土壤中重金属及类重金属随食物链进入人体危害健康

现在，重金属污染日趋严重。姜培珍（2010）认为，在日常生活中，重金属污染已无处不在。曾宇斌（

2017）指出，目前，重金属污染对环境的影响日益加重、范围不断扩大，已涉及环境水体、土壤和大气等。其中土壤重金属污染是中国主要的环境污染之一，全国约有1.5亿亩重金属污染土壤，污染突出的是长江三角洲、珠江三角洲及东北老工业基地等部分区域。

根据环境保护部、国土资源部联合发布的2014年《全国土壤污染状况调查公报》数据显示，中国耕地土壤主要污染物为镉、镍、铜、砷、汞、铅、滴滴涕和多环芳烃（环境保护部网站，2014）。

据不完全统计，中国受镉污染的农田面积达到28万公顷；土壤镉背景平均值（0.097mg/kg）和最大值（13.4mg/kg）都远远高于世界平均值（0.06 mg/kg）和最大值（0.7mg/kg）（王公卿，2017）。过量的重金属对植物生长会产生胁迫影响（即重金属胁迫），抑制种子萌发和幼苗生长，使植物抗氧化酶系统和膜系统受损，诱发染色体畸变，严重时还可导致植 物死亡（李洋，等，2015）。

汞是剧毒重金属之一，也是土壤重金属污染物之一（王祖光，等，2016）。中国南方 居民膳食主要是大米，研究显示，大米消费是南方居民到目前为止甲基汞暴露①的最主要 途径（Zhang，et al，2010）。值得注意的是，富硒土壤也存在着重金属污染的现象。原因是：土壤中硒与重金属之间存在伴生关系（王秋营，2016），相关性分析显示，镉-硒之间相互作用较强，存在显著的伴生现象（沈燕春，2011），致使一些富硒地区的重金属含量超标，在南方一些富硒稻田中，土壤硒与汞、镉、铅和砷已呈现极显著或显著正相关（孙协平，等，2015）。还有研究显示，在较高镉浓度（12mg/kg）情况下，土壤加硒反而促进植物根系对镉的吸收和积累（李荣林，等，2008）。富硒土壤的硒将协同重金属进入作物体内，促进重金属在作物中积累（孙协平，等，2015）。在富硒土壤上不一定能生产出富硒农产品（王秋营，2016）。土壤中的重金属随着食物链进入人体，严重危害人体健康（曾宇斌，2017）。

大气气溶胶中的重金属毒性对人体健康危害大

近些年来，中国灰霾天气越发频繁，成了人们关注的严重公共卫生问题。

那么，什么叫灰霾天气？什么叫气溶胶？

霾，又称灰霾，是一种大气能见度小于 10 千米的天气现象；我们周围的大气有一种 重要的组成成分叫“气溶胶”，气溶胶是悬浮在大气中的液体和固体颗粒的总称（亓鲁， 等，2015）。大量研究已证实，气溶胶的重要化学组分是重金属。它对环境危害具有持久 性，对人体健康具有致毒致癌性。因此，气溶胶研究已成为全球大气科学家、各国政府及 各国际组织关注的焦点（张蓉，2011）。

2013 年 10 月 17 日，WHO 下属国际癌症中心正式将污染空气列为人类致癌物质（新 华网，2013）。近些年来，吸烟人数在大幅度减少，而患肺癌的人数却在逐年增加，肺癌 多年一直处于“众癌发病之首”。据国家癌症中心 2015 年公布的 2011 年中国恶性肿瘤发 病和死亡分析报告指出，肺癌仍然是中国发病第一位的恶性肿瘤。死亡第一位的也是肺癌 （陈万青，等，2015）。上述评估结果表明：肺癌的发病率和死亡率一直居高不下，与灰 霾气候的重金属污染有一定的相关性。

硒可以拮抗重金属和类重金属毒性

大量研究发现，硒对几乎所有重金属毒性都能产生拮抗作用，是一种理想的重金属和 类重金属“有效解毒剂”（杨学惠，等，2008；姜培珍，2010）。

（1）硒可增强植物对重金属毒性的抗御能力。

大量研究发现，通过对水稻、小麦、大豆、油菜、水果等补硒、施硒肥，可减少镉等 重金属对作物、蔬菜瓜果产生的胁迫影响，从而减少对人畜的危害。

贺前锋等（2016）选取湖南某市镉污染较重的 3 块田地为实验田，以 Y 两优 150 水 稻为研究对象，对镉污染水稻喷施叶面硒肥，进而观察在大田生产条件下外源硒对水 稻植株不同部位中镉、硒含量分布的影响。结果显示，叶面硒肥喷施以后均能有效降 低水稻中镉的含量，增加硒的含量。和对照组比较，水稻根系、秸秆和籽粒中镉分别 降低 11.99% ～ 19.85%、33.95% ～ 70.78% 和 25.93% ～ 47.06%；施硒肥后也显著增加 了水稻各组织器官中硒的含量，水稻根系、秸秆和籽粒中硒含量分别比对照组增加了 150% ～ 300%、366% ～ 450% 和 162.5% ～ 225%。

科研人员指出，推广高硒低镉优质大米生产技术，开发高硒低镉优质大米产品，对于 促进农民增收、提高人体健康水平都具有重要意义（谭旭生，等，2014）。

曾宇斌（2016）通过在种植大豆的土壤添加硒，观测硒对重金属的拮抗作用的研究 发现：

① 随着土壤中添加硒盐量的增加，大豆各部位重金属的含量都有一定程度的降低， 其中镉降低的量尤为明显，表明硒能起到拮抗重金属的效果；

② 添加不同浓度的亚硒酸钠后，大豆均按照“果、叶、茎、壳”的顺序富集硒，说 明大豆豆粒富集硒的能力最强，大豆有开发为富硒食品的市场前景；

研究人员还发现，在大豆各个部位中，大豆的豆粒富集镍、铜、锌、铬的能力最强，所以，在镍、铜、锌、铬污染的土壤上，不宜种植大豆。豆瓣菜是南方广泛种植的群众喜爱的水生叶菜。但豆瓣菜对镉比较敏感，较低浓度镉就可导致菜的可食部位镉超标（韩承华，等，2013）。在种植过程中如何减低镉污染，韩承华等（2017）通过对大棚内播种的豆瓣菜添加硒营养液的实验研究发现：硒能降低镉胁迫下豆瓣菜丙二醛含量和菜的不同部位镉含量，对产量、根系活力、叶绿素含量和抗氧化酶活性等指标具有不同程度的促进作用；随硒浓度的升高，豆瓣菜不同部位硒含量随之升高，当Se2+浓度为3.00和5.00mg/L时，豆瓣菜地上部分Cd2+含量分别为0.188和0.176mg/kg，低于国家标准安全限值。说明硒处理对镉胁迫下豆瓣菜的生长具有较好促进效果。

（2）硒可对动物和人体内的重金属产生解毒作用。

大量研究证实，补硒可以拮抗重金属的毒性。这里重点介绍硒对镉、铅和汞等重金属的解毒作用。

王兴华等（2016）做了硒酵母和硒代甲硫氨酸对铅中毒小鼠解毒作用比较的实验研究。 实验结果如下： ① 不同硒源对铅中毒小鼠各组织中铅含量的影响：硒酵母和硒代甲硫氨酸都能拮抗 铅中毒小鼠体内铅的吸收。同种硒源不同剂量相比较，随着硒浓度升高，各组织中铅含量 逐渐降低，即排铅作用逐渐增强；同一硒水平，硒酵母实验组各组织中铅含量均低于相同 剂量的硒代甲硫氨酸实验组，表明硒酵母对铅的拮抗作用优于硒代甲硫氨酸。 ② 不同硒源对铅中毒小鼠 SOD 和 GPx 酶活性的影响：同种硒源相比较，随着硒浓度升高，SOD、GPx 两种酶的活性呈上升趋势，表明高浓度的硒更有利于激活小鼠体内的 SOD、GPx 活性。相同剂量下，硒酵母实验组小鼠SOD、GPx活性高于硒代甲硫氨酸实验组。 这显示硒能激活小鼠体内的 SOD、GPx 活性，提高铅中毒小鼠的抗氧化能力。

实验还发现，硒还能保护铅中毒引起的染色体变异及 DNA 损伤。通过实验比较发现： 硒酵母和硒代甲硫氨酸这两种硒源都具有排铅作用，而且硒酵母的排铅效果优于硒代甲硫 氨酸。

硒对重金属解毒、排毒的生物学原理探讨

硒可以拮抗重金属毒性这一生物学现象已被广泛研究证明（吴之琳，等，2014）。而 硒拮抗汞特别是甲基汞，缓解其神经毒性的机理研究尤其受到关注。这里将有关探讨介绍 如下：

（1）机体内形成硒 - 汞复合物。

Li 等（2012）给贵州万山汞矿地区长期汞暴露人群每天服用 100μg 富硒酵母，3 个 月后做尿液分析发现，尿中汞含量显著升高，而脂质过氧化损伤指标丙二醛及 DNA 氧化 损伤指标 8- 羟基脱氧鸟苷（8-OHdG）的含量明显降低，这项补硒试验表明，有机硒能 提高当地居民汞的排泄和减少尿中丙二醛和 8- 羟基脱氧鸟苷水平。王祖光等（2016）检 测了万山汞矿区人群血浆后发现，居民血浆中存在硒蛋白 P（SelP）表达升高现象，并且 在 SelP 蛋白峰中可同时检测到汞的存在，表明血浆中有可能形成类似硒 - 汞 - 硒蛋白 P 的复合物。杨学惠、吴刚（2008）研究了这个解毒过程后指出，硒是首先与汞结合形成等摩尔的化合物，再与特定的蛋白结合形成无活性的结合蛋白实现解毒效应的。

（2）硒促进甲基汞去甲基化。

不同形态的汞毒性差异很大，而毒性最大的是甲基汞等有机汞。研究发现，鱼类体内 含有甲基汞却没有出现毒性，富硒饮食降低了新生儿大脑中微量的甲基汞含量，原因是硒 发挥着潜在的保护作用（Newland，et al，2006）。其机制可能是硒促进甲基汞去甲基化， 形成（CH3Hg）2Se，这是硒解甲基汞毒性的关键一步。然后硒又与去甲基化的汞结合形成 硒 - 汞 - 蛋白复合物（杨学惠，等，2008；王祖光，等，2016）。

（3）硒增强机体抗氧化能力。

王爱国等（2001）通过动物实验发现，补硒增加了脑组织 GPx 活性和 GSH 含量，与 对照组相比，脑组织 LPO 水平显著降低（p

吴之琳等（2014）研究后认为，硒拮抗重金属毒性的部分原因是硒强化了机体的抗氧 化能力，而主要原因还是在体内形成硒 - 重金属大分子复合物，从而大大降低了游离态重 金属离子的毒性。

黄开勋、徐辉碧等（2009）从生物化学角度也作出了阐述：硒蛋白 P 能通过形成复合 物消除血液中重金属离子的毒性作用。亚硒酸钠被红细胞选择性地摄入后，经代谢成还原 形式的硒进入血浆。汞、镉、银等过渡金属离子与还原形式的硒相互作用后，形成（HgSe）n、 （Ag2Se）n、（AgSe）n、（CdSe）n 等复合物，然后这些复合物又与硒蛋白 P 上的阴离子 中心、阳离子中心相互作用，结合形成无活性的［（金属 -Se）n］m- 硒蛋白 P 复合物。实 验也证实存在硒 - 镉复合物。比如，Gasiewicz 等（1978）早些年通过实验，对大鼠皮下 同时注射氯化镉和亚硒酸钠后，用凝胶过滤色谱法在血浆中检测到了硒 - 镉复合物。