互动科普

镉通过食物链进入人体

镉可以通过食物链、饮用水、皮肤接触和呼吸道吸入等多种方式进入人体。对一般人来说，食物链是最主要的方式。

从事相关行业的人员有可能因为在比较短的时间内摄入较多的镉而发生急性中毒，他们大多是通过呼吸道吸入镉，吸收率高达20%～40%。顺便说一下，吸烟的人，同样也会通过呼吸道吸收烟草中的镉。据说每吸20支烟就会摄入15微克镉，吸烟者附近的人也会因吸入二手烟而受到镉的毒害。

除了相关职业人员外，大部分因体内富集了镉而对健康造成影响的人，都是通过饮食，长期、低剂量地摄入镉的。人体中约90%的镉都是通过食物摄取的。当环境（土地、河流等）受到镉污染后，镉就会被生物体（动、植物）吸收、富集，然后通过食物链进入人体。人通过消化道摄入镉的吸收率为5%左右。

由于饮食习惯的差异，不同地区，镉随食物链进入人体的途径也不同。例如，在很多西方国家，主要的途径是：环境中的镉-牧草-牛（牛奶、牛肉）-人；而在我国，主要的途径是：环境中的镉-水稻、小麦、蔬菜-人。中国是人均吃大米第二多的国家（仅次于日本），大部分人都是以大米为主食。所以，大米的镉污染问题引起了全国的关注。

镉在人体中的代谢半衰期很长，据估计可达到10～30年。所以，镉一旦进入人体组织就很难排出，会在体内不断积累。镉不是人体必需的，新生儿体内只含有约1微克的镉。但是由于镉会在体内积累，一个体重70公斤的男子，即使他没有从事过与镉相关的职业，到了50岁左右，身体里积累的镉也会达到约30毫克，是新生儿的3万倍。

镉对健康的危害

镉进入人体后，会通过血液到达全身各处，并选择性地蓄积在肾、肝等器官中，还有一些会分布在脾、胰、甲状腺、睾丸和毛发等处。镉在人体内会与含有羟基、氨基、巯基的蛋白质分子结合，从而使许多酶系统受到抑制。

进入人体的镉，有1/3蓄积在肾脏，所以最早可能出现的是肾功能障碍症状，包括糖尿、蛋白尿和氨基酸尿等，尿钙和尿酸的排出量也会增加。另外，镉会对心血管系统、神经系统、生殖系统、免疫系统等造成影响，镉还具有致畸、致癌、致突变的作用。

但受镉影响最严重的是骨骼。一方面，由于肾是合成人体内生理活性较高的维生素D3的重要器官，当肾的功能受到影响后，就会影响能促进钙吸收的维生素D3的合成，从而影响人体对钙的吸收；另一方面，因为镉和钙的离子半径很接近（分别为0.097和0.099纳米），且都是二价阳离子，某些化学性质类似，所以镉会在一系列生物化学过程中与钙发生竞争。由于镉的这些作用，人体内的骨骼就无法正常地生长代谢，结果造成骨骼疏松、萎缩、变形，患者很容易发生骨折，严重时就表现出“痛痛病”那样的症状：据报道，严重的患者，咳嗽、打喷嚏都会引起骨折，有的患者全身骨折多达数十处。

镉等重金属的毒害有一个特点，就是潜伏期长。除了直接接触污染源的相关职业人群可能会发生急性中毒以外，大部分受害者都是随着重金属在体内的长期积累，才慢慢出现症状，因此重金属污染往往不容易被及时发现。另外，环境一旦被重金属污染，要修复就会非常困难。因此，对这类污染必须非常重视，严加防范。

镉的危害巨大。在世界卫生组织确定的17个优先研究的食品污染物中，镉位列第3，仅次于黄曲霉毒素和砷。1984年，联合国环境规划署提出了12种具有全球意义的危险化学物质，镉位居首位。美国农业委员会也把镉列为当前最主要的农业环境污染物。

（本文发表于《科学世界》2013年第9期）