人類使用鉛始於史前時代。已發現的以鉛為基本成分的赭石染料繪畫大約繪成於公元前40000年,考古發現的最早鉛礦約建於公元前6200年,在舊約全書中即有開采鉛礦的記載。然而最早的發現鉛的毒性約是公元前2世紀,人們發現當大量吸入鉛爐中飛出的鉛粉後,可造成死亡,此後人們對鉛中毒的癥狀和預防開始有了初步認識。鉛的發現、開采和廣泛應用與人類文明有著不解之緣,它既是人類文明和技術進步的標誌(如彩陶、青銅、引水管道、化妝品、印刷、油漆、汽油添加劑、工業材料和制品等),又對人類的生存健康和發展構成威脅。由於鉛熔點低(327℃)、比重大、延展性好、抗腐蝕性強、易於提煉、加工和制做,其在古代文明、現代工業及日常生活中有著非常廣泛的應用,而且,有些壹直盛行至今,無法替代,成為自古以來造成孕婦和兒童等敏感人群鉛中毒的重要原因。眾多科學家和史學家對此都作了記載。
大約在5000年前,人類就發明了烤缽冶金法,這使得從礦石中大規模提煉金屬成為可能,那時為了從硫化礦冶煉鉛-銀合金和從合金中提取銀,大大刺激了鉛的生產。從此,越來越多的鉛在歐洲和西南亞等地被開采出來,用於日常生活的方方面面。
據估計,在4000~2700年前,全世界鉛的年產量約為160噸。到2700年前由於發展了銀幣鑄煉術,鉛的年產量猛升到1萬噸以上。在古埃及和印度,鉛曾作為藥物被用於治療疾病,如治療眼疾的軟膏和治療癲癇的丹丸。在壹些地區,鉛還作為化妝品廣為應用。鉛的毒性作用也就是在這些時候開始被人們所認識。在中國,早在遠古時期,就有人使用含鉛和汞的“萬應靈藥”(金丹)。據傳這種“萬應靈藥”可以治療癲癇、哮喘,也可使人長命百歲。在後漢時期,這種制劑已被非常普遍地應用。
在古文明的早期,含鉛或鉛制的水管、器皿、青銅、釉彩陶器和顏料等的應用也比較廣泛。鉛制的水管在西南亞的美索布達米亞、古埃及、古希臘和龐貝遺址均能被發現。著名的羅馬水管引水系統更使得鉛名聲卓著。據記載,僅建造裏昂的壹個泵站就用了12000噸鉛。當時(約2000年前)全世界鉛的年產量已升到8萬噸之多。
在古代,另壹重要的鉛暴露源是含鉛的餐具和廚具,鉛質廚具最早起源於印度、波斯灣地區、埃及和美索不達米亞。中國在漢朝(甚至可能是周朝)之前,在制作餐具時就開始使用含鉛的彩釉作為裝飾。中國古代特有的青銅器含鉛量可能超過30%。古羅馬帝國不僅最早使用鉛來鑄造引水管道,含鉛陶瓷,鉛制的容器、酒具和餐具等也被廣泛地用於人們的日常生活之中,以致於歷史學界推測鉛中毒所致的精神異常和不育癥可能是古羅馬王朝毀滅的原因之壹。
據Nriagu估計,在古羅馬王朝,貴族每天鉛的攝入量達250μg之多,而普通平民僅15-30μg(與目前美國居民的日攝入量相當)。由於日常生活中頻繁地攝入鉛,而鉛可致不育、流產、早產和死胎,易使胎兒和兒童大腦發育遲緩,古羅馬王朝貴族的繁衍能力和生存競爭能力迅速降低。自2000年前開始,羅馬上層階級的人數迅速減少,已婚人群中僅半數有生育,孩子的出生率和存活率極低。帝國由強變弱,演繹了壹段由鉛中毒引起種族劣生,進而導致覆滅的歷史。
然而,羅馬王朝的悲劇和人們對鉛毒性作用的認識並沒有對鉛在人類生活中的廣泛應用產生任何約束作用。中世紀時鉛產量有所下降,但隨著德國白銀生產及以後發生在歐洲的工業革命運動,使含鉛合物的開采和應用出現了歷史上的空前飛躍。二次大戰後,含鉛汽油的廣為使用更是起到推波助瀾的作用。全球鉛的產量增加到每年300萬噸以上。因此,在最近500年中全球鉛的產量呈非常明顯的上升趨勢。
目前,全球鉛的總產量已達3億多噸,其中約有50%的鉛作為汙染物已釋放到我們生存的環境之中。隨著鉛產量的增加,環境中鉛的排放量和鉛汙染程度也同步增加。據估計,現今環境中鉛水平是工業化以前的幾百倍(空氣10~10000倍,土壤1~200倍,水1~10倍),現代人骨中的鉛負荷是史前時代的500倍,今天美國人飲食中的鉛含量比史前飲食高100多倍。
盡管,釋放到環境中的鉛主要以塵埃的形式散落於汙染地周邊數公裏的範圍之內,但仍有大量的鉛懸浮顆粒被氣流和水流帶到較遠的地區 研究人員對地處北極的格陵蘭島冰巖中的鉛沈積量的研究發現,在公元前800年形成的冰巖中,鉛的年沈積量僅為目前(為7ng/cm2)的千分之幾,既在近2800年時間中,環境鉛汙染的程度上升了230倍;此外,在世界各地通過對海洋、湖泊和池塘中水底沈積物以及終年不融的積雪的考古分析也發現,在最近的200~300年來,環境鉛汙染程度亦有數十倍的增加。雖然各項研究進行的地區不同,采集的標本也不壹樣,但得到的結果卻十分接近。這些回顧性的研究證明,在我們目前的居住環境中,鉛汙染的程度有極大的增加,且隨著歷史的演進,鉛汙染的程度有越來越嚴重的趨勢。
環境中的鉛通過人類(或動物)攝取的食物、水和空氣以及其它非食物性接觸進入人體。在環境鉛汙染程度日趨惡化的同時,人體中鉛的蓄積量也同步增加。1979年,科學家們研究前秘魯古墓中發掘出來的1600年的牙齒和骨骼,發現當時人體中鉛的積蓄量僅僅是現代人的1/1500。1987年另有研究發現,在哥倫布登陸美洲大陸之前,壹個體重70公斤的北美印地安人體內蓄鉛約0.3mg,而目前北美城市居民的體內蓄鉛量已經增加了100~1000倍不等。從中不難看出,現代人體內所含的鉛遠較古人為高。據學者們估計,當代人的骨骼鉛水平是骨骼自然鉛水平的500-1000倍,現在被認為是兒童安全的血鉛水平(10μg/dl)比估計的自然血鉛水平(0.016μg/dl)高600倍。即使是住在靠近兩極邊遠地區的當代人,其最低血鉛水平也比自然血鉛水平高50-200倍。
不管是發達國家還是發展中國家,目前含鉛的廚具、民間藥品和化妝品、油漆、鉛質管道和容器、釉彩陶器和含鉛汽油仍然在廣泛使用。壹些古時候即已開始的鉛在日常生活中的應用,至今依然在全球眾多區域造成極大的、長期的、隱蔽的汙染。在最近幾十年來,仍然有使用陶器、蠟筆、蠟燭和錫器等引起鉛中毒的報道。
二、環境中的鉛是兒童鉛中毒的主要原因
兒童鉛中毒的原因因各國國情不同而異,尤其是受經濟發展水平,社會文化背景的影響。美國環保局1986年報道,2歲兒童攝入鉛的主要途徑為:食物47%、塵土45%、飲水6%、空氣和土壤各1%。Davies報道英國2歲兒童每日吸收的鉛有97%通過消化道,只有3%通過呼吸道。宋華琴研究發現,北京市兒童每日攝入的鉛90%~98.5%經胃腸道,1.5%~10.0%經呼吸道。
在我國,造成兒童鉛中毒既普遍又嚴重,嚴峻現狀的原因是多方面的,綜合已有的壹些研究結果,大致有以下幾個方面。
1、工業汙染
由於鉛被廣泛應用於工業、農業、交通、國防等許多領域,因此所有這些領域及相關的制造業都會產生不同程度的鉛汙染。引起環境鉛汙染的主要行業有蓄電池制造業、金屬冶煉業、印刷業、造船及拆船業、機械制造業等。在我國,由於受到傳統工業布局的限制,幾乎所有上述工業行業都集中在人口稠密的大中城市,加上工廠的環境保護辦法有待加強,使我國的工業性鉛汙染遠較發達工業國家嚴重,這是造成兒童鉛中毒的主要原因之壹。
當然工業性鉛汙染絕不限於這些行業。許多研究都證明,在鉛作業工廠附近,甚至普通工業區內,兒童血鉛水平和兒童鉛中毒的流行率均遠高於對照兒童,足見工業性鉛汙染的危害。值得強調的是,近年來由於鄉鎮工業的發展,兒童鉛中毒的流行已由城市向鄉村擴散。事實上,北京市郊兒童的血鉛水平和鉛中毒的流行率已經大大超過市區兒童。上海市郊區兒童的幾個鉛中毒示標也接近和超過市區兒童。可見環境鉛汙染對兒童的影響並不只發生在城市,農村兒童尤其是大中城市郊區和鄉鎮企業集中的農村兒童同樣是預防的重點
2、 含鉛汽油的尾氣汙染
傳統汽油生產工藝中以四乙基鉛作為防爆劑。這種汽油燃燒後從尾氣中排出含鉛粒子,它們在大氣中再轉變為鉛的化合物,三分之壹大顆粒鉛塵迅速沈降於道路兩旁數公裏區域內的地面上(土壤和作物中),其余三分之二則以氣溶膠狀態懸浮在大氣中,然後隨呼吸進入人體。許多研究已經證明,在汽車廢氣汙染區內生活的兒童其血鉛水平明顯高於參照人群。大氣中的鉛塵不但直接增加經兒童呼吸道的吸入量,還可通過沈積於食物甚及公路兩旁生長的谷類和蔬菜上,而同時增加經消化道的攝入量。
目前,含鉛汽油與兒童鉛中毒的關系已相當明確。美國日本、澳大利亞和許多歐洲國家均已實行汽油無鉛化,許多發展中國家也積極緊跟 我國上海的研究表明,隨著無鉛汽油的推廣,我國城市兒童的血鉛水平也正在逐年下降。
3、 環境汙染導致水源、土壤及農作物普遍含有鉛
廣州壹項對城市樹木和土壤鉛含量的研究表明,城市樹木和土壤的鉛含量明顯高於其鄰近地區。壹般情況下,植物性食物的鉛含量高於動物性食物的鉛含量,且前者以根莖類含鉛量最高,後者則以骨骼及內臟高於肌肉、脂肪等。食物中的鉛與本地區土壤和水中鉛含量有直接關系。廣東省韶關市某冶煉廠附近的稻田中出產的稻,其鉛含量高出非汙染區18倍。壹些汙染嚴重地區,幾乎所有的農作物均含有鉛。
經口食物是兒童攝入鉛的主要途徑。在波蘭,當地蔬菜的消費量與兒童血鉛水平呈正相關,這是因土壤受到鉛汙染導致蔬菜鉛含量增加的結果。兒童對水中鉛的生物利用率比食物中的高,某些地區飲用水含鉛量高,可導致嬰幼兒每日攝鉛量增加。
此外,嬰幼兒及兒童食品在加工過程中的鉛汙染也是壹個重要的因素,如罐裝食品和飲料、糖果類的鉛含量較高,而這些都是兒童喜歡吃的食物。兒童每日從食物中攝入的鉛量與其年齡存在正相關,此為隨著年齡增加其攝食量也增加,食譜也更為廣泛所致。兒童鉛攝入量與食物種類、消費量及含鉛量有關,如蔬菜、水果和果汁的罐裝食品,由於罐用鉛焊接縫導致食物含鉛量增加,而使每日攝鉛量也增加。
4、鉛作業工人對家庭環境的汙染
江蘇省江陰市的研究發現,鉛作業工人的子女血鉛水平明顯高於居住天同壹區域中同壹學校上學的同齡兒童。上海市的研究進壹步發現鉛作業工人子女的血鉛水平高於非鉛作業工人的子女,父母均為銅器作業工人者的血鉛水平又明顯高於父母之壹從事鉛作業勞動者。據對上海市內壹家大型鉛接觸企業的工人進行問卷調查,83%的職工違反規定下班後將工作服穿回家,80%的工人下班後無立即洗澡的習慣。因此極易將工作場所的鉛塵通過工作服、頭發、雙手等帶到家中,汙染家庭環境。
生活環境中的含鉛塵土是兒童鉛中毒不可忽視的因素,手——口途徑是兒童接觸鉛的重要途徑。Thornton等人發現家庭塵土中的含鉛量是兒童血鉛濃度的重要提示,遠高於公園土壤中的鉛含量。據報道兒童生活環境中塵土含鉛量的自然對數每增加壹個單位,兒童血鉛將增加0.23 μg/dl。因此,加強對鉛作業工人進行健康教育,增強他們的自我保護意識,將對預防兒童鉛中毒大有俾益。
5、長期接觸含鉛學習用品和玩具
兒童玩具和學習用具表面油漆含有鉛,兒童手摸口啃可直接攝入鉛。據報道,某些油漆玩具中可溶性鉛含量在110.3~5150.6 mg/kg之間。兒童在壹天中有相當多的時間與玩具和學習用品接觸。年幼兒童常有吸吮手指和非食物性物品的行為,年長兒童在緊張時或情緒變化時也會啃咬手指和所持的學習用品等。因此,如果這些用具中含鉛量過高,就有可能成為兒童鉛中毒的原因。
目前,國內市場上供應的兒童學習用品和用具表面多數塗有油漆,而油漆中含有壹定量的鉛。由於國家有關管理部門目前尚未制訂出有關兒童玩具和學習用品含鉛標準,市場上該類用品含鉛量普遍較高。有人檢測了國產玩具中可溶性鉛的含量。根據國外的玩具和學習用品著漆層中可溶性鉛<250mg/kg的標準,23種被檢測玩具中有7種超過上述標準。對9類不同種類鉛筆的檢測發現有6類漆層中鉛含量超過上述標準,含量最高的超標4倍。在其他12種學習用品中,有6種超標,含量最高的為課桌椅的棕黑色油漆層,超標37倍。教科書彩色封面的含鉛量也超標14倍。
幾年前,美國西海岸的幾個城市陸續有幼兒使用中國制造的蠟筆後發生鉛中毒的報道,1994年3月,美國消費品安全委員會抽查了美國市場上從中國進口的11種彩色蠟筆中的鉛含量,其中3種牌號嚴重超標,足以引起兒鉛中毒,另8種牌號的鉛含量也超過美國標準。美國各大新聞媒體報道了這個結果後,在全國開始了對中國蠟筆的抵制運動。因此,我們絕對不能低估玩具和學習用品中所含的鉛對兒童的毒害作用。
另外,北京市壹項調查顯示,幼兒園室內塵土中含鉛量為73.3μg/g,亦高於室外含量。
6、其它
(1)食物 雖然至今為止的研究尚未發現我國居民主要食物中鉛含量超過國際標準的現象,然而1992年進行的第二次中國居民總膳食研究表明,膳食中鉛的汙染比較嚴重,2歲—7歲的總膳食攝入量已超過世界糧農組織規定的ADI值的18.9%,其他年齡組也接近ADI值,秋季攝入量高於春季3—4倍。
某些傳統食品中鉛含量很高。爆米花是兒童喜愛的食品,由於爆米花機的機身是由含鉛合金制成,使爆米花中含有較多量的鉛。據對66份樣品的抽樣調查,含鉛量在0.25~21mg/kg不等,其中的28份(42.4%)超過國家糕點衛生標準(0.5mg/kg),含量最高的壹份超標41倍。
皮蛋(松花蛋)的傳統制作工藝以氧化鉛作為食品添加劑,故皮蛋中也含有較高的鉛。據對市售42枚皮蛋的含鉛量檢測,其中15枚(31.3%)超過允許量(3mg/kg)。有的牌號超標率為100%。因此,應該對兒童及其家長進行必要的宣教,讓兒童盡量不吃這些食品,同時改進傳統的加工工藝以降低鉛含量。
(2)燃煤:煤在燃燒過程中會釋放出鉛。上海市的研究發現,以煤制品(如煤球煤餅)為燃料的家庭,室內空氣中的鉛平均含量比室外空氣中鉛含量高18倍.燃煤家庭中兒童血鉛均值顯著高於非燃煤家庭兒童的水平。此外,南京北京和濟南也有類似報道。
目前我國多數家庭仍以煤及煤制品作為家庭 主要燃料,在尤其在嚴寒的北方和產煤地區尤為普遍。因此,加快家庭燃料煤氣化的進程對控制燃煤對室內環境的鉛汙染有壹定的現實意義。
三、影響兒童接觸鉛的社會因素
盡管兒童個人的飲食行為及不良的衛生習慣可影響對鉛的接觸,但社會經濟、文化及人口因素對兒童接觸鉛也是不可忽視的重要因素。美國壹項研究結果顯示,家庭經濟收入高的兒童血鉛水平比低收入家庭兒童的血鉛水平低;而相同收入的家庭黑人兒童血鉛水平高於白人家庭的兒童。居住環境的工業化程度,城市的大小等都是影響兒童接觸鉛的主要因素,生活在大城市(人口>100萬)的兒童血鉛水平高於小城市(人口<100萬)的。
美國在七十年代以前使用的油漆鉛含量高達50%以上,許多老房子使用這種油漆粉刷,導致室內鉛含量很高,生活在其中的兒童,是鉛最重要的受害者。據統計這些老房子中有10%住有兒童,尤以黑人為多,這些兒童存在著鉛毒害的最大危險性,故美國疾病控制中心提議對這些兒童應給予重點檢查。在我國情況恰恰相反,八十年代以後,隨房屋裝修的興起,兒童鉛損害的風險性和流行率越來越大。
父母吸煙及其受教育程度也是影響兒童血鉛的壹個原因。每支香煙中含鉛約為3~12 μg,其中2%可釋放到煙霧中,造成局部小環境空氣中鉛含量升高。父母的文化水平越高,在食物選擇及飲食衛生習慣方面越註意,故其孩子接觸鉛的機會相對減少。
四、兒童為什麽容易鉛中毒
(壹)兒童較成人易吸收更多的鉛:
1、消化道是兒童吸收鉛的主要途徑。成人消化道對鉛的吸收率為5%~10%,兒童則高達42%~53%;
2、由於行為發育上的特點,兒童有較多的手——口動作,使得環境中的鉛更多地通過手帶入口中,而進入消化道;
3、兒童生長發育迅速,單位體重需攝入的食物量較成人明顯為多,因之,通過食物途徑攝入的鉛量也相對較多;
4、兒童胃排空較成人為快,在胃排空狀態下,鉛的吸收率會大幅度增加;
5、年幼兒童由於咳嗽——除痰的功能尚不健全,經呼吸道吸入的較大含鉛顆粒,隨痰排出後,又多被吞入消化道。
6、大氣中的鉛塵多積聚在地面以上1米的範圍之中,這正好是兒童的活動與呼吸帶。所以,兒童從呼吸道吸入的鉛多。
7、兒童機體的代謝旺盛,單位體重的通氣量遠較成人為大。因此,兒童從空氣中吸入的鉛量也相對較多。
8、鉛在兒童呼吸道和肺中的吸收率較成人為高,約是成人的1.6~2.7倍。
(二)兒童排泄鉛的能力較成人小
在成人,攝入體內的鉛約99%最終將隨同大、小便排出體外;在兒童,攝入體內的鉛僅有66.7%左右的可被排出體外,而仍有約1/3的鉛滯留在體內。
(三)鉛在兒童體內的流動性大
在成人,攝入體內的鉛約90%~95%將蓄積於儲存池——骨骼中;在兒童,這部分的鉛僅占75%,且兒童儲存池中的鉛流動性較大,也較容易向血液和軟組織中移動,因而兒童內源性鉛暴露的機率和程度均較高。