其實可能我們保護(hù)的不是地球，

而是我們自己。

四十五億年的行星不會在意身體上微不足道的分子的變化，

但是我們?nèi)祟悈s承受著自己撒播下的痛苦。

每年的4月22日是世界地球日，這是一個專為保護(hù)地球而設(shè)立的日子。2020年地球日的主題是“珍愛地球，人與自然和諧共生”。

今天的文章介紹了一個自古就有的環(huán)境問題——重金屬污染。時至今日，由于人類活動改變了重金屬的地球化學(xué)循環(huán)和平衡，重金屬被暴露在水體、空氣和土壤中，甚至來到我們的舌尖上。飲用水中的鉛、魚類體內(nèi)的汞、大米中的砷…… 我們該如何面對重金屬的危害？

撰文 | 祝葉華

飲用水中檢測到鉛、某些魚類體內(nèi)含有高水平的汞、大米中發(fā)現(xiàn)令人擔(dān)憂的砷……重金屬因其對人類健康和環(huán)境的影響引起了全球關(guān)注。人們通常以為重金屬污染是工業(yè)時代才有的事，但實際上，古羅馬時期就有重金屬污染問題了[1]。時至今日，重金屬污染已是人類面臨的最嚴(yán)重的環(huán)境污染問題之一。

無處不在的重金屬

“重金屬”并沒有統(tǒng)一的定義，我們一般將密度大于4.5 g/cm3的金屬稱為重金屬。一些重金屬具有對身體中各種不同的生理和生物化學(xué)活動至關(guān)重要的功能作用，例如銅、鈷、鐵、鎳、鎂、鉬、鉻、硒、錳和鋅等。其中鐵可以讓人體內(nèi)的紅細(xì)胞與氧分子結(jié)合，而人體內(nèi)的各種酶需要鋅才能正常工作。然而，過量的這些元素也會對生物體有害。另外一些重金屬，如鉛、鎘、汞和砷（一種非金屬，但通常歸類為重金屬）對生物體則沒有任何有益的影響。本文提及的重金屬特指那些會對機(jī)體產(chǎn)生不良影響的重金屬[2]。

重金屬存在于自然環(huán)境的巖石圈、水圈和生物圈中，人類的各種活動讓它們暴露于人類的生活環(huán)境中。一項針對五大洲水體中重金屬的研究分析了1970-2017年間非洲、亞洲、歐洲、北美和南美洲河流和湖泊中8種溶解重金屬的趨勢、健康風(fēng)險和來源?？傮w來看，水系中鎘、鉻、鎳、錳、鐵的含量呈上升趨勢，鉛、鋅呈下降趨勢。大多數(shù)重金屬的平均溶解濃度在亞洲最高，在歐洲最低。從1970年到2017年，采礦和制造業(yè)一直被認(rèn)為是金屬污染的關(guān)鍵來源。但各大洲的重金屬來源存在明顯差異，非洲以廢棄物排放和巖石風(fēng)化為主；亞洲和南美洲以采礦和制造業(yè)以及巖石風(fēng)化為主；北美洲以化肥和農(nóng)藥的使用為主；歐洲則是采礦和制造業(yè)、廢物排放和巖石風(fēng)化占主導(dǎo)地位[3]。

被重金屬污染的土壤也在全球變得普遍，生長在這些土壤上的植物表現(xiàn)出生長、性能和產(chǎn)量的下降[4]。在工業(yè)工廠密度高的地區(qū)或交通繁忙的道路附近種植蔬菜，會使作物受到嚴(yán)重的重金屬污染。用廢水灌溉農(nóng)田也會使農(nóng)田受到重金屬的嚴(yán)重污染，從而使那里種植的蔬菜積累重金屬[5]。

重金屬還可以通過冶煉廠、燃煤工廠、垃圾焚燒廠和采礦廠的排放物、煙草煙霧以及舊房子的油漆和管道進(jìn)入空氣。以煙草煙霧中的重金屬為例，重金屬可以從煙草中傳遞到煙霧和煙霧的凝結(jié)物中。鉛和鎘是香煙煙霧中排出的兩種重金屬。在流行病學(xué)研究中，鉛和鎘分別與包括腎癌和肺癌在內(nèi)的人類癌癥有關(guān)。雖然濾嘴可以去除其中的一部分，但環(huán)境煙氣污染主要是通過吸煙者呼出的煙氣和燃燒時產(chǎn)生的側(cè)流煙氣來實現(xiàn)的。不吸煙的人吸入的側(cè)煙中可能含有高濃度的重金屬，被動吸煙的過程會導(dǎo)致重金屬沉積在肺組織深處[6]。

攝入、吸入或皮膚接觸都可能讓有害重金屬進(jìn)入體內(nèi)。少量的重金屬會隨尿液排出體外，剩下的大多數(shù)重金屬會附著積聚在各種組織以及骨骼和血液中。長期接觸重金屬會影響中樞神經(jīng)功能，導(dǎo)致精神障礙，損害血液成分，并可能損害肺、肝、腎和其他重要器官，引發(fā)多種疾病[7]。尤其是對兒童和未出生的嬰兒，重金屬的危害尤其惡劣：嬰幼兒身體快速發(fā)育，會受到重金屬毒素的干擾，導(dǎo)致生長問題、學(xué)習(xí)困難、記憶障礙、神經(jīng)系統(tǒng)損傷和行為問題，如注意力缺陷多動癥或多動癥，過度暴露則會導(dǎo)致不可逆的腦損傷[8]。

舌尖上的重金屬

一項對澳大利亞人經(jīng)常食用的253種食物和飲料中金屬含量的調(diào)查結(jié)果讓人喜憂參半。研究人員根據(jù)當(dāng)?shù)貎和湫惋嬍车恼{(diào)查來選擇食物，并從連鎖超市購買食物和飲料。他們分析了每個樣本中的13種金屬：鋁、砷、鎘、鈷、銅、汞、鉛、錳、鎳、硒、錫、鈾和鋅。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)食物的金屬含量都在安全接觸的范圍內(nèi)，但鎘、鎳和錳含量可能會高于推薦水平[9]。

2018年《消費(fèi)者報告》(Consumer Reports) 對美國多個品牌的包裝食物進(jìn)行了測試，發(fā)現(xiàn)每種產(chǎn)品都至少可以檢測到一種重金屬的存在。文中指出，食用這些食物并不一定會導(dǎo)致孩子出現(xiàn)健康問題，但可能會增加這種風(fēng)險[10]。2019年，健康寶寶光明未來（HBBF）組織發(fā)布了一份兒童飲食中重金屬含量的報告。該組織查看了美國61個品牌的168種產(chǎn)品，測量了每種產(chǎn)品樣品中砷、鎘、鉛和汞的含量。研究共測試了13類食品，包括嬰兒麥片、水果、蔬菜、果汁以及諸如泡芙之類的零食。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，95%經(jīng)過檢測的嬰兒食品含有有毒化學(xué)物質(zhì)，這些化學(xué)物質(zhì)會降低嬰兒的智商，其中包括砷和鉛。這項新的檢測結(jié)果支持了《消費(fèi)者報告》此前對嬰幼兒食品安全性的研究。嬰幼兒是最容易出現(xiàn)與重金屬有關(guān)的健康問題的人群。在檢測的7種大米制品中，有4種產(chǎn)品的砷含量超過了美國食品藥物監(jiān)督管理局（FDA）提出的百萬分之一的上限。果汁、胡蘿卜和紅薯也經(jīng)常被高濃度的重金屬污染[8]。

HBBF的報告提出了人類面臨的挑戰(zhàn)，并強(qiáng)調(diào)了采取更多行動解決這一問題的必要性。該報告記錄了可檢測到的鉛、鎘和無機(jī)砷的含量，這些物質(zhì)存在于商業(yè)嬰兒食品以及其他兒童經(jīng)常食用的食品中。報告指出，因為這些元素在許多食物中都很常見，家長們甚至無法通過選擇有機(jī)食品或從商店購買大品牌產(chǎn)品，亦或是自制嬰兒輔食來避免這些接觸。

重金屬的“安全劑量”

重金屬對健康影響的嚴(yán)重程度與每種特定污染物的類型和化學(xué)形式有關(guān)，也取決于暴露時間和劑量。

2018年，《柳葉刀》（The Lancet）發(fā)文稱，長時間低水平鉛暴露引起的心臟病和缺血性心臟病是每年41.2萬美國人死亡的主要原因。鉛會對多種器官產(chǎn)生毒性，此前的研究認(rèn)為，相對較低含量的接觸是安全的，但這項研究對“鉛這樣的特定毒物存在‘安全水平’的假設(shè)”提出了質(zhì)疑。研究發(fā)現(xiàn)，即便血鉛濃度低于5μg/dL，心血管疾病死亡率的風(fēng)險也會增加，這個濃度大大低于之前研究中提到的血鉛濃度低于10μg/ dL會對心血管產(chǎn)生不利影響的閾值。所以文章作者認(rèn)為，人體對特定毒物（如鉛、煙草和空氣微粒）有安全閾值的假設(shè)正在慢慢地“消失”[11]。

另一個值得關(guān)注的問題是：任何一種食物中的重金屬含量可能都很低，但因為重金屬在食物和環(huán)境中無處不在，而且它們往往會在體內(nèi)積聚，所以微量的重金屬含量可能會增加，最終達(dá)到傷害人體的閾值。

要精確追蹤特定重金屬對人體造成傷害的含量也并非是輕而易舉的事情。某種程度上是因為專家們很難就什么是這些元素的安全數(shù)量達(dá)成一致。例如在美國的標(biāo)準(zhǔn)中，美國國家環(huán)境保護(hù)署（EPA）認(rèn)為飲用水中的砷含量為十億分之十是可以接受的，而美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）則考慮將食品中的砷含量定為十億分之一。2016年，F(xiàn)DA曾提議將嬰兒米粉中的無機(jī)砷含量限制在百萬分之一，2013年又提議將蘋果汁中的無機(jī)砷含量限制在十億分之十，即聯(lián)邦飲用水砷含量標(biāo)準(zhǔn)，但兩項限制都沒有最終敲定。

重金屬已經(jīng)被人類使用了數(shù)千年。雖然人們早就知道重金屬對健康的若干不利影響，但我們與重金屬的接觸仍在繼續(xù)，在世界某些地區(qū)，特別是在較不發(fā)達(dá)國家，這種接觸甚至還在增加。不保護(hù)人類健康和環(huán)境的工業(yè)發(fā)展都是不可持續(xù)的，從長遠(yuǎn)看必將導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)的崩潰。然而，污染企業(yè)或許會關(guān)閉，但是環(huán)境污染給人帶來的傷害卻無法隨著工廠的關(guān)閉而抹去，尤其是患病兒童，疾病帶來的痛苦和死亡的威脅會追隨他們一生。

參考文獻(xiàn)

[1] Joseph R. McConnell, Andrew I. Wilson, Andreas Stohl, et al. Lead pollution recorded in Greenland ice indicates European emissions tracked plagues, wars, and imperial expansion during antiquity[J]. PNAS, 2018, https://doi.org/10.1073/pnas.1721818115.

[2] https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/heavy-metal .

[3] Li Youzhi; Zhou Qiaoqiao; Ren Bo; et al. Trends and Health Risks of Dissolved Heavy Metal Pollution in Global River and Lake Water from 1970 to 2017[J]. Rev Environ Contam Toxicol ; 251: 1-24, 2020.

[4]https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0160412018327971 .

[5] Aneta Zwolak, Magdalena Sarzyńska, Ewa Szpyrka, et al. Sources of Soil Pollution by Heavy Metals and Their Accumulation in Vegetables: a Review[J]. Water, Air, & Soil Pollution volume 230, Article number: 164 (2019).

[6] Chanda Siddoo-Atwal. A Role for Heavy Metal Toxicity and Air Pollution in Respiratory Tract Cancers[J]. 2019, DOI: 10.5772/intechopen.90092.

[7]https://www.intechopen.com/books/poisoning-in-the-modern-world-new-tricks-for-an-old-dog-/mechanism-and-health-effects-of-heavy-metal-toxicity-in-humans .

[8]What’s in my baby’s food?. https://www.healthybabyfood.org/sites/healthybabyfoods.org/files/2020-04/BabyFoodReport_ENGLISH_R6.pdf

[9]https://medicalxpress.com/news/2014-11-metals-local-groceries-impact-kids.html .

[10]https://www.consumerreports.org/food-safety/heavy-metals-in-baby-food/ .

[11] Bruce P Lanphear, ?Stephen Rauch, Peggy Auinger, et al. Low-level lead exposure and mortality in US adults: a population-based cohort study[J]. The Lancet, 2018, 3(4): 177-184.