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粮食污染物的危害及防控

2022-11-16康丹辉

食品安全导刊 2022年15期
关键词:毒素真菌粮食

康丹辉

(漯河市粮食和物资储备服务中心,河南漯河 462000)

粮食是人们生存的必需品,对一个国家的国防、国民稳定、经济增长都有重要影响。虽然近年来我国粮食供应充足,但是粮食安全问题带来的不利影响不容忽视。粮食在“从农田到餐桌”的过程中,由于受天气、温度、周边环境、病虫害和加工等影响,很容易受到污染。研究表明,威胁我国粮食质量安全的主要污染物包括真菌毒素、重金属和农药残留[1]。本文主要分析真菌毒素、重金属和农药残留对人体的危害,以及应对这些污染物的防控措施,为我国的“口粮绝对安全”目标提供理论基础。

1 粮食主要污染物的危害

1.1 真菌毒素的危害

真菌毒素是粮食在种植、储存过程中真菌的代谢产物,对人类和动物都有危害。据联合国粮农组织估计,全世界每年大约有25%的粮食受到真菌毒素的污染,约有2%的农作物因为污染严重而失去利用价值[2]。粮食中真菌毒素的产生可能发生在任何阶段:收获前、收获过程中、运输、干燥、储存以及加工过程。不良的农业收割方法、不当的干燥、处理、包装、储存和运输都会促进真菌生长,增加被真菌毒素污染的风险。

受真菌感染的粮食作物,不论是被人们直接食用还是用作牲畜饲料,毒素都有可能通过各种形式摄入机体,在不同的身体部位积累。毒素中的黄曲霉毒素会降低人体对真菌、细菌和寄生虫引起的感染的抵抗力,并引发乙肝或丙型肝炎病毒,甚至肝癌,被列为I 级致癌物,是毒性最强的毒素;呕吐毒素是粮食中常见的毒素,过量食用会导致急性中毒,引起呕吐、腹泻、恶心和发烧等不良反应,严重时损害造血系统导致死亡;赫曲霉毒素A 在其类似物中毒性最强,对人和动物的危害主要有肾脏毒、肝毒、致畸、致癌和免疫抑制;玉米赤霉烯酮主要作用于生殖系统,过量会使人体和动物的雌激素水平增加,影响人和动物的正常生长发育[3-4]。

1.2 重金属的危害

重金属是指比重在5.0 以上,与污染相关,具有生态毒性和潜在毒性的金属和准金属。每年全国因重金属污染减产1 000 多万t 粮食,被污染的多达1 200 万t,而这些粮食足以供4 000 多万人食用一年[5]。粮食中重金属的产生主要由工业“三废”引起,废水或城镇用水未进行深度处理灌溉农田,烟尘、臭气、刺激性气体等造成的环境污染,矿业、冶炼、煤业等产生的固体废渣,都会使土壤、空气、水体中分布重金属。土壤、空气和水体中的重金属会随着植物根系、叶片等的新陈代谢而积累,被污染的粮食经过加工后进入人体,从而对人体产生一定的危害。

重金属种类多达45 种,而铬、镉、汞、铅和砷是对人体健康危害最严重的5 种金属,且在粮食生产、加工、储存过程中铅、汞、砷和镉是必检项目。

过量摄入或间接摄入汞,人体会出现疲乏、头晕、视力模糊和神经衰弱等,严重者还会出现瘫痪、精神错乱、癫狂等症状。同时,汞还会通过胎盘危害胎儿健康,造成胎儿汞中毒,使胎儿出现畸形、智力下降,严重的可能会因脑麻痹而死亡。

镉可从作物的根系吸附到粮食中,摄入人体后镉随血液扩散到身体的各个部位,容易在肝脏和肾脏中积累,导致肝肾功能损伤,造成骨骼变形、萎缩、骨质疏松等,严重时会因肝肾综合征死亡。

人若误服了被砷污染的食品,可能引起急性中毒,表现为恶心、呕吐,甚至吐出血液和胆汁等,严重者可致昏迷、抽搐和虚脱,甚至窒息而亡。长期食用含砷的粮油会导致神经细胞的代谢紊乱,从而引发神经系统病变,导致神经性疼痛。

铅过量会损害造血系统、消化系统、免疫系统和生殖系统等,使机体免疫功能下降,引发贫血、高血压、肝硬化等疾病。常见的症状为食欲减退、胃肠炎、失眠和便秘腹泻等,严重时可导致休克或死亡。

铬的化合物能通过消化道、呼吸道、皮肤及黏膜进入人体,导致皮肤受到刺激,组织细胞、消化系统、肝肾等受到损伤,骨骼生长受到阻碍,严重者可能诱发肺癌和鼻咽癌。

1.3 农药残留的危害

农药残留是农药副产品、有毒代谢物和降解产物的总称,这些物质随着时间的推移没有完全降解,仍然留在人体、作物和土壤中[6]。农药的使用虽然遏制了粮食作物的病虫草害,提高了粮食产量,但如果使用不当,挥发至空气中、渗透到地下水或土壤中,再通过植物的吸收和代谢作用转移到粮食中,会对粮食安全和人体健康造成极大的威胁。目前,全球每年生产的农药可达200 万t,其中1 000 多种人工合成化合物被用作植物杀虫剂、除虫剂、杀菌剂等,其中一些可降解为无害物质,但有些无法降解,残留量较大,会通过各种途径进入人体,危害人体健康。

如果食用了农药残留超标的粮食,会引起头晕、头痛、视力模糊、恶心、呕吐、胸闷、肌肉颤抖或其他中毒症状,严重时脉搏和呼吸加快,并出现昏迷。即使是残留量少的粮油食品,残留物在体内的积累也会引发癌症、动脉硬化、心血管病、胎儿畸形和早衰等疾病。例如,有机磷、有机氯、有机氮等有机农药的残留会对人体的神经系统、肝肾等重要器官造成严重危害,过量时会引发急性中毒致死。

2 污染物的防控措施

2.1 真菌毒素污染的防控

粮食从种植到加工成食品的整个过程中都有可能受到真菌毒素的污染,因此真菌毒素污染的防控是一个连续的过程。真菌毒素污染的速度和程度取决于不同的因素,如土壤、环境、种植条件、物理损伤、储存条件和加工过程等。

通过良好的田间管理预防真菌毒素的产生。真菌毒素的生存和生长依赖于土壤和植物的相互作用,而作物轮作、土壤耕作、灌溉和施肥是打破真菌繁殖链的重要方法[7-8]。与常规耕作农田相比,长期免耕的农田中真菌数量更多。①粮食作物在种植和收获过程中,易受到机械损伤或鸟、虫等损害,为真菌进入植物体繁殖提供了途径,所以避免粮食作物损伤也是一种有效的防控措施。②在储存过程中防控真菌毒素。粮食在收获和运输过程中,要避免粮食籽粒受到损害,不仅要快速干燥,还要将其储存于干燥、洁净、阴凉的环境下。同时,在储存过程中也要预防害虫侵入,避免害虫加速真菌的繁殖。③在加工过程中防控真菌毒素。真菌毒素在粮食籽粒中外层含量高于内层,且被污染的粮食大小、颜色等会发生变化,在加工过程中可通过比重分选、粒径筛选、颜色筛选和质量检测等技术降低粮食中的真菌毒素含量。

2.2 重金属污染的防控

由于重金属污染具有累积性、潜伏性和不可逆性等特点,对生态系统和食物链的破坏性极大,使控制粮食作物重金属污染的成本高、耗时长且复杂。

2.2.1 远离高速公路和工业厂区种植

道路上的车辆排放物和灰尘含量高,致使道路周围土壤和粮食作物吸收的重金属较多;而工厂排放的污水、废水、废气等会导致厂区附近的土壤、水资源、大气等受到重金属污染,从而导致粮食作物的污染。因此,粮食作物应在离高速公路和工业厂区100 m 以外进行种植。

2.2.2 通过改善种植模式防控重金属污染

不同的种植方式对土壤中重金属、收获粮食中重金属以及环境中重金属的影响是不同的。研究表明,不同粮食作物之间的间作、套作以及轮作,与单种粮食作物相比,能降低粮食作物对土壤中重金属的吸收,降低收获粮食中的重金属含量[9]。

2.2.3 培育重金属低积累和高富集植物

低积累植物吸收土壤中重金属含量少,可保证种植物质量安全。邓洪等[10]通过水培、盆栽试验研究了20 个玉米品种在铅、锌、镉3 种元素复合胁迫下对重金属积累和转运的差异,筛选出2 种对重金属耐受性强、低积累的玉米品种,提高了玉米产量,保证了质量安全。通过培育重金属高富集植物,重金属可被吸附并从土壤中去除,降低后续粮食作物被重金属污染的风险。被称为“土壤清洁工”的“蜈蚣草”就可有效地吸附砷、铅等重金属,防止在土壤中扩散。

2.2.4 强化粮食的深加工过程

重金属主要附着在粮食颗粒外壳或表面,因此在粮食深加工过程中,去除籽料外壳或对籽粒进行研磨、加工,并且在加工过程中对原料及时进行重金属含量检测,可有效降低粮食成品中的重金属含量。

2.3 农药残留的防控

粮食中的农药残留,既有种植过程中喷洒的农药,也有在粮食储存过程中防止虫害施用的化学药剂等,因此对粮食中农药残留的防控要从农药的使用开始治理。

2.3.1 合理使用农药进行防控

在粮食作物病虫草害期间,应针对病虫害的特征,严格按照施药说明,在关键时期和薄弱环节使用,定期更换和轮换,避免单一或长期使用,增加病虫害和杂草的抗药性。同时,应根据不同的粮食品种选择不同的农药,防止使用不当,增加农药残留的几率。

2.3.2 控制和削减高毒性农药,推广施用良性农药

在粮食种植过程中,要尽量避免施用高毒性的农药,高毒性农药不仅加速了作物抗药性发展,而且对周围环境、土壤、鸟类和昆虫等造成危害,甚至破坏生态平衡,更加剧病虫害的发生。农业部门应大力发展、推广有机农药和高效、低毒、低残留和低风险的农药,加强和促进生态系统的良性循环。

2.3.3 加大用药方法的培训力度,科学用药

我国农药使用者大多为农户,文化水平不高,在农药施用方面没有经过专业培训,在农药用量和方法上不能严格按照使用说明执行,自我防护意识差,存在滥用药、盲目用药的现象,加大了农药的风险性。因此要逐步加强对农药经营者和使用者的培训,科学合理地使用农药,提高农药的利用率,降低粮食作物中的农药残留量。

3 结语

粮食中的真菌毒素、重金属和农药残留对人体健康有极大的危害性,因此防控粮食污染工作势在必行。国家及地方粮油监管部门应重视粮食安全,完善粮食质量安全体系,增强检验检测能力,及时发现和管控被污染的粮食,把好粮食质量安全的源头关。

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