砷制劑的應(yīng)用及其對環(huán)境的污染

關(guān)鍵詞：砷制劑；危害；藥物殘留；環(huán)境

砷作為動(dòng)物體必需的一種微量元素，具有多種重要的生理功能，砷制劑在腸道具有抗生素作用，能提高增重和改進(jìn)飼料利用率，因此在畜禽生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。含砷飼料添加劑的使用促進(jìn)了畜牧業(yè)發(fā)展，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。但有機(jī)砷飼料添加劑在動(dòng)物體內(nèi)吸收較少，大多數(shù)隨畜禽糞便直接排出，且目前我國大多數(shù)的畜禽糞便未經(jīng)過無害化處理，大量含砷的畜禽排泄物進(jìn)入環(huán)境，對環(huán)境造成了污染，危及人類健康。砷制劑的環(huán)境污染問題,已逐漸成為有關(guān)砷制劑研究的重點(diǎn),并在國際上形成了一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。但我國在這方面的研究目前幾乎處于空白。當(dāng)前，伴隨“兩型社會(huì)”重要思想的提出，即資源節(jié)約型和環(huán)境友好型，對畜牧業(yè)砷制劑的合理應(yīng)用提出了更高的要求。本文根據(jù)國際研究，結(jié)合國內(nèi)的實(shí)際情況，從砷制劑的應(yīng)用、殘留、危害、及其防治措施進(jìn)行綜述，旨在擴(kuò)大人們的關(guān)注度。

1砷制劑在飼料工業(yè)中的應(yīng)用

有機(jī)砷制劑作為飼料添加劑，在世界范圍內(nèi)被廣泛用于畜禽促生長，在畜禽養(yǎng)殖業(yè)取得了相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)效益。美國食品和藥物管理局(FDA)最早于1964年允許砷制劑應(yīng)用于雞的飼料，1983年正式批準(zhǔn)用作豬雞的促生長劑。我國農(nóng)業(yè)部1996年于《飼料藥物添加劑使用規(guī)范》批準(zhǔn)了砷制劑的使用。目前常用的砷制劑主要有3-硝基-4-羥基苯砷酸(又名洛克沙胂)和對氨基苯砷酸(又名阿散酸)兩種。砷制劑具有廣譜殺菌、抗寄生蟲等多種藥理作用，還具有一定的促生長和改善產(chǎn)品外觀作用，因此近年來砷制劑作為飼料添加劑在畜牧生產(chǎn)上應(yīng)用越來越廣泛。概括起來主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.1促進(jìn)動(dòng)物生長，提高增重。砷在體內(nèi)起還原和氧化雙重作用，從而影響物質(zhì)代謝，尤其是與體內(nèi)氧化酶的巰基相互作用，減弱異化，增強(qiáng)同化作用，促進(jìn)蛋白質(zhì)合成。龍麗等(2000)在飼料中添加洛克沙胂55mg/kg、阿散酸100mg/kg分別比對照組平均日增重提高13.4%和10.6%；Schendel(1957)在初生48～96h仔豬的日糧中添加90mg/kg阿散酸，至5周齡結(jié)束，結(jié)果每頭豬增重比對照組多2kg。

1.2提高營養(yǎng)物質(zhì)消化率，降低飼養(yǎng)成本。砷能興奮機(jī)體神經(jīng)系統(tǒng)，增進(jìn)食欲，提高營養(yǎng)物質(zhì)的消化率。李鐵軍等(1996)用全收糞法研究了阿散酸對豬消化道及日糧營養(yǎng)物質(zhì)消化率的影響，結(jié)果表明添加阿散酸能改善豬小腸壁組織結(jié)構(gòu)，提高日糧能量利用率和干物質(zhì)、有機(jī)物、粗蛋白質(zhì)和氨基酸的消化率。黃衛(wèi)民等(1999)報(bào)道，將28頭體重在20kg左右的長×榮仔豬隨機(jī)分為兩組，試驗(yàn)組中添加75mg/kg的對氨基苯砷酸，對照組只飼喂基礎(chǔ)糧。經(jīng)60d試驗(yàn)結(jié)果表明，試驗(yàn)組和對照組的飼料轉(zhuǎn)化率分別為3.03和3.21，試驗(yàn)組比對照組提高5.94%。

1.3殺滅寄生蟲作用。砷能與寄生蟲體內(nèi)蛋白質(zhì)的巰基結(jié)合，通過形成共價(jià)鍵影響蟲體的生長代謝而發(fā)揮驅(qū)殺作用。Laarry(1975)認(rèn)為洛克沙胂有抗球蟲作用，減少了胡蘿卜素的破壞，從而改善了家禽色素的沉積，可防止家禽褪色。

1.4抑制病原微生物。砷制劑可殺死有害菌，使腸壁變薄，有利于營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)。胡忠澤等(1998)指出砷化合物不僅可抑制或殺滅多種腸道致病菌，而且還可減輕病原微生物產(chǎn)生的有害代謝產(chǎn)物對動(dòng)物機(jī)體中間代謝過程的不利影響。

2砷制劑的殘留

只要嚴(yán)格按規(guī)定添加量使用，并遵守休藥期，就不會(huì)產(chǎn)生畜禽中毒和肉品中砷殘留超標(biāo)。雖然砷制劑的毒性很低，但使用劑量過大時(shí)，休藥后期砷不能全部排出，就會(huì)造成肉品中砷的殘留。Akhter等(2000)發(fā)現(xiàn)，豬飼喂洛克沙砷后，以肝臟中砷的殘留量最多，其次為腎臟，肌肉中含量最低但停喂5d后肝臟中的砷下降很快，10d后各組織砷都恢復(fù)到安全水平。周長虹（2005）用添加阿散酸的飼料喂雞，停喂當(dāng)天肝中砷的殘留量為0.47mg/kg，停藥5天后殘留量為0.37mg/kg。在每千克肉雞飼料中分別添加10、20、50和80mg/kg洛克沙砷，7周齡屠宰后，肝中砷的含量分別為0.647，3.128，3.535，3.763mg/kg。由此可見，砷的殘留量與砷的添加量和休藥期長短有關(guān)。

鑒于砷可在食用組織中殘留，許多國家近年來相繼對砷制劑的應(yīng)用作了嚴(yán)格限制或禁用。美國FDA對使用含有機(jī)砷飼料的動(dòng)物規(guī)定了屠宰前必須有5d的休藥期，動(dòng)物產(chǎn)品肉、蛋、肝和腎臟中的砷允許殘留限量分別為0.5和2mg/kg。世界衛(wèi)生組織(WTO)規(guī)定食品中砷含量應(yīng)該小于1mg/kg。我國規(guī)定對于飼料中砷的含量，我國《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中明確規(guī)定：雞、豬飼料中總砷含量必須小于等于2mg/kg。魚粉、石粉和磷酸鹽中砷含量分別不得高于10、2、10mg/kg，豬飼料中用對氨基苯砷酸等有機(jī)砷制劑宰前停藥期為5d，砷容許殘留量為肌肉及臟器0.5mg/kg，肝、腎2.0mg/kg。但目前我國大多數(shù)畜禽屠宰前都并未遵守休藥期的規(guī)定，砷的殘留情況非常嚴(yán)重。

袁慧等（2000）采用國家標(biāo)準(zhǔn)檢測法〔GB13079―91〕檢測了湖南省六個(gè)地區(qū)二十個(gè)豬、雞配合飼料中總砷的含量。結(jié)果顯示，85%的樣品中總砷含量超過國家標(biāo)準(zhǔn)，其中有13個(gè)樣品總砷含量在2～10mg/kg之間，占總數(shù)的45%，有4個(gè)樣品高于18mg/kg占20%，超標(biāo)情況是嚴(yán)重的，因此砷制劑的添加應(yīng)引起相關(guān)部門的關(guān)注。

3砷制劑的危害

砷不是金屬，但其毒性及某些性質(zhì)類似重金屬。大多數(shù)砷化物有很大的毒性，各種化合價(jià)態(tài)與形態(tài)的砷化物的毒性相差懸殊，其毒性依次為砷化氫＞三價(jià)無機(jī)砷＞五價(jià)無機(jī)砷＞有機(jī)砷。有機(jī)砷的毒性顯著低于無機(jī)砷，故在飼料中使用的有機(jī)砷毒性較小，無急性毒性，但長期使用或過量添加會(huì)引起動(dòng)物組織器官崩潰。

3.1動(dòng)物毒副作用

一般認(rèn)為，在飼料中添加量如達(dá)到推薦劑量的10倍時(shí)，動(dòng)物在幾天內(nèi)便會(huì)發(fā)生中毒，豬中毒時(shí)，出現(xiàn)的最早癥狀是增重緩慢，并呈進(jìn)行性發(fā)展，中毒初期出現(xiàn)后肢運(yùn)動(dòng)失調(diào)和輕癱，中毒進(jìn)一步發(fā)展。病豬呈犬坐姿勢或倒地，并逐漸呈現(xiàn)失明。對雞的毒性，因制劑種類不同而有差異，其癥狀除生長率降低外，還表現(xiàn)為虛弱、頭抖、共濟(jì)失調(diào)、癱瘓、失明，嚴(yán)重者發(fā)生死亡。

3.2對環(huán)境的危害

砷制劑極易被人和動(dòng)物吸收，但沉積量較少，大部分以甲砷酸和二甲基次砷酸等甲基化產(chǎn)物迅速隨尿排出體外，生物半衰期僅有10～30h，全部排泄則需2～3d。所以，畜禽使用砷制劑時(shí)，在上市前5d停藥是相當(dāng)安全的。砷在動(dòng)物性食品中的殘留問題固然不容忽視，但畜禽糞尿長年累月地向畜牧場周圍排放各種砷化物，其后果更是令人堪憂。有關(guān)部門對400余個(gè)大型豬場廢水處理情況進(jìn)行了調(diào)查：51%的豬場將廢水直接排至魚塘，16%豬場將廢水直接排放到河流、溝渠，31%豬場將廢水直接灌溉農(nóng)田、菜地、果園，只有2.3%的豬場經(jīng)過三級化糞池處理。

據(jù)估計(jì)，一個(gè)萬頭豬場若連續(xù)使用含砷的飼料，按美國FDA允許使用的砷制劑劑量推算，每年向環(huán)境中排放砷的量可達(dá)到125kg，若將這些排泄物施用在2000畝的土地上，則8年可使土壤含砷量人為增加4.6mg/kg，地下水的含砷量也會(huì)增加。5至8年后將可能向豬場周邊排放近1噸砷，不出10年該地所產(chǎn)甘薯中砷含量將會(huì)全部超過國家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。Garbarino，J.R.等(2001)報(bào)道，在42天生長期中，每只肉雞按正常劑量給予洛克沙砷，將總共向周圍環(huán)境排出150mg洛克沙砷，從雞場廢棄物樣品中檢測到30～50mg/kg的砷（以總砷計(jì)），如果一個(gè)養(yǎng)殖場每年養(yǎng)殖2億羽肉雞，則每年將向環(huán)境排放8噸以上的砷。

砷進(jìn)入環(huán)境以后，會(huì)對土壤和水環(huán)境造成污染，環(huán)境中砷殘留達(dá)到一定程度，會(huì)影響其中的微生物群落，同時(shí)會(huì)使該環(huán)境中生長的動(dòng)物和植物富集大量的砷，通過食物鏈最終進(jìn)入人體，影響人體健康生長。

3.3對人致癌、致畸、致突變作用

目前，砷化物的致癌作用已得到充分肯定，但機(jī)理尚不清楚。李生志等(1989)指出砷可以通過呼吸道及消化道進(jìn)入人體內(nèi)，從而使長期接觸砷的人患癌癥的幾率大大提高。大量研究顯示，砷可以通過胎盤屏障進(jìn)入胎兒體內(nèi)，影響胎兒正常的發(fā)育，導(dǎo)致先天畸形,嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致流產(chǎn)、死產(chǎn)。劉永泉（2001）研究發(fā)現(xiàn)，無機(jī)砷可導(dǎo)致四種動(dòng)物畸形、生長延遲、甚至死亡等發(fā)育障礙。Sunderman(1978)報(bào)道，以非經(jīng)腸道途徑給予瑞士小鼠非特異性砷化物后，發(fā)現(xiàn)雌性小鼠及其子代的白血病和淋巴瘤的發(fā)病率上升。體外試驗(yàn)也表明，砷化物可抑制人真皮纖維細(xì)胞對甲基胸腺嘧啶核苷的提取，這與砷對DNA合成具有抑制作用的報(bào)道相符。因此，1980國際癌癥研究機(jī)構(gòu)公布砷為致癌因子。

4砷制劑的防控措施

有機(jī)砷制劑的應(yīng)用雖然在畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)上有較好的效果，但是，有機(jī)砷制劑是砷的污染源之一。我國的豬、禽飼養(yǎng)量大，如果廣泛地、長年累月地使用有機(jī)砷制劑，大量含砷糞污排人環(huán)境中，勢必將對生態(tài)環(huán)境造成不可挽回的損失。因此，對有機(jī)砷制劑作為動(dòng)物促生長劑應(yīng)用的利弊應(yīng)作全面的權(quán)衡。從保護(hù)人類生存環(huán)境和遵循可持續(xù)發(fā)展原則的全局著眼，目前應(yīng)控制有機(jī)砷制劑的生產(chǎn)和應(yīng)用，本文綜合以下措施：

4.1加強(qiáng)法制執(zhí)行力，擴(kuò)大宣傳力度

國家法制部門應(yīng)不再增加有機(jī)砷制劑的生產(chǎn)廠家并逐漸減少此類產(chǎn)品的生產(chǎn)。并加強(qiáng)執(zhí)法的力度，嚴(yán)重打擊不合法生產(chǎn)經(jīng)營的企業(yè)和養(yǎng)殖戶主。在此基礎(chǔ)上借助新聞媒體，廣泛宣傳和介紹科學(xué)養(yǎng)殖知識(shí)，使全社會(huì)充分認(rèn)識(shí)到飼料安全添加砷制劑對人類健康和生態(tài)環(huán)境的危害，嚴(yán)格按照國家規(guī)定，有機(jī)砷制劑必須制成預(yù)混劑，然后再加到飼料中，不得將獸用原料藥直接加入飼料中使用。同時(shí)，要嚴(yán)格控制添加量，遵守休藥期5天的規(guī)定。

4.2加快砷殘留檢測方法的建立

加大篩選砷殘留的試劑盒的研究和開發(fā)力度，建立砷殘留的檢測方法、特別是快速篩選和確認(rèn)的方法，積極開展方法標(biāo)準(zhǔn)化等方面的國際交流與合作，使我國的有毒有害物質(zhì)殘留監(jiān)控與國際接軌。

4.2加強(qiáng)飼養(yǎng)管理、尋找新的促生長劑

學(xué)習(xí)和借鑒國外先進(jìn)的飼養(yǎng)管理技術(shù)，創(chuàng)造良好的飼養(yǎng)環(huán)境，通過完善營養(yǎng)供應(yīng)方案提高動(dòng)物生長速度。同時(shí)，采用保健養(yǎng)殖技術(shù)，使用動(dòng)物保健產(chǎn)品，如母豬保健品“牲命1號”和“護(hù)仔康1號”；或添加其它促生產(chǎn)替代品如：中藥制劑、微生態(tài)制劑、酶制劑以及多糖等高效、低毒、低殘留的物質(zhì)來作為飼料添加劑，其中根據(jù)保健養(yǎng)豬技術(shù)開發(fā)的“大壯素”、“小太素”則是豬的優(yōu)質(zhì)綠色促生長劑。

4.3做好日常保護(hù)措施

在使用有機(jī)砷飼料添中劑時(shí)，要保證供給豬、禽充足的飲水。生產(chǎn)工人、飼養(yǎng)人員要嚴(yán)格遵循操作規(guī)程，注意做好自身的安全防護(hù)工作。環(huán)境當(dāng)中的砷，可采用各種物理、化學(xué)方法、吸附、萃取等凈化的方法，降低水環(huán)境中的砷的含量。

5小結(jié)

綜上所述，我國是畜牧大國，養(yǎng)豬業(yè)和養(yǎng)雞業(yè)都規(guī)模龐大，可以預(yù)測由豬雞排泄物向環(huán)境中排放的砷的數(shù)量是巨大的。砷的環(huán)境污染問題已經(jīng)不容我們忽視，必須加強(qiáng)管理，把有效利用砷添加劑為畜牧業(yè)生產(chǎn)服務(wù)及控制其環(huán)境污染有效地結(jié)合起來。由于砷的毒副作用，豬食用這種飼料后，糞便會(huì)造成土壤和水源的污染，而殘留在豬肉中的砷，將對人體健康造成危害。我國也應(yīng)從保護(hù)人類生存環(huán)境的角度考慮，盡早規(guī)定禁止使用砷作為飼料添加劑。歐盟、日本等國家已先后采取禁用砷或砷試劑作為飼料添加劑的措施，建議國家有關(guān)部門盡快研究解決此問題，該禁用就禁用。