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徐書亮[1]
（云南出入境檢驗(yàn)檢疫局，昆明，650228）
摘 要：放射性核素向食物鏈的轉(zhuǎn)移途徑類似于食品化學(xué)性危害的污染方式。一直以來(lái)，食品放射性危害被歸為化學(xué)性危害，但其危害機(jī)理復(fù)雜，不能簡(jiǎn)單的歸為化學(xué)危害或物理危害。
關(guān)鍵詞：食品放射性污染 化學(xué)危害 物理危害
Chemical Hazards or Physical Effects?
——The analysis of food radioactive hazards
Xu shuliang
（Yunnan Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau，Kunming 650228）
Abstract：The radionuclide how to transfer into the food chain is similar to that of the chemical hazards. Since the people realized the food radiological hazards, it is always considered as the chemical hazards. However, the damage mechanism is very complex，it should not be simply classified as chemical hazards or physical efects.
Key words；Food radioactive pollution Chemical hazards Physical effects
一直以來(lái)，食品安全控制的危害分析分為三類：生物、化學(xué)、物理的危害。放射性核素向食物鏈的轉(zhuǎn)移途徑類似于環(huán)境污染物（化學(xué)危害）的進(jìn)入方式，因此食品的放射性危害參照化學(xué)性危害來(lái)實(shí)行控制。但控制方法相同不等于分類歸屬相同，究其危害機(jī)理，將其單獨(dú)列出，應(yīng)更為合理。
1 食品的天然放射性核素
自然界天然存在的放射性核素大多屬于鈾、釷、錒三系（鉀46、銣87等少數(shù)元素除外）。還有一些元素如碳14和氚是宇宙線作用于大氣中穩(wěn)定性元素的原子核而產(chǎn)生的。這些天然放射性核素廣泛分布于空氣、土壤和水中，構(gòu)成了自然界的天然輻射源，它們與穩(wěn)定性同位素一樣參與外環(huán)境與生物體間的物質(zhì)自然交換過(guò)程，所以在生物組織內(nèi)均有放射性核素存在（即為食品的天然放射性本底）。由于的分布不均，不同地區(qū)食品中的放射性核素量不相同，同一地區(qū)不同食品天然放射性核素濃度亦有較大差異。
2 放射性核素對(duì)食品的污染
食品可以吸附或吸收外來(lái)的(人為的)放射性核素，使其放射性高于自然放射性本底，稱為食品的放射性污染。食品的放射性污染來(lái)源于三個(gè)方面：
2.1 人類使用放射性物質(zhì)的生活活動(dòng)。家用電器：電視、電冰箱、空調(diào)、微波爐、吸塵器、電腦、射頻感應(yīng)及介質(zhì)加熱設(shè)備。家庭裝飾：大理石、復(fù)合地板、墻壁紙、涂料等。根據(jù)矩陣法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析評(píng)價(jià)： 嚴(yán)重性指數(shù)為1，可能性指數(shù)為3，風(fēng)險(xiǎn)值為2，可以不予關(guān)注。
2.2 食品加工中的輻照 ( food irradiation)處理，即利用鉆60(60CO)，銫137(137CS)產(chǎn)生的γ射線或電子加速器產(chǎn)生的低于10MeV 電子束照射食品(包括食品原料、半成品)，不會(huì)產(chǎn)生放射性危害。而生產(chǎn)加工工序的金屬探測(cè)器、X—光機(jī)比“輻照處理”的輻射危害要小得多，根據(jù)矩陣法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析評(píng)價(jià)：風(fēng)險(xiǎn)值為2，可以不予關(guān)注。
2.3 醫(yī)療、科學(xué)實(shí)驗(yàn)的放射性廢物排放以及意外事故中放射性核素的滲漏等環(huán)境污染物均可通過(guò)食物鏈各環(huán)節(jié)向食品轉(zhuǎn)移（如圖1）。根據(jù)矩陣法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析評(píng)價(jià)：風(fēng)險(xiǎn)值為4。風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別較高，應(yīng)列為危害控制的對(duì)象。
由于生活環(huán)境、生理特點(diǎn)各不相同，受到污染程度也有差異，主要轉(zhuǎn)移的途徑有：
表1環(huán)境放射性核素污染物進(jìn)入食物鏈的轉(zhuǎn)移途徑
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類別
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轉(zhuǎn)移途徑
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向植源性食物的轉(zhuǎn)移途徑
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通過(guò)沉降物、雨水和污水將放射性核素帶到植物表面，并滲透入組織，直接污染。
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植物根系也可從土壤中吸收放射性核素即間接污染。
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放射性物質(zhì)可從水直接進(jìn)入水生植物組織內(nèi)。
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向動(dòng)源性食物轉(zhuǎn)移途徑
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禽畜
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主要通過(guò)牧草、飼料、飲水等途徑進(jìn)入禽畜體內(nèi)，儲(chǔ)留于組織器官中，還可通過(guò)生理代謝轉(zhuǎn)移到蛋、奶等禽畜產(chǎn)品中。
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水生物
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附著于水生物體表逐步向內(nèi)滲透，浮游生物表面積較大，可大量吸收。
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通過(guò)口腔、鰓等直接進(jìn)入體內(nèi)。
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從水中直接進(jìn)入水生植物組織內(nèi)，魚及水生動(dòng)物可通過(guò)食餌攝入，生物富集。
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圖１環(huán)境放射性核素污染物進(jìn)入食物鏈的轉(zhuǎn)移途徑3 食品放射性核素的化學(xué)性危害
食品放射性危害來(lái)源有兩種：一是食品從環(huán)境吸收的放射性核素污染物的危害。二是食品的感生放射性危害。如果γ射線和X射線的能量大于某一闊值時(shí)，能量和某些原子核作用而射出中子或其他粒子，因而使被照射物產(chǎn)生了放射性 (也稱感生放射性)。放射性核素或食品感生放射性元素，通過(guò)口腔、消化道侵入人體，射線在人體內(nèi)照。短期內(nèi)受到大劑量輻射，會(huì)產(chǎn)生急性放射��；長(zhǎng)期受小劑量輻射會(huì)產(chǎn)生慢性病。
食品的放射性危害效應(yīng)有兩種：
3.1 低頻輻射線——非電離輻射(non-ionizing radiation)[1]：波長(zhǎng)較長(zhǎng)、能量�。l率低），僅能使物質(zhì)分子產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)或振動(dòng)而產(chǎn)生熱，造成機(jī)體熱傷害。
3.２ 高頻輻射線——電離輻射(ionizing radiation)[2]： 頻率較高、能量大，如X—射線、γ—射線，α、β射線等可使物質(zhì)的原子受到激發(fā)或電離。
電離輻射會(huì)引起食品主要組份：水、蛋白質(zhì)、糖類、脂類及維生素等發(fā)生一系列的化學(xué)變化，生成的化學(xué)產(chǎn)物可能會(huì)引起化學(xué)危害。
水分子對(duì)輻射很敏感，當(dāng)它接受了射線的能量后，首先被激活，水分子激發(fā)和電離而形成的某些中間產(chǎn)物，如水化電子( e－水化)、羥基自由基(OH·)和氫原子自由基( H·)等都是高度活性的，可以和食品中的其他成分發(fā)生反應(yīng)。例如：羥基自由基可以加到芳香族化合物和烯烴化合物上；也可以從醇類、糖類、羧酸類、酯類、醛類、酮類、氨基酸類脂肪族化合物的—CH鍵上抽除氫原子。輻照也會(huì)促使蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，除了—SH氧化外，還會(huì)發(fā)生脫氨基、脫羧作用和氧化作用。輻照會(huì)引起多糖鏈的斷裂，降解產(chǎn)物有羰基化合物、酸類、過(guò)氧化氫，降解作用還會(huì)產(chǎn)生氣體。不飽和脂肪酸容易氧化，出現(xiàn)脫羧、氫化、脫氨等作用。食品包裝材料某些高分子材料對(duì)輻照作用很敏感，會(huì)引起電離作用而發(fā)生各種化學(xué)變化，如發(fā)生降解、交聯(lián)、不飽和鍵的活化、析出氣體、促使氧化反應(yīng)等。
4 食品放射性危害定性
放射性核素向食品轉(zhuǎn)移途徑與食品的化學(xué)性危害（環(huán)境污染物）途徑相類似，電離輻射產(chǎn)生的化學(xué)性危害也被視為放射性污染對(duì)食品的主要危害，傳統(tǒng)的食品危害分析也將放射性危害歸為化學(xué)性危害，并按照化學(xué)性污染的管理方法來(lái)控制。但實(shí)際放射性污染危害機(jī)理復(fù)雜，不能簡(jiǎn)單的歸為化學(xué)危害或物理危害，理由如下：
4.１ 輻射( radiation) 是一種能量傳輸?shù)倪^(guò)程。輻射的靶理論認(rèn)為：輻射的作用是“光子”或“電子射線”與基質(zhì)的直擊碰撞，引發(fā)電離或引起組織的熱效應(yīng)，而產(chǎn)生物理效應(yīng)：
4.1.1“光子”與物質(zhì)的作用
α射線、γ射線都是高能電磁輻射線，它們又常被稱為“光子”，當(dāng)與被照射物原子中的電子相遇，光子有時(shí)會(huì)把全部能量( hν)交給電子(光子被吸收)，使電子脫離原子成為光電子( e－)：
hν M M+ + e-
（hν代表光子；M和M+代表物質(zhì)的原子和離子；e－代表光電子）
如果射線的光子與被照射物的電子發(fā)生彈性碰撞，當(dāng)光子的能量略大于電子在原子中的結(jié)合能時(shí)，光子把部分能量傳遞給電子，自身的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，獲得能量的電子(也稱次電子、康普頓電子)從原子中逸出，即康普頓散射(Compton scattering)。
“光子”輻射危害，包括實(shí)物粒子流（α射線、β射線）沖擊和電磁波輻射（Ｘ射線、γ射線）。
4.1.2電子射線的作用
當(dāng)輻射源射出的電子射線(高速電子流)通過(guò)被照射物時(shí)，把自己的能量傳遞給被照射物質(zhì)原子中的電子并使之受到激發(fā)。若受到激發(fā)的電子已達(dá)到連續(xù)能級(jí)區(qū)域，它們就會(huì)跑出原子，使原子發(fā)生電離。為了防止被照射物質(zhì)誘發(fā)產(chǎn)生放射性，食品輻照采用的電子加速器的能量水平一般不超過(guò)10 MeV。
另外，輻照危害會(huì)使某些蛋白質(zhì)中二硫鍵、氫鍵、鹽鍵和醚鍵等斷裂，從而使蛋白質(zhì)的二級(jí)、三級(jí)結(jié)構(gòu)遭到破壞，導(dǎo)致人體組織蛋白質(zhì)變性。其本質(zhì)都是能量的傷害，是物理危害。放射性也是“物質(zhì)”的物理屬性。因?yàn)閺奈锢韺W(xué)上講，物質(zhì)存在的空間形式有兩種：一種是實(shí)體性物質(zhì)（氣、液、固態(tài)物體乃至社會(huì)組織），另一種是能量性的“場(chǎng)”物質(zhì)（電場(chǎng)、磁場(chǎng)、引力場(chǎng)、電磁場(chǎng)等）。實(shí)體性物質(zhì)占有排他性空間，而能量性“場(chǎng)”物質(zhì)可以共享空間但具有方向性等空間屬性。簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)就是實(shí)物粒子和場(chǎng)統(tǒng)稱物質(zhì)或者說(shuō)有能量(質(zhì)量)的統(tǒng)稱物質(zhì)。愛(ài)因斯坦相對(duì)論的質(zhì)能方程式E＝mc2，說(shuō)明質(zhì)量（實(shí)物質(zhì)）與能量可以轉(zhuǎn)換，能量的危害與實(shí)物質(zhì)的物理危害可歸為同一種。放射性以及密度、硬度、導(dǎo)電性、延展性等都?xì)w為物質(zhì)的物理屬性。
4.2、輻射的電磁波干擾人體正常磁場(chǎng)而造成的危害，也是物理危害。微生物學(xué)、生物化學(xué)等都將放射性效應(yīng)歸類為物理效應(yīng)。
4.3、輻射危害引起的電離是復(fù)雜的物理和化學(xué)過(guò)程，但化學(xué)過(guò)程不是化學(xué)變化。因?yàn)榛瘜W(xué)變化過(guò)程中，既有舊鍵的斷裂還要有新鍵的生成，但電離僅是舊鍵的斷裂，電離出來(lái)的離子，形成水合離子，在這一過(guò)程中，沒(méi)有新化學(xué)鍵的形成。物理意義上的電離是指不帶電的粒子在高壓電弧或者高能射線等的作用下，變成了帶電的粒子的過(guò)程，所以電離不是化學(xué)變化，也不屬于物理變化。電離危害的實(shí)質(zhì)是造成組織的電解質(zhì)紊亂，應(yīng)屬物理危害。
4.4、食品輻射危害的來(lái)源——核反應(yīng)，不是化學(xué)反應(yīng)�；瘜W(xué)反應(yīng)是相互接觸的分子間發(fā)生原子或電子的轉(zhuǎn)換或轉(zhuǎn)移�；瘜W(xué)變化實(shí)質(zhì)是舊鍵的斷裂和新鍵的生成�；瘜W(xué)反應(yīng)是原子分離、重組，圍繞核外電子的得失而生成新物質(zhì)的反應(yīng)，不涉及原子核的變化。而核反應(yīng)是原子核間質(zhì)點(diǎn)的轉(zhuǎn)移，致使一種原子轉(zhuǎn)化為它種原子，原子發(fā)生了質(zhì)變。雖然是核物理的研究范疇，但也不屬于通常意義上的物理變化。
4.5、輻照效應(yīng)還可能引起微生物的生理代謝紊亂，或組織內(nèi)脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)的損傷，造成基因突變，普通微生物變成病源微生物，不產(chǎn)毒細(xì)菌變成產(chǎn)毒素細(xì)菌，溫和噬菌體變成烈性噬菌體，引起生物性危害（參見(jiàn)圖２）。
圖２食品放射性效應(yīng)的危害關(guān)系圖（①為直接危害，②、③為間接危害）
綜上所述，食品的放射性效應(yīng)是先有物理危害（能危害）后有其他危害。其他危害（包括那些非物理或化學(xué)的危害）由物理危害衍生的間接危害。輻射危害引起的電離危害以及輻射危害的來(lái)源——核反應(yīng)，不能簡(jiǎn)單的歸為化學(xué)反應(yīng)或物理反應(yīng)。因此將其單獨(dú)列為一種危害——輻射危害/放射性危害，更為合理。
2011年1月出臺(tái)的美國(guó)《FDA食品安全現(xiàn)代化法案》“危害分析和風(fēng)險(xiǎn)防控”一節(jié)，也已將“放射性危害”單獨(dú)列出，與生物、化學(xué)、物理危害并稱食品安全的四大危害。
參考文獻(xiàn)
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