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高剂量微量元素对环境嘚危害及预防

2018-10-26 14:26:10

高剂量微量元素对环境的危害及预防

华中农业大学畜牧兽医学院王延周齐德生

微量元素在保证动物机体健康生长和高效生产方面起着十分重要的作用。但是高剂量微量元素对公共卫生存在着巨大的危害,可造成环境污染、资源浪费、在畜产品中蓄积,间接通过食物链危害人体健康。

1高剂量微量元素的危害

1.1造成环境污染、资源浪费微量元素在消化道吸收率较低,剂量高时更低。高铜的表现吸收率,断奶仔猪在5%~20%之间,成年动物一般不高于5%~10%;高锌由于以氧化锌的形式存在,吸收率更低,断奶仔猪约为5%~10%。有机砷制剂很少在消化道被吸收,大部分通过粪便排出,被吸收的则主要从肾脏排出体外(Mondy,1964;Overby,1965)。微量元素大部分通过粪便排出体外,在造成资源浪费的同时也污染了环境。长期使用微量元素含量高的粪便施肥,将导致土壤中微量元素蓄积污染,从而对植物(特别是农作物)产生毒害作用,严重影响植物的生长发育,使农作物减产。当铜、锌、砷、镉、铅共存时,其间存在协同作用,污染能力更强(吴燕玉等,1998)。土壤富集的微量元素,通过植物的再次富集,直接影响到人的食品安全和引起反刍动物中毒。

含高浓度微量元素的粪便一旦污染水源,也将产生巨大危害,可降低水体自净能力,使水质恶化,水生物死亡。铜对水生生物毒性很大,在水中浓度为0.5mg/kg时,能使35%~100%的原生淡水植物死亡。水中锌过高时,可影响水质味道。水源一旦被砷污染后,可被水生生物(特别是海洋生物中贝类)高度富集,通过食物链,终将危害人体的健康。

1.2降低畜产品的可食性、安全性高铜可造成动物肝脏铜蓄积,从而使其食用价值下降,甚至对人体产生毒害作用。高锌和有机砷在动物体内残留虽较少,但也影响畜产品的安全性。

1.3造成动物慢性中毒和引起营养缺乏铜在体内有蓄积性作用,长期饲用高铜会导致动物蓄积性中毒。微量元素之间存在着相互作用,某种微量元素含量过高,将会拮抗其他微量元素的吸收,导致缺乏。铜、锌、铁三者之间存在拮抗作用,日粮高铜使得锌、铁的利用率降低,诱发缺锌、铁,表现为腹泻和皮肤病增多。

饲料中矿物质过多,必将对维生素的稳定性产生负面影响,导致维生素的缺乏。使用高水平铜、锌、铁和锰的日粮中,天然生育酚的氧化速度提高,高铜能在22d之内使饲料中的α一生育酚的水平减少到几乎为零(朱彤摘译,1991)。过量铜干扰具有自由巯基(SH)的含硫化合物如半胱氨酸的利用率。高铜增加动物对含硫氨基酸(蛋氨酸、胱氨酸)的需要量。

1.4对饲料生产者的危害饲料生产人员长期接触砷后,可发生皮肤损害以至产生皮肤癌,少数工人还可继发性发展成肺癌。吸入大量氧化锌粉尘后,可引起锌中毒,一般吸入40mg锌即可发作,吸入80mg以后明显发作。

2减少危害的方法

2.l使用高效有机微量元素,减少微量元素的排泄量有机微量元素具有高度可溶性,呈电中性,在消化道中能维持其结构完整性而到达小肠吸收部位,并被有效吸收参与机体代谢。由于其吸收机制与无机微量元素的不同,不存在拮抗,不影响其他微量元素的吸收。Kuzntersor等(1987)和Glarence等(1995)以硫酸铜利用率为100%,肝铜含量为评价目标,测得其他铜源相对生物学利用率,分别为:酪蛋白铜170%,丙酸铜152%,乙酸铜142%,蛋氨酸-铜107%,碳酸铜87%,氧化铜30%,硫化铜10%。Ward等(1996)在3个试验近千头仔猪的研究中得出结论:以蛋氨酸-锌提供250mg/kg锌对仔猪的促生长作用,相当于以氧化锌提供2000mg/kg锌的效果。综上所述,有机微量元素具有较高的效价,可以减少微量元素的排泄量。

2.2制定标准,降低使用剂量,适当提高其他营养元素添加量鉴于高剂量微量元素添加造成的危害,欧共体已提出了饲料中铜允许量的卫生标准,规定16周内小猪175mg/kg,17周以上为35mg/kg,加拿大、美国饲料协会已将日粮中铜和锌限量分别规定为125mg/kg和500mg/kg。我国也急需提出饲料中微量元素允许量的卫生标准。

高剂量微量元素可通过适当增加其他营养元素添加量来解决其毒性问题。如Bowland报道,将高铜(250mg/kg)日粮中锌水平增加到130mg/kg,铁水平增加到150mg/kg,可避免铜中毒的危害。在饲料中多添加80mg/kg维生素E可防止高铜造成猪肉不饱和脂肪酸含量增多。

2.3寻求其他无危害的促生长剂,限制并逐步取消高剂量使用微量元素高锌、有机砷应限制于动物幼龄阶段使用,高铜用于生长猪前期及仔猪阶段,其他生理阶段可寻求无危害的促生长剂替代,以保障食品安全,保护人类健康。针对高剂量微量元素的巨大危害,为了我国畜牧业的可持续发展,应该逐步禁止使用高剂量微量元素。

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