任　傲，張　彬（湖南農業(yè)大學動物科技學院，長沙　410128）

飼料中有機胂添加劑的作用和危害

任傲，張彬*
（湖南農業(yè)大學動物科技學院，長沙410128）

摘要：砷作為動物生命活動的必需元素，常在動物生產中用做添加劑。由于不合理的使用，大量的砷被排放到環(huán)境中，造成了嚴重的環(huán)境污染，且對人體和動物健康產生了嚴重的危害。文章主要對有機胂添加劑的作用和危害進行綜述。

關鍵詞：有機胂；生理功能；環(huán)境污染；危害

砷元素具有重要的生理功能，如促進蛋白質的合成、殺滅寄生蟲、抑制病原微生物、提高生長率和改進飼料利用率等[ 1 ]。有機胂制劑作為飼料添加劑，在世界范圍內被廣泛用于畜禽促生長，已在畜禽養(yǎng)殖業(yè)取得相當好的經濟效益。1907年，有機胂問世以后，便被廣泛用于獸醫(yī)臨床的治療和飼料添加劑。有機胂制劑作為動物飼料添加劑，其主要作用是抗病原微生物和促生長。一般認為，元素砷幾乎無毒，而砷氧化物及其鹽類絕大部分屬于劇毒類化合物，無機砷毒性大幅高于有機胂[ 2 ]。有機胂相比無機砷雖然毒性小很多，但大部分經糞尿排出體外，在環(huán)境中會轉化為無機砷，嚴重污染環(huán)境，對動物及人體健康造成巨大威脅。國家環(huán)?？偩钟?008年將有機胂飼料添加劑納入第一批“高污染、高環(huán)境風險”產品名錄中[ 3 ]。

1　有機胂添加劑的種類及其作用

1.1飼料中主要添加種類

國內外使用的有機胂飼料添加劑種類包括硝羥苯胂酸（洛克沙胂）、對氨基苯胂酸（阿散酸）、硝苯胂酸、卡巴胂和保地諾，目前最主要且應用廣泛的兩種為洛克沙胂和阿散酸[ 4 ]。對氨基苯砷酸及其鈉鹽（阿散酸）分子式為C6H6AsNO3，相對分子質量為217.06。洛克沙胂，化學名稱3-硝基-4-羥基苯胂酸，分子式為C6H6AsNO6，相對分子質量為263. 04[ 5 ]。

1.2有機胂制劑的作用

1.2.1促進生長，改善料肉比

砷在體內具有還原和氧化雙重作用，影響物質代謝，尤其是與體內氧化酶的巰基相互作用，減弱異化，增強同化作用，促進蛋白質合成。樊哲炎等用有機胂制劑（洛克沙胂和阿散酸）對4周齡斷奶仔豬進行生長性能試驗，研究表明，添加洛克沙胂50 mg·kg-1和阿散酸100 mg·kg-1均能提高仔豬生產性能，日增重、飼料轉化率和經濟效益也有提高[ 6 ]。龍麗等發(fā)現(xiàn)，在仔豬日糧中分別添加洛克沙胂55 mg·kg-1和阿散酸100 mg·kg-1，與對照組相比平均日增重分別提高了13.4%、10.6%，料肉比降低了13.3%、11.3%[ 7 ]。

1.2.2殺滅寄生蟲，抑制病原微生物，提高機體免疫力

有機胂制劑能與腸道寄生蟲、血原蟲等寄生蟲體內蛋白質的-SH基結合，通過形成共價鍵影響蟲體的生長代謝而發(fā)揮驅殺作用。有機胂制劑具有較廣泛的抗菌譜，可殺死腸道中多種有害菌和致病菌，使腸壁變薄，有利于營養(yǎng)物質的吸收和轉運。而且有機胂能夠治療和防治豬的下痢、腹瀉，預防雞的球蟲病、霉形體菌和大腸桿菌病的產生[ 8 ]。曹愛智等利用阿散酸連續(xù)飼喂海蘭褐蛋公雛雞70 d，結果表明，雛雞日糧中添加阿散酸200 mg·kg-1能夠極顯著提高血清溶菌酶含量、碳粒廓清指數、免疫器官指數、新城疫抗體水平和血清球蛋白含量（P<0.01），說明日糧中添加阿散酸200 mg·kg-1能夠提高雛雞的免疫力[ 9 ]。

1.2.3其他作用

何萬領等向小鼠日糧中分別添加洛克沙胂制劑0、40、80 mg·kg-1，結果發(fā)現(xiàn)與對照組相比，添加洛克沙胂40 mg·kg-1組小鼠鐵的表觀吸收率提高了14.57%，肝臟、腎臟、脾臟、小腸和腿肌鐵含量顯著升高（P<0.05）；添加洛克沙胂80 mg·kg-1組鐵的表觀吸收率降低了14.93%，肝臟、腎臟、脾臟、小腸和腿肌鐵含量顯著降低（P<0.05）；結果表明添加洛克沙胂40 mg·kg-1可以促進鐵的吸收，添加洛克沙胂80 mg·kg-1會抑制鐵的吸收[10]。此外，高級動物體內砷膽堿能夠替代磷膽堿的功能，能夠抵抗缺乏膽堿所引起的家禽骨短粗病；砷可以調節(jié)精氨酸的代謝；砷能夠刺激造血器官，促進血紅蛋白的形成和鐵的利用，促進微循環(huán)的改善[11]；有機胂制劑能使毛細血管擴張，改善皮膚營養(yǎng)，促進血紅蛋白合成，使動物表現(xiàn)出皮紅毛亮的外觀[12]；有機胂制劑還是某些酶的激活劑或抑制劑，能夠促進骨髓的造血功能，能對抗硒中毒、頡頏汞、鉛等金屬的毒性。日糧中缺砷會導致山羊受孕率下降、流產率升高，大鼠缺砷生長緩慢、毛色雜亂發(fā)黃、細胞膜滲透性升高，豬、雞幼年缺砷則生長減慢[13]。

2　有機胂制劑的使用現(xiàn)狀

美國藥品與食品管理局（FDA）于1964年允許有機胂制劑應用于雞飼料[12]。1975年，Nielson等證明砷是一種動物所必需的微量元素，有機胂制劑的應用更加廣泛[14]。1983年，美國正式批準有機胂制劑作為豬、雞的促生長劑。我國農業(yè)部于1993年在《飼料藥物添加劑使用規(guī)范》中批準阿散酸使用于養(yǎng)豬和養(yǎng)雞業(yè)，1996年于《飼料藥物添加劑使用規(guī)范》批準洛克沙胂的使用[12]。

有機胂在動物生產中有重要的作用，但由于其殘留會帶來一定環(huán)境污染，所以對于有機胂添加劑的使用范圍有明確規(guī)定。美國藥品與食品管理局規(guī)定，當以提高飼料轉化率、增重、改善皮膚營養(yǎng)為目的時，阿散酸的使用量限制為50~100 mg·kg-1，洛克沙胂為25~75 mg·kg-1；而在雞的日糧中，阿散酸的使用量限制為50~100 mg·kg-1，洛克沙胂為25~ 50 mg·kg-1[12]。美國每年消費的有機胂約在400 t[ 9 ]。英國獸藥典至今仍收載有機胂品種，阿根廷、西班牙、芬蘭、匈牙利等國的商品性有機胂飼料添加劑品種也很多，目前我國生產的有機胂產品如阿散酸和洛克沙胂兩種有機胂制劑每年在中國的消費量約2 000 t，主要用作豬飼料、肉雞飼料、反芻動物飼料的添加劑使用[1]。

我國農業(yè)部168號公告《飼料藥物添加劑使用規(guī)范》中規(guī)定阿散酸在豬、雞配合飼料中添加量為100 mg·kg-1，洛克沙胂為50 mg·kg-1；添加有機胂制劑的豬、家禽配合飼料中總砷按添加比例折算后應低于相應豬、家禽配合飼料的允許量；GB 13078-2001飼料衛(wèi)生標準中規(guī)定砷的允許量<20 mg·kg-1，豬、家禽濃縮飼料中砷的允許量≤10.0 mg·kg-1，牛、羊精料補充料中砷的允許量≤10.0 mg·kg-1。但實際畜、禽飼料中有機胂添加量都超過規(guī)定添加量，大部分豬濃縮飼料中氨苯胂酸添加量達到300 mg·kg-1，洛克沙胂添加量達到200 mg·kg-1[15]。此外，有機胂添加劑的休藥期為5 d，產蛋期禁用，蛋類、畜禽肉類中無機砷最高殘留限量為0.05 mg·kg-1，奶粉中無機砷最高殘留限量為0.25 mg·kg-1[16]。

3　有機胂添加劑殘留

飼料中有機胂添加劑含量為1~4.5 mg·kg-1時，即可滿足大多數動物的營養(yǎng)需要，且動物對砷有一個耐受限度，牛、豬、雞耐受量分別為5、1 000、200~500 mg·kg-1[17]。動物對砷的吸收量很少，當有機胂制劑的含量超過耐受量時，絕大部分以原形隨糞便和尿液排出體外，造成嚴重的環(huán)境污染[18]。據世界衛(wèi)生組織公布，目前全球至少有5 000萬人口正面臨著地方性砷中毒的威脅，其中大多數為亞洲國家，而中國正是受砷毒危害最為嚴重的國家之一。澳大利亞、孟加拉國、印度、中國、日本、美國等多個國家已經有關于地下水、地表水、土壤受砷污染的報道[19]。

3.1對土壤的污染

我國有大面積的土壤受到砷污染，首先因砷中毒而患病的報道就來自我國湖南省、四川省、貴州省、廣西壯族自治區(qū)等，其中廣西壯族自治區(qū)和湖南省的污染面積已經達到上千平方千米[20]。砷在土壤中的轉化是一個十分復雜的過程，在土壤中能夠殘留1 000~3 000年，這嚴重影響了耕地使用和糧食安全[21]。有研究表明，有機胂添加劑排出體外后有70%~80%為其原形，在土壤中會與微生物和礦物質發(fā)生轉化，例如堆肥后產生甲基胂酸、二甲基胂酸、苯胂酸等不同的無機砷化合物[15]。根據美國FDA規(guī)定的有機胂添加劑使用量，一個10 000頭豬的豬場連續(xù)使用含砷飼料，5~8年內將向周圍環(huán)境中排放砷1 t，16年后土壤中的含砷量將翻1倍[22]。李銀生等對兩個長期使用洛克沙胂的養(yǎng)豬場周圍土壤含砷量和蚯蚓體內含砷量及幾種酶活性進行測定，結果發(fā)現(xiàn)，豬場周圍的土壤存在砷污染，土壤中蚯蚓體內砷富集且酶活性發(fā)生改變，而且在離豬場約1 km處，土壤中砷的濃度比正常土壤高89%[23]。王付民等對廣東省15個長期使用阿散酸的大型豬場周圍及農田土壤進行調查，結果發(fā)現(xiàn)，豬場排污口200~500 m處的土壤中砷含量高于正常土壤中砷含量；長期以豬糞為肥料的甘薯地土壤中砷含量為25.83~ 55.54 mg·kg-1，遠高于自然界土壤中正常砷含量（15 mg·kg-1）；甘薯根內總砷含量遠超過國家規(guī)定最高限量（0.5 mg·kg-1），達到最高檢出限的300%~ 600%；而且甘薯中各組織的砷含量與土壤中的砷含量成正比[24]。

3.2對地下水質的污染

地下水砷污染的來源主要分為人為來源和天然來源[25]。人為來源主要指人為的活動造成的地下水含砷量增加，比如砷礦的開采、含砷農藥的使用等；天然來源主要指天然含砷礦物質在自然環(huán)境下將砷釋放到環(huán)境中[26]。地下水砷污染的形成機制主要包括磷酸根與砷的競爭吸附機制、碳酸鹽取代砷機制、As（5價）還原機制、硫化物氧化機制、鐵氧化物的還原溶解機制（包括Fe和As）的還原作用、有機碳的作用以及微生物的作用[27]。砷進入地下水會對地下水造成嚴重的污染，地下水里的砷會通過飲水和食物等途徑進入人體，在人體內積累到一定量時會對人體的健康造成危害。因此，世界衛(wèi)生組織、美國、日本、歐盟等先后將飲用水中砷的安全標準定為10 μg·L-1，2008年7月我國新頒布的《生活飲用水衛(wèi)生標準》將砷的安全標準由50 μg·L-1降到10 μg·L-1[28]。

我國地下水砷污染現(xiàn)狀不容樂觀，目前有1 960萬人口用水遭到砷污染[28]。有研究表明，飲用水中砷濃度為0.12 μg·L-1時，10年后砷中毒發(fā)病率為1.43%；飲用水中砷濃度為0.6 μg·L-1時，中毒的最短潛伏期為半年，10年后發(fā)病率為47.18%[29]。羅艷麗等利用網格采樣法對新疆奎屯123團土壤及地下水中砷含量狀況進行調查分析，研究發(fā)現(xiàn)土壤中砷的含量為8.36～39.63mg·kg-1，平均值為16.67 mg·kg-1，高于我國的平均水平；自流井中水體含砷濃度范圍在0.07~0.83 mg·kg-1，遠遠大于10 μg·L-1的安全標準[30]。劉春華等采集黃河下游魯北平原1092地下水樣，進行無機分析和現(xiàn)場測試數據，結果發(fā)現(xiàn)整個地區(qū)26.65%的樣品含砷量超過飲用水標準，超標區(qū)域的面積占整個區(qū)域面積的17.3%，約7%的地下水污染由人類活動造成，其中12%砷污染源來自養(yǎng)殖場砷排放[31]。段艷華等對江漢平原高砷地下水監(jiān)測場39個地下水樣品進行分析，發(fā)現(xiàn)有87%監(jiān)測場井水樣總砷濃度超過了WHO飲用水標準限定值，大部分水樣總砷濃度在10~100 μg·L-1，最大值達到1 072 μg·L-1，10、25、50 m 3種不同深度的監(jiān)測井中，25 m深的井水中含砷濃度最高[32]。

4　有機胂對人體與動物健康的危害

砷是人與動物必需的元素，適量的攝入對人與動物具有一定的益處，但是過量攝入會造成砷中毒，甚至導致死亡[33]。

4.1對人體的危害

長期接觸含砷化合物會對人體產生毒副作用，無機砷被人體吸收會引起周圍神經系統(tǒng)障礙、造血機能受阻、肝臟腫大、色素過度沉積，有機胂會造成中樞神經系統(tǒng)失調[16]。飲食中長期含砷會引起：皮膚變暗，手掌、足底、軀體上出現(xiàn)“雞眼”，最終可能發(fā)展成皮膚癌；心肌去極化、心律失常、缺血性心臟病、高血壓、血管壁增厚和血栓；鼻腔和咽喉黏膜受到刺激，導致咽喉炎、支氣管炎和鼻炎；周圍神經病變；增加肝臟、肺、膀胱、腎、前列腺等部位發(fā)生癌變的危險[19]。

4.2對畜禽類的危害

砷的藥理作用跟毒理作用基本相同，既能殺死病菌和寄生蟲，同樣也會對宿主產生毒害作用[34]。在動物飼料中添加有機胂添加劑雖然不會產生急性中毒，但是如果長期或者過量使用則會對動物的組織和器官產生毒副作用[16]。禽類急性砷中毒常見的癥狀為翅下垂、羽毛蓬亂、食欲廢絕、張口流涎、吐出臭水、口黏膜紅腫、排水樣糞并帶血、有蒜臭味，有的未出現(xiàn)癥狀便死亡；豬發(fā)生砷中毒初期會出現(xiàn)食欲廢絕、流涎、嘔吐、肚腹脹滿、劇烈疼痛、不安、腹瀉、糞中帶血、氣味惡臭或有偽膜等癥狀[35]。陳建國等對砷中毒仔豬的研究發(fā)現(xiàn)，死豬表皮有一定程度的淤血，耳葉呈現(xiàn)青紫色，腹部也有紫紅色斑點[36]。

5　展望

近年來，我國畜牧業(yè)迅速發(fā)展，砷作為飼料添加劑的使用很不規(guī)范，生產商家一味的追求經濟效益而忽視了環(huán)境保護，大量的砷被排放到環(huán)境中，對土壤和地下水造成了嚴重的污染[37]。環(huán)境中的砷通過食物鏈和飲水積累到人體內，對人類健康產生了巨大的威脅。因此，在發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)的同時，也應注重經濟、社會、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，嚴格按照國家標準，合理使用砷添加劑，保護生存環(huán)境和自身健康[38]。

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前沿科技摘編

The Functions and Damages of Organic Arsenic in Feed

REN Ao, ZHANG Bin*
（College of Animal Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China）

Abstract:As an essential element for animal life, arsenic often used as an additive. However, the unreason?able use of arsenic resulted in high levels of arsenic released into the environment, which bring serious environment pollution and serious harm to human's and animal's health. In this paper, the function and harm of organic arsines additives were reviewed.

Key words:organic arsenic; physiological function; environmental pollution; harm

*通訊作者：教授，博士生導師，E-mail: zhb8236@126.com。

作者簡介：任傲（1992-），男，湖南岳陽人，碩士研究生，研究方向為反芻動物營養(yǎng)。

收稿日期：2015-05-08

中圖分類號：S859.79；S816.7

文獻標志碼：A

文章編號：1001-0084（2015）07-0036-05