猪饲料中重金属(铅、镉)的检测结构分析-赵薇娜.docx

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1、江西农业大学 硕士学位论文 猪饲料中重金属（铅、镉）的检测结构分析 姓名：赵薇娜 申请学位级别：硕士 专业：养殖 指导教师：瞿明仁；饶辉 201105 _ _ _ _ _ _ 猪饲料中重金属（铅、镉）的检测结果分析 摘要 本文通过对某省 2007-2010年两百多批配合饲料中镉的检测、五百多批配合词料、 预混料、浓缩料中铅的检测分析，得出影响某省词料中铅、镉质量安全因素。结果表明， 2007年配合料中铅、镉的超标率分别为 10%、 6%， 2008年配合料中铅、镉的超标率为 5.7%、 9.4%， 2009年配合料中铅、镉的超标率为 6.8%、 10.2%， 2010年配合料中铅、 镉的超标率

2、为、 ; 2007年预混料、浓缩料中铅的超标率为 1 .9%、 3%， 2008年预混 料、浓缩料中铅的超标率为 6.5%、 8.7%， 2009年预混料、浓缩料中铅的超标率为 8.3%、 0, 2010年预混料、浓缩料中铅的超标率为、。 检测分析结果表明，除 2010年外，小猪、中猪、大猪饲料的铅、镉合格率低于乳 猪词料的铅、镉合格率，是因为饲料生产企业为了改善生猪生产性能如抗腹泻、促生长 等，在饲料中超量 添加矿物质所带入的重金属造成的，随着农业部第 1224号公告词 料添加剂安全使用规范在 2010年全面贯彻实施和国家词料卫生标准执行力度的加大， 饲料中矿物质的添加量逐渐回归合理水平，词

3、料中重金属铅、镉残留检测合格率逐渐提 高，畜产品重金属污染的状况将会逐步改善。 针对影响铅、镉超标的主要因素，提出了解决饲料铅、镉质量安全问题的对策：通 过提高认识，加大宣传力度，营造生产、销售和消费安全饲料产品的氛围，饲料生产企 业应提高生产水平，饲料企业应加大科研投入和成果转化力度，严把原料入库及产品出 厂关，生产优质高效的词料产品；加强饲料质量安全检验检测体系建设，饲料产品的检 测工作是按照标准评价词料产品质量的主要手段，完善词料质量安全有关标准的制修 订，加大饲料卫生标准的执行力度。 关键词：词料；铅；镉；质量安全；对策 THE DETECTING RESULTS ANALYSIS O

4、F THE HEAVY METALS (LEAD AND CADMIUM) IN PIG FEED ABSTRACT The detection of Cadmium in 200 samples of formula feed and the analysis of Lead in 500 samples of formula feed , premix and concentrate feed were carried out in a Province from 2007 to 2010. The factors that influence quality safety of Cadm

5、ium and Lead in feed of this province were gain. The results show that, the Unqualified rate of Cadmium and Lead in formula feed is 10% and 6% respectively in 2007, 5.7% and 9.4% in 2008, 6.8% and 10.2% in 2009, 0 and 0 in 2010; and the Unqualified rate of Lead in premix and concentrate feed is 10.9

6、% and 3% respectively in 2007, 6.5% and 8.7% in 2008, 8.3% and 0% in 2009, 0 and 0 in 2010. The analysis also shows that, the Unqualified rates of Cadmium and Lead in feed for the piglets, grower pigs and finish pigs were lower than that for suckling piglets by adding too much mineral to the feed, A

7、lso due to the feed production enterprise is in a bid to improve the performance of live pigs such as preventing diarrhea, promoting growth and so on. The 1224# public announcement feed additive safety use specification published by the ministry of agriculture has been fully implemented in 2010 and

8、the enforcement of national feed hygienic standard has been strengthened the additive amount of mineral in feed has returned to a reasonable level, the rate of determination of heavy metal residue (Cadmium and Lead) in feed has enhanced gradually, the status of heavy metal pollution for animal produ

9、ct will get fundamental improvement. Some methods should be put forward to solve quality safety of Cadmium and Lead in feed,foe example increasing the awareness, intensifying the propaganda, to create an atmosphere of producing, selling and consuming safety feed products. The feed production enterpr

10、ise should increase production levels, the feed enterprise should increase toresearch investment and strengthen the transformation of achievement, check on the raw material warehousing and products delivery strictly to produce best quality and highly efficient products. Meanwhile, the feed enterpris

11、e shshould strengthen the safety inspection system construction for the feed quality. The inspection of feed products is a key tool to evaluate the product quality according to the standard. They also have to perfect creating and updating the standard for feed quality safety, and increase enforcemen

12、t of the standard of feed hygiene. KEY WORDS： feed; Cadmium; Lead; quality safety; Strategy 第一章绪论 1、目的和意义 近年来， 苏丹红，、 孔雀石绿，、 瘦肉精，及 三聚氰胺 等中毒事件的不断发生， 使人们对畜产品的安全性越来越重视。特别是随着生活水平和消费能力的更进一步的提 高，人们对食品的安全和健康更为关注。随着我国畜牧养殖业的发展，动物养殖过程中 产生的毒 物以及对环境的污染所引起的人类和动物疾病日益受到重视。肉、禽、蛋、奶 等动物性食品在人类的食物构成中占有举足轻重的位置，而这些动物性食品又主

13、要来自 各种词料加工喂养的动物。研究发现，在饲料 -饲养动物 -人类这条以食物营养为中心的 食物链上，词料这一营养级是最基础最重要的一环。词料安全是影响动物性食品安全的 最主要和最直接的因素，因此，要保证动物性食品的安全性，首先必须保证词料的安全 性。词料的不安全性因素很多，其中饲料中重金属对畜禽的危害已引起人们越来越广泛 的关注，并受到广泛研究 。重金属元素一般是指密度在4.5g/cm3以上的金属元素 “ 它包 括的元素种类很多，仅就饲料卫生而言，重金属元素通常是指铅、砷、镉、汞、钼、铬 等多种生物毒性严重的元素，它们的密度依次为 U.3、 5.7、 8.6、 13.6、 10 2和 这些重

14、金属元素在常量甚至微量的接触条件下，即可对动物产生明显的毒害作用，故常 被称为有毒金属元素。它们随污染物进入环境与饲料后，不如有机污染物那样比较容易 分解，而是长期残留，当其随饲料进入动物机体后，也不会在体内分解而是仍然蓄积在 某些器官中，引起动物急性或慢性中毒，有的还具有致癌、致突变和致畸作用。这些 元 素易于在畜产品中残留并通过人类食物链而危害人体健康。词料中过量的重金属元素通 过所词养动物粪、尿排泄到土壤或水域中，可对人类的生存环境构成威胁。因此，重金 属元素对于饲料的污染及其危害，应当予以足够的重视。而重金属污染又以镉污染较为 严重，其次是铅等，因此，对于镉、铅等重金属元素污染的监控及

15、改善已经刻不容缓。 2、生物体内铅的代谢及危害 2.1铅污染概况 铅是一种重金属，它一般以天然浓度广泛存在于自然界中，但由于人类的开采、冶 炼、加工及商业制造活动日益够，导職元霞人大气、水社壤中，严重污染环境。 以各种化学形态存在的铅元素，在进入生态系统后存留、积累和迁移，对生态造成严重 危害。作为重金属污染物之一的铅长期在人和动物体内蓄积会引起慢性中毒，神经机 能紊乱和贫血，甚至致癌 2。 研究表明，铅能够与动物体内的蛋白质、酶以及氨基酸内的官能团相结合，对正常 的机体生理生化活动造成干扰，损害人体健康。铅在地球上分布广泛、含量丰富，是最 严重的环境污染物之一。 环境中铅的来源主要有两个方面

16、，一是自然来源，二是非自然来源。其中自然来源指 的是火山爆发、森林火灾等自然现象所 释放的铅。非自然来源则是指由于人类活动，主 要是指工业生产和交通等多方面所排放的铅。人类活动所排放出来的铅是造成当今铅污 染的主要原因。汽车尾气排放中含有的铅经过大气扩散等过程污染环境，造成目前地表 中的铅含量显著提高。丢弃的废电池中含有的铅对土壤、水源、生态环境等的危害是长 期性的。因为土壤中具有一定的孔隙，能够对有机物或含碳、氧、磷、硫等的化合物进 行降解，可以转变成无毒或低毒物质，使土壤成为污染物的 储存库 ，最终降低土壤肥 效，如果在这种被铅污染了的土地上种植农作物，植物根系容易将铅元素吸入到体内， 使

17、长出的粮食、蔬菜中含有铅元素，并且减少农作物产量。而且，土壤中的铅还会不断 地迁移到其他的环境介质中 :被雨水冲刷后渗透到深层土壤中 ;随地下水进入江河水源； 被风吹散到大气中。如果人体摄入含铅的农作物或者家禽，饮用含有铅元素的水、吸入 被污染的大气，就会出现机体、多种器官的慢性损害。另外，含铅的杀虫剂、油漆的大 范围使用也造成了铅的污染。据统计，全世界每年消耗的铅约 400万吨，这些铅仅有 1/4被回收循环利用，而其余大部分的铅都以各种不同形式被排放到环境中。欧盟各国 很早就开始对铅的排放进行严格监管，近二 十年来排放量呈逐渐降低趋势 9，但在发展 中国家，铅的排放量仍然较大。近年来我国发生

18、了多起铅污染及中毒事件，表明我国的 铅污染问题比较严峻，迫切需要对铅污染进行有效的控制 铅是一种蓄积性毒物，居 6类重金属污染之首，被世界卫生组织 (WTO)列为可能 的致癌物质之一。环境中的铅通过饲料、饮水等途径进入动物体内，并蓄积在机体各组 织器官中，影响动物神经系统、新陈代谢和免疫机能等 3、 4，铅能残留在牛奶、肌肉等 动物性食品中 3、 4】 ，给食品安全带来潜在的风险，对人类健康造成威胁 56、 7，铅对畜禽 产品的 污染在国外已经是一个十分严峻的问题，据日本、美国、加拿大、荷兰、意大利 等国报道，肉类食品中的铅污染非常严重。饲料中铅含量的超标是引起肉食品中铅污染 的一个重要原因，

19、因而各国纷纷制定出限制饲料中铅含量的标准。我国已制定的国家标 准 GB13078-2001中规定 “ 配 合饲料中的铅含量不得高于 5mg/kg， 鱼粉和石粉中的铅含 量不得高于 lOmg/kg， 其他添加剂中的铅含量不得高于 3 mg/kg。 由此可见，铅污染在 饲料卫生管理中必须予以足够的重视 。 2.2铅对人体的污染途径 在自然界，铅矿主要为方铅矿 (PbS),白铅矿 (PbC 3),硫酸铅矿 (PbS 4)。 一般土壤中也 含有少量的铅，约 12PPm(lPPm为百万分之一 )，海水中含铅 . ippm。 铅及其化合物 广泛用于工业生产中。据资料报道 11，铅烟和铅尘是大气铅污染的主要

20、形式。含铅汽油 的燃烧、含铅煤炭的燃烧、铅及铅合金的冶炼以及铅、含铅产品使用等高温作业过程是 扩散到大气中的铅烟和铅尘的主要来源。此外，含铅油漆、涂料、彩釉陶瓷、蜡纸制造、 含铅玩具等的生产过程也是铅烟和铅尘的主要来源。 铅是一种对人 类健康有害的重金属元素，它对神经有毒性作用，对人体没有任何功 用，在人体血液中，理想的血铅浓度应为零。但是，由于环境中铅的普遍存在，特别是 在工业发展较快地区的环境和空气中铅浓度更大，对人体和环境造成严重的铅污染 切。 人体内铅的来源通常有两个：一是饮食，二是大气。食物是人体摄入铅的主要途径 之一，成人每天由饮食中摄入 1 3叫 (g=i _6g)铅。根据调查，

21、食物和饮食中铅 的含量普遍很低，不会危害人体健康。但由于环境污染导致地下水及土壤普遍含有铅， 铅进入环境或生态系统后就会存留、积累和迁移，特别是在污染严重的地区，几乎所有 农作物都含有铅，一般情况下，植物性食物的铅含量要高于动物性食物的，在植物性食 物中，以根茎类的含铅量最高，而在动物性食物中，骨骼及内脏的含铅量要高于肌肉、 脂肪等。 食物中的含铅量与当地土壤、水中的铅含量有直接关系。土壤和水中的铅可以通过 食物链进一步被人体吸收。此外，食品在加工过程中的铅污染也是一个重要因素，人体 摄入过量铅的主要来源是某些含铅的器皿，如含铅的罐头盒、含铅釉料制作的瓷器、含 铅搪瓷、含铅锡壶、含铅玻璃酒具等

22、。当然 ，如果吃用砷酸铅喷洒过的水果或生长在公 路附近的蔬菜也会引起慢性铅中毒。还有 ，一 些不良的习惯如一边翻报纸一边吃东西， 有的儿童哨铅笔，使用含铅量高的化妆品等也会摄入过量的铅。从食物、饮水中摄入的 铅通常有 10%左右被人体吸收，其余则随粪便排出体外。一般说来水溶性好的 (如醋酸 铅 )吸收率较高，水溶性不好的 (如硫化铅 )吸收率较低。另外饮用水质往往也会导致铅中 毒。 空气中的铅浓度变化同污染源排放有关，正常的大气中铅含量很少，但在工业化的 大城市铅浓度可达 1叫 g/m3,但目前一般小于 l. ng/mg3。 特别是在某些工业区和交 通拥挤地段，铅浓度就更高了。长期在这些地段活

23、动，也会摄入过量的铅。铅在大气中 是以固态的粉尘形式或是氧化铅微粒或是蒸汽的形式存在。大气中的铅及铅化合物主要 由呼吸道进入人体，铅的有机化合物，如四乙基铅，还可以被皮肤吸收。呼吸道中铅的 吸收率与铅尘的分散度有关，颗粒小的烟雾比颗粒大的粉尘吸收率更高。肺对铅的吸收 除了受其浓度的影响外，还包括其他一些因素。这些因素有：机体每天呼吸的体积、铅 的状态是颗粒还是蒸汽、含铅颗粒的大小等。只是极少部分能在肺中沉积 ，但随即从呼 吸道中清除并吞咽到消化道。颗粒直径小于 .5m的部分随着直径的减少，其在呼吸道 的保留增加。空气中 90%的铅颗粒可沉积于肺，而且颗粒小到能留在肺内。保留下来的 铅通过肺泡的

24、吸收率高，而且完全。进入呼吸道的铅约有 25 30%被吸收，其余一部分 随呼气排出，另一部分沉积于呼吸道中，随痰咳出 13。 通过手、口进入消化道是人体摄入和吸收铅的主要途径。美国环保局 1986年报道， 2岁儿童摄入铅的主要途径为：食物 47%、尘土 .45%、饮水 6%、空气和土壤各 1%。 Davies报道英国 2岁儿童每日吸 收的铅有 97%通过消化道，只有 3%通过呼吸道 14。宋 华琴研究发现，北京是儿童每日摄入的铅 90%-98.5%经胃肠道， 1.5%-10.0%经呼吸道 15。 铅到达消化道后，成人能够吸收约 11%，而儿童吸收则更高，可达 30%-75%16。 2.3铅在动

25、物和人体内的吸收、分布和代谢 铅的吸收、分布和代谢途径 1) 动物体摄入铅后有大约 5%-15%的铅可以被吸收，而保留在体内的只有不到 5% 的吸收量。 2) 动物通过消化道、呼吸道摄入铅及其化合物。进入消化道的铅，主要由十二指 肠进行吸收，吸收率一般仅为 5% 10%，回肠中的吸收率则非常低。吸收的铅经门静 脉到达肝脏，之后一部分进入血液中进行循环，另一部分经肝细胞的主动吸收排入胆汁， 由胆汁进入肠道，而后随粪便排出 17。进入血液循环中的铅最初主要以铅盐与血浆蛋白 结合的形式分布于全身各组织，而血液中的铅约有 95%分布在红细胞内，主要在红细胞 膜上，血浆只占 5%。骨组织中不能无限量的容

26、纳铅，当骨铅含量达到饱和时，若动物 继续与铅接触，会造成血液和软组织中铅的浓度不断升高，可引发中毒症状。而与慢性 铅中毒不同的是，急性铅中毒时铅的主要沉积组织是肝和肾而不是骨。 3) 在血液中大约 90%的铅存在于红细胞中，铅的红细胞中至少是以两种主要的状 态存在：一种是同细胞膜结合，另一种是同血红蛋白或其他的红细胞成分相结合。血铅 是血浆和红细胞之间铅浓度平衡的结果，如果血铅水平达到 l Ug/dL， 其中有 1%或更 少的铅在血浆中。在血铅水平低于 50 ug/dL时，血铅和血浆中的铅关系是稳定的，近 乎线性，高于此水平，此关系变成曲线的，即随着血铅增 高，血浆中的铅水平迅速增高。 4)

27、肾是铅排泄的主要器官。被吸收蓄积于机体的铅主要经肾脏排出，还可经粪便、 乳汁、汗腺、唾液等途径排出 18。铅的肾脏排泄通常是肾小球的过滤，伴随一定程度的 肾小管重吸收，随着血铅水平的増高，肾小管间的转运可以增加排泄。铅还可以通过机 体的其他体液，例如母乳等少量排泄。铅能通过胎盘，因此脐带血铅与母体血铅有相关 性，但浓度稍低。在妊娠期母体血铅有轻微的降低，可能是与血液稀释有关。铅在胎儿 组织中（包括脑）蓄积同母体的血铅水平成比例。 5) 铅的吸收、分布、代谢等行为与多种因素有关： 6) 不 同动物的日龄、组织及性别。对于摄入相同量的铅，未成年动物脑中的沉积 要高于成年动物 19;随着日龄的增长，

28、肝脏、肾脏和脾脏中的铅含量升高到一定浓度后 增加变缓，或保持不变 2G; 7) 营养元素。缺乏钙、锌、铁等时，会增强动物对铅的易感性和毒性作用，而适 量的妈、锌、铁、硒、 VC、 VE等营养成分对铅的残留和毒性有一定的缓解作用 21_气 8) 铅的存在形态。以有机态及易溶于水的形式而存在的铅容易被动物利用 ，但铅 的吸收利用更大程度上取决于其形态。铅有可交换态、碳酸盐结合态、无定形铁锰氧化 物结合态、有机物结合态和残渣态共 5种形态 (Tessier分类方法），根据生物体对铅不 同形态的可利用难易程度，将铅形态分为 3类：可利用态（可交换态）、潜在可利用态 (碳酸盐结合态、无定形铁锰氧化物结合

29、态、有机物结合态 )和不可利用态 (残渣态 )2 铅的毒性包括神经毒性、免疫毒性、生殖毒性，影响造血系统、细胞凋亡和基因表达等， 染铅会使 S氨基 -Y -酮戊酸脱水酶活性减弱和丙二醛含量升高，机体中脂质过氧化作用 增加，造成动物氧化损伤 27、 28;另外，铅会损伤动物 T淋巴细胞和巨噬细胞、改变 B淋 巴细胞表面补体受体结合位点，对动物具有明显的免疫抑制作用。铅会降低动物的抵抗 力而增加其对病菌的易感性 1829。 2.4铅对人体的危害 铅是人类最早掌握其使用技术的金属之一，用途广泛，铅是有一定毒性的金属，经 常接触而不注意预防，就有可能引起铅中毒。在众多危害人体健康和儿童智力的 罪魁 中

30、，铅是危害不小的一位。据调查，现代人体内的平均含铅量已大大超过 1000年前古 人的 500倍！铅是典型的慢性或积累性毒物，对机体损伤成多系统性、多器官性。蓄积 性在人体内的铅 及其化合物对人体的神经系统、血液系统、消化系统、生殖系统、免疫 系统和骨等都具有较大的毒害作用。 低浓度铅进入人体后可引起行为功能改变，常见的有模拟学习困难、空间综合能力 下降、运动失调、易冲动、注意力不集中、侵袭性增强等。且低浓度的铅会对人体的正 常细胞产生危害 3()、 31:铅分子会干扰神经系统的正常工作，在血液中影响血红素的生 存并且破坏脑微血管的渗透性，特别是铅在大脑内蓄积的影响尤为严重，在大脑发育的 早期

31、(如胚胎期），会导致大脑发育迟缓、不健全，最终影响人的智力。研究表明，目 前我国约有数以千万 计儿童正受铅神经毒性作用的影响，中国儿童的平均血铅水平比美 国儿童高出 70pg/L 8(Hig/L。 科学研究证明 3G31， 血铅水平每上升 l pg/L ， 儿 童智商 (IQ)将丧失 (6 7)分。血铅水平超标 3132(世界性组织和美国国家疾病控制中心 以及美国儿科学会制订儿童铅中毒诊断的标准为 血铅水平超过或者等于 1即 g/ L ），不但会阻碍童智力发育，还会使体格生长落后。令人担忧的是：铅中毒对儿 童的智力发育影响是不可逆的、无法挽回的，这将造成一代人 (或几代人）的智力缺损， 直接关

32、系到 21世纪国民的素质，并将影响着一个国家和民族的未来与发展 12。 铅对人体健康的危害很大，进入人体后，除部分通过粪便、汗液等排泄外，其余的 铅都会在数小时后溶入血液中，对人体的主要影响是神经系统、造血系统及肾脏的损害， 此外对消化、免疫及儿童生长发育也有一定的毒作用： 1) 铅对人体生长发育的毒會 美国一项调查结果表明，铅会对人体的生长发育造成严重影响。铅具有生殖毒性、 胚胎毒性和致畸作用，铅中毒出现在小孩身上会出现发育迟缓、食欲不振、行走不便和 便秘、失眠等情况；若是小学生，甚至还会伴有多动、听觉障 碍、注意不集中、智力低 下等现象。这是由于铅进入人体后会通过血液侵入大脑神经组织，使营

33、养物质和氧气供 应不足，造成脑组织损伤所致，严重者可能导致终身残废。 2) 铅对神经系统的毒害 铅进入人体后主要是损伤神经系统，会导致手腕无力下垂，以及引发脑病，损伤肾 功能。铅对人体神经系统是一种极为敏感的毒物，其损害作用从胎儿期就开始了 。 Huel 等人发现母亲孕期的发铅浓度与儿童 （ 6岁）的总感知能力、语言能力、定量能力和记 忆能力指数呈明显的负相关 42。母体血铅与脐带血铅浓度接近，呈明显正相关，而胎盘 对铅几乎不起或只起微弱的屏障作用，因此铅很容易通过母体经胎盘进入胎儿体内。未 发育成熟的胎儿脑内皮细胞无法阻止铅进入脑组织，从而造成尚未发育成熟前就受到铅 的毒害，导致各种严重的远

34、期后果。处于生长发育阶段的儿童，对铅比成年人更敏感， 进入体内的铅对神经系统有很强的亲和力，故对铅的吸收量比成年人高好几倍，受害尤 为严重 33。 Davidl992年报道了他对 148名学龄儿童的随访研究，发现出生前接触低剂 量的铅 （ lOOug/L)的幼儿， 10年后他们的智力和学习成绩均有明显的下降 43。 3) 铅对造血系统的毒害 铅对造血系统的影响主要是铅能抑制血红素的生成而引起贫血，出现头痛、眩晕、 乏力、困倦、便秘和肢体酸痛等症状 ，一 般当血铅超过 0.4 mg/L时贫血就会发生。铅 还能影响肾功能， Verberk等人 1996年首次表明了环境铅污染能够引起儿童肾小管病变，

35、 且血铅水平越高，损害越严重 44。在临床上，急性铅肾病是以氨基酸、葡萄糖、磷酸盐 的重吸收过少为特征；慢性铅肾病人特征是肾组织缓慢地进行性变性与肾功能的改变， 甚至可导致肾衰竭，两者均不同程度的出现核包涵体的出现与铅的浓度有关，相当部分 学者认为这是机体对铅产生的一种防卫机能反应。 3生物体内镉的代谢及危害 3.1镉污染概况 镉是一种稀有的分散元素，它的主要以硝酸镉、氯化镉、硫化镉、乙酸镉、硫酸镉 和碳酸镉等化合物的形式存在。镉在自然界中主要以硫化镉、碳酸镉的形式存在于锌矿 中。镉是一种灰白色金属，不溶于水，密度 8.64g/cm3,熔点 331.03C， 沸点 767C。 自 然界中原有镉的化学循环处于生态平衡中，不会造成公害，但在人类活动参与下，将地 下岩石圈中含镉的矿物开发利用，又将大量废弃物以渣、烟和废水的形式向环境中排放，