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& 学年江苏连云港新海实验中学高二化学课件：3.2.2《芳香烃的来源与应用 多环芳烃化合物对食品的污染》（苏教版选修5）
学年江苏连云港新海实验中学高二化学课件：3.2.2《芳香烃的来源与应用 多环芳烃化合物对食品的污染》（苏教版选修5）
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资料概述与简介
多环芳烃化合物对食品的污染(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs） 提
要 PAH的结构及理化性质 PAH的毒性 PAH的体内代谢 PAH与人的健康关系 食品中的PAH来源 预防PAH危害的措施
结构和主要性质 多环芳香烃化合物（polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs）是指含有两个以上苯环的有机化合物。 非常重要的一种环境污染物和致癌物，尤其是大气污染和家庭烹调油烟污染突出。 种类达二百多种，苯并(a)芘是其代表物，可能与人的肺癌、胃癌、肠癌、膀胱癌、皮肤癌关系较为密切。 1775年英国外科医生P.波特发现烟囱清扫工患阴囊癌。 1915年经日本学者山极胜三郎和市川厚一用煤焦油多次涂抹兔耳，诱发皮肤癌成功。 1933年J.W.库克等人从煤焦油中分离出致癌的PAH。
主要理化性质 常温下，PAHs为固体。 水溶性较低，脂溶性程度高。 苯环数目越多，水溶性越低，性质越稳定。 高熔点，高沸点，低蒸汽压。 高生物富集作用（富集系数10-10,000）
多环芳烃化合物的毒性 急性毒性：中等毒性或低毒。 致癌性 各种途径均可致癌：吸入途径可引起肺癌；经口摄入主要引起胃癌；皮肤接触可引起皮肤癌。 致癌作用存在剂量－反应关系。 通过胎盘屏障使子代出现癌症。 致癌作用存在加速效应。即随接触水平的下降，诱发癌症出现的总剂量也下降。 B(a)P致大鼠皮肤癌实验： 剂量(mg/kg)
0.25 成瘤时间（d)
610 总剂量
3.8125 PAH为前致癌物，需要经过肝脏微粒体混合功能氧化酶代谢活化才具有致癌性。 致癌作用机理：首先环氧化成7，8—环氧化物，再经水化酶的作用，变成7，8—二氢二醇衍生物，再次经混合功能氧化酶作用，成为7，8—二氢二醇9，10—环氧化物，环打开后在第10位上形成带正电荷的终致癌物，由于亲电子作用与DNA和RNA形成加和物。
致畸作用：胚胎畸形、死胎、流产。 致突变作用：间接致突变物，需经肝脏微粒体混合功能氧化酶S9活化后，才具有致突变作用。 PAH的体内代谢 PAH进入机体的途径 呼吸道吸入 通过饮水和食物摄入 通过皮肤：土壤，煤焦油，沥青等的接触。
PAH的吸收、分布和代谢 由于脂溶性，容易快速进入体内。 含脂肪的组织器官都有分布。 在肾脏、肝脏、脂肪组织分布较多，脾脏、肾上腺和卵巢有少量分布。 通过尿和粪便排出。
食品中的PAH来源 环境污染：煤炭、石油等燃料不完全燃烧的废气，及化工生产的“三废”物质对环境的污染，通过空气飘尘降落、接触等方式造成食品污染。 食品加工过程中的污染 烘烤、烧烤 高温煎炸时，发生裂解与热聚反应 加工机械管道使用的润滑油污染食品
1克煤燃烧可产生67～130微克B(a)P；1克木柴燃烧可产生62～125微克；1克汽油燃烧可产生12～50.4微克。1克油烟可含B(a)P 6.4微克。
植物性食品从土壤、水中吸收PAH。 土壤中的PAH可保持十年以上，蓄积现象严重。 水产品可通过生物富集作用及食物链的生物放大作用获得较高的PAH含量。 食品中PAH的污染情况 鱼、肉及其制品：烘烤、煎炸、烟熏等加工过程中形成较多，明火烧烤多于间接方式，含脂肪多的鱼肉制品形成更多。 蔬菜、水果和粮谷类植物性食品：环境污染（空气、水）程度有关，城市郊区高于农村；柏油马路晾晒粮食也是重要污染来源。 PAH与人的健康关系 致癌作用 职业接触者 Pott发现烟囱清扫男工阴囊癌发病率较高 Volkman发现煤焦油提炼工人的皮肤癌发病率较高
19世纪初，人们开始认识到煤烟，煤焦油，沥青对人有致癌性。 食品中的PAH与胃癌的相关性 匈牙利：熏肉 拉脱维亚：熏鱼 冰岛：熏鱼 日本：熏鱼 对胎儿的发育影响 生长迟缓 低体重儿 小头围 低IQ 胎儿内分泌系统改变 预防PAH危害的措施 控制环境（空气、水）污染，防止食品受到PAH的污染。 改进烟熏、烘烤等加工工艺。 避免采用高温煎炸方式，油温控制在200℃以下。 食品加工机械尽量采用食用油作为润滑油。 避免在柏油马路晾晒粮食作物。 执行限量标准
B(a)P (ug/kg)　　烧烤猪肉、鸭、鹅、鸡
5　　叉烧、羊肉串
5　　火腿、板鸭
5　　烟熏鱼
5　　熏猪肉（肚子、小肚）
5　　熏鸡、熏马肉、熏牛肉
5　　熏红肠、香肠
5　　豆油
10　　花生油
10　　菜籽油
10　　茶油
10　　稻谷
5　　小麦
5　　大麦
5 去毒措施 物理吸附方法：活性炭 紫外线照射，引起PAH分解
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ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｇｒｏ－ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅ
浑蒲污灌区表层土壤中多环芳烃的健康风险评价
曹云者１，施烈焰１，２，李丽和１，李发生１
（１．中国环境科学研究院土壤污染与控制研究室，北京１０００１２；２．中国人民大学环境学院，北京１００８７２）
摘要：采集了辽宁省浑浦污灌区８个点位的表层土壤样品并分析了样品中１６种多环芳烃（ＰＡＨｓ）的含量，根据毒性当量因子（ＴＥＦ）方法和污染土地暴露评价模型（ＣＬＥＡ模型）对ＰＡＨｓ的健康风险进行了评价。结果表明，污灌区各采样点∑ＰＡＨｓ含量为１２０￣
?１０６６ｎｇｇ－１ＤＷ，旱地的∑ＰＡＨｓ含量高于水田。旱地采样点中，离浑河最近的一个点达到严重污染，其余采样点为轻微污染到无污染。各采样点ＰＡＨｓ的致癌风险值为６．５×各采样点的致癌风险排序为１０－８￣９．６×１０－６，从人群受体来看，对儿童的致癌风险高于妇女。
Ⅳ－１（旱）＞Ⅲ－２（水）＞Ⅳ－２（水）＞Ⅰ－１（旱）＝Ⅲ－１（旱）＞Ⅱ－２（水）＞Ⅰ－２（水）＞Ⅱ－１（旱），均没有超过癌症风险水平上限（１０－４），说明癌症风险尚在可接受范围内。
关键词：多环芳烃；毒性当量因子；ＣＬＥＡ模型；健康风险评价
中图分类号：Ｘ８２０．４文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－２０４３（２００８）０２－０５４２－０７
ＨｅａｌｔｈＲｉｓｋＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆＰｏｌｙｃｙｃｌｉｃＡｒｏｍａｔｉｃＨｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓｉｎＳｕｒｆａｃｅＳｏｉｌｓｆｒｏｍＨｕｎｐｕＷａｓｔｅｗａｔｅｒＩｒｒｉ－ｇａｔｅｄＡｒｅａ
ＣＡＯＹｕｎ－ｚｈｅ１，ＳＨＩＬｉｅ－ｙａｎ１，２，ＬＩＬｉ－ｈｅ１，ＬＩＦａ－ｓｈｅｎｇ１
（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＳｏｉｌＰｏｌｌｕｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌ，ＣｈｉｎｅｓｅＲｅｓｅａｒｃｈＡｃａｄｅｍｙｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１２，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉ－ｒｏｎｍｅｎｔ＆ＮａｔｕｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，ＲｅｎｍｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００８７２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓｏｎｅｏｆｔｈｅｅｉｇｈｔｌａｒｇｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒ－ｉｒｒｉｇａｔｅｄａｒｅａｓｉｎＬｉａｏｎｉｎｇｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｈｕｎｐｕｗａｓｔｅｗａｔｅｒｉｒｒｉｇａｔｅｄａｒｅａｈａｓｂｅｅｎｃｏｎｃｌｕｄｅｄｉｎｍａｎｙｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｒａｒｅｓｔｕｄｙｈａｓｂｅｅｎｃｏｎｄｕｃｔｅｄｏｎｈｅａｌｔｈｒｉｓｋａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓｉｎｔｈｉｓａｒｅａ．Ｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙ，ｈｅａｌｔｈｒｉｓｋｏｆＰＡＨｓｉｎｓｕｒｆａｃｅｓｏｉｌｓｏｆＨｕｎｐｕｗａｓｔｅｗａｔｅｒ－ｉｒｒｉｇａｔｅｄａｒｅａｗａｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｕｓｉｎｇＣＬＥＡｍｏｄｅｌ．Ｓｕｒｆａｃｅｓｏｉｌｓａｍｐｌｅｓｗｅｒｅｔａｋｅｎｆｒｏｍｂｏｔｈｄｒｙｌａｎｄａｎｄｐａｄｄｙｆｉｅｌｄ．Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｏｆ１６ＰＡＨｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｏｔａｌｌｅｖｅｌｏｆ１６ＰＡＨｓ（∑ＰＡＨｓ）ｒａｎｇｅｄｆｒｏｍ１２０ｔｏ
?１０６６ｎｇｇ－１．ＳｅｖｅｒｅｐｏｌｌｕｔｉｏｎｗａｓｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄａｔｏｎｅｓａｍｐｌｉｎｇｐｏｉｎｔｎｅａｒＨｕｎｈｅＲｉｖｅｒｂｕｔｏｔｈｅｒｓａｍｐｌｅｓｏｎｌｙｓｈｏｗｅｄｓｌｉｇｈｔｐｏｌｌｕｔｉｏｎｏｒｎｏｐｏｌｌｕｔｉｏｎａｔａｌｌ．∑ＰＡＨｓｉｎｄｒｙｌａｎｄｓｏｉｌｗｅｒｅｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｉｎｐａｄｄｙｆｉｅｌｄ．Ｔｏｘｉｃｉｔｙｅｑｕｉｖａｌｅｎｃｅｆａｃｔｏｒｓ（ＴＥＦｓ）ｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄａｎｄｔｏｘｉｃ－ｉｔｙｅｑｕｉｖａｌｅｎｃｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ（ＴＥＣ）ｏｆＢａｐｆｏｒａｌｌｏｔｈｅｒ１５ＰＡＨｓｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｔｏｔａｌｔｏｘｉｃｉｔｙｅｑｕｉｖａｌｅｎｃｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ（ＴＴＥＣ）ｏｆ１６ＰＡＨｓｗａｓｕｓｅｄｆｏｒｈｅａｌｔｈｒｉｓｋａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ．Ｃａｎｃｅｒｒｉｓｋｓｉｎｔｈｅｓｔｕｄｙａｒｅａｒａｎｇｅｄｆｒｏｍ６．５×１０－８ｔｏ９．６×１０－６，ａｎｄｔｈｅｒｉｓｋｓｔｏｃｈｉｌｄｒｅｎｗｅｒｅｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｏｗｏｍｅｎ．Ｃａｎｃｅｒｒｉｓｋｓａｔｔｈｅ８ｓａｍｐｌｉｎｇｐｏｉｎｔｓｆｏｌｌｏｗｅｄｔｈｅｏｒｄｅｒ：Ⅳ－１（ｄｒｙｌａｎｄ）＞Ⅲ－２（ｐａｄｄｙｆｉｅｌｄ）＞Ⅳ－２（ｐａｄｄｙｆｉｅｌｄ）＞Ⅰ－１（ｄｒｙｌａｎｄ）＝Ⅲ－１（ｄｒｙｌａｎｄ）＞Ⅱ－２（ｐａｄｄｙｆｉｅｌｄ）＞Ⅰ－２（ｐａｄｄｙｆｉｅｌｄ）＞Ⅱ－１（ｄｒｙｌａｎｄ）．ＲｉｓｋｓｏｆＰＡＨｓａｔａｌｌｓａｍｐｌｉｎｇｐｏｉｎｔｓｗｅｒｅｌｅｓｓｔｈａｎｔｈｅｕｐ－ｐｅｒｌｉｍｉｔｏｆａｃｃｅｐｔａｂｌｅｃａｎｃｅｒｒｉｓｋ（１０－４）．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＰＡＨｓ；ｔｏｘｉｃｉｔｙｅｑｕｉｖａｌｅｎｃｅｆａｃｔｏｒ（ＴＥＦｓ）；ＣＬＥＡｍｏｄｅｌ；ｈｅａｌｔｈｒｉｓｋａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ
多环芳烃（ｐｏｌｙｃｙｃｌｉｃａｒｏｍａｔｉｃｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ，ＰＡＨｓ）
是指２个或２个以上的苯环以稠环和非稠环形式相
连接的化合物，是一类广泛存在于环境中的持久性有
机污染物，其中一些ＰＡＨｓ具有强烈的致癌、致畸和
收稿日期：２００７－０７－０３
基金项目：科技部社会公益研究专项（２００５ＤＩＢ３Ｊ１６１）；ＢＰ石油公司环
境改善部资助项目
作者简介：曹云者（１９７２—），女，河北辛集人，博士，副研究员。
通讯作者：李发生致突变性，因此受到人们的高度重视。美国环境保护署（ＵＳＥＰＡ）已将１６种ＰＡＨｓ列为优先控制污染物（ｐｒｉｏｒｉｔｙｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ）。进入人体中的ＰＡＨｓ因其脂溶性而富集于人体，经细胞微粒体中氧化酶活化后具有致癌性［１］，从而危害人体健康。为了解决农业灌溉用水问题，我国北方地区自２０世纪５０年代开始采用污水灌溉，这虽然弥补了部分农业用水，但同时对土壤造成了污染，对生态环境Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｆｓ＠ｃｒａｅｓ．ｏｒｇ．ｃｎ
第２７卷第２期农业环境和人体健康造成了潜在的威胁。石油废水中含有大量高浓度的多环芳烃，污灌对农田的污染已有定论，目前关于污灌区土壤中ＰＡＨｓ的研究主要集中于污染
现状特征、源分析［２、
３］以及生态风险评价［４、５］
等方面，但污灌对周边居民的健康是否存在威胁，尚少有报道。近年来，国际上对健康风险评价研究逐渐成为热点，关于多环芳烃的风险评价方法也开展了很多研究，但由于生态毒理学数据的获取十分困难，多环芳烃的种类很多，毒理学机制也十分复杂，目前多环芳烃的健康风险评价也还在不断的完善过程中。本文研究对象———浑浦污灌区，是我国典型的石油污灌区，多年的污灌对土地造成了污染，影响到当地作物的产量和品质，重新考虑该地区的土地利用方式，将不失为一种新的污染防治方式。然而，对于污染土地，在土地利用方式转变和再开发利用之前，必须考虑该地区是否适宜新的土地利用方式，比如是否适宜建住宅区，建成后会不会对居民健康造成威胁。这在国外已经是比较成熟的一贯做法。即在开发之前，必须要首先进行环境风险评价，但在我国，由于风险评价的方法还没确立，有关技术也还有待规范，因此并未开展有关工作。本文旨在以污灌区环境风险为例，对环境风险评价的方法进行初步探讨，为土地置换的合理性提供参考。
１研究方法
１．１研究区概况
辽宁省浑浦污灌区始建于１９５７年，位于沈阳市西南部，在浑河和浦河之间，东起沈山铁路，西至辽中乌伯牛，南起浑河，北至浦河。整个灌区由洪浑浦、新民浑浦、辽中浑浦３部分组成，灌区东西长６０ｋｍ，南北宽２０ｋｍ，污灌面积达４１．０万ｈｍ２，灌区总人口约
１２万，土壤类型为黑土，质地以沙壤土为主，农作物
主要为水稻和玉米。历史上该地区的农田靠水库、浑河、细河混合水灌溉，浑河每天接受抚顺、沈阳两市数十万吨的城市生活污水及来自于石油化工、冶金、机械、轻工等企业的工业废水；细河是城市污水的主要流经渠道，它接纳沈阳市西部污水及细河沿岸７８家大中型企业排放的工业废水，每日接纳污水量４０万ｔ。由于污水中污染物成分复杂，污染负荷高，经过多年长期大面积的污灌，污灌区土壤已被严重污染，其中
ＰＡＨｓ就是有机污染的典型代表。２００２年起对浑浦灌
区进行治理，基本实现了灌溉水与污水的清污分流。
目前，浑浦灌区已基本实现清灌。
１．２采样与分析
在浑浦污灌区选择８个采样点，分别为Ⅰ－１
（旱）、Ⅰ－２（水）、Ⅱ－１（旱）、Ⅱ－２（水）、Ⅲ－１（旱）、Ⅲ－２（水）、Ⅳ－１（旱）和Ⅳ－２（水），具体位置见图１。采用对角线法
采集０￣２０ｃｍ的表层土壤样品，样品装满５００ｍＬ棕
色玻璃瓶并置于４℃下保存以备分析。用配备氢火焰离子化检测器的气相色谱仪测定土壤样品中１６种ＰＡＨｓ的含量，这１６种ＰＡＨｓ分别为：萘（Ｎａｐ）、
苊（Ａｎｅ）、
二氢苊（Ａｎｙ）、芴（Ｆｌｅ）、菲（Ｐｈｅ）、蒽（Ａｎｔ）、荧蒽（Ｆｌａ）、芘（Ｐｙｒ）、苯并（ａ）蒽（Ｂａａ）
、花屈（Ｃｈｒ）、苯并（ｂ）荧蒽（Ｂｂｆ）、
苯并（ｋ）荧蒽（Ｂｋｆ）、苯并（ａ）芘（Ｂａｐ）、二苯并（ａ，ｈ）蒽（Ｄａａ）、
苯并（ｇ，ｈ，ｉ）芘（Ｂｇｐ）、茚并（１，２，３－ｃｄ）芘（Ｉ１ｐ）。样品的前处理与分析方法详见文献［６］。
当地水田、旱田交错分布，图中的每个采样点实际上都对应两个采样点，一个水田，一个旱田。两个采样点位置非常接近，在本图中无法很好区分，所以只以一个点表示。
图１采样点位置图
Ｆｉｇｕｒｅ１Ｍａｐｏｆｓａｍｐｌｉｎｇｓｉｔｅｓ
１．３健康风险评价的方法
用毒性当量因子（ＴＥＦ）方法估算１６种优控ＰＡＨｓ相对苯并（ａ）芘（Ｂａｐ）的总毒性当量浓度（ＴＴＥＣ），用污染场地暴露评价模型（ＣＬＥＡ模型）对健康风险进行定量
２结果与讨论
２．１土壤中ＰＡＨｓ的含量分布
浑浦污灌区８个采样点表层土壤中１６种优控ＰＡＨｓ实测浓度（ｍｅａｓｕｒｅｄｓｏｉｌｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ，ＭＳＣｓ）见图２。由图２可见，污灌区各采样点均受到不同程度
的ＰＡＨｓ污染，单种多环芳烃浓度大多在５０ｎｇ?ｇ－１以
曹云者等：浑蒲污灌区表层土壤中多环芳烃的健康风险评价
２００８年３月
下，浓度超过１００ｎｇ?ｇ－１的只有离浑河最近的Ⅳ号样点旱田的Ｆｌａ和Ｐｈｙ。在所检出的ＰＡＨｓ中，Ｆｌａ、Ｐｙｒ的ＭＳＣｓ最高，其次为Ｎａｐ、Ｐｈｅ；Ａｎｙ与Ｄａａ的ＭＳＣｓ较低，有的采样点甚至没有检出。总ＰＡＨｓ浓度（∑?ＰＡＨｓ）范围为１２０￣１０６６ｎｇｇ－１，除Ⅳ号样点旱田的∑
?ＰＡＨｓ超过１０００ｎｇｇ－１外，其余样点∑ＰＡＨｓ均在?各采样点大小依次为Ⅳ－１（旱）＞Ⅲ－２６００ｎｇｇ－１以下。
（水）＞Ⅰ－１（旱）＞Ⅳ－２（水）＞Ⅲ－１（旱）＞Ⅱ－１（旱）＞Ⅱ－２
下迁移［９］，水田较旱田灌溉量大，淋洗更充分，所以表土中ＰＡＨｓ含量反而低于旱田。
２．２ＰＡＨｓ的总毒性当量浓度
Ｎｉｓｂｅｔ等［１０］于１９９２年由毒性试验得出各ＰＡＨｓ
相对于Ｂａｐ的毒性当量因子（ＴＥＦ，ｔｏｘｉｃｉｔｙｅｑｕｉｖａｌｅｎｃｅ
ｆａｃｔｏｒ），并用来分析环境中ＰＡＨｓ的健康风险。目前，
国内外许多学者采用这种方法来进行ＰＡＨｓ的健康风险评价［１１￣１３］。由于有致癌毒性的ＰＡＨｓ具有类似的化学结构及相同的致癌反应机理，因此采用毒性当量因子将各ＰＡＨｓ的浓度折算成某一种ＰＡＨ的毒性当量浓度（ｔｏｘｉｃｉｔｙｅｑｕｉｖａｌｅｎｃｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ＴＥＣ），再将各ＰＡＨｓ的ＴＥＣｓ加和得到ＰＡＨｓ的总毒性当量浓度
（水）＞Ⅰ－２（水）。Ｍａｌｉｓｚｅｗｓｋａ［７］根据土壤∑ＰＡＨｓ含量与分布情况，将土壤ＰＡＨｓ污染程度分成４个等级：无
污染（＜２００ｎｇ?轻微污染（２００￣６００ｎｇ?中等污ｇ－１）、ｇ－１）、染（６００￣１０００ｎｇ??ｇ－１）和严重污染（＞１０００ｎｇｇ－１）。依据这一划分标准，Ⅳ－１（旱）属于严重污染；Ⅲ－２（水）、Ⅰ－
１（旱）、Ⅳ－２（水）与Ⅲ－１（旱）属于轻微污染；Ⅱ－１（旱）、Ⅱ－２（水）与Ⅰ－２（水）属无污染。从∑ＰＡＨｓ总的分布来
看，除样点Ⅲ以外，样点Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的∑ＰＡＨｓ浓度均为旱地大于水田，这与文献［８］报道的污灌条件下，土壤中ＰＡＨｓ浓度水田一般高于旱地的结论迥然不同。分析其原因，可能与浑浦灌区自２００２年起已实行清灌有关。停止污灌后，土壤中的ＰＡＨｓ主要来自历史累积，灌溉水不会再带来新的ＰＡＨｓ污染，接下来连续数年的清灌使得土壤中累积的ＰＡＨｓ产生淋滤而向
（ｔｏｔａｌｔｏｘｉｃｉｔｙｅｑｕｉｖａｌｅｎｃｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ＴＴＥＣ），从而可
采用一种污染物的风险来表征各ＰＡＨｓ所造成的总
风险，这样更加有利于风险决策与管理。该方法选择致癌性强、生理毒性特征研究迄今为止最清楚的Ｂａｐ作为参照物质，其他ＰＡＨｓ的毒性用相对于Ｂａｐ的毒性来表示。毒性当量因子越大，致癌毒性越强。该方法中，ＴＥＦ反映的是“潜在毒性的估计量级”（ｅｓｔｉｍａｔｅｄ
ｏｒｄｅｒｏｆｐｏｔｅｎｔｉａｌｐｏｔｅｎｃｙ）。以Ｂａｐ为参照，当一种ＰＡＨ的相对毒性范围为０．５１￣５．０时，ＴＥＦ＝１．０；当相对毒性范围为０．０５１￣０．５０时，ＴＥＦ＝０．１；当相对毒性范
图２各采样点表层土壤中１６种ＰＡＨｓ的含量
Ｆｉｇｕｒｅ２ＭＳＣｓｏｆｔｈｅ１６ＰＡＨｓｉｎｓｕｒｆａｃｅｓｏｉｌｓｏｆｓａｍｐｌｉｎｇｐｏｉｎｔｓ
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食品中多环芳烃污染的健康危害及其防治措施
环境与可持续发展2009 年第 4 期 ENVIRONMENT AND SUSTAINABLE DEVELOPMENT No14 , 2009食品中多环芳烃污染的健康危害及其防治措施聂　 　 　 　 静 钱 岩 段小丽 　 　 　 许 军 张金良 　 王红梅1 1 1 2 1 1(1. 中国环境科
学研究院环境污染与健康研究室 , 北京 , 100012 ; 2. 中科院生态环境研究中心 , 北京 , 100085)【摘要】多环芳烃是重要的食品和环境污染物 , 来源于有机物热解或不完全燃烧 , 是最早被发现 , 数量较大 、分布较广的一类环境致癌物 。各种环境介质 , 尤其是食品都可能受到多环芳烃的污染 。多 环芳烃对人体健康的危害一直是生命科学研究的热点 。本文在综述国内外文献的基础上 , 介绍了食品 中多环芳烃的来源 、污染水平 、人体暴露量和健康危害 , 并提出了食品中多环芳烃的防治方法 。 【关键词】多环芳烃 ; 食品 ; 致癌物 ; 污染水平 ; 人体暴露 ; 健康危害 中图分类号 : X56 　　 文献标识码 : A 　　 文章编号 : 1673 - 288X ( 2009) 04 - 0038 - 04 　　 “民以食为天” 食品安全是保障人民身体健康的 , 主要因素之一 。然而当前由于我国环境污染的加剧 , 食品种植 、养殖及加工过程中的污染导致食品中含有 一些有害物质 , 其中 , 多环芳烃是食品中主要的污染 物之一 。 多环芳烃 ( Polycyclic aromatic hydrocarbons , 简写为PAHs) 是分子结构中含有两个或两个以上苯环以稠环布较广的一类环境致癌物 。各种环境介质 , 尤其是食 品都有可能受到多环芳烃的污染 。研究表明 , 对于不 吸烟 的 非 职 业 暴 露 人 群 , 饮 食 接 触 PAHs 是 日 暴 露PAHs 的主要途径 , 约占人体日暴露多环芳烃的 70 %以1 上〔 ～2〕。掌握食品中 PAHs 的污染来源 、暴露水平 、健康危害 , 并了解其防治方法 , 对于人们形成良好的饮 食习惯 、保护身体健康有着重要的指导意义 。的形式连接形成的一类典型持久性有机污染物 ( POPs) 在环境中广泛存在 。多环芳烃 ( PAHs) 来源于有机物 热解或不完全燃烧 , 是最早被发现的 , 数量较大 、分 比较 先 进 的 垃 圾 处 理 方 法 。垃 圾 焚 烧 不 仅 可 以 缩 减90 %的体积 , 并可将其产生的能量用于发电 , 因而成1　 食品中 PAHs 来源食品中的 PAHs 有可能来源于自然生物合成 。有研年鉴出版社 , . 版社 , 2001. 经理人 , 2006 , (4) 12　 王立国 , 宋效中 . 循环经济模式下我国城市垃圾处理的对策分析为当今处理城市生活垃圾的主流 。吉林省城市生活垃 圾无害化卫生填埋处理方式的同时 , 也要密切关注处 理的其他技术和其他的处理方式以及发展趋势 , 并为9 此留有足够的发展空间〔 〕。3　 王香治 . 垃圾焚烧发电的应用前景分析及应对措施 〔 〕 污染防 J .4　 曲福田 . 可持续发展的理论与政策选择 〔 〕 北京 : 中国经济出 M .6　 结语为了促进城市经济 、社会 、环境可持续发展 , 建 设资源节约型社会的需要 , 吉林省颁发了 《中共吉林 省委吉林省人民政府关于加强环境保护促进科学发展 的意见》和《吉林省人民政府关于推进城市生活垃圾 处理产业化发展的指导意见》的文件 , 吉林省政府将 城市垃圾环境污染防治工 作 列 入 “十 一 五”规 划 中 。 这既是加强城市生活垃圾环境管理科学化的需要 , 也 是建立城市生活垃圾减量化 、资源化 、无害化运行机 制的重大举措 。 参考文献1　 吉林省统计局 .
吉林省统计年鉴 〔 〕 北京 : 中国统计 M .5　 赵亮 . 基于循环经济的 3R 理念看我国城市垃圾处理的生命周期管6　 陈洁 , 吴斌 , 赵元华 . 论循环经济的实质与实践体系 〔 〕 西南 J .7　 史旭晖 , 罗斌 . 用循环经济理念探索城市垃圾管理模式 〔 〕 当代 J .8　 王宇波 . 基于循环经济的武汉市垃圾资源化研究 〔 〕 湖北职业 J .9　 吉林省人民政府 . 关于推进城市生活垃圾处理产业化发展的指导作者简介 : 王修川 ( 1954 - ,) 男 , 四川成都人 , 高级工程 师 , 研究方向 : 固体废物管理 。〔 〕 生产力研究 , 2007 , (20) 1 J . 治技术 , 2007 , 20 (5) 1 理 〔 〕 知识经济 , 2007 , (11) . J . 技术学院学报 , 2008 , 11 (3) 1 意见 ( 吉政发 〔 〕16 号) 1 2007农业大学学报 ( 社会科学版) , 2004 , (6)聂　 静等 : 食品中多环芳烃污染的健康危害及其防治措施?39 ? μ kg 5 竟高达 125 gΠ 〔 〕。BaP 在刚煎烤好的食品中的分布主 要集中在表层 , 深度不超过 15mm 的皮层内含量约为总 含量的 90 %左右 ; 随着保藏时间的延长 , 逐渐向里层 渗透 , 40 天 后 , 里 层 的 含 量 可 升 至 总 含 量 的 40 % ～5 45 %〔 〕。究者在无人居住的格陵兰海湾发现 , 那里的水生植物 体内 PAHs 与法国某处受人为污染的水生植物中 PAHs 的含量相接近 。但是 , 真正造成食品中 PAHs 污染主要 还是来源于人类活动及食品的加工 、贮存和烹饪过程 。2　 食品中 PAHs 污染水平美国和欧洲许多国家从 20 世纪五六年代就开始了 食品中 PAHs 的研究工作 , 主要集中在分析方法和污染 水平等方面 。20 世纪 90 年代以来 , 许多国家都开展了 全国性的大规模的关于不同种类食品中 PAHs 污染水平 的调查工作 , 如美国开展的 “全 国 健 康 和 营 养 调 查”( NHANES) 和 “人体环境暴露总量研究” ( THEES) 等 ,根据有关研究资料 , 各种烧烤食品中 BaP 含量如5 表1　 烧烤食品中 Bap 的含量〔 〕表1:食品烤牛肉 烤羊肉 烤禽鸟通过对不同种类食品中 PAHs 的分析测定和对各类食品 的摄入频率等的调查问卷 , 可计算不同人群 PAHs 的摄3 入水平和健康风险〔 ～4〕。20 世纪 80 年代左右 , 我国许多城市相继开展了对食品中 PAHs 的研究 , 当时大多数工作主要集中在对蔬 菜作物中 BaP 含量情况的调查工作 , 90 年代开始 , 有 研究者分析熟食如鱼 、熏烤肉等中的 PAHs 。近年来 ,2 也有人报道了日均饮食暴露 PAHs 的水平〔 〕。在关于 食 品 PAHs 的 研 究 中 , 由 于 苯 并 ( a ) 芘( BaP) 致癌性强 , 与其余 PAHs 有很好的相关性 , 往往被作为 PAHs 的代表化合物 。211 　 蔬菜中 PAHs 污染水平据报道 , 垃圾 、磷肥 , 各种粪肥 、堆肥 , 各种污泥及某些芳香类农药中的 BaP 含量分别为 130～150 、39 ～7419 、20～130 、1 000～4 700ppb 。由此 , 引发 BaP 不 量的比例很大 , 故对蔬菜中致癌性 PAHs 的研究具有重 要的意义 。 靠近高速公路生长的莴苣可检出高浓度的 PAHs , μ kg 水平 为 012 ～ 400 gΠ ( 德 国 ) , 其 皮 中 含 高 浓 度 的PAHs 。 PAHs 含量很高的食品一般是在露天烧烤制成的 ,断向菜区侵蚀 , 并通过食物链影响人体健康 。国外的 研究表明 , 人们直接由蔬菜摄入的 BaP 量占 BaP 总摄入其污染水平与靠近高速公路的距离成反比 。大气污染 的大叶蔬菜如菠菜 , 其 PAHs 的水平可高出 10 倍 。焦 μ 炭厂附近生长的胡萝卜和豆子 , 检出荧蒽 116 ～117 gΠ 例如 , 在在露天的烤肉中 , PAHs 总含量高达 164ppb , 烤会生成 PAHs , 在烘烤过程中往往有油脂滴在火炉上 , 这些脂肪遇到高温热解而产生 PAHs , 即使没有直接烘 烤 , 脂肪滴落到火焰和木炭上会生成 PAHs 化合物进入 肉中 。有人分析了烤肉用的铁夹上的焦屑的 BaP 含量 , μ kg α kg 和芘 110～111 gΠ ( 德国) , 马铃薯的苯并 〔 〕芘Bap 的含量为 30ppb 。当食品 , 尤其是肉类 , 在露天烘212 　 肉类中 PAHs 污染水平21211 　 肉类烧烤中 PAHs 污染水平21212 　 肉类烟熏中 PAHs 污染水平在古代 , 人们就知道用烟熏制食品以便保存 。现在 , 利用现代控制炉熏制肉类和鱼 , 成为技术含量很 高的工业化过程 。然而 , 传统的熏制室仍被广泛使用 。 另外 , 大量生产 ( 液体烟气) 用于熏制食品的调味剂 , 因为燃料不完全氧化 , 也会生成 PAHs 。关于熏制室的 研究证明 , 炉室上方空气中存在高浓度的 PAHs , 有引 起职业病的危险 。在一项具体的烟熏食品分析中 , 测 定出熏肉中总 PAHs 浓度范围从 216 ～2918ppb , 而在熏 的调查研究结果 。 μ kg 中 BaP 进行了分析 , 其浓度为未检出～27156 gΠ 。而 大 , 而且熏味愈强烈 , PAHs 含量愈高 。 吃有关 。5 表2　 烟熏食品中 BaP 的含量〔 〕1012ppb 。在加拿大 , 一项关于熏制食品研究得出相似8 种多环芳烃的含量为 7158 ～ 362162ppb , 变动范围较21213 　 鱼类中 PAHs 污染水平鱼中 , PAHs 浓 度 范 围 从 913 ～ 8616ppb 。五 种 致 癌 性5 当地居民好吃烟熏食物有一定关系〔 〕。有人分析了当地的 烟 熏 食 品 ( 熏 鱼 、烤 肉 等 ) 中 苯 并 〔 〕芘 的 含 a 量 , 有的竟高达每公斤数十微克 。日本也是癌症发生 率较高的国家 , 据研究与当地居民习惯在碳火上烤鱼PAHs 浓度达到 1610ppb ( 在鲑鱼中) 。液体烟气佐料中PAHs 含量达到 4317ppb , 选择五种化合物其含量达到我国预防医学科学院的王绪卿对我国的各种熏肉北欧一些国家的胃癌发病率很高 , 据研究认为与烤牛肉 烤羊肉 烤禽鸟μ kg) 食品 BaP 的含量 ( gΠ 熏鱼1. 7～7. 5 3. 3～11. 1 1～20 26～99μ kg) Bap 含量 ( gΠ3. 3～11. 1 1～20 26～99食品油煎肉饼直接在火上烤肉排 烤焦的鱼皮食品香肠 、 腊肠 油煎肉饼直接在火上烤肉排 烤焦的鱼皮鱼类食品中 BaP 主要来源于水体的污染 , 而不是μ kg) BaP 的含量 ( gΠ1. 0～10. 5 7. 9 50. 4 5. 3～760μ kg) Bap 含量 ( gΠ7. 9 50. 4 5. 3～760?40 ? 烹饪方法 。污染源包括泄漏的原油 , 来自陆地排放的 废水 。对水体的污染间接地污染了鱼类 、贝类和其他 海洋生物 。通常 , 鱼类的新陈代谢功能要强于软体动 物 , 因此 , PAHs 化合物更易蓄积在体内 。当然 , 烹饪 方法不同 , BaP 含量也不同 。 日本在对鱼类和贝壳类的研究中发现 , 无工业污 染和大气颗粒物沉降的海域中的某些鱼类体内检测不 到 PAHs , 而贝壳类体内的 PAHs 浓度也是很低 ( BaP 为3ppb) , 此浓度可以认为是无污染水域里水生动物的本环境与可持续发展 　 年第 4 期 2009但是 , 在某些农村地区 , 由于缺少烘干机 , 在收获季 节时 , 人们常可看到农民将大豆等粮油原料晾晒在铺 有沥青路面上 , 在这种情况下 , 以这些原料生产产品 中 , 必然含有很高 PAHs 。3　 食品中 PAHs 暴露剂量及健康危害中国环科院的段小丽曾研究我国东北某市的不同 工作环境人群的 BaP 日暴露量时发现 : 中国饮食 PAHs 暴露量比荷兰 、英国相应报道均高出几至几十倍 , 受 μ d8 试者 BaP 日暴露量为 017 ～ 114 gΠ〔 〕。饮食暴露 PAHs 有关 。 对于在正常情况下 , 人体从食品中摄入 PAHs 的平 均值的研究有很多 。英国在对食品中 PAHs 的分析后发 现 , 英国人从食品中摄入的 PAHs 主要来自于谷类食品 并不是经常吃烤肉) 。如果按每天消费 1146kg 的食品和 μ 饮料来计算 , 则英国人每天摄入 PAHs 为 317 g 。在新PAHs 的所有途径中 , 摄食吸入是主要的途径 。底值 。213 　 奶中 PAHs 污染水平油品 椰子 菜籽 轻质 PAHs992. 0 30. 1 66. 5 97. 5 21. 1 54. 0 20. 8 33. 3 18. 1的差异可能与烹饪方法和动植物生长环境的污染程度乳制品浓度一般低于非乳制品 PAHs 浓度 。因此 ,植物奶油含量高于黄油水平 , 奶油替代品 ( 植物油制 造) 高于奶油水平 , 植物奶油中苯并 〔 〕比浓度规定 a 在 012～512ppb 范围内 , 人类的奶中苯并 〔 〕芘含量 a 仅一万分之一水平 ( 615ngΠ ) 〔 〕。 kg 6葵花籽 棕榈仁 棕榈 花生 棉籽 亚麻籽 大豆α 熏奶酪中检出 PAHs ( 荧蒽 、苯 并 〔 〕芘 、苯 并α μ kg 未熏奶酪中二苯 〔 〕蒽等) , 含量为 0101 ～5160 gΠ 。214 　 植物油中 PAHs 污染水平α μ kg μ kg 并 〔 , h〕蒽为 0101 gΠ , 芘为 115 gΠ ( 英国) 。人 μ kg 6 奶样品中 PAHs 水平为 0 gΠ 〔 〕。 具排放废气或工厂所排放的废气 。重质 PAHs47. 0 3. 9 11. 8 4. 7 1. 4 2. 4 1. 6 1. 6 1. 9台湾国立屏东科技大学以液 - 液萃取法检验台湾北 、中 、南 、东地区牛奶中的 PAHs , 测得牛奶中含有 低环数及中低环数的 PAHs , 其中以 NaP 含量较高 , 约 μ L 为 42～255 gΠ ; 市售牛奶部分 , 亦以 NaP 之含量较高 , μ kg 7 表3　 植物原油中 PAHs 含量 ( gΠ ) 〔 〕总 PAHs1 039. 0 34. 0 78. 3 102. 3 22. 5 56. 4 22. 4 34. 9 20. 0μ L6 约为 67～310 gΠ 〔 〕; 推测可能是由于空气中含 PAHs 的 微粒经过干湿沉降附着于牧草表面 , 经牛食入后消化 再分泌至牛奶中导致 , 其可能污染源来自汽油交通工 μ kg 芘的限值为 10 gΠ 。PAHs 可在涉及油籽干燥过程中同 燃烧不完全或热解燃气直接接触而产生 。油籽也可能 物而受到 PAHs 污染 。在椰子油中曾发现 PAHs 含量高 在机械收获 、运输 、加工等过程中因接触机油等污染国家食品卫生标准中规定各类食用油中苯并 〔 〕 a达 2 000ppb 以上 , 而在其他植物油中很少超过 100ppb 。占 1Π , 而肉类 、奶类和饮料所占比重相对较小 ( 需要 3 西兰的一项调查发现 , 每天从食品平均摄入 PAHs 的数 μ 量为 112 g 。所有这些研究表明 , 在人类暴露于环境中 中 , 猪肉中 BaP 含量最低 。在非肉类食品中 , BaP 含量 都比较低 。在 奶 类 食 品 中 , 酸 奶 酪 的 BaP 含 量 最 高 , 最高 , 为 0156ngΠ 。甜食类食品中 BaP 含量较低 。蔬菜 g 和水果中 , 羽衣甘蓝中 BaP 含量最高 , 为 0148ngΠ 。 g 高 , 因为意大利人平均每天消费的烤肉并不多 。 各种食品对每天致癌性 PAHs 摄入量的贡献率见表 4 : 耗要远远高于欧洲 。 意大利的研究认为 , 意大利食品中 PAHs 的含量较 油煎的牛肉 、猪肉和兔肉也有可测量的 PAHs 和致癌性 由于 PAHs 在环境中分布广泛 , 许多食品中都含有PAHs , 其浓度总的来说在 ppb 或μ Π 范围内 。虽然烘 g kg说明的是 , 由于难以预料的天气变化 , 大多数英国人排中 BaP 含量最高 , 达 4186ngΠ , 而同样是烤焦的火腿 g 为 0118ngΠ 。在面包等面食类食品中 , 爆米花 BaP 含量 g中 BaP 为 1152ngΠ , 即使烤的方式 一 样 。在 肉 类 食 品 g9 的 PAHs〔 〕。而 西 红 柿 中 的 含 量 较 低 。木 炭 上 烤 的 肉高是那些暴露于污染空气的食品 , 例如蔬菜和水果 。PAHs 含量最高 , 但其对每天 PAHs 总摄入量的贡献不不相同 , 欧洲的意大利和丹麦基本相同 , 都是以谷类 食品和奶制品为主 , 而蔬菜的消耗比例不是很大 。美 国主要也是以谷类为主 , 这一点与欧洲相同 , 与欧洲 不同的是美国人蔬菜消耗比较大 , 而且美国人烤肉消( 占 1Π ) 、菜油和油脂 ( 1Π ) , 蔬菜 、水果和糖类食品 3 3美国的一项研究认为 , 在肉类食品中 , 烤焦的牛通过比较意大利 、丹麦和美国的研究成果 , 得出 从表 4 中的数据可以看出各个国家的饮食结构并聂　 静等 : 食品中多环芳烃污染的健康危害及其防治措施?41 ?表4　 各种食品对致癌性 PAHs 日摄入量的贡献率食品 谷类食品 奶制品 肉、 蛋 蔬菜 烤肉 饮料 水果 巧克力 油脂 意大利25 % 19 % 15 % 12 % 8% 6% 6% 5% 2%吸收 PAHs 能力低的根茎类作物种植 , 叶菜类和吸收PAHs 能力强的作物应安排在远离工业污染源的地方种丹麦14 % 7% 5% 2% 1% 3% 2% 8%美国29 % 4% 5% 27 % 22 % 10 % 1%植。413 　 改变饮食结构和烹饪方法从国内和国外的研究结果来看 , 不受污染的蔬菜 、水果中 PAHs 的浓度相对较低 , 而肉类 、奶类 、油脂类 食品中 PAHs 浓度较高 , 所以多食蔬菜和水果对身体健 康相对更有利 ( 而蔬菜和水果 , 在食用前应至少清洗 三遍) 。 香港特别行政区食品和环境卫生署 2004 年发布的一项关于 “烤肉中的多环芳烃”报告指出 : 未经处理 的食物含大量 PAHs 的情况不常见 。烘 、烧烤 、烟熏等 加工或烹煮食物的方法会产生 PAHs , 增加食物的 PAHs 含量 。差不多烧焦食物的任何部分都含有 PAHs , 但以 某些方法 ( 例如蒸) 烹煮的食物 , 只会含有非常小量 的 PAHs 。烤和熏制食品中 PAHs 含量比较高 , 但是每天消耗的数 量不多 , 因此 , 食品中 PAHs 主要来源于谷类食品 、蔬 菜和油脂 , 而不是肉 。很明显 , 对于 PAHs 的非职业暴 露主要来自于食品 , 但并不是说职业暴露和非食品暴 露对人体健康是无关紧要的 , 因为不同的暴露途径也 的确是一个重要的影响因素 。实际上 , 有大量的实验 研究和流行病学研究都强调了呼吸暴露和皮肤接触暴 露的重要性 。 常见的多环芳烃类食品污染物苯并 〔 〕芘 , 随食 a 物摄入人体内 , 一部分与蛋白质结合 , 使控制细胞生 长的酶产生变异 , 发生癌变 ; 另一部分苯并 〔 〕芘在 aP450 酶的作用下 , 生成多种环氧化物 , 再被水解为二参考文献氢二醇衍生物 , 进一步生成邻二氢二醇环氧化物 , 苯 并 〔 〕芘二氢二醇环氧化物 ( BPDE) 具有亲电子性 , a 可与 DNA 亲核位点共价结合形成加合物 , 导致 DNA 损 伤〔 〕 10。4　 食品中多环芳烃防治方法411 　 控制食品污染源食品的污染源主要是污染大气中颗粒物沉降污染 、土壤中致癌性物质的污染 。控制大气污染是解决食品 中 BaP 等致癌性多环芳烃污染的根本途径 。 对于蔬菜生产 , 应加强 地 膜 覆 盖 率 和 温 室 生 产 ; 调整以煤为主的能源结构 , 减少煤的不完全燃烧 , 同 时建议在大气污染物的排放标准中增加 BaP 等多环芳 烃化合物指标 , 加强大气中致癌性多环芳烃化合物的 治理 ; 对于土壤 , 应控制使用城市污水灌溉 , 减少污 泥 、垃圾的不合理堆放 , 合理喷施农药 、化肥 ; 应充 分利用和提高土壤生物活性 , 增加微生物分解 PAHs 的 速率 。412 　 合理布局农作物蔬菜水果生产从前面分析可知 , 谷类食物 、蔬菜 、水果是人体摄入 PAHs 的主要来源 。因此 , 对这些食物的生产 , 应 加强规划 , 合理布局 。在离污染源近的地段 , 应选择1 　World Health Organization. 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