中常以化合物狀態存在,主要存在于土壤中。因為煙草有富集鎘的效應,所以吸煙的人群會通過煙草攝入大量的鎘。
鎘一旦被吸收進入體內,很難排出,生物半衰期長達10年,甚至可達30年之久,因而可以長期積蓄,并持久產生毒性。當鎘被人體吸收后,在體內會選擇性地蓄積在肝、腎之中引起病變,造成貧血和新陳代謝不良。因為鎘能直接損傷腎小管,影響腎功能,所以鎘中毒的人會出現糖尿、蛋白尿和氨基酸尿。另外,鎘會使鈣的吸收失調,加速骨骼的鈣質流失,造成骨骼的代謝受阻,繼而全身骨頭酸痛、骨質疏松、萎縮、變形,發生軟骨病。可怕的是,到目前為止尚無特效的方法治療鎘中毒。
在了解了上述4個典型的重金屬之后,筆者建議讀者們在選購食品的時候,要盡量到正規超市購買帶有“QS”標識的產品,最好是無公害的綠色食品,因為食品中的重金屬已經在食品的整個生長過程中逐步滲入,并不能通過水洗、浸泡、加熱、烹炒等人們常用的方法來減少或去除。