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第三章環(huán)境與食品原料第三章環(huán)境與食品原料第一節(jié)水與食品原料一、水資源與水污染水資源非常豐富,但是可以利用的淡水資源非常有限1.世界水資源(一)水資源概述第一節(jié)水與食品原料一、水資源與水污染水資源非常豐富,但是
由于受地理位置和地形地貌的影響,世界水資源在時間和空間上都存在分布不均勻的狀況。水資源的缺乏已成為當前最突出的全球環(huán)境問題之一由于受地理位置和地形地貌的影響,世界水資源在時間和空間上都食品環(huán)境學之環(huán)境與食品原料(-131張)課件2.我國水資源概況我國江河湖泊眾多,但水資源總量不是特別豐富。河川徑流總量次于巴西、俄羅斯、加拿大、美國、印度尼西亞,位居世界第六位;地下水資源較為豐富。由于降水,蒸發(fā),徑流等水平衡要素的影響,我國水資源分部不均。在季節(jié)分布上,夏秋多,冬春少,在時空分布上,東多,西少;南多,北少。同時,降水量在年際之間的差別也比較大,旱澇災害發(fā)生頻率高。2.我國水資源概況我國江河湖泊眾多,但水資源總量不是特別豐富我國水資源總量水平居世界第六位,但是同時由于我國國土面積遼闊,人口資源豐富,人均水資源量和畝均水資源量較少。水資源地區(qū)分部不均勻,水土資源組合不平衡降水量年際變化非常大,旱澇災害嚴重。水土流失嚴重,許多河流含沙量非常大水資源的開發(fā)利用在各個地區(qū)也不均衡。南方水的利用率和開發(fā)程度均低于北方水資源短缺與水資源浪費并存,洪澇災害與生態(tài)失衡并存。七大江河水系普遍受到污染我國水資源存在主要問題我國水資源總量水平居世界第六位,但是同時由于我國國土面積遼闊我國水污染現(xiàn)狀從20世紀80年代開始,我國的水污染趨勢一直沒有停止?,F(xiàn)在全國七大水系近一半河段污染嚴重,各地大小水系,水體功能已嚴重衰退,出現(xiàn)了“有河皆臭,有水皆黑”的局面。全國有50%以上的河段不適合魚類生存;有85%以上的城市河段水質(zhì)不能滿足飲用水源要求;有50%以上的城市地下水受到嚴重的污染。我國幾大淡水湖泊出現(xiàn)了嚴重的富營養(yǎng)化。我國淮河等流域出現(xiàn)的污染,已給兩岸人民帶來生存威脅。除非采取全國性的統(tǒng)一的大規(guī)模的控制與治理污染行動,否則,我國的水質(zhì)還會進一步惡化,帶來不可逆轉(zhuǎn)的毀滅性效應。我國水污染現(xiàn)狀從20世紀80年代開始,我國的水污染趨勢一直沒水質(zhì)評價標準:通常國家GB3838-2002標準qualityclassesstatus Ⅰ
主要適用于源頭水、國家自然保護區(qū)Ⅱ主要適用于集中式生活飲用水地表水源地一級保護區(qū)、珍稀水生生物棲息地、魚蝦類產(chǎn)卵場、仔稚幼魚的索餌場等Ⅲ主要適用于集中式生活飲用水地表水源地二級保護區(qū)、魚蝦類越冬場、泅游通道、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)水域及游泳區(qū)Ⅳ主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)Ⅴ主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域GB3838-2002標準的水質(zhì)分類及水域功能水質(zhì)評價標準:通常國家GB3838-2002標準quali2002年七大水系水質(zhì)類別比例全國水環(huán)境質(zhì)量狀況2002年七大水系水質(zhì)類別比例全國水環(huán)境質(zhì)量狀況七大水系干流及主要一級支流水質(zhì)總體呈改善趨勢
1998年2000年2002年Ⅰ~Ⅲ類水質(zhì)33.4%42.6%49.8%Ⅰ~Ⅲ類水質(zhì)類別比例及降水量年際變化七大水系干流及主要一級支流水質(zhì)總體呈改善趨勢【金陵晚報報道】05年11月23日晚8點半,記者得到群眾舉報,位于下關(guān)區(qū)窯上村的南京長安汽車有限公司每天晚上10點至第二天凌晨3點之間偷偷排放不經(jīng)過任何處理的工業(yè)污水50至60噸。這股污水沿地溝直接注入護城河后再進入長江,不僅嚴重影響了住在附近的居民生活,也對長江水質(zhì)造成了嚴重污染。關(guān)于哈市市區(qū)臨時停水的公告
2005年11月13日,中石油吉化公司雙苯廠胺苯車間發(fā)生爆炸事故。據(jù)環(huán)保部門監(jiān)測,目前松花江哈爾濱城區(qū)段水體未發(fā)現(xiàn)異常,但預測近期有可能受到上游來水的污染。為確保市區(qū)內(nèi)人民群眾和機關(guān)、企事業(yè)單位用水安全,市人民政府決定市區(qū)供水管網(wǎng)臨時停止供水。
食品環(huán)境學之環(huán)境與食品原料(-131張)課件
09年2月20日早晨,江蘇省鹽城市居民打開水龍頭,卻驚訝地看到,水龍頭里流出的是黃色的水,且?guī)М愇?,—城西水源遭酚類化合物污染,兩家自來水廠隨即關(guān)閉,數(shù)十萬鹽城市民飲水受到影響。
鹽城水污染事件飲水中酚濃度達7000mg/L時,阻礙生長或引起死胎。人類急性酚中毒的主要表現(xiàn)為大量出汗、肺水腫、吞咽困難、肝及造血器官損害、黑尿、受損組織壞死、虛脫甚至死亡。09年2月20日早晨,江蘇省鹽城市居民打開水龍頭,卻(二)水污染指標
2006年頒發(fā)《生活飲用水水質(zhì)標準》4項(二)水污染指標2006年頒發(fā)《生活飲用水水質(zhì)標準》15項五毒重金屬富營養(yǎng)化指標15項五毒重金屬富營養(yǎng)化指標感官指標一般化學指標13項感官指標一般化學指標13項⑴物理指標:色度、氣味、電導率、溫度、渾濁度等
渾濁度:是表征水中不溶解物質(zhì)含量的指標,水體污染的基本指標之一,懸浮物數(shù)量多,水的濁度比較大。
電導率:水的導電能力的強弱程度就稱為電導率,通常用它來表示水的純凈度。由于水中含有各種溶解性鹽類,并以離子的形態(tài)存在,可以導電。
1.反映水污染的主要指標⑴物理指標:1.反映水污染的主要指標溫度過高—熱污染
廢水溫度過高而引起的危害,叫做熱污染,熱污染的主要危害有以下幾點。(1)使水體溶解氧濃度降低,大氣中的氧向水體傳遞的速率也減慢;(2)導致生物耗氧速度加快,促使水體中溶解氧更快被耗盡,水質(zhì)迅速惡化,造成魚類和水生生物缺氧死亡;(3)加快藻類繁殖,從而加快水體富營養(yǎng)化進程;(4)導致水體中的化學反應加快,使水體的物化性質(zhì)發(fā)生變化,可能對管道和容器造成腐蝕。(5)加速細菌生長繁殖,增加后續(xù)水處理的費用。溫度過高—熱污染⑵化學指標
廢水中有機物的濃度
生活污水和工業(yè)廢水中所含的碳氫化合物、脂肪、蛋白質(zhì)、木質(zhì)素等有機化合物,可在微生物作用下分解生成簡單的無機物CO2、H2O等。這些有機物在分解的過程中需消耗大量的溶解氧,因而稱為需氧污染物。有機物組成復雜,分別對有機物測定比較困難,通常由BOD,COD,TOD等指標來表示
⑵化學指標采樣地點檢測出的有機污染物種類第二松花江(吉林)芳香族化合物、硝基苯類、烷基苯類、芳胺類、酚類、鹵代烴類、醛、酮、醇類等374種長江黃石段烷烴、苯系物、酚類、萘類、鹵代烴、酯類、多環(huán)芳烴、含氮化合物等100種太湖烷烴、烯烴、芳香烴、多環(huán)芳烴、醇、酮、酯、酚、含氮、硫雜原子化合物等74種沱江鹵代烴、醇、醛、酮、農(nóng)藥、多環(huán)芳烴等175種珠江烷烴、烯烴、醇、酮、酸、酯、胺類、氮雜環(huán)化合物、有機氯農(nóng)藥等241種中國部分江河水中檢測出的有機污染物采樣地點檢測出的有機污染物種類第二松生物化學需氧量(BOD)在有氧條件下,好氧微生物氧化分解單位體積水中有機物所消耗的游離氧的數(shù)量。(mg/1)化學需氧量(COD)用化學氧化劑(高錳酸鉀或重鉻酸鉀)氧化水中有機物時,所需氧量總需氧量(TOD)有機物經(jīng)熱分解需要的含氧量。有機物主要元素是C、H、O、N、S等。在高溫下燃燒后,將分別產(chǎn)生CO2和H2O,所消耗的氧量稱為總需氧量TOD生物化學需氧量(BOD)總硬度
表明水中鈣鎂離子含量的多少,如果硬度過高,則有對人類的生活造成危害。燒開的水口感差,且常常造成壺底結(jié)垢。嚴重影響飯菜的味道和質(zhì)量。
沐浴時,頭發(fā)、皮膚常有干澀、發(fā)緊的感覺,傷害皮膚加速衰老。洗滌衣物時,浪費洗滌劑,且衣物不易洗凈,洗后的衣物發(fā)脆發(fā)硬,并殘存有洗滌劑的味道。餐具、潔具上常常會出現(xiàn)水漬、斑點,需要經(jīng)常清洗,水池甚至墻壁上出現(xiàn)水垢等。熱水器隨著使用時間的增加而熱效率降低,這也是因為積存的水垢增加了,不僅浪費能源還形成了不安全隱患??傆捕萷H值
反映了水體酸堿性的強弱,對污水的處理及綜合利用,對水中生物的生長繁殖,對排水管道等有很大影響。酸堿污染物使水體的PH值發(fā)生變化,破壞自然緩沖作用。抑制微生物生長,妨礙水體自凈,使水質(zhì)惡化、土壤酸化或鹽堿化。各種生物都有自己的PH適應范圍,超過該范圍,就會影響其生存。對漁業(yè)水體而言,pH值不得低于6或高于9.2,當PH值為5.5時,一些魚類就不能生存或生殖率下降.農(nóng)業(yè)灌溉用水的pH值應為5.5~8.5。此外酸性廢水也對金屬相混凝土材料造成腐蝕。pH值植物營養(yǎng)素氮、磷、鉀、硫及其化合物為植物需要的營養(yǎng)物質(zhì),但是進入水體,會造成水體富營養(yǎng)化。植物營養(yǎng)素采樣地點檢測出的有機污染物種類第二松花江(吉林)芳香族化合物、硝基苯類、烷基苯類、芳胺類、酚類、鹵代烴類、醛、酮、醇類等374種長江黃石段烷烴、苯系物、酚類、萘類、鹵代烴、酯類、多環(huán)芳烴、含氮化合物等100種太湖烷烴、烯烴、芳香烴、多環(huán)芳烴、醇、酮、酯、酚、含氮、硫雜原子化合物等74種沱江鹵代烴、醇、醛、酮、農(nóng)藥、多環(huán)芳烴等175種珠江烷烴、烯烴、醇、酮、酸、酯、胺類、氮雜環(huán)化合物、有機氯農(nóng)藥等241種中國部分江河水中檢測出的有機污染物采樣地點檢測出的有機污染物種類第二松
“三湖”湖體水質(zhì)均為劣Ⅴ類。主要污染指標為總氮、總磷。太湖、巢湖處于輕度富營養(yǎng)狀態(tài),滇池處于重度富營養(yǎng)狀態(tài)。
“三湖”水質(zhì)變化趨勢2002年:“三湖”湖體水質(zhì)均為劣Ⅴ類。主要污染指標為總氮、總磷。⑶污水中的有毒理學指標污水中可能存在的各種有機和無機的微量有毒成分,如重金屬,氰化物,有機農(nóng)藥等。重金屬是具有潛在危害的重要污染物質(zhì)重金屬污染引起關(guān)注。五毒:汞、鎘、鉛、鉻、砷重金屬污染物不能被微生物降解,只能發(fā)生各種形式的轉(zhuǎn)化,但是可能通過食物鏈進入人體,引起健康問題。
特點:●毒性作用大,易引起人們的注意?!裨谒w中不能為微生物降解,只能產(chǎn)生各種形態(tài)間的相互轉(zhuǎn)化以及分散和富積—在水中進行遷移。⑶污水中的有毒理學指標⑷生物指標
污水的細菌污染指標
生物污染物主要是指廢水中的致病性微生物,它包括致病細菌、病蟲卵和病毒。未污染的天然水中細菌含量很低,當城市污水、垃圾淋溶水、醫(yī)院污水等排入后將帶入各種病原微生物。水源一旦受到病原微生物的污染,就有可能引起介水傳染病的傳播或流行。如生活污水中可能會有能引起肝炎、傷寒、霍亂、痢疾、腦炎的病毒和細菌以及蛔蟲卵和鉤蟲卵等。生物污染物污染的特點是數(shù)量大,分布廣,存活時間長,繁殖速度快。⑷生物指標3.水體污染分類按污染源的分布特征分為點污染源、面污染源點源:工業(yè)廢水和城市生活污水;面源:農(nóng)村污水和灌溉水按污染源釋放的有害物質(zhì)種類分為物理性污染源
、化學性污染源、生物性污染源按受污染的水體分為地面水污染源,地下水污染
源和海洋污染源按造成水體污染原因分為天然污染源和人為污染源3.水體污染分類按污染源的分布特征分為點污染源、面污染源1.水體污染對農(nóng)產(chǎn)品影響概況二水與食品原料(一)水與農(nóng)產(chǎn)品植物生長需求水分動物生長離不開水生長地水體遭到污染植物通過根系,動物通過飲水等吸收有害物質(zhì)有害物質(zhì)在動植物內(nèi)蓄積,超過標準植物或動物被做成食品食品安全問題爆發(fā)1.水體污染對農(nóng)產(chǎn)品影響概況二水與食品原料(一)水與農(nóng)產(chǎn)值得注意的是,污水污染物在植物體內(nèi)的累積量已達到對人、畜危害標準時,其產(chǎn)量和外觀性狀仍看不出明顯影響,從而被人們所忽視。糧食作物,果蔬類的生產(chǎn)用水需符合國家標準農(nóng)業(yè)灌溉的用水要求,才能保證水作為一種食品原料的安全性,才能保證食品安全。用含酚50ppm以下的水灌溉,對農(nóng)作物產(chǎn)量無明顯影響,但實際上在低于此濃度(5ppm)時,就會使酚在黃瓜體內(nèi)累積,使黃瓜帶有異味。值得注意的是,污水污染物在植物體內(nèi)的累積量已達到對人、畜危害2.污染物對農(nóng)產(chǎn)品影響⑴有機物水中有機污染物種類很多,通常指碳水化合物,蛋白質(zhì)和油脂類等,它們的共同點是容易被微生物氧化分解。來源:食品、制革、造紙、畜禽養(yǎng)殖企業(yè)排放廢水灌溉水中有機物含量較低時,無任何不良影響,反而會改良土壤,促進增產(chǎn),一般認為水田有機質(zhì)含量在3%左右最合適水稻等作物的生長。污水中的有機物進入農(nóng)田后,在旱地氧化條件下,有機物分解迅速,變成二氧化碳和其它無機形態(tài);2.污染物對農(nóng)產(chǎn)品影響⑴有機物在水田,分解過程消耗大量氧氣,因氧化還原電位的降低,土壤處于強還原狀態(tài),氧化物(如三價鐵)、硫酸根、錳等被還原,生成的過量亞鐵和硫化氫使水稻的養(yǎng)分吸收和體內(nèi)代謝過程受抑制,導致減產(chǎn)。估計,1ppm化學耗氧量,能使水田氧化還原電位降低6-7毫伏,氧化還原電位過分降低,招致水稻的還原障礙,直接影響水稻的產(chǎn)量。強還原條件下,有機物厭氧分解過程中生成的氫、甲烷等氣體及醋酸、丁酸等有機酸和醇類等中間產(chǎn)物中相當部分對水稻有毒害,抑制水稻生長,并引起爛根采用有機物含量較高的污水灌溉,應采用清水、污水輪灌或混灌的方法,減少有機物進入農(nóng)田;進行淺水灌溉,在水稻生長后期或收割后進行排水,翻耕,曬田。在水田,分解過程消耗大量氧氣,因氧化還原電位的降低,土壤處于(2)酸堿類物質(zhì)用pH低于3,高于11的水灌溉作物,作物很快死亡。大部分栽培植物喜歡在弱酸性和弱堿性條件下生長。水稻:5.7-6.5;小麥:6.7-7.6;蔬菜:6.0-8.0國標要求灌溉水的pH值允許范圍是5.5-8.5。污染水體的酸主要來自于礦山排水及人造纖維、酸法造紙、酸洗廢液等工業(yè)廢水污染水體中堿的主要來源是堿法造紙、化學纖維、制堿、制革、煉油等工業(yè)廢水。水體遭到酸、堿污染后,會使水中酸堿度發(fā)生變化,即pH發(fā)生變化。當pH<6.5及pH>8.5時,水的自然緩沖作用遭到破壞,使水體的自凈能力受到阻礙,消滅和抑制細菌及微生物的生長,長期采用酸堿性較高的廢水灌溉,土壤pH值會發(fā)生較大變化。(2)酸堿類物質(zhì)土壤經(jīng)酸性廢水灌溉,土壤發(fā)生酸化,金屬被大量溶解成離子狀態(tài),水田土壤表面呈赤褐色(鐵、鋁溶出)在這種情況下,金屬離子被農(nóng)作物富集,例如:鉻,汞,鎘,鉛等。土壤酸度高,固化了土壤中的磷元素,影響磷的吸收,引起磷營養(yǎng)缺乏。土壤經(jīng)堿性廢水灌溉,土壤發(fā)生鹽堿化,微量元素溶解度大大降低,導致作物營養(yǎng)缺乏,尤其是缺鋅癥,同時,土壤中的鈣離子含量高,易使磷元素生成難溶的磷酸鈣,而減少作物磷元素的吸收。土壤經(jīng)酸性廢水灌溉,土壤發(fā)生酸化,金屬被大量溶解成離子狀態(tài),(3)鹽類
含鹽量高的各種廢水對作物的危害主要由高濃度的鹽分所造成,其中氯化鈉最為常見。高濃度的含鹽污水危害水稻后,能在短時間內(nèi)全部葉子失水干枯致死;低濃度的含鹽污水危害水稻時,首先表現(xiàn)葉色變濃,接著下部葉片枯萎,分蘗受到抑制。生長期受低濃度鹽度時,稻根逐漸變成黑色且腐爛。氯化鈉危害小麥發(fā)芽的臨界濃度為2000mg/l,危害水稻發(fā)芽的臨界濃度為1000mg/l。國標要求灌溉水的氯化物的含量應小于250mg/l。
國標要求灌溉水的全鹽量在非鹽堿地區(qū)應小于1000mg/l,在鹽堿地區(qū)應小于2000mg/l,有條件的地區(qū)可以適當放寬。
(3)鹽類(4)酚類物質(zhì)在酚類化合物中苯酚毒性最大,煉焦、生產(chǎn)煤氣、煉油、樹脂等行業(yè)所排廢水中以苯酚為主。含酚污水進入土壤,主要分布在土壤表層,50厘米以下的土層中酚的含量極少。土壤對酚具有較強的凈化能力,酚在土壤中的年凈化率在90%以上。因此,低濃度含酚污水灌溉后,不會影響土壤肥力,也不會造成土壤污染酚類對農(nóng)作物的毒害不是很強,不會明顯影響農(nóng)作物的生長。因為絕大多數(shù)植物中含有能夠?qū)⒎宇惙纸鉃槎趸嫉拿?。廢水中過量的酚容易在蔬菜中富集,造成蔬菜異味,影響食品安全。國標要求灌溉水的揮發(fā)酚的含量應小于1.0mg/l。(4)酚類物質(zhì)灌溉廢水含酚類物質(zhì)對農(nóng)產(chǎn)品影響1mg/L左右糧,菜檢不出酚類物質(zhì)殘留;田間工作人員感受到異臭5-20mg/L不會影響作物生長,但會累積,黃瓜、蔬菜、蘿卜等有異味50-1000mg/L影響作物的正常生長和產(chǎn)量超過1000mg/L致使作物死亡酚類物質(zhì)在植物體內(nèi)分步:莖>根>籽粒不同植物對酚的累積能力葉菜類>茄果類>瓜果類>根菜類灌溉廢水含酚類物質(zhì)對農(nóng)產(chǎn)品影響1mg/L左右糧,菜檢不出(5)氰化物含氰廢水來源:金銀的濕法提取、化學纖維的生產(chǎn)、煉焦、合成氨、電鍍、煤氣生產(chǎn)等行業(yè)排放氰化物屬劇毒物質(zhì),0.1g即可使人致死植物本身含有氰化物,污水中的氰化物可被吸收,或通過自身解毒形成氰糖苷儲存,或分解為無毒物質(zhì)。50mg/L以上氰對水稻、油菜的生長、發(fā)育和產(chǎn)量有影響,并開始在糙米、油菜中有殘留,殘留量隨灌溉濃度最高而加大。100mg/L以上,作物出現(xiàn)死亡現(xiàn)象或氰含量迅速增加。殘留量:根>莖葉>谷殼>糙米。根殘留量占80%左右,莖葉占15%左右。(5)氰化物氰化物隨水進入土壤后消失的速度較快,在土壤中不會逐年積累。一般稻田土壤中,氰的年凈化率都在90%以上。采取隔年清污輪灌,不會造成土壤和水稻的明顯污染。國標要求灌溉水的氰化物的含量應小于0.5mg/l。根據(jù)不同生育期污灌氰殘留量不同,在生產(chǎn)上利用含氰污水灌溉水稻宜在前期,不宜在后期。禁止用含氰廢水灌溉蔬菜和青飼料作物,以免危害人體和家畜氰化物隨水進入土壤后消失的速度較快,在土壤中不會逐年積累。一(6)氟化物氟在植物體的積累隨著植物種類不同而有所差異。氟化物含量在34.0mg/l以下,水稻生長發(fā)育未受影響;113.25mg/l以上,水稻生長發(fā)育受到抑制;453mg/l可致水稻死亡,但此濃度以下對茄子無影響。含氟污水中有一定的磷酸鹽,污灌后硫化細菌增加,可促進磷酸鹽的轉(zhuǎn)化,提高了土壤中可溶性磷的含量,有利作物生長。含氟污水灌溉后細菌數(shù)量增大,生物學過程旺盛,產(chǎn)量增加。由于不同作物對氟敏感程度不同,為避免對地面水和漁業(yè)的污染危害,為保護整個農(nóng)業(yè)環(huán)境和人民健康,規(guī)定氟的灌溉標準為高氟區(qū)應小于2.0mg/l,一般地區(qū)應小于3.0mg/l。殘留量:根>葉>莖>果實或籽(6)氟化物(7)氮素過剩氮肥過量使用,化工產(chǎn)廢水等使水質(zhì)氮明顯增加氮素作為營養(yǎng)元素,如土壤和肥料中氮不滿足生長需要的話,灌溉水中的氮會提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。若廢水中含氮太多,會造成作物氮素過剩,引起水稻徒長,倒伏,貪青、晚熟,易發(fā)生病蟲害,最終導致水稻產(chǎn)量降低。水稻在不同時期,對氮吸收量的變化:分蘗初期:肥料氮>土壤氮>灌溉水氮分蘗后期:土壤肥>肥料氮>灌溉水氮幼穗形成以后:灌溉水氮>土壤氮水稻在幼穗形成以后,應避免用含氮過高的灌溉水灌溉(7)氮素過剩水稻在不同時期,對氮吸收量的變化:水稻在幼穗形(8)石油類灌溉水石油類污染的污染源是油田,煉油廠排放的含油廢水各種礦物油和動植物油進入農(nóng)田后,能引起土壤障礙和對植物的直接危害。油類物質(zhì)進入農(nóng)田,水面被油覆蓋,影響土壤中氧氣的供給,且引起地溫上升,促進了土壤異常還原而造成水稻爛根。石油不僅影響農(nóng)作物的生長發(fā)育,還會被作物吸收殘留的植物體內(nèi),使糧食、蔬菜變味,所謂“油味飯”就是引用煉油廠含石油濃度高,而未經(jīng)處理的廢水灌溉稻田的結(jié)果
水稻早期受石油類污染物危害,一般較易恢復,對米質(zhì)影響不大;分蘗期受污染,會影響稻米品質(zhì),米色發(fā)青,褐色,畸形米增多。(8)石油類食品環(huán)境學之環(huán)境與食品原料(-131張)課件(9)苯及其同系物(芳香烴)芳香烴主要來源于化工,合成纖維,塑料,橡膠,制藥,電子和印刷行業(yè)廢水中。芳香烴影響人的神經(jīng)系統(tǒng),嚴重中毒能麻醉人體,甚至死亡,輕則引起頭暈,無力,嘔吐等。含苯廢水澆灌溉物,使糧食,蔬菜品質(zhì)下降,且在蔬菜中殘留,其殘留量較小。例如:用含苯25mg/L的污水灌溉的黃瓜淡而無味,澀味增加,含糖量下降,并隨著廢水濃度增加,澀味加重污水含苯量在5mg/L時,澆灌作物不會引起糧食,蔬菜污染問題國家標準規(guī)定,灌溉水中苯的含量不超過2.5mg/L(9)苯及其同系物(芳香烴)例如:用含苯25mg/L的污水灌(二)出產(chǎn)品、水產(chǎn)品與水水污染對畜產(chǎn)品、水產(chǎn)品的影響污水中的低濃度的酚類物質(zhì)影響魚類洄游繁殖,高濃度的酚能引起魚類大量死亡。水中氰化物有劇毒,氰化物使水呈杏仁氣味,其嗅覺閾濃度為0.1mg/L,國家規(guī)定飲用水標準是0.01mg/L世界衛(wèi)生組織訂出魚的中毒限量為游離氰0.03mg/L,水中游離氰含量超過0.03mg/L,引起魚類中毒含高濃度石油的污水能夠引起魚蝦死亡,海水中石油濃度超過0.01mg/L,魚蝦產(chǎn)生石油臭味(二)出產(chǎn)品、水產(chǎn)品與水水污染對畜產(chǎn)品、水產(chǎn)品的影響污水中的廢水中的重金屬會經(jīng)過水產(chǎn)品富集,最后通過食物鏈富集到人體,引起食品安全問題,造成人類健康威脅。如水俁病等廢水中的重金屬會經(jīng)過水產(chǎn)品富集,最后通過食物鏈富集到人體,引2.水體富營養(yǎng)化水體富營養(yǎng)化,藻類過分繁殖,消耗水中溶解氧,水體缺氧,造成魚類生物缺氧死亡藻類大量繁殖,釋放藻毒素,人體通過飲水或是食用以藻類為生的水產(chǎn)品都會造成中毒2.水體富營養(yǎng)化水體富營養(yǎng)化,藻類過分繁殖,消耗水中溶解氧,水體富營養(yǎng)化
①水中營養(yǎng)生物的來源,主要來自農(nóng)業(yè)中的氮、磷,以及動植物尸體。水體對氮和磷的允許負荷,如表(克/米2·年)如果超過表的數(shù)值,會使水體處嚴重缺氧狀態(tài),從而影響魚類生存。②防治方法主要有減少化肥的使用,多用農(nóng)家肥代替,使用無磷洗衣粉。平均水深允許負荷危險負荷氮磷氮磷5米1.00.072.00.1310米1.50.159.00.2515米4.00.258.00.50水體富營養(yǎng)化平均水深允許負荷危險負荷氮磷氮磷5米1.00.0食品環(huán)境學之環(huán)境與食品原料(-131張)課件6月7日在太湖邊拍攝到的死魚。6月7日,有關(guān)人員在把藍藻抽送到廢棄的石宕。6月8日,有關(guān)人員在打撈藍藻。遭太湖藍藻之害的江蘇、浙江有關(guān)市、縣,組織了數(shù)十條船只、數(shù)百位市民到太湖之濱以及連湖內(nèi)河打撈藍藻,并且進行深埋、干枯等處理,以保護太湖水質(zhì)、優(yōu)化生活環(huán)境。6月7日在太湖邊拍攝到的死魚。6月7日,有關(guān)人員在把藍藻抽3.海洋污染的危害近年來,近海大部分海域水質(zhì)良好,但局部海域污染加重。遠海海域水質(zhì)保持良好狀況。四大海域比較,黃海和南海水質(zhì)總體上較好,一、二類海水比例較高,分別達到83.4%、77.8%。渤海一、二類海水比例為40.4%。四類和劣四類海水占45.3%。東海無一類海水,二類海水比例為17.2%,四類和劣四類海水占61.3%。渤海和東海污染有加重趨勢。主要污染因子為無機氮、活性磷酸鹽、石油類。3.海洋污染的危害近年來,近海大部分海域水質(zhì)良好,但局部海域廣西、海南、山東、江蘇、廣東海水水質(zhì)較好,一、二類海水比例均達到68%以上。其中海南一類海水比例最大,達50%,其次是廣東達24.1%,以下依次是山東21.1%,江蘇13.3%廣西無一類海水,二類海水比例86.4%,浙江、天津、福建、河北無一類海水,二類海水比例分別為31.1%、10.0%、5.7%、57.1%;四類及劣四類海水比例分別62.2%、50%、48.6%、42.9%。上海、浙江近岸海域水質(zhì)較差,上海無一、二類海水,劣四類海水比例達92.3%廣西、海南、山東、江蘇、廣東海水水質(zhì)較好,一、二類海水比例均感官指標微生物指標感官指標微生物指標一般化學指標一般化學指標營養(yǎng)學指標重金屬指標營養(yǎng)學指標重金屬指標食品環(huán)境學之環(huán)境與食品原料(-131張)課件海洋污染的種類陸源性排放引起的海洋污染來自陸地排放的各種業(yè)污水來自陸地的各種垃圾人群活動的影響赤潮石油污染(石油開發(fā),海船排放)海洋污染的種類陸源性排放引起的海洋污染污染源廣人類的海洋活動主要是航海、捕魚和海底石油開發(fā),目前全世界各國有近8萬艘遠洋商船穿梭于全球各港口,總噸位達5億噸,它們在航行期間都要向海洋排出含有油性的機艙污水,僅這項估計向海洋排放的油污染每年可達百萬噸以上。除人類在海洋的活動外,人類在陸地和其他活動方面所產(chǎn)生的各種污染物,也將通過江河徑流入?;蛲ㄟ^大氣擴散和雨雪等降水過程,最終都將匯入海洋。海洋污染的特點污染源廣海洋污染的特點持續(xù)性強海洋是地球上地勢最低的區(qū)域,它不可能像大氣和江河那樣,通過一次暴雨或一個汛期使污染得以減輕,甚至消除。一旦污染物進入海洋后,很難再轉(zhuǎn)移出去,不能溶解和不易分解的物質(zhì)在海洋中越積越多,它們可以通過生物的濃縮作用和食物鏈傳遞,對人類造成潛在威脅。美國向海洋排放的工業(yè)廢物占全球總量的1/5,每年因水生物污染或人們誤食有毒海產(chǎn)品造成的污染中毒事件達1萬起以上。
持續(xù)性強擴散范圍廣全球海洋是相互連通的一個整體,一個海域出現(xiàn)的污染,往往會擴散到周邊海域,甚至擴大到鄰近大洋,有的后期效應還會波及全球。比如海洋遭受石油污染后,海面會被大面積的油膜所覆蓋,阻礙了正常的海洋和大氣間的交換,有可能影響全球或局部地區(qū)的氣候異常。在南極企鵝體內(nèi)發(fā)現(xiàn)DDT的存在,說明污染物質(zhì)在海洋中的擴散范圍是非常大的。防治難危害大海洋污染有很長的積累過程,不易及時發(fā)現(xiàn),一旦形成污染,需要長期治理才能消除影響,且治理費用較大,造成的危害會波及各個方面,特別是對人體產(chǎn)生的毒害更是難以徹底清除干凈。擴散范圍廣防治難危害大啤酒生產(chǎn)用水包括釀造用水(直接進入產(chǎn)品中的水如糖化用水、洗糟用水、啤酒稀釋用水)和洗滌、冷卻用水及鍋爐用水。成品啤酒中水的含量最大,俗稱啤酒的“血液”,水質(zhì)的好壞將直接影響啤酒的質(zhì)量,因此釀造優(yōu)質(zhì)的啤酒必須有優(yōu)質(zhì)的水源。釀造用水的水質(zhì)好壞主要取決于水中溶解鹽的種類與含量、水的生物學純凈度及氣味,這些因素將對啤酒釀造、啤酒風味和穩(wěn)定性產(chǎn)生很大影響,因此必須重視釀造用水的質(zhì)量。三、食品原料水(一)酒類生產(chǎn)用水啤酒生產(chǎn)用水包括釀造用水(直接進入產(chǎn)品中的水如糖化用水、洗糟項目單位理想要求最高極限原因混濁度
透明,無沉淀透明,無沉淀影響麥汁濁度,啤酒容易混濁色
無色無色有色水是污染的水,不能使用味
20℃無味50℃無味20℃無味
50℃無味若有異味,污染啤酒,口味惡劣殘余堿度(RA)od≤3≤5(淡色啤酒)影響糖化醪PH值,使啤酒的風味改變??傆捕?~20od,對深色啤酒RA>5od,黑啤酒RA>10od1mmol/L=2.804od,1升水中含有10mg氧化鈣為1od(德國度)淡色啤酒釀造用水質(zhì)量要求項目單位理想要求最高極限原因混濁度
透明,無沉淀總?cè)芙恹}類mg/L150~200<500含鹽過高,使啤酒口味苦澀、粗糙硝酸根態(tài)氮mg/L(氮計)<0.20.5會妨礙發(fā)酵,飲用水硝酸鹽含量規(guī)定為<50mg/L亞硝酸根態(tài)氮mg/L(氮計)00.05影響糖化進行,妨礙酵母發(fā)酵,使酵母變異,口味改變,并有致癌作用氨態(tài)氮mg/L00.5表明水源受污染的程度氯化物mg/L20~60<100適量,糖化時促進酶的作用,提高酵母活性,啤酒口味柔和;過量,引起酵母早衰,啤酒有咸味硫酸鹽mg/L<100240過量使啤酒澀味重pH值
6.8~7.26.5~7.8不利于糖化時酶發(fā)揮作用,造成糖化困難,增加麥皮色素的溶出,使啤酒色度增加、口味不佳總?cè)芙恹}類mg/L150~200<500含鹽過高,使鐵mg/L<0.05<0.1過量水呈紅或褐色,有鐵腥味,麥汁色澤暗錳mg/L<0.03<0.1過量使啤酒缺乏光澤,口味粗糙硅酸鹽mg/L<20<50麥汁不清,發(fā)酵時形成膠團,影響發(fā)酵和過濾,引起啤酒混濁,口味粗糙高錳酸鉀
消耗量mg/L<3<10超過10mg/L時,有機物污染嚴重,不能使用微生物
細菌總數(shù)<100個/ml,不得有大腸桿菌和八疊球菌
超標對人體健康有害鐵mg/L<0.05<0.1過量水呈紅或褐色,有鐵腥面包生產(chǎn)用水面包面團用水的硬度不能太大硬度過大,會降低面筋蛋白的吸水性,使面筋硬化,過度增強面筋的韌性;且推遲發(fā)酵時間,不利于面包生產(chǎn),口感粗糙干硬,易掉渣。硬度過小的水會使面筋過分柔軟,骨架松散,面團黏性大,不利于操作且成品面包個子小,易“塌架”。面包的最適PH為5.2~5.6。微酸性的水有利于酵母的發(fā)酵;酸度過大:發(fā)酵速度過快,面筋過分軟化,導致面團持氣性差,影響成品體積,同時面包帶酸味,口感不好。酸度小或者說堿性水會中和面團的酸度,影響酵母活性、抑制酶的活性-延緩發(fā)酵速度;影響面筋的形成,降低面團彈性,使面包組織粗糙、發(fā)黃,并產(chǎn)生不愉快的異味。
面包生產(chǎn)用水第二節(jié)土壤與食品原料土壤的概念
土壤是陸地表面由礦物質(zhì)、有機質(zhì)、水、空氣和生物組成,具有肥力,能生長植物的輸送表層。第二節(jié)土壤與食品原料土壤的概念地球元素含量與人體含量關(guān)系圖
地球元素含量與人體含量關(guān)系圖土壤自凈作用指進入土壤的污染物,在土壤礦物質(zhì)、有機質(zhì)和土壤微生物的作用下,經(jīng)過一系列的物理、化學及生物化學反應過程,降低其濃度或改變其形態(tài),從而消除或降低污染物毒性的現(xiàn)象。土壤污染是指進入土壤中的有害、有毒物質(zhì)超出土壤的自凈能力,導致土壤的物理、化學和生物學性質(zhì)發(fā)生改變,降低農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量,并危害人體健康的現(xiàn)象。
土壤污染直接的影響是土地生產(chǎn)力的下降;通過土壤-植物-動物-人體食物鏈的污染,危害人體健康、威脅人類生存;土壤污染還危害其他環(huán)境要素如水體,大氣等。一、土壤與土壤污染土壤自凈作用土壤污染土壤污染直接的影響是土地生產(chǎn)力的下降;通
是指一定環(huán)境單元,一定時間內(nèi),在不超過土壤衛(wèi)生標準的前提下土壤對該污染物能容納的最大負荷量。如:某地土壤中As的自然本底值為9mg/kg,土壤As的衛(wèi)生標準為15mg/kg,則該土壤對As的環(huán)境容量為6mg/kg。土壤環(huán)境容量:土壤環(huán)境背景值
在不受或很少受現(xiàn)代工業(yè)污染與破壞,并不受或很少受人類活動影響的條件下,土壤原來固有的的化學組成與結(jié)構(gòu)特征。是指一定環(huán)境單元,一定時間內(nèi),在不超過土壤衛(wèi)生標準的前提下污染物進入土壤的途徑
污水灌溉。用未經(jīng)處理或未達到排放標準的工業(yè)污水灌溉農(nóng)田是污染物進入土壤的主要途徑,其后果是在灌溉渠系兩側(cè)形成污染帶。污水造成土壤污染的有害物質(zhì)主要有:①各種有害金屬,如汞、鎘、鉛,鉻、鋅、鋼等;②砷化物、氰化物等有害無機化合物;③油類;④酚類、醛類、胺類等有害的有機化合物;⑤酸堿和鹽類;⑥其他如致病菌類、懸浮物等。污染物進入土壤的途徑酸雨和降塵工業(yè)排放的SO2、NO等有害氣體在大氣中發(fā)生反應而形成酸雨,以自然降水形式進入土壤,引起土壤酸化。冶金工業(yè)煙囪排放的金屬氧化物粉塵,則在重力作用下以降塵形式進入土壤,形成以排污工廠為中心、半徑為2至3公里范圍的點狀污染。汽油中添加的防爆劑四乙基鉛隨廢氣排出污染土壤,行車頻率高的公路兩側(cè)常形成明顯的鉛污染帶污染物進入土壤的途徑
酸雨和降塵污染物進入土壤的途徑向土壤傾倒固體廢棄物。
垃圾,礦泥,礦渣堆積場所土壤直接受到污染,自然條件下的二次擴散會形成更大范圍的污染。農(nóng)事操作:過量施用農(nóng)藥、化肥。
重施化肥,輕施有機肥,致使土壤板結(jié),結(jié)構(gòu)變差,土壤養(yǎng)分供應能力降低,土壤綜合肥力下降。氮肥施用還可引起土壤酸化。過量的使用農(nóng)藥化肥會降低微生物活性,土壤微生物是個體小而能量大的活體,具有轉(zhuǎn)化有機質(zhì)、分解礦物和降解有毒物質(zhì)作用。
向土壤傾倒固體廢棄物。土壤污染源生活污染源工業(yè)和交通污染源農(nóng)業(yè)污染源土壤污染源生活污染源工業(yè)和交通污染源農(nóng)業(yè)污染源隱蔽性:人不易察覺,肉眼是看不見的,只能通過農(nóng)作物的生長情況,或是吃過食物的人或動物的健康狀況反應出來。蓄積性與地域性污染物在土壤中的運動速度較慢,污染物質(zhì)不易擴散,很多化學性質(zhì)穩(wěn)定的污染物在土壤表層不斷蓄積。不可逆轉(zhuǎn)性:土壤的自凈能力較弱,一旦土壤環(huán)境遭到污染,欲恢復土壤環(huán)境十分困難治理周期長存在治理成本高和周期較長的矛盾土壤污染的特點隱蔽性:土壤污染的特點二、農(nóng)產(chǎn)品與土壤一、重金屬污染從農(nóng)作物對重金屬吸收富集的總趨勢來看,土壤中重金屬含量越高,農(nóng)作物體內(nèi)的重金屬含量也越高,土壤中的有效態(tài)重金屬含量越大,作物籽實中的重金屬含量越高。植物對土壤中的重金屬的富集規(guī)律不同的作物由于生物學特性不同,對重金屬的吸收積累有明顯的種間差異,一般順序為豆類>小麥>水稻>玉米。重金屬在農(nóng)作物體內(nèi)分布的一般規(guī)律為:根>莖葉>殼>籽實。二、農(nóng)產(chǎn)品與土壤一、重金屬污染從農(nóng)作物對重金屬吸收富集的總趨重金屬在土壤中的結(jié)合態(tài)可交換態(tài),碳酸鹽結(jié)合態(tài),鐵錳氧化物結(jié)合態(tài),有機結(jié)合態(tài),殘渣態(tài)重金屬在土壤中的結(jié)合態(tài)鎘(Cd)鎘不是生物必須元素,對人體有害在自然界中含量很低,大氣中鎘含量一般不超過0.003mg/m3,水中不超過10mg/L,土壤中不超過0.5mg/kg。鎘對環(huán)境的污染主要是對土壤的污染鎘(Cd)痛痛病發(fā)生在1931年日本富山縣神通川流域,患者神經(jīng)痛、骨痛、骨骼軟化萎縮,并多處骨折。女兒村福建省清流縣高坂村的水井中鎘量特別高,從遷入起的20多年間,全村不生男孩,成了名副其實的女兒村。癌癥村山東省肥城市肖家店村的土壤、蔬菜以及人畜均不同程度地受到劇毒元素的污染,使該村成為“癌癥村”。痛痛病品種指標mg/kg大米≤0.20面粉≤0.10雜糧≤0.05蔬菜≤0.05肉魚≤0.10蛋≤0.05水果≤0.03食品中鎘限量衛(wèi)生標準GB15201-94
國家標準農(nóng)田灌溉水中含鎘最高容許濃度為0.005mg/L(GB5084-92)生活飲用水中含鎘最高容許濃度為0.005mg/L(GB5749-85)地面水中含鎘的最高容許濃度為0.01mg/L工業(yè)廢水中鎘的最高容許排放濃度為0.1mg/L。品種指標mg/kg大米≤0.20面粉≤0.10雜糧≤0.0在世界范圍內(nèi),未污染土壤中鎘的含量不是很高,大致在0.01-0.7mg/kg,平均為0.5mg/kg。在中國,土壤鎘的背景值為0.097mg/kg。我國地域遼闊,土壤類型眾多,致使土壤鎘的背景呈現(xiàn)一定的差異。
石灰土的鎘背景值最高,達到1.115mg/kg;磷質(zhì)石灰土,達到0.751mg/kg;磚紅壤、赤紅壤和風沙土,均在0.06mg/kg以下。農(nóng)田土壤是鎘循環(huán)的重要介質(zhì)。土壤中鎘的存在形態(tài)及變化受土壤pH和氧化還原條件等因素的影響。在世界范圍內(nèi),未污染土壤中鎘的含量不是很高,大致在0.01-水溶性鎘CdCl2等能為作物吸收,對生物危害大,而非水溶性鎘CdS、CdCO3等不易遷移,不易被作物吸收,但隨環(huán)境條件的改變二者可互相轉(zhuǎn)化,當土壤溶液中化學平衡被打破時,難溶態(tài)的鎘會轉(zhuǎn)入土壤溶液中被植物吸收。由于土壤在淹水還原條件下,鎘易轉(zhuǎn)化為難溶性硫化物,旱地可溶態(tài)鎘比水田明顯增加;鎘在稻谷中的富集量要明顯比小麥要低;受鎘污染的土壤可改為水田,以減輕危害。
作物在抽穗期間,根系吸收的鎘可直接向籽粒中輸送,這是鎘富集的關(guān)鍵時期,此時吸收的鎘對米粒中的鎘的貢獻可達70%,所以水稻抽穗期間要灌水,使土壤保持厭氧還原狀況,可減少對鎘的吸收及向米粒中輸送。水溶性鎘CdCl2等能為作物吸收,對生物危害大,而非水溶性鎘砷(As)砷土壤背景值:砷元素在世界土壤中的含量一般在0.1-58mg/kg,平均值是10mg/kg,我國砷元素土壤背景值為11.2mg/kg砷(As)砷土壤背景值:土壤在淹水條件下,可溶性的亞砷酸含量提高,所以當土壤中含砷量相同,種植的水稻米粒中的砷明顯高于麥粒中的砷砷污染嚴重的農(nóng)田,可以改水為旱作,旱作的水稻耐砷能力強,而且旱作的谷物中砷的含量積累較少,一般不會超過衛(wèi)生標準0.7mg/kg對土壤砷抗性抗性較強:馬鈴薯,番茄,胡蘿卜,煙草抗性中等:甜玉米,甜菜,南瓜,草莓敏感作物:蔥,豌豆,黃瓜,苜蓿,豆類作物在砷污染的農(nóng)田,可以選擇種植抗性較強作物來減少砷對農(nóng)產(chǎn)品的污染土壤在淹水條件下,可溶性的亞砷酸含量提高,所以當土壤中含砷量汞(Hg)汞在世界土壤中的平均含量0.03-0.1mg/kg,我國土壤中汞的背景值為0.065mg/kg不同類型土壤汞含量有較大差異,汞與土壤有機質(zhì)結(jié)合能力比較強,土壤有機質(zhì)對汞有強的富集能力,所以有機質(zhì)含量高,汞背景值高。汞背景值森林土壤>草原土壤>高山土壤>荒漠土壤金屬汞最易被作物根系吸收,其次是有機汞,而無機汞很少被作物吸收。水田在淹水還原條件下,無機汞會轉(zhuǎn)化成金屬汞,水田中金屬汞含量多,所以水稻比其他作物易吸收汞。糧食作物吸收積累汞的順序:水稻>玉米>高粱>小麥注意:土壤中汞含量>5mg/kg時,會引起稻米生長不良,但是土壤汞含量>0.5mg/kg,并不影響稻米生長,稻米中積累的汞已經(jīng)超過糧食衛(wèi)生標準0.02mg/kg。汞(Hg)汞在世界土壤中的平均含量0.03-0.1mg/kg鉻(Cr)世界范圍內(nèi)鉻元素的背景值為70mg/kg,我國土壤鉻元素背景值為61mg/kg不同存在形式的鉻,其毒性相差很大,六價鉻的毒性遠大于三價鉻。進入土壤的絕大部分鉻會轉(zhuǎn)換為不溶態(tài)而沉淀,土壤中的鉻含量達到100mg/kg時,才會使水稻產(chǎn)生不良反應,土壤鉻對農(nóng)作物的危害遠小于含鉻灌溉水的影響。植物吸收鉻約95%留在根部。據(jù)研究,低濃度的Cr6+能提高植物體內(nèi)酶活性與葡萄糖含量,高濃度時則阻礙水分和營養(yǎng)向上部輸送,并破壞代謝作用。鉻對人體與動物有利有弊。人體中含鉻過低會產(chǎn)生食欲減退癥狀。但飲水中超標400倍時,會發(fā)生口角糜爛、腹瀉、消化紊亂等癥狀。鉻(Cr)世界范圍內(nèi)鉻元素的背景值為70mg/kg,我國土壤銅(Cu)世界土壤銅的土壤背景值含量在2-250mg/kg,平均值范圍在15-40mg/kg,均值30mg/kg,我國土壤銅背景值平均值為22.6mg/kg銅是動植物生長必須元素,當土壤中銅含量低于40mg/kg,銅對作物的生長起促進作用的,但當土壤銅含量在150-200mg/kg時,作物生長受到抑制,水田銅含量在350mg/kg時,水稻明顯減產(chǎn)。玉米缺銅葉片失綠變灰,卷曲反轉(zhuǎn)
銅(Cu)世界土壤銅的土壤背景值含量在2-250mg/kg,鋅(Zn)世界土壤鋅的土壤背景值平均含量在40-90mg/kg,,我國土壤銅背景值平均值為74.2mg/kg鋅是動植物生長必須元素,土壤中含有一定的鋅,有利于作物生長,作物缺鋅會生長不良,但是過量的鋅會引起作物危害引起敏感作物受害的土壤鋅臨界濃度為300-500mg/kg土壤鋅含量過高有可能引起作物缺銅鋅對于作物的危害較大,但是對人體危害較小,因為在人體內(nèi)不累積鋅(Zn)世界土壤鋅的土壤背景值平均含量在40-90mg/k鉛(Pb)世界土壤鉛的土壤背景值平均含量在15-25mg/kg,我國土壤銅背景值平均值為26mg/kg進入土壤中的鉛在土壤中易與有機物結(jié)合,極不易溶解,土壤鉛大多發(fā)現(xiàn)在表土層,表土鉛在土壤中幾乎不向下移動。土壤對鉛的吸附固定作用非常強,土壤中有效態(tài)鉛的含量很少,鉛對作物的影響很小。鉛對植物的危害表現(xiàn)為葉綠素下降,阻礙植物的呼吸及光合作用。谷類作物吸鉛量較大,但多數(shù)集中在根部,莖稈次之,籽實中較少。因此鉛污染的土壤所生產(chǎn)的禾谷類莖稈不宜作飼料鉛對動物毒性較強,對作物影響相對較小鉛(Pb)世界土壤鉛的土壤背景值平均含量在15-25mg/k二、土壤化肥污染與食品安全1、化肥施用增加土壤重金屬與有毒元素如過磷酸鈣中砷的含量每公斤達104毫克,含鎘10~20毫克,含氟296—4960mg,硫酸銨、硫酸鉀中砷的含量也比較高,施用后會造成土壤的超量污染,結(jié)果不可避免地造成農(nóng)產(chǎn)品污染。
二、土壤化肥污染與食品安全1、化肥施用增加土壤重金屬與有毒元
2、導致營養(yǎng)失調(diào)與硝酸鹽的積累化肥施用不平衡,N、P、K投入比例失調(diào),重氮、輕磷、不施鉀導致土壤鉀的急劇消耗,硝酸鹽積累。國外研究表明,植物體內(nèi)硝酸鹽的積累量隨施肥量的增加而上升造成蔬菜、水果品質(zhì)下降,甚至不能食用。蘋果因偏施氮肥含糖量下降2-3%,酸糖比提高0.1-0.2。城郊菜農(nóng)往往以增施氮肥以獲得高產(chǎn),一般施用氮肥50-100kg/mu,高的可達100-150kg/mu。南海菜地更是高達260kg/mu,超量使用化肥不可避免的使蔬菜體內(nèi)形成硝酸鹽積累,中科院測定,天津的大白菜可食部硝酸鹽含量為3173mg/kg。2、導致營養(yǎng)失調(diào)與硝酸鹽的積累
FAO/WHO蔬菜硝酸鹽含量標準
FAO/WHO蔬菜硝酸鹽含量標準第三節(jié)大氣與食品原料主要組成:穩(wěn)定組分:O2,N2及幾種惰性氣體,三者占空氣總量99.9%.干潔空氣(除水蒸氣,雜質(zhì)外的大氣組分)屬于穩(wěn)定組分大氣的組成可變組分:CO2,水蒸氣影響可變因素:地區(qū),季節(jié),氣象,人類活動影響水蒸氣:0-4%,CO2:0.02%-0.04%不定組分:自然災害和人類活動造成的局部和暫時的污染性的塵埃,硫化物,氮氧化物等第三節(jié)大氣與食品原料主要組成:大氣的組成可變組分:CO大氣污染源—不定組分的來源向大氣環(huán)境排放有害物質(zhì)或?qū)Υ髿猸h(huán)境產(chǎn)生有害影響的場所,設備和裝置。
污染物的來源天然污染源
(經(jīng)過一定時間后可恢復)火山噴發(fā)、森林火災、自然塵、地震、海嘯、海浪飛沫人為污染源(較難恢復,大氣污染主要指人類活動造成的污染)工業(yè)生產(chǎn)過程排放
交通運輸過程中排放
農(nóng)業(yè)活動排放
大氣污染源—不定組分的來源向大氣環(huán)境排放有害物質(zhì)或?qū)Υ髿猸h(huán)境1、煤炭利用不合理,能源利用率低
我國一次能源消費結(jié)構(gòu)中,煤炭始終占到70%以上而大氣中74%的SO2、85%的CO2、60%的NO2和70%的TSP來源于煤炭的直接燃燒2、工業(yè)超標現(xiàn)象普遍,工業(yè)發(fā)展不平衡工業(yè)企業(yè)排放超標現(xiàn)象普遍能耗高、污染重的工業(yè)比重仍過大西部地區(qū)污染嚴重人類活動造成大氣污染原因1、煤炭利用不合理,能源利用率低2、工業(yè)超標現(xiàn)象普遍,工業(yè)發(fā)3、機動車污染控制尚未建立起有效的運行機制2005年機動車保有量3100萬在用機動車管理不善摩托車、農(nóng)用車管理不力對車用燃料管理力度也不夠4、顆粒物污染突出TSP未得到有效控制可吸入顆粒物污染未見明顯好轉(zhuǎn)缺水地區(qū)顆粒物污染嚴重大量建筑實施導致顆粒物控制困難5、室內(nèi)空氣污染剛起步2002年制定的《室內(nèi)空氣質(zhì)量標準》2004年3月1日開始正式實施七十家具有室內(nèi)環(huán)境檢測資質(zhì)的機構(gòu)室內(nèi)空氣管理開始示范3、機動車污染控制尚未建立起有效的運行機制4、顆粒物污染突出大氣污染
指由于人類活動和自然過程引起某種物質(zhì)進入大氣中,呈現(xiàn)出足夠的濃度,達到足夠的時間并因此而危害了人體的舒適、健康和福利或危害環(huán)境的現(xiàn)象。根據(jù)化學性質(zhì)不同,一般把大氣污染物分為以下八類:1)碳氧化物,主要指CO和CO2。2)氮氧化物,主要指NO和NO2,用NOx表示。3)硫氧化物,主要指SO2等,用SOx表示。4)碳氫化合物,通常包括醛、酮等化合物。5)鹵素化合物,主要指氟利昂。6)氧化劑,主要指O3、PAN和過氧化物等。7)顆粒物及氣溶膠。8)放射性物質(zhì)。大氣污染根據(jù)化學性質(zhì)不同,一般把大氣污染物分為以下八類:大氣污染物的劑量:劑量=大氣污染物濃度(mL/m3)×接觸時間(d或h)劑量由污染物的濃度和污染物接觸植物的時間兩個因素共同決定。臨界劑量:能引起植物傷害的最低劑量閾值:植物在長時間的接觸污染物時,使植物發(fā)生傷害的污染物最低濃度大氣中的污染物使農(nóng)作物產(chǎn)生可見傷斑時的污染物濃度進行毒性強弱分級,可分為三級:A級(強毒性)HF,SiF4,O3,乙烯,過氧乙酰硝酸酯及其同系物B級(中等毒性)SO2,SO3,NOx,Cl2,HCl,硫酸煙霧,硝酸煙霧C級(弱毒性)甲醛,NH3,HCN,H2S大氣污染物的劑量:A級B級A級A級B級A級A級對農(nóng)作物危害最大,造成農(nóng)業(yè)經(jīng)濟損失最嚴重的大氣污染物主要是二氧化硫和氟化物。國家制定保護農(nóng)作物的大氣污染物最高允許濃度標準(GB9137—88)規(guī)定了二氧化硫和氟化物最高濃度限制污染物作物敏感程度單位生長季平均濃度①日平均濃度②任何一次③農(nóng)作物種類二氧化硫敏感作物mg/m30.050.150.5冬小麥、春小麥、大麥、蕎麥、大豆、甜菜、芝麻;波菜、青菜、白菜、萵苣、黃瓜、南瓜西葫蘆、馬鈴薯;蘋果、梨、葡萄、苜蓿、三葉草、鴨茅、黑麥草中等敏感作物mg/m30.080.250.7水稻、玉米、燕麥、高梁、棉花、煙草;番茄、茄子、胡蘿卜;桃、杏、李、柑桔、櫻桃抗性作物mg/m30.120.30.8蠶豆、油菜、向日葵;甘藍、芋頭;草莓對農(nóng)作物危害最大,造成農(nóng)業(yè)經(jīng)濟損失最嚴重的大氣污染物作物敏感氟化物敏感作物ug/(dm2.d)15冬小麥、花生;甘藍、菜豆;蘋果、梨、桃、杏、李、葡萄、草莓、櫻桃、桑;紫花苜蓿、黑麥草、;鴨茅中等敏感作物ug/(dm2.d)210大麥、水稻、玉米、高粱、大豆;白菜、芥菜、花椰菜;柑桔;三葉草抗性作物ug/(dm2.d)4.515向日葵、棉花、茶;茴香、番茄、茄子、辣椒、馬鈐薯注意:氟化物敏感農(nóng)作物的濃度限值,除保護作物、蔬菜、果樹、桑葉和牧草的正常生長,不發(fā)生急、慢性傷害外,還保證桑葉和牧草一年內(nèi)月平均的含氟量分別不超過30mg/kg和40mg/kg的濃度閾值,保護桑蠶和牲畜免遭危害。污染物作物敏感程度單位生長季平均濃度①日平均濃度②農(nóng)作物種類氟化物敏感作物ug/(dm2.d)15冬小麥、花生;甘藍、菜二、大氣質(zhì)量對食品原料的影響大氣污染物入侵植物性食品的主要途徑植物氣孔是污染物入侵植物組織的最主要途徑,氣體及一般小于1um的物質(zhì)都可以通過植物葉片氣孔進入植物體內(nèi)。氣孔開閉狀況,對植物受害程度有重要影響大氣對植物危害的基本類型可見危害不可見危害(隱形危害/生理危害)急性危害:污染物濃度高,作用時間短慢性危害:污染物濃度低,作用時間長污染物濃度極低,污染物對植物產(chǎn)生影響,影響攝食的人類或動物健康,但是外觀無變化,常被忽視二、大氣質(zhì)量對食品原料的影響大氣污染物入侵植物性食品的主要大氣污染物產(chǎn)生危害的影響因素污染物的濃度和接觸時間植物類型污染物的作用時段氣相條件田間管理大氣污染物產(chǎn)生危害的影響因素污染物的濃度和接觸時間污染物的濃度和接觸時間污染物對植物的傷害有一個閾值,只要控制污染物濃度在閾值之下,能夠保護植物生長污染物濃度相同時,接觸時間越長,進入植物體污染物越多,對植物影響越大污染物的濃度和接觸時間植物類型不同物種的植物對大氣污染物的抗性不同,根據(jù)各種植物在大氣污染物暴露時出現(xiàn)的葉面積傷害成對來劃分敏感性等級敏感植物不能長時間生活在一定濃度的有害氣體污染環(huán)境中。否則,植物的生長點將干枯;全株葉片受害普遍、癥狀明顯,大部分受害葉片迅速脫落;生長勢衰弱,植物受害后生長難以恢復??剐灾械戎参锬茌^長時間生活在一定濃度的有害氣體環(huán)境中。在遭受高濃度有害氣體襲擊后,生長恢復慢,植株表現(xiàn)出慢性中毒癥狀,如節(jié)間縮短、小枝叢生、葉形縮小以及生長量下降等。植物類型敏感抗性強植物能較正常地生活在一定濃度的有害氣體環(huán)境中,基本不受傷害或受害輕微,慢性受害癥狀不明顯。在遭受高濃度有害氣體襲擊后,葉片受害輕或受害后生長恢復較快,能迅速萌發(fā)出新枝葉,并形成新的樹冠??剐詮娢廴疚锏淖饔脮r段大多植物在夜間對污染物的抗性更強,因其氣孔在夜間關(guān)閉大氣污染物在春夏季節(jié)容易對植物產(chǎn)生危害,這些季節(jié),生命活動旺盛,植物葉片與外界物質(zhì)交換頻繁,污染物容易侵入;春夏葉片幼嫩,抵抗力較弱。氣象條件溫度高,濕度大,光照強的條件下,葉片氣孔開放較大,植物抗性較弱田間管理植物缺乏營養(yǎng)元素,會導致抗污染能力低下污染物的作用時段氣象條件田間管理二氧化硫?qū)r(nóng)作物的影響二氧化硫自古以來作為植物“煙斑”的原因物質(zhì)對植物產(chǎn)生危害。典型的二氧化硫傷害癥狀是出現(xiàn)在植物葉片的葉脈間的傷斑,傷斑由漂白引起失綠,逐漸呈棕色壞死。二氧化硫?qū)﹄p子葉植物的影響,表現(xiàn)在植物葉片葉脈間,其中首先受傷的是功能葉。二氧化硫?qū)巫尤~植物的影響,表現(xiàn)在葉尖及附近部位。SO2的漂白性二氧化硫?qū)r(nóng)作物的影響二氧化硫自古以來作為植物“煙斑”的原因?qū)ξ廴疚锓磻容^敏感癥狀明顯、典型是當?shù)爻R姺N,分布廣
生長期長,能不斷地萌發(fā)新葉指示植物應具備的條件:監(jiān)測二氧化硫的指示植物
監(jiān)測二氧化硫的植物有紫花苜蓿、一年生早熟禾、芥菜、堇菜、百日草、歐洲蕨、蘋果樹、顫楊、美國白蠟樹、歐洲白樺、大麥、蕎麥、南瓜、美洲五針松、加拿大短葉松、挪威云杉,以及苔蘚和地衣等。百日草紫花苜蓿對污染物反應比較敏感指示植物應具備的條件:監(jiān)測二氧化硫的指紫苜蓿對二氧化硫最為敏感,紫苜蓿受危害所需的二氧化硫濃度最低,所以紫苜蓿是較好的二氧化硫指示植物。把紫苜蓿的抗性指數(shù)定為1.該植物的受害濃度紫苜蓿的受害濃度植物的抗性指數(shù)=抗性指數(shù)越大,對二氧化硫的抗性就越強,反之亦然抗性指數(shù)作物抗性代表植物1.5以下敏感作物紫苜蓿,大麥,棉花,黑麥1.6-2.5中等抗性花椰菜,甜菜,茄子,蘋果,豇豆,韭菜,卷心菜,葡萄2.6以上強抗性馬鈴薯,玉米,黃瓜,洋蔥,柑橘,葫蘆紫苜蓿對二氧化硫最為敏感,紫苜蓿受危害所需的二氧化硫濃度最低氟化物對農(nóng)作物的影響氟具有在生物體內(nèi)積累的特點,農(nóng)作物可直接吸收空氣中的氟化物使植物體內(nèi)的含氟比空氣中含氟的濃度高百萬倍之多。尤其是茶葉,老茶葉中含氟老葉1324~1826mg/kg,四川藏族居民中發(fā)現(xiàn)有飲茶所致的氟中毒,茶水含氟2-3mg/l。(飲水含氟<1.0mg/l)。氟在蔬菜中的含量一般在0.5~100mg/kg,在果實中含量為0.5~5.0mg/kg,而在根中的含量較低。氟化物對農(nóng)作物的影響氟具有在生物體內(nèi)積累的特點,農(nóng)作物可直接氟污染容易危害正在伸展中的幼嫩葉子,因而出現(xiàn)枝梢頂端枯死現(xiàn)象氟化物對植物花粉萌發(fā)有強抑制作用,氟污染地區(qū),很多果樹(桃,杏,梅,柿子,李,櫻桃等)容易出現(xiàn)開花不結(jié)果的情況。典型癥狀是葉尖和葉緣壞死,傷區(qū)和非傷區(qū)之間常有有一紅色或深褐色界線。最敏感的植物是唐菖蒲,此外,金蕎麥、梅、葡萄、玉簪、玉米、煙草、蘋果、郁金香、金錢草、山桃、榆葉梅、紫荊、杏、落葉杜鵑、梓樹、北美黃杉、美洲云杉、美國黃松、小蒼蘭、歐洲赤松、挪威云杉等都能作為監(jiān)測HF的指示生物。氟污染容易危害正在伸展中的幼嫩葉子,因而出現(xiàn)枝梢頂端枯死現(xiàn)象唐菖蒲郁金香玉簪金蕎麥唐菖蒲郁金香玉金酸雨對食品原料的影響水產(chǎn)品:水域酸化可引起魚類血液與組織失去營養(yǎng)鹽分,導致魚類爛腮、變形,甚至水體pH值的突然改變,使魚類不能很快適應,而造成大批魚類死亡。水域酸化殺死水中的浮游生物,還導致水生植物死亡消失,破壞各類生物間的營養(yǎng)結(jié)構(gòu),造成嚴重的水域生態(tài)系統(tǒng)紊亂。農(nóng)作物:酸雨引起植物葉片出現(xiàn)枯死斑點,使植物的葉綠素含量下降,植物葉片對酸雨的敏感程度是:草本雙子葉植物>木本雙子葉植物>單子葉植物>針葉植物酸雨會抑制植物生長發(fā)育,降低生物產(chǎn)量,我國每年二氧化硫排放所造成損失約為1165億元,其中農(nóng)作物損失218億元酸雨對食品原料的影響水產(chǎn)品:
2004年度全國酸雨分布情況2004年度全國酸雨分布情況溫室效應對食品原料的影響氣溫上升使海水變暖膨脹,冰雪融化,海面上升,對占地球表面8%的海岸地區(qū)將產(chǎn)生極大影響。海水倒灌,鹽漬化范圍擴大,臺風災害增多。我國三角洲地帶地下水位升高,鹽潰化面積擴大,地下水位和含鹽量處于臨界狀態(tài)。中緯度降水減少,溫度提高,地表蒸發(fā)、作物蒸騰加劇,造成作物體內(nèi)水分失調(diào)。病蟲害向北擴展,越冬菌量和蟲源數(shù)增大,蟲代數(shù)增多,蟲生長期延長,提高外來害蟲侵入。夏季酷熱干旱,引發(fā)家禽、家畜傳染病。喜溫作物會有較高的產(chǎn)量,但由于病蟲害增加、降雨量減少、降雨規(guī)律變化,所造成的損失更大。溫室效應對食品原料的影響氣溫上升使海水變暖膨脹,冰雪融化,海氣溫升高將打破現(xiàn)有生態(tài)平衡。種植地區(qū)將改變,全世界作物生長會出現(xiàn)重新安排的局面,如生長季節(jié)溫度提高1℃,預計美國玉米生產(chǎn)區(qū)將向東北遷移175km溫室氣體,還破壞臭氧層,過多的紫外線將會降低土壤的生產(chǎn)力和動物抗病性。氣候變暖伴隨降雨量減少,土壤有機物質(zhì)分解加快,土壤養(yǎng)分淋失,肥力下降。氣溫升高將打破現(xiàn)有生態(tài)平衡。種植地區(qū)將改變,全世界作物生長會環(huán)境干擾與食品原料環(huán)境干擾:
人類活動排出的能量作用于環(huán)境而產(chǎn)生的不良影響特點:干擾源停止排出能量以后,干擾立即會很快消失。環(huán)境污染特點:污染源停止排出污染物,污染不會馬上消失,還會存在較長時間。種類:噪聲干擾、熱干擾、電磁干擾,核輻射干擾環(huán)境干擾與食品原料環(huán)境干擾:噪聲干擾
人類活動引起的噪聲強度超過人的生活和生產(chǎn)活動所容許的環(huán)境狀況,對人的健康或生產(chǎn)發(fā)生危害。噪聲干擾對食品原料的影響,主要體現(xiàn)在對動物性食品的影響
(1)干擾睡眠(2)損傷聽力,甚至造成其他非聽覺器官的病理性變化(3)影響神經(jīng)及心血管等系統(tǒng)功能(4)影響消化及內(nèi)分泌系統(tǒng)功能(5)影響繁殖及幼小動物生存
噪聲干擾噪聲干擾對食品原料的影響,主要體現(xiàn)在對動物性食品的影噪聲干擾實例一:強噪聲使鳥羽脫落、不下蛋、內(nèi)出血、死亡。20世紀60年代初期,美國F104噴氣機在俄克拉荷馬市上空作超聲速飛行試驗,飛行高度為10000m,每天飛越8次,共飛行6個月,導致附近一個農(nóng)場的10000只雞被轟聲殺死6000只。實例二:葫蘆島市南票區(qū)一養(yǎng)殖場業(yè)主將一開山修路者告上法庭,要求賠償經(jīng)濟損失2.5萬元。理由是修路者開山鑿石的隆隆炮聲驚嚇了其養(yǎng)殖的狐貍和母雞。
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