飼料中有機胂添加劑的作用和危害

任　傲，張　彬（湖南農業大學動物科技學院，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境中，造成了嚴重的環境污染，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，已在畜禽養殖業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，在環境中會轉化為無機砷，嚴重污染環境，對動物及人體健康造成巨大威脅。國家環保總局于2008年將有機胂飼料添加劑納入第一批“高污染、高環境風險”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 ]。龍麗等發現，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，結果發現與對照組相比，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，促進微循環的改善[11]；有機胂制劑能使毛細血管擴張，改善皮膚營養，促進血紅蛋白合成，使動物表現出皮紅毛亮的外觀[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。我國農業部于1993年在《飼料藥物添加劑使用規范》中批準阿散酸使用于養豬和養雞業，1996年于《飼料藥物添加劑使用規范》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境污染，所以對于有機胂添加劑的使用范圍有明確規定。美國藥品與食品管理局規定，當以提高飼料轉化率、增重、改善皮膚營養為目的時，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]。

我國農業部168號公告《飼料藥物添加劑使用規范》中規定阿散酸在豬、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飼料衛生標準中規定砷的允許量<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，造成嚴重的環境污染[18]。據世界衛生組織公布，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、廣西壯族自治區等，其中廣西壯族自治區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規定的有機胂添加劑使用量，一個10 000頭豬的豬場連續使用含砷飼料，5~8年內將向周圍環境中排放砷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，結果發現，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，結果發現，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境下將砷釋放到環境中[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，研究發現土壤中砷的含量為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，進行無機分析和現場測試數據，結果發現整個地區26.65%的樣品含砷量超過飲用水標準，超標區域的面積占整個區域面積的17.3%，約7%的地下水污染由人類活動造成，其中12%砷污染源來自養殖場砷排放[31]。段艷華等對江漢平原高砷地下水監測場39個地下水樣品進行分析，發現有87%監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“雞眼”，最終可能發展成皮膚癌；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，有的未出現癥狀便死亡；豬發生砷中毒初期會出現食欲廢絕、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現，死豬表皮有一定程度的淤血，耳葉呈現青紫色，腹部也有紫紅色斑點[36]。

5　展望

近年來，我國畜牧業迅速發展，砷作為飼料添加劑的使用很不規范，生產商家一味的追求經濟效益而忽視了環境保護，大量的砷被排放到環境中，對土壤和地下水造成了嚴重的污染[37]。環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，在發展養殖業的同時，也應注重經濟、社會、環境的可持續發展，嚴格按照國家標準，合理使用砷添加劑，保護生存環境和自身健康[38]。

[參考文獻]

[ 1 ]宋戰勝,胡長斌.正確認識飼料中添加有機胂制劑的作用及影響[C].中國畜牧獸醫學會——第三屆中國獸醫臨床大會論文集, 2012.

[ 2 ]潘存霞,郭蕾.嚴控砷制劑使用迫在眉睫[J].飼料廣角, 2013 （21）: 19-20.

[ 3 ]韓晶晶.基于四膜蟲模型研究有機胂飼料添加劑環境毒理標志物[D].上海:上海交通大學, 2010.

[ 4 ] Jones F T. A broad view of arsenic[J]. Poultry Science, 2007, 86 （1）: 2-14.

[ 5 ]李雪霞.對飼料中大量添加有機砷制劑的思考[J].云南畜牧獸醫, 2008（6）: 35-36.

[ 6 ]樊哲炎,楊起銀,蔡愛民.有機胂制劑對4周齡斷奶仔豬生長性能的影響[J].中國畜牧雜志, 2000, 36（6）: 32.

[ 7 ]龍麗,艾必燕,陳飛蘭.有機砷制劑對仔豬的飼喂效果試驗[J].糧食與飼料工業, 2000（11）: 37-38.

[ 8 ]宋戰勝,胡長斌.正確認識有機胂制劑的作用及影響[J].北方牧業, 2013（20）: 30.

[ 9 ]曹愛智,王振勇.不同砷制劑添加劑量對雛雞免疫功能的影響[J].中國畜牧獸醫, 2006, 33（10）: 24-26.

[10]何萬領,李曉麗,李元曉,等.飼料添加砷制劑對小鼠鐵吸收的影響[J].中國獸醫學報, 2014, 34（2）: 328-330.

[11]楊建強,王常慧.微量元素砷與動物營養[J].畜禽業, 2002（3）: 18-19.

[12]張秀芹.有機胂制劑的應用及其毒性、環境行為研究進展[J].現代畜牧獸醫, 2011（10）: 36-38.

[13]李建平,高靜.微量元素砷對免疫系統影響的研究進展[J].山東畜牧獸醫, 2014, 35（8）: 101-103.

[14]付志新.有機胂制劑在豬雞生產中的應用[J].上海畜牧獸醫通訊, 2007（6）: 58-59.

[15]張雨梅.畜禽有機胂添加劑使用利與弊的再思考[C].十一五農業環境研究回顧與展望——第四屆全國農業環境科學學術研討會論文集, 2011.

[16]袁濤,管恩平,何桂華,等.砷制劑作為畜禽促生長劑的作飪及其危害分析[J].中國家禽, 2010, 32（22）: 51-53.

[17]郭潔,張海榮.飼料添加劑中重金屬的污染及其防治措施[J].畜牧獸醫雜志, 2010, 29（6）: 98-100, 103.

[18] Moore P A, Daniel T C, Gilmour J T, et al. Decreasing metal run?off from poultry litter with aluminum sulfate[J]. Journal of Environ?mental Quality, 1998, 27（1）: 92-99.

[19]丁娜,劉明春.關注有機砷添加劑的污染和危害——走綠色畜牧業發展之路[J].現代畜牧獸醫, 2008（6）: 23-25.

[20]王金榮.反受其害的禍根:疏忽“度”的控制—飼用有機砷制劑的安全評價技術研究[J].中國動物保健, 2007（11）: 28-31.

[21]田允波.新型飼料添劑——有機胂制劑[J].獸藥飼料添加劑, 1996（2）: 14-17.

[22]王自良,張海棠,肖玲.有機砷飼料添加劑在肉雞生產中的應用研究[J].中國飼料, 1999,（27）: 18-20.

[23]李銀生,曾振靈,陳杖榴,等.洛克沙砷對養豬場周圍環境的污染[J].中國獸醫學報, 2006, 26（6）: 665-668.

[24]王付民,陳杖榴,孫永學,等.有機胂飼料添加劑對豬場周圍及農田環境污染的調查研究[J].生態學報, 2006, 26（1）: 154-162.

[25]張海棠,王自良,肖玲.有機砷飼料添加劑與肉雞的生產性能[J].河南職技師院學報, 1999, 27（2）: 40-43.

[26]丁愛中,楊雙喜,張宏達.地下水砷污染分析[J].吉林大學學報:地球科學版, 2007, 37（2）: 319-325.

[27]羅婷,景傳勇.地下水砷污染形成機制研究進展[J].環境化學, 2011（1）: 77-83.

[28]金陽,姜月華,李云.地下水砷污染研究進展[J].地下水, 2015 （1）: 67-69.

[29]聶新志,蔣宗勇,周桂蓮,等.有機砷制劑在畜牧生產中的應用及其危害[J].飼料博覽, 2008（8）: 33-35.

[30]羅艷麗,蔣平安,余艷華,等.土壤及地下水砷污染現狀調查與評價——以新疆奎屯123團為例[J].干旱區地理, 2007, 29（5）: 705-709.

[31]劉春華,張光輝,楊麗芝,等.黃河下游魯北平原地下水砷濃度空間變異特征與成因[J].地球學報, 2013, 34（4）: 470-476.

[32]段艷華,甘義群,郭欣欣,等.江漢平原高砷地下水監測場水化學特征及[J].地質科技情報, 2014, 33（2）: 140-147.

[33]劉雨田,郭小權.微量元素砷的營養學研究進展[J].江西飼料, 2001（1）: 9-12.

[34]于炎湖.飼料安全性問題——（2）有機砷制劑應用的安全問題及其解決辦法[J].養殖與飼料, 2002（6）: 23-25.

[35]錢朝海,許云生,涂世英.淺談砷污染的危害及砷制劑的正確使用[J].云南畜牧獸醫, 2010（1）: 41-42.

[36]陳建國.仔豬有機砷中毒1例[J].畜牧與獸醫, 2005, 36（12）: 47.

[37]朱遠航,鐘崇林,張成帥,等.養殖業有機砷對土壤的污染研究[J].安徽農業科學, 2013（7）: 22-24.

[38]黃衛民,黃峰,夏萬忠.有機砷制劑對生長肉豬發育的影響[J].青海畜牧獸醫雜志, 1999（6）: 32-34.

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。

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