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第四章金属毒物对饲料的污染及预防第一节概述一、金属毒物动物与自然界之间的内在的联系是化学元素，在普通化学中按这些化学元素的化学特性分为金属元素、非金属元素及类金属元素。其中相对密度大于5的金属称为重金属。在饲料卫生学中将那些少量就可以引起机体中毒的元素叫有毒元素。在有毒元素中最引人注意的是有毒金属元素，也称为金属毒物。金属毒物在少量甚至微量的接触条件下就可引起动物明显的毒性作用。金属毒物因很难被动物体排出体外而蓄积在动物体内，最终对人类造成危害。目前已经发现并确定的危害较大的有毒金属元素是汞、镉、铅、铬、砷等。砷兼有金属和非金属的某些性质，所以称为类金属或半金属。有毒金属元素的划分只是相对的。如过去一般认为有毒的金属元素铬、钼、硒，现在发现它们是动物机体所需要的。在动物营养中所必需的金属元素如铁、铜、钴、锰等，如果摄入量过多，也会产生毒性作用。因此，许多金属元素在不同的接触条件下对动物的作用具有两重性。二、金属毒物污染饲料的途径1、工业三废的排放和农业化学物质的使用，使有毒金属元素及其化合物进入环境，并通过复杂的环境因素转移到饲料中。2、某些地区自然地质条件特殊，土壤或岩石中某种有毒金属元素含量较高，其可溶性盐类广泛移行于天然水，并通过作物根系吸收进入饲用植物。3、饲料生产加工过程中使用的机械、管道、容器等可能含有某些金属毒物，在一定的条件下，以各种形式进入饲料。4、生活废弃物如废电池、旧电器中都含有多种有毒金属元素及其化合物，如果随意丢弃也会造成环境污染，最终进入饲料。三、金属毒物对生物的共同生化特点、体内过程及共同的毒作用机制1、有毒金属元素在动物体内的共同生化特点是这些元素本身不发生分解，有的还可以在生物体内浓集。2、饲料中的有毒金属元素及其化合物经消化道吸收后，随血液循环分布到全身各组织器官。多数有毒金属元素可在体内蓄积，其生物半减期一般较长。汞、镉、铅、砷都能在肾或肝细胞中与含硫基氨基酸的蛋白质结合，形成的复合物称为金属硫蛋白。金属硫蛋白存在于肾、肝、肠粘膜及胎盘等处。金属硫蛋白对体内的镉、汞、铅、锌、砷、等具有调节或解毒作用。当金属硫蛋白储备量足够时，可通过与汞、镉、铅等结合而保护机体少受或免受损伤。3、金属毒物的毒作用机制具有相似性。随饲料进入机体的金属毒物达到一定量后，都可呈现毒性反应。但毒性的强弱以及毒作用部位各不相同，几乎每种金属元素在体内都有不同的生物活性表现。有些金属毒物还具有三致作用。4、影响金属毒物毒性作用的因素（1）金属毒物的存在形式及化学性质。有毒金属元素的存在形式不同，在动物消化道内的吸收率不同，呈现的毒性反应也不同。（2）日粮中的营养成份。有些营养成分可以降低某些金属毒物的毒性。（3）有些金属元素之间的相互作用。第二节汞一、汞的化学性质汞是室温下唯一的液体金属，是比较稳定的金属，在室温下不被空气氧化。汞可以单质汞和汞化合物两种形式存在。后者又分为无机汞化合物和有机汞化合物。二、汞在自然界中的分布情况、应用概况及污染状况汞是构成地壳的元素之一。我国是世界上产汞最多的国家之一，储量居世界前列。大气中汞污染的重要来源是汞和其他有色金属的冶炼。化工生产中汞的排放是水体中汞的主要污染源，又以氯碱工业、汞化合物的合成与使用造成的污染最为严重。三、饲料中汞的可能来源1、含汞废水灌农田可以使农作物含汞量增加。2、施用含汞农药或用含汞农药拌种也可使农作物含汞量增加。3、含汞废水污染水体，可以通过水生生物的富集作用和食物链，使水产品含汞量增加。四、体内过程1、汞被吸收后经血液循环被运至全身各组织，开始时分布均匀，然后主要分布于肾脏，其次是肝、脑。汞可与肾脏中的金属硫蛋白置换结合而形成汞硫蛋白，起到暂时的保护和解毒作用。2、甲基汞进入血液后，90%与红细胞结合，一般可达到0.004---0.005微克/克红细胞，甲基汞的脂溶性高，又易与体内巯基结合，故易于扩散并进入组织细胞中，主要在肝、肾中蓄积，也可在毛发中蓄积，并可通过血脑屏障进入脑组织中。五、对动物的危害由无机汞污染饲料引起的急、慢性中毒均少见，主要是甲基汞中毒，特别是由甲基汞引起的慢性中毒。甲基汞中毒的基本原理是，因汞与蛋白质中的巯基有高度的亲和力，可以使一系列含巯基酶的活性受抑并使蛋白质合成受阻，阻碍细胞的新陈代谢，引起中枢神经系统和植物神经系统功能紊乱。汞中毒的症状进行性贫血、胃肠功能紊乱、口腔金属味，烦躁不安易怒、震颤、牙齿变黑甚至脱落、肾功能损伤；慢性汞中毒主要表现为中枢神经系统症状，甚至永久性的损害。还可引起胎儿新天性汞中毒（胎毒作用、畸形、发育不良、死亡)。甲基汞吸收进入血后，除能蓄积于肝脏和肾脏外，更重要的是它可以通过血脑屏障而蓄积在脑内。甲基汞在脑内的浓度明显比无机汞高。甲基汞从体内排出的速度要比无机汞缓慢的多，因而其蓄积性比无机汞更大。故长期采食甲基汞含量高的饲料易引起中毒。六、预防方法1、了解饲料卫生标准的有关内容。2、禁止使用含汞的农用化学物质。3、严格控制工业三废中汞的排放。4、饲料的检测。第三节镉一、镉的化学性质镉是一种柔软、稍带蓝色的银白色金属。在潮湿的空气中会缓慢氧化形成氧化镉。常见的镉化物中只有硫酸镉、硝酸镉、氯化镉是可溶性的。化合物中以氧化镉毒性最大。二、镉在自然界中的存在情况、应用概况及污染状况镉常与锌、铅、铜等矿伴存。镉在工业上用途很广，主要用于电镀、制造合金、焊料、电池、电学测量量具、半导体元件等。有些镉化物也可用作农药及医药。环境中镉污染主要来源于含镉工业废水及含镉烟气。水中的镉可被水生生物富集。土壤对镉有较强的吸附力。三、饲料中镉的可能来源1、工业三废的排放，以及施用磷肥、污泥等。2、矿物饲料原料含镉。3、在配合饲料生产过程中，使用表面镀镉处理的饲料加工设备、器皿时，因酸性饲料将镉溶出，也可造成饲料的镉污染。4、含镉药物污染。四、体内过程镉在消化道中的吸收率与镉的溶解性，与饲料中蛋白质、维生素D、钙、锌、铁、铜、硒等营养素的供给量有关。进入体内的镉可与金属硫蛋白结合成为镉硫蛋白而分布储存于肾脏和肝脏，脾、胰腺、甲状腺、肾上腺等实质性器官也有少量分布。体内的镉排泄很慢。主要经粪便排泄，20%随尿液排出，乳汁、汗腺、毛发、蹄甲也可少量排泄。五、对动物的危害镉集中在肾皮质的近曲小管，与其中的金属硫蛋白结合使后者耗竭，同时抑制了某些含巯基酶的活性，近曲小管上皮细胞的线粒体发生膨胀变性，近曲小管重吸收功能障碍，肾功能障碍，出现蛋白质尿、糖尿、氨基酸尿，尿钙和尿磷增加。汞还可干扰锌、铜、铁在体内的吸收与代谢而产生毒作用，其机理是镉能强烈的干扰+2价态金属元素的吸收和在组织中的积累，特别是对铁、铜、锌等元素的干扰阻碍。从而导致铁、铜、锌的缺乏症。3、镉也可以损害睾丸。4、动物实验中，镉可以引起胎儿畸形或死亡。六、预防方法1、了解饲料卫生标准的有关内容。2、定期对用镉工业附近的地面水、大田作物含镉量进行监督检查。3、对可疑饲料中的镉含量作定期检测或追查，并按卫生标准执行。