砷制剂的应用及其对环境的污染

关键词：砷制剂；危害；药物残留；环境

砷作为动物体必需的一种微量元素，具有多种重要的生理功能，砷制剂在肠道具有抗生素作用，能提高增重和改进饲料利用率，因此在畜禽生产中广泛应用。含砷饲料添加剂的使用促进了畜牧业发展，取得了较好的经济效益。但有机砷饲料添加剂在动物体内吸收较少，大多数随畜禽粪便直接排出，且目前我国大多数的畜禽粪便未经过无害化处理，大量含砷的畜禽排泄物进入环境，对环境造成了污染，危及人类健康。砷制剂的环境污染问题,已逐渐成为有关砷制剂研究的重点,并在国际上形成了一个新的研究热点。但我国在这方面的研究目前几乎处于空白。当前，伴随“两型社会”重要思想的提出，即资源节约型和环境友好型，对畜牧业砷制剂的合理应用提出了更高的要求。本文根据国际研究，结合国内的实际情况，从砷制剂的应用、残留、危害、及其防治措施进行综述，旨在扩大人们的关注度。

1砷制剂在饲料工业中的应用

有机砷制剂作为饲料添加剂，在世界范围内被广泛用于畜禽促生长，在畜禽养殖业取得了相当的经济效益。美国食品和药物管理局(FDA)最早于1964年允许砷制剂应用于鸡的饲料，1983年正式批准用作猪鸡的促生长剂。我国农业部1996年于《饲料药物添加剂使用规范》批准了砷制剂的使用。目前常用的砷制剂主要有3-硝基-4-羟基苯砷酸(又名洛克沙胂)和对氨基苯砷酸(又名阿散酸)两种。砷制剂具有广谱杀菌、抗寄生虫等多种药理作用，还具有一定的促生长和改善产品外观作用，因此近年来砷制剂作为饲料添加剂在畜牧生产上应用越来越广泛。概括起来主要表现在以下几个方面：

1.1促进动物生长，提高增重。砷在体内起还原和氧化双重作用，从而影响物质代谢，尤其是与体内氧化酶的巯基相互作用，减弱异化，增强同化作用，促进蛋白质合成。龙丽等(2000)在饲料中添加洛克沙胂55mg/kg、阿散酸100mg/kg分别比对照组平均日增重提高13.4%和10.6%；Schendel(1957)在初生48～96h仔猪的日粮中添加90mg/kg阿散酸，至5周龄结束，结果每头猪增重比对照组多2kg。

1.2提高营养物质消化率，降低饲养成本。砷能兴奋机体神经系统，增进食欲，提高营养物质的消化率。李铁军等(1996)用全收粪法研究了阿散酸对猪消化道及日粮营养物质消化率的影响，结果表明添加阿散酸能改善猪小肠壁组织结构，提高日粮能量利用率和干物质、有机物、粗蛋白质和氨基酸的消化率。黄卫民等(1999)报道，将28头体重在20kg左右的长×荣仔猪随机分为两组，试验组中添加75mg/kg的对氨基苯砷酸，对照组只饲喂基础粮。经60d试验结果表明，试验组和对照组的饲料转化率分别为3.03和3.21，试验组比对照组提高5.94%。

1.3杀灭寄生虫作用。砷能与寄生虫体内蛋白质的巯基结合，通过形成共价键影响虫体的生长代谢而发挥驱杀作用。Laarry(1975)认为洛克沙胂有抗球虫作用，减少了胡萝卜素的破坏，从而改善了家禽色素的沉积，可防止家禽褪色。

1.4抑制病原微生物。砷制剂可杀死有害菌，使肠壁变薄，有利于营养物质的吸收和转运。胡忠泽等(1998)指出砷化合物不仅可抑制或杀灭多种肠道致病菌，而且还可减轻病原微生物产生的有害代谢产物对动物机体中间代谢过程的不利影响。

2砷制剂的残留

只要严格按规定添加量使用，并遵守休药期，就不会产生畜禽中毒和肉品中砷残留超标。虽然砷制剂的毒性很低，但使用剂量过大时，休药后期砷不能全部排出，就会造成肉品中砷的残留。Akhter等(2000)发现，猪饲喂洛克沙砷后，以肝脏中砷的残留量最多，其次为肾脏，肌肉中含量最低但停喂5d后肝脏中的砷下降很快，10d后各组织砷都恢复到安全水平。周长虹（2005）用添加阿散酸的饲料喂鸡，停喂当天肝中砷的残留量为0.47mg/kg，停药5天后残留量为0.37mg/kg。在每千克肉鸡饲料中分别添加10、20、50和80mg/kg洛克沙砷，7周龄屠宰后，肝中砷的含量分别为0.647，3.128，3.535，3.763mg/kg。由此可见，砷的残留量与砷的添加量和休药期长短有关。

鉴于砷可在食用组织中残留，许多国家近年来相继对砷制剂的应用作了严格限制或禁用。美国FDA对使用含有机砷饲料的动物规定了屠宰前必须有5d的休药期，动物产品肉、蛋、肝和肾脏中的砷允许残留限量分别为0.5和2mg/kg。世界卫生组织(WTO)规定食品中砷含量应该小于1mg/kg。我国规定对于饲料中砷的含量，我国《饲料卫生标准》中明确规定：鸡、猪饲料中总砷含量必须小于等于2mg/kg。鱼粉、石粉和磷酸盐中砷含量分别不得高于10、2、10mg/kg，猪饲料中用对氨基苯砷酸等有机砷制剂宰前停药期为5d，砷容许残留量为肌肉及脏器0.5mg/kg，肝、肾2.0mg/kg。但目前我国大多数畜禽屠宰前都并未遵守休药期的规定，砷的残留情况非常严重。

袁慧等（2000）采用国家标准检测法〔GB13079―91〕检测了湖南省六个地区二十个猪、鸡配合饲料中总砷的含量。结果显示，85%的样品中总砷含量超过国家标准，其中有13个样品总砷含量在2～10mg/kg之间，占总数的45%，有4个样品高于18mg/kg占20%，超标情况是严重的，因此砷制剂的添加应引起相关部门的关注。

3砷制剂的危害

砷不是金属，但其毒性及某些性质类似重金属。大多数砷化物有很大的毒性，各种化合价态与形态的砷化物的毒性相差悬殊，其毒性依次为砷化氢＞三价无机砷＞五价无机砷＞有机砷。有机砷的毒性显著低于无机砷，故在饲料中使用的有机砷毒性较小，无急性毒性，但长期使用或过量添加会引起动物组织器官崩溃。

3.1动物毒副作用

一般认为，在饲料中添加量如达到推荐剂量的10倍时，动物在几天内便会发生中毒，猪中毒时，出现的最早症状是增重缓慢，并呈进行性发展，中毒初期出现后肢运动失调和轻瘫，中毒进一步发展。病猪呈犬坐姿势或倒地，并逐渐呈现失明。对鸡的毒性，因制剂种类不同而有差异，其症状除生长率降低外，还表现为虚弱、头抖、共济失调、瘫痪、失明，严重者发生死亡。

3.2对环境的危害

砷制剂极易被人和动物吸收，但沉积量较少，大部分以甲砷酸和二甲基次砷酸等甲基化产物迅速随尿排出体外，生物半衰期仅有10～30h，全部排泄则需2～3d。所以，畜禽使用砷制剂时，在上市前5d停药是相当安全的。砷在动物性食品中的残留问题固然不容忽视，但畜禽粪尿长年累月地向畜牧场周围排放各种砷化物，其后果更是令人堪忧。有关部门对400余个大型猪场废水处理情况进行了调查：51%的猪场将废水直接排至鱼塘，16%猪场将废水直接排放到河流、沟渠，31%猪场将废水直接灌溉农田、菜地、果园，只有2.3%的猪场经过三级化粪池处理。

据估计，一个万头猪场若连续使用含砷的饲料，按美国FDA允许使用的砷制剂剂量推算，每年向环境中排放砷的量可达到125kg，若将这些排泄物施用在2000亩的土地上，则8年可使土壤含砷量人为增加4.6mg/kg，地下水的含砷量也会增加。5至8年后将可能向猪场周边排放近1吨砷，不出10年该地所产甘薯中砷含量将会全部超过国家食品卫生标准。Garbarino，J.R.等(2001)报道，在42天生长期中，每只肉鸡按正常剂量给予洛克沙砷，将总共向周围环境排出150mg洛克沙砷，从鸡场废弃物样品中检测到30～50mg/kg的砷（以总砷计），如果一个养殖场每年养殖2亿羽肉鸡，则每年将向环境排放8吨以上的砷。

砷进入环境以后，会对土壤和水环境造成污染，环境中砷残留达到一定程度，会影响其中的微生物群落，同时会使该环境中生长的动物和植物富集大量的砷，通过食物链最终进入人体，影响人体健康生长。

3.3对人致癌、致畸、致突变作用

目前，砷化物的致癌作用已得到充分肯定，但机理尚不清楚。李生志等(1989)指出砷可以通过呼吸道及消化道进入人体内，从而使长期接触砷的人患癌症的几率大大提高。大量研究显示，砷可以通过胎盘屏障进入胎儿体内，影响胎儿正常的发育，导致先天畸形,严重时可导致流产、死产。刘永泉（2001）研究发现，无机砷可导致四种动物畸形、生长延迟、甚至死亡等发育障碍。Sunderman(1978)报道，以非经肠道途径给予瑞士小鼠非特异性砷化物后，发现雌性小鼠及其子代的白血病和淋巴瘤的发病率上升。体外试验也表明，砷化物可抑制人真皮纤维细胞对甲基胸腺嘧啶核苷的提取，这与砷对DNA合成具有抑制作用的报道相符。因此，1980国际癌症研究机构公布砷为致癌因子。

4砷制剂的防控措施

有机砷制剂的应用虽然在畜禽养殖生产上有较好的效果，但是，有机砷制剂是砷的污染源之一。我国的猪、禽饲养量大，如果广泛地、长年累月地使用有机砷制剂，大量含砷粪污排人环境中，势必将对生态环境造成不可挽回的损失。因此，对有机砷制剂作为动物促生长剂应用的利弊应作全面的权衡。从保护人类生存环境和遵循可持续发展原则的全局着眼，目前应控制有机砷制剂的生产和应用，本文综合以下措施：

4.1加强法制执行力，扩大宣传力度

国家法制部门应不再增加有机砷制剂的生产厂家并逐渐减少此类产品的生产。并加强执法的力度，严重打击不合法生产经营的企业和养殖户主。在此基础上借助新闻媒体，广泛宣传和介绍科学养殖知识，使全社会充分认识到饲料安全添加砷制剂对人类健康和生态环境的危害，严格按照国家规定，有机砷制剂必须制成预混剂，然后再加到饲料中，不得将兽用原料药直接加入饲料中使用。同时，要严格控制添加量，遵守休药期5天的规定。

4.2加快砷残留检测方法的建立

加大筛选砷残留的试剂盒的研究和开发力度，建立砷残留的检测方法、特别是快速筛选和确认的方法，积极开展方法标准化等方面的国际交流与合作，使我国的有毒有害物质残留监控与国际接轨。

4.2加强饲养管理、寻找新的促生长剂

学习和借鉴国外先进的饲养管理技术，创造良好的饲养环境，通过完善营养供应方案提高动物生长速度。同时，采用保健养殖技术，使用动物保健产品，如母猪保健品“牲命1号”和“护仔康1号”；或添加其它促生产替代品如：中药制剂、微生态制剂、酶制剂以及多糖等高效、低毒、低残留的物质来作为饲料添加剂，其中根据保健养猪技术开发的“大壮素”、“小太素”则是猪的优质绿色促生长剂。

4.3做好日常保护措施

在使用有机砷饲料添中剂时，要保证供给猪、禽充足的饮水。生产工人、饲养人员要严格遵循操作规程，注意做好自身的安全防护工作。环境当中的砷，可采用各种物理、化学方法、吸附、萃取等净化的方法，降低水环境中的砷的含量。

5小结

综上所述，我国是畜牧大国，养猪业和养鸡业都规模庞大，可以预测由猪鸡排泄物向环境中排放的砷的数量是巨大的。砷的环境污染问题已经不容我们忽视，必须加强管理，把有效利用砷添加剂为畜牧业生产服务及控制其环境污染有效地结合起来。由于砷的毒副作用，猪食用这种饲料后，粪便会造成土壤和水源的污染，而残留在猪肉中的砷，将对人体健康造成危害。我国也应从保护人类生存环境的角度考虑，尽早规定禁止使用砷作为饲料添加剂。欧盟、日本等国家已先后采取禁用砷或砷试剂作为饲料添加剂的措施，建议国家有关部门尽快研究解决此问题，该禁用就禁用。