近幾十年來,人們在創造物質文明的同時,也帶來了嚴重的環境汙染。在造成環境汙染的各種因素中,化學物質占有很大的比重,幾乎滲透到人類生產和生活的各個方麵,這些物質在使用後被有意或無意地排放到環境中,有的轉化為有毒有害物質,有的聚積,有的通過各種途徑進入人體,造成危害。化學汙染物包括無機汙染物和有機汙染物,本節主要討論有機汙染物,如多環芳烴、雜環胺、二噁英、N—亞硝基化合物等。
一、多環芳烴
多環芳烴(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是一大類廣泛存在於環境中的有機汙染物,也是最早被發現和研究的化學致癌物。它是指由兩個以上苯環連在一起所構成的化合物,如聯苯、蒽、菲、苯並[a]芘。雖然多環芳烴的基本單位是苯環,但苯環的數目和連接方式變化很大,它與苯的化學性質也不盡相同。
多環芳烴隨其分子質量和結構的不同而具有不同的物理和化學性質。在室溫下,所有的多環芳烴皆為固體,並具有高沸點、高熔點和蒸氣壓低等特點,易溶於苯、石油醚等有機溶劑。
常見的具有致癌作用的多環芳烴多為4~6環的稠環化合物,國際癌症研究中心(IARC)1976年列出的94種對實驗動物致癌的化合物,其中15種屬於多環芳烴。由於苯並[a]芘是第一個被發現的環境化學致癌物,而且致癌性很強,故常以苯並[a]芘作為多環芳烴的代表,它占全部致癌性多環芳烴的1%~2%。
1.來源
自然環境中的多環芳烴含量極微,主要來源於森林火災和火山爆發。在人類生產和生活中,煤炭、木柴、煙葉以及各種石油餾分燃燒、烹調煙熏以及廢棄物質均可產生多環芳烴。此外,煤的汽化和液化過程、石油裂解過程也能產生多環芳烴。食品中的多環芳烴主要來源於食品加工過程中發生的裂解、熱聚反應以及汙染的環境。在食品加工過程中,特別是在煙熏、火烤或烘烤過程中,油脂能發生裂解和熱聚反應,產生苯並[a]芘(BAP)。如冰島人胃癌發病率很高,就與居民愛吃煙熏食物有一定的關係;石油產品如瀝青含有PAHs,若在瀝青鋪成的馬路上晾曬糧食,可造成糧食的PAHs汙染。在汙染的環境中,大氣、水和土壤中的多環芳烴可以使糧食、水果和蔬菜受到汙染。
2.多環芳烴的危害
流行病學研究表明,苯並[a]芘可通過皮膚、呼吸道、消化道被人體吸收,誘發皮膚癌、肺癌、直腸癌、胃癌和膀胱癌等,並可透過胎盤屏障,造成子代肺腺癌和皮膚乳頭狀瘤。長期呼吸含有PAHs的空氣,飲用或食用受PAHs汙染的水和食物,會造成慢性中毒。我國雲南省宣威縣由於在室內燃煤,空氣中的PAHs汙染嚴重,成為肺癌高發區。職業中毒調查表明,長期接觸瀝青、煤焦油等富含多環芳烴的工人,易發生皮膚癌。
3.多環芳烴汙染的控製
(1)改進食品加工烹調方法,盡量少用熏、炸、炒等方式。
(2)盡量使用天然氣或以燃油代替燃煤,從而減少環境對食品的汙染。
(3)減少油炸食品的食用量,盡量避免油脂的反複加熱使用。
(4)糧食、油料種子不在瀝青路上晾曬,以防瀝青汙染。
二、雜環胺
雜環胺(Heterocyclic amines)是一類帶雜環的伯胺。由於雜環胺具有較強的致突變性,而且多數已被證明可誘發試驗動物產生多種組織腫瘤,所以,它對食品的汙染以及對人體健康的危害日益引起人們的關注。
1.來源
食品中的雜環胺來源於蛋白質的熱解,所以幾乎所有經過高溫烹調的肉類食品都有致突變性,而不含蛋白質的食品致突變性很低或完全沒有致突變性。食品在高溫(100~300℃)條件下形成雜環胺的主要前體物是肌肉組織中的氨基酸和肌酸或肌酸酐。
雜環胺的合成主要受前體物含量、加工溫度和時間的影響。實驗證明,肉類在油煎之前添加氨基酸,其雜環胺產量比不加氨基酸的高許多倍;200℃的油炸溫度下,雜環胺主要在前5min形成,在5~10min形成速度減慢,再延長烹調時間不但不能使雜環胺含量增加,反倒使肉中的雜環胺含量有下降的趨勢,其原因是前體物和形成的雜環胺隨肉中的脂肪和水分遷移到鍋底殘留物中。如果將鍋底殘留物作為勾芡湯汁食用,那麼雜環胺的攝入量將成倍增加。肉中的水分是雜環胺形成的抑製因素,所以,油炸、燒烤要比烘烤、煨燉產生的雜環胺多。除了肉類食品外,葡萄酒和啤酒中也含有雜環胺。
煎炸、烤魚和肉類食品是膳食雜環胺的主要來源,而煎烤是我國常用的烹調魚類和肉類食品的方法,因此應重視雜環胺的汙染問題。
2.雜環胺的危害
在進行雜環胺的動物實驗中發現,經口攝入咪唑喹啉和2—氨基—1—甲基—6—苯基咪唑並[4、5—6]吡啶的動物出現心肌組織鏡下改變,包括灶性細胞壞死伴慢性炎症、肌原纖維融化和排劑不齊以及T小管擴張等。心肌損傷的嚴重程度與IQ的累積劑量高度相關。