化学调研报告-郑皓晖-5110109086

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铝与人体健康【摘要】铝并非机体所必需的微量元素，人体长期接触或饮食中铝摄入过量会产生毒性作用，本文拟从人体铝的来源及铝对人体健康的危害进行综述。【关键词】铝；人体健康铝是地壳中仅次于氧和硅的第3宏量元素，在环境中广泛存在。1970年前认为铝与铝盐是不被人体所吸收的，无急慢性毒性，因此，铝与铝盐被广泛应用于食品添加剂、混凝剂、药物、各种容器和炊具等。随着科技的发展，人们认识到铝对人体的危害，世界卫生组织和联合国粮农组织已于1989年正式将铝确定为食品污染物加以控制，提出人体铝的暂定摄入量标准为7mg/kg，我国也于1994年提出了面制食品中铝的限量卫生标准(≤100mg/kg)。本文就近几年国内外开展铝对人体危害的研究进展进行综述。1研究对象与方法1.1研究对象各年龄阶段的人群1.2研究方法（1）定性分析粗略发现情况（2）定量分析收集具体数据（3）数理分析法所得数据在计算机上进行相应的统计学处理（4）比较分析法通过数据之间的比较发现结论2结果与分析2.1铝的来源2.1.1食品中的铝locatedintheTomb,DongShenJiabang,deferthenextdayfocusedontheassassination.Linping,Zhejiang,1ofwhichliquorwinemasters(WuzhensaidinformationisCarpenter),whogotAfewbayonets,duetomissedfatal,whennightcame 铝含量较高的食物主要是一些面制加工食品，如油条、粉丝、糕点、挂面等，其中油条和粉丝中含量最高。这主要是由于在加工过程中使用了含铝添加剂(钾明矾和铵明矾、发酵粉等)作为膨松剂的缘故。高志胜等对江苏一些地区面食中铝含量进行调查，结果显示，油条中铝的平均含量为495.6mg/kg，最大值达到1538.7mg/kg，平均超过标准5倍，最高达15倍。刘文涵等检测5份甘薯样，铝含量（190.8±1.59）mg/kg，RSD=0.83%。抽取广东、北京、湖南、上海等地的日常食物进行铝含量测定，结果大部分食物的含铝量都在10mg/kg以下，只有茶叶中铝含量最高，为400～1400mg/kg，平均值(940.5±356.1)mg/kg，但值得注意的是茶叶中铝的浸出率相对较低，约占总铝量的3.5%～61.1%，所以若每日饮茶1～5mg，则从茶水中摄入的铝量约为0.2～1.1mg。高舸等研究表明茶水中的氟离子可与铝结合，使95%～99%的铝以低毒的AlF2+络合态存在，因此认为通过饮茶摄入的铝对人体的危害是有限的。2.1.2水中的铝天然水中的铝含量很低，但若使用含铝的混凝剂或明矾来净化水，则会增加水中的铝含量。当饮用水呈酸性时(用氯气或漂白粉消毒过的水)，更易使铝溶出。水厂用石灰助凝剂调节pH值，使其成碱性或弱碱性，促进了铝的溶出。石灰中也含有微量铝，增加了水中的铝含量。杨光藩对江西省进贤县自来水厂用硫酸铝处理后水进行铝含量检测，平均值为（0.062±0.02）mg/L。酸雨的增多增加了土壤中铝的溶出。崔福义等认为，输水系统中的混凝土管、陶土管、水泥管等含有铝元素，它的溶解直接地提高给水管网末梢出水的铝含量。水是人体直接受用且接触最多的物质，马依群等研究认为，饮用水中的铝较易吸收，这是因为水中的铝多为游离型，游离铝分子量小易通过肠壁进入血液，而且它的生物半衰期较长，低浓度也可以产生蓄积。因此严格控制饮用水中铝含量，对人类预防铝的毒害有着重要意义。2.1.3铝制炊具、容器铝制炊具、容器也是人体摄入铝的重要来源之一。王伟君报道，持续煮沸60min铝制容器中水的铝含量达（0.15±0.02)mg/L，放置24h后，水铝量增至（1.20±0.20）mg/L。铝制易拉罐盛装啤酒、饮料也会使溶出的铝进入人体。用铝锅煮番茄5min，可使铝增加1.32mg/kg，煮20min，增加3.72mg/kg。在使用铝炊具时接触酸(醋)、碱、盐等也可使大量Al3+进入食物中。长期使用Al(OH)3胃药也会造成铝在人体内的积累。locatedintheTomb,DongShenJiabang,deferthenextdayfocusedontheassassination.Linping,Zhejiang,1ofwhichliquorwinemasters(WuzhensaidinformationisCarpenter),whogotAfewbayonets,duetomissedfatal,whennightcame 2.2铝的危害2.2.1铝的神经系统毒性铝的毒性主要表现为对中枢神经系统的损害。早在1972年Alfrey等报道了与铝有关的透析性脑病，发现其脑皮质和血清中铝明显高于正常人，Crapper认为这是透析液含铝和口服铝剂所致。神经系统是铝作用的主要靶器官，Campbell等研究表明：铝的过量接触和蓄积可能是导致老年性痴呆原因之一。长期暴露于大剂量治疗铝的透析性脑病患者，出现老年性痴呆患者样病变，并伴有视觉、记忆、注意力下降等神经功能障碍。2003年Buchta等在接触0.47～0.67mg/m3铝烟尘和尿铝为52.4～57.6μg/g的人群中研究神经行为学，结果显示，焊接工人和非焊接工人之间除了反应时间外，其他的神经行为测试结果并无明显差异，且反应时间与尿铝浓度之间存在明显的相关性。Polizzi等对铝作业工人的认知功能进行评估，神经心理学测试显示，两组人群之间的耳诱发电位、MMSE评分、MMSE时间、CDT评分、CDT时间存在明显的差异；耳诱发电位与血清铝浓度及MMSE时间呈正相关；血清铝浓度与MMSE评分及CDT评分呈负相关，血清铝浓度与MMSE时间及CDT时间呈正相关。SinczukWalczak等研究结果显示，暴露于浓度在最高容许浓度范围内的Al2O3可以诱导神经系统出现亚临床症状，慢性暴露于铝的工人主要表现为头痛、增高的情感易怒性、注意力集中困难、失眠以及情绪不稳定；暴露组人群的EEG异常以无显著特点的和突发性的改变为常见，视觉诱发电位检查结果主要为刺激反应潜伏期的异常，客观的神经学检查并未发现有中枢神经系统或周围神经系统的器质性损伤。Copestake发现铝可导致脑组织神经原纤维缠结和淀粉样老年斑。Crapper等发现早老性痴呆及神经功能障碍患者脑内铝含量明显高于正常人。通常认为早老性痴呆患者海马中的NFT密度是非痴呆老年人的4～6倍，这与铝含量一致。动物实验发现铝能降低脑组织中胆碱乙酰化酶和已酰胆碱脂酶的活性，尤其在神经原纤维缠结的邻近部位，胆碱乙酰化酶明显下降，铝离子能抑制参与磷酸过程的多种酶活性，干扰脑能量代谢，铝可以直接或与运铁蛋白及其受体结合使血脑屏障通透性增加，提高脑运转。研究发现，阿尔茨海默病人的脑铝含量是正常人的1.5～30倍，在神经原纤维缠结区脑铝含量明显升高。虽然铝的神经毒性是被认可的，但流行病学研究没有足够的证据表明饮用水中铝含量直接与阿尔茨海默病相关，仍存在争议。有人认为可能与水中的硅有关，因为铝与硅可发生化学反应，但目前这方面的研究还较少，没有明确的结论。2.2.2铝的免疫毒作用细胞免疫应答是由动物机体T淋巴细胞介导的多种因素参与的特异性防御反应。金属铝可以通过改变T淋巴细胞数量、转化功能、亚群变化和细胞增殖等影响细胞免疫功能，这在体内、体外试验均得到证实。Graske等研究结果表明，健康人3次/d口服10ml抗酸剂，6周后测定淋巴细胞亚群、淋巴细胞增殖和IL的产生，试验组与对照组相比，均呈现相似、时间依赖性变化。除了试验组的CD8+、CD4+略微低于对照组，其他免疫参数没有明显不同。氯化铝已被证实主要影响胸腺依赖性体液免疫反应，研究发现铝铸造车间工人血清IgM显著下降，与其动物试验的结果相吻合。铝化合物在一定程度上对巨噬细胞有毒害作用，研究结果表明，随着AlCl3的剂量增高，小鼠巨噬细胞对碳粒的廓清指数和吞噬功能降低，半数廓清时间延长，50和1000mg/kg组与对照组比较差异显著或极显著。2.2.3铝的生殖毒性Maris实验研究证实，铝可通过胎盘屏障蓄积于胎儿体内造成发育损害。铝对大鼠胚胎发育毒性的体外实验表明，铝可使胚胎发育及形态分化显著受到抑制，同时胚胎畸形发生率明显升高，表现为神经管闭合不全、脑发育不良和体翻转不全。locatedintheTomb,DongShenJiabang,deferthenextdayfocusedontheassassination.Linping,Zhejiang,1ofwhichliquorwinemasters(WuzhensaidinformationisCarpenter),whogotAfewbayonets,duetomissedfatal,whennightcame 2.2.4铝对骨的毒性动物实验发现，铝摄入浓度与骨蓄积程度之间有明显正相关，血磷降低、骨质脱钙。黄国伟等采用无血清体外培养方法，观察不同剂量铝对人胚成骨细胞生长及形态影响，结果显示高铝组细胞成活数显著低于对照组和低铝组，而细胞变性坏死率则明显高于对照组和低铝组。说明高剂量铝可抑制体外培养的人胚成骨细胞的生长发育，并对其产生一定的毒性。2.2.5铝的其他毒性熊丽萍等报道，4例糖尿病和13例高血压患者中均伴有高铝血症，两者的平均血铝浓度为3.9×10-2g/ml。提示糖尿病和高血压患者可能是导致高铝血症的危险因素。近几年有铝对脂质过氧化影响的报道，Sarin等研究了慢性铝染毒对猴脑不同区域脂质组成及不同膜结合酶的影响，发现铝介入引起灵长类脑总脂、糖脂及磷脂含量显著降低，胆固醇水平及磷脂、胆固醇之比显著上升，NaKATP酶、AchE活性降低，髓磷脂特异性酶等也降低。王毓美等报道，电解铝电解工染色体畸变率、姐妹染色体交换率和微核率均比正常人增高，职业流行病学调查表明，铝电解工和周围居民肺癌或其他癌症的发病率较高，铝作业人群肿瘤发生率高。3小结与建议综上所述，铝对人类具有全身性毒性，人体的铝摄入除药源性外，主要是食物性和铝制炊具。因此建议改变不科学的饮食习惯，不食用或少食用含铝添加剂的食物，不使用铝制炊具烧水，特别不使用铝制炊具制作含盐或酸的食物。目前铝在机体中的作用机制，铝与各种疾病的关系尚不明确，应进一步研究血、尿及头发中的铝含量以及它们之间的相关关系及其与健康的关系，确定能反映机体实际铝负荷水平的指标，建立更快速、准确和简便的测定机体内铝含量的方法，为与铝相关疾病的诊断与治疗提供科学、准确的依据。进一步检测和监测饮用水、各种食物中的铝含量，对控制致癌、致突变物的污染，保护环境及人类健康具有重要意义。【参考文献】［1］铝染毒对大鼠海马中五种元素含量的影响［J］．中华预防医学杂志，2002，36(4)：247249．［2］硫酸铝处理后自来水铝含量分析［J］．中华预防医学杂志，1993，27(2)：120．［3］饮用水中铝的危害来源及现状［J］．哈尔滨建筑大学学报，1997，30(6)：5154．［4］铝元素与人体健康关系的研究进展［J］．广东微量元素科学，1999，6(9)：1517．［5］253件面和粮食制品中铝含量监测结果分析［J］．中国公共卫生，2003，19(7)：842843．［6］面食中铝污染的测定［J］．中国公共卫生，2003，19(7)：843．［7］甘薯中微量铝的分光光度法测定［J］．光谱实验室，2003，20(3)：411414．［8］茶叶中的铝的卫生学实验研究［J］．中国公共卫生，2001，17(3)：2224．locatedintheTomb,DongShenJiabang,deferthenextdayfocusedontheassassination.Linping,Zhejiang,1ofwhichliquorwinemasters(WuzhensaidinformationisCarpenter),whogotAfewbayonets,duetomissedfatal,whennightcame 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