茶心静语：重金属毒性及其危害

重金属是元素周期表中由硼（B）至砹（At）连接线左侧除氢之外所有元素的总称，重金属是相对密度在4.0以上的约60种金属元素，或相对密度在5.0以上的45种金属元素，包括砷和硒。

自然环境中被重金属污染的来源主要有两种：一是自然造成，包括岩层、土壤、地下水等自然存有、慢慢释放。二是人类的生产活动所造成，包括采矿、冶炼、使用金属的工业生产过程、施用农药（包括Pb、Hg、Cd、As等），煤、石油等燃烧，废水、废气、废渣等，导致进入自然环境中的重金属迁移、富集、转化。它主要是通过水在自然环境中迁移转运，同时也可以通过复杂的动植物食品链进行转移，同时由于受各种因素的影响，其化学形态可发生转化，从而影响其毒性大小与人体吸收的可能性。

器官分布

重金属一般经由人体的消化道、呼吸道甚至皮肤吸收等途径进入人体，由消化道吸收的重金属可直接进入血液，由肺泡吞噬细胞吞噬吸收的微粒中的重金属需通过淋巴再进入血液，所以血液是重金属在体内转运的主要介质。进入血液的重金属可以游离状态存在，也可与血中氨基酸、清蛋白等结合，又或者是吸附在红细胞膜上并可进入红细胞内，或再与特异转运蛋白结合而运输。不同的重金属在人体内各器官的分布不同，而同种重金属在不同组织器官的分布也不相同。

在开始阶段，重金属的分布主要取决于器官的血流量，血液供应越丰富的器官，重金属分布越多；随时间的延长，重金属发生再分布，主要受其与器官亲和力大小的影响，从而选择性地分布在一定器官内。重金属主要通过胆汁、消化道、肾、肺排泄，其次通过上皮和黏膜细胞脱落、呼吸道黏液、泪、汗、唾液、乳汁、月经、毛发和指甲等排泄。重金属在指甲、毛发中的含量常用以监测重金属对环境的污染、人体的接触和负荷等情况，因为一般毛发和指甲中重金属元素的浓度是血液的5～10倍或更高。当重金属的吸收量大于排出体外的量，引起体内蓄积。

不同的重金属对健康有不同的危害，总的来说有慢性中毒、致癌作用、致畸作用、引起变态反应与炎症、对免疫功能造成影响等，一般常见的重金属包括汞（Hg）、铅（Pb）、镉（Cd）、铬（Cr）、砷（As）等。

日常汞污染的来源主要是以汞为原料的工业生产过程中产生的含汞废水、废气和废渣等，这类工业主要包括氯碱工业、电子工业、塑料工业、仪表工业、含汞农药工业等，以及煤及石油的燃烧、含汞农药的应用及含汞污水灌溉等。汞在自然界以金属汞、无机汞和有机汞的形式存在，环境中任何形式的汞，均可通过汞的甲基化转化为剧毒的甲基汞。其中76%～85%的金属汞主要以蒸气形式通过呼吸道吸收，15%的无机汞通过消化道吸收，90%的有机汞通过消化道、呼吸道及皮肤吸收。

金属汞易在脑组织中蓄积，由于二价汞离子与蛋白质和酶中的巯基（-SH）反应形成牢固的硫汞键（-SHg-），改变了蛋白质尤其是酶的结构与功能，使细胞代谢紊乱，导致组织脏器官病变，引起损害作用。汞还可与细胞膜中一些组成成分的巯基结合，使膜的完整性受到损伤，改变细胞膜的功能。汞对脑的损伤先于肾，慢性汞中毒首先出现的是神经系统症状。无机汞化合物包括汞的硫化物、氯化物、氧化物及其他汞盐，只有离子态的汞才能被胃肠道和呼吸道所吸收。由于无机汞不易被吸收，一般不易造成肝、肾的损害，不过在短期内摄入大量无机汞盐或误食含汞物质，可引起急性汞中毒。有机汞化合物包括苯基汞、烷氧基汞、烷基汞等，其中的甲基汞属于高神经毒物质，对神经系统损害作用的机制之一是影响乙酰胆碱的合成，抑制神经兴奋传导，还可随血流通过胎盘进入胎儿，具有致畸作用。

因此世界卫生组织规定每人每周总汞摄入量不得超过0.3mg，其中甲基汞不得超过0.2mg。汞在地面水、饮用水、农业灌溉水均为0.001 mg/L，居民区大气日平均允许标准为0.0003 mg/m3，车间空气金属汞允许标准为0.01 mg/m3。

环境中的铅主要从消化道，其次从呼吸道和皮肤进入人体，其中消化道吸收率5%～10%，呼吸道吸收率25%～30%。进入血液中的铅，初期分布于肝、肾、脾、肺、脑中，以肝、肾中含量最高，数周后转移到骨骼、毛发、牙齿等，以磷酸铅的形式沉积下来。体内的铅，90%以上存在于骨骼内，血液中的铅仅占体内总铅量的2%，发铅可反映慢性铅接触水平。人体内铅的蓄积，一般随年龄增长而增加。

急性中毒时，贫血是主要症状之一，患者口内常有金属味、流涎、恶心、呕吐、便秘或腹泻，并有阵发性腹绞痛。神经系统受铅损害可出现中毒性脑病，中毒性肾病可见近端肾小管功能异常，尿中出现氨基酸、葡萄糖等，肝损伤可引起中毒性肝炎等，此外，个别患者可发生麻痹性肠梗阻、消化道出血等。铅慢性中毒可影响血液系统、神经系统、消化系统、肾脏、免疫功能等，具有生殖毒性与胎儿致畸作用，还有一定的致癌作用。

因此我国制定的铅在环境中的允许限量标准为饮用水0.05mg/L，车间空气中铅烟0.03mg/m3、铅尘0.05mg/m3、硫化铅0.50mg/m3、四乙基铅0.005mg/m3，居民区大气中日平均允许限量0.0007mg/m3。

镉经消化道、呼吸道及皮肤吸收，其中消化道吸收率1%～6%，对镉的吸收率与镉化合物的种类、摄入量、共存的营养物质和化学物质等有关，呼吸道吸收率10%～40%。

镉从肠或肺吸收入血液后，主要与含巯基的血浆蛋白结合，形成金属巯蛋白，随血流选择性地储存于肝和肾，其次为脾、胰腺、甲状腺、肾上腺和睾丸，而脑、心、肠、骨和肌肉则无镉的存留或贮量甚微。微量镉能干扰大鼠肝脏线粒体中氧化磷酸化过程。镉与含羧基、氨基特别是含巯基的蛋白分子结合，可使许多酶的活性受到抑制。镉还可干扰铜、钴和锌在体内的代谢而产生毒作用。镉在体内的含量随年龄而增加，镉的蓄积性很强，长期慢性镉暴露的靶脏器官是肾。不同器官镉的生物半衰期不同，一般认为全身镉生物半衰期为10～30年。(www.zuozong.com)

镉对胃肠黏膜有刺激作用，故口服镉化合物可引起呕吐，并可引起腹泻、休克和肾功能障碍。人在生产环境中大量吸入镉烟尘和蒸气也可引起急性镉中毒，口有金属味，出现头晕、头痛、咳嗽、呼吸困难、恶寒、呕吐、腹泻等，并产生肺炎和肺水肿，还可引起肾功能不良。人长期吸入镉尘或镉烟可损害肾或肺，主要症状为肺气肿、嗅觉减退或丧失、牙釉出现黄色环、肾小管功能障碍、蛋白尿、体力减退等，此外，有人报告尚有骨软化症、轻度贫血、高血压等。近年来的流行病学调查表明，接触镉的工人前列腺癌及肾癌发病率比对照组高。镉还可对动物产生高血压、睾丸损害、致癌、致畸形、贫血、骨质疏松等慢性损害。

我国规定的镉环境允许限量为车间空气0.1mg/m3、饮用水和地面水0.01mg/L、渔业和灌溉用水0.05mg/L、废水排放0.1mg/L。

胃肠道吸收三价铬的能力很低（低于3%），六价铬比三价铬易吸收，在胃中六价铬与胃酸作用还原为三价铬，从而使其吸收率明显下降。六价铬易由呼吸道吸收，肺的吸收率估计约40%，三价铬大部分为不溶性，沉积于肺，不能被组织利用。六价铬可经皮肤吸收，经汗腺透入皮肤，并在真皮内还原成三价铬。血液中的铬代谢较快，可迅速从血液中消失，组织中的铬浓度一般比血液中高10～100倍，铬以与转铁球蛋白结合的形式分布于肺、肝、脾、心、肾、胰腺、脑及睾丸中。

铬从各组织器官的清除较慢，有蓄积作用。肾、肝及骨内有明显的铬蓄积，除肺外其余各脏器含铬量均随年龄增加而减少，肺中铬含量随年龄增加而增加。铬在人体内的生物半衰期为27天，血铬、尿铬和发铬均可作为判断环境污染危害的指标。

各种铬化合物的毒性强弱不同，金属铬和二价铬化合物的毒性很小或无毒，三价铬化合物较难吸收，毒性不大，六价铬化合物毒性最强，比三价铬毒性大100倍，六价铬化合物容易被吸收，且有强氧化性，一方面可以氧化生物大分子（DNA、RNA、蛋白质、酶）和其他生物分子（如使维生素C氧化），使生物分子受到损伤；另一方面在六价铬还原为三价铬的过程中，对细胞具有刺激性和腐蚀性，导致皮炎和溃疡发生。六价铬和三价铬均有致癌作用，动物实验发现，金属铬、焙烧铬矿粉及氧化铬均有致癌性。目前世界公认某些铬化合物可致肺癌，称为铬癌，致癌作用与铬化合物的种类有关，溶于酸不溶于水的铬化合物被认为是最危险的。三价铬可透过胎盘屏障，抑制胎儿生长并产生致畸作用。六价和三价铬化合物可诱发细胞染色体畸变。六价铬有较强的致突变作用，而三价铬则甚弱。

大量铬盐从消化道进入，可刺激和腐蚀消化道，引起恶心、呕吐、腹痛、腹泻、血便以致脱水，同时有头晕、头痛、呼吸急促、烦躁、口唇与指甲青紫、脉搏加快、四肢发凉、肌肉痉挛、尿少或无尿等严重中毒症状。人经呼吸道吸入铬的急性毒性可见于工业事故，出现鼻出血、声嘶、鼻黏膜萎缩、胃及十二指肠溃疡、肝肿大等中毒症状。铬对皮肤的急性毒性表现为铬对皮肤的刺激和腐蚀作用所引起的急性皮肤糜烂及变态反应性皮炎。铬的慢性中毒常见于职业接触，对呼吸道有刺激和腐蚀作用，可引起鼻炎、咽炎、支气管炎等，当吸入铬酸雾或铬酸粉尘严重时，可引起鼻部严重病变，如急性鼻炎、鼻塞、流涕、溃疡、鼻中隔糜烂甚至穿孔。皮肤长期接触铬化合物可引起接触性皮炎或湿疹，多见于手背、腕、前臂等裸露部位的红斑、丘疹，铬还可引起皮肤溃疡，又称“铬疮”，多发生于手指和手背上。铬酸雾还对眼结膜有刺激作用，引起流泪，刺激口腔、咽黏膜，还可引起软腭、咽后壁干燥以至出现淡黄色小溃疡等。长期接触铬盐粉尘或铬酸雾，还产生全身性影响，会出现头痛、消瘦、贫血、消化不良、肾脏损害、支气管哮喘、肺炎、神经衰弱综合征或非自主神经功能紊乱等，高血压、高血脂、冠心病、肺心病的发病危险性也增大。

我国有关铬在环境中的限量标准为居民区大气六价铬一次最大容许浓度0.0015mg/m3，饮用水六价铬最大容许浓度0.05mg/L，地面水最高容许浓度三价铬0.5mg/L、六价铬0.05mg/L。

砷化合物经呼吸道黏膜可被完全吸收，无机砷化合物被摄入消化道以后，其吸收程度取决于它的溶解度和物理状态，砷化合物能经皮肤吸收，尤其混在可溶性脂质软膏中时更容易被吸收。无机砷化合物被吸收入血以后，迅速通过血液分布到肝、肾、肺、肠、脾、肌肉和一些神经组织中，砷与小肠黏膜、肾皮质、皮肤、骨骼、毛发和指甲等有较高的亲和力，砷以无活性的形式贮存于骨和上皮及皮肤附属器官如毛发、指甲中，亚砷酸盐还可以蓄积于白细胞中。

砷可诱发细胞染色体畸变，无机砷化合物侵入人体后可诱发细胞遗传物质损伤，砷诱发细胞姐妹染色单体互换（SCE）和微核（MN）频率的增高，导致癌变增高。低浓度砷可催化DNA、RNA及蛋白质合成，在高浓度下则抑制这些生物大分子的合成。砷对细胞DNA损伤的修复功能有抑制作用。砷有致突变、畸变、癌变作用。大量吸入砷化合物粉尘，首先引起上呼吸道黏膜刺激症状，出现流涕、咳嗽、胸痛及呼吸困难，继而可发生呕吐、腹痛和腹泻。慢性砷中毒会导致指甲失去光泽，脆而薄，或不规则增厚并出现白色横纹，头发变脆、易脱落；末梢神经炎，早期表现为蚁走感，进而四肢对称性向心性感觉障碍，四肢无力、疼痛，甚至肌肉萎缩、行动困难、瘫痪；心血管系统受累，外周血管系统也受到损伤，肢体血管狭窄，尤其下肢严重，进而发展为完全阻塞，临床表现为间歇发作性脚趾发冷、疼痛、间歇跛行，经过数月或数年可发展到坏死；此外还可引起肝、肾的损害。

含铅片的盛茶旧木箱

我国有关砷在环境中的限量标准为居民区大气砷日平均最大容许浓度0.003mg/m3，车间空气砷最大容许浓度0.3mg/m3，饮用水砷最大容许浓度0.05mg/L。

茶叶重金属超标是个老话题，因为这个原因导致我国茶叶出口数量不多，而这种现象也会长期存在下去，并且有愈演愈烈的趋势，对于广大饮用茶叶者来说，改变不了大环境，那就只能提高自身鉴别能力，尽量避免饮用重金属超标的茶叶。