硝酸盐对人类健康的影响

题 目：姓 名：学 院：班 级：学 号：

硝酸盐对人体健康的影响 石 军 化学与化工学院 化学131 1308110289

硝酸盐对人体健康的影响

贵州大学 化学与化工学院 贵州 贵阳 550025

摘要：目的：本文主要讨论硝酸盐对人类身体的健康是否有影响。有很多科学

研究者都一致认为硝酸盐对人体是有害的，为此，作出了对人体摄入硝酸盐的来源，硝酸盐在人体内的转化及去向，硝酸盐的代谢及其代谢产物的致病机理和硝酸盐对人体的危害和有益作用等一系列问题分析讨论，进一步了解硝酸盐在我们的生活到底扮演一个什么样的角色，对硝酸盐有一个新的客观认识。

关键词：硝酸盐 人体健康 硝酸盐代谢 氮素循环 危害性

Abstract: Objective: This paper contains nitrate has an effect on whether the

health of the human body. Has many science who are consistent think nitrate on human is harmful of, therefore, made has on Human intake nitrate of sources, nitrate in human within of conversion and the went, nitrate of metabolism and metabolism product of pathogenic mechanism and nitrate on human of against and useful role, series problem analysis discussion, further understanding nitrate in we of life what played a what of role, on nitrate has a new of objective awareness.

Key words: Nitrate Human health Nitrate metabolism Nitrogen cycle

Harmfulness

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引言

当今世界，人们每时每刻都会遇到新的威胁，正因为如此，人们比以往任何时刻都更加注重健康，注重遵循自然规律。其中的威胁之一来自硝酸盐。硝酸盐对我们来说并不是一种陌生的物质，硝酸盐随处可见，水、土壤、植物和食品中都含有硝酸盐，甚至人类自身也能在体内合成硝酸盐并存在于体液中。 在我们生活的社会里，人们把硝酸盐描绘成百害而无一益的毒物，目前在我国存在两大类“恐硝症”，一类是农业上限制或禁止使用含硝态氮的化肥，认为使用了硝态氮化肥的农产品就不是绿色产品；另一类是限制食品中硝酸盐的含量，认为硝酸盐在人体中会形成亚硝酸盐和亚硝胺，会引起婴儿的高铁血红蛋白症和对人类有致癌的危险。有人反对在农作物上使用含硝态氮化肥的原因是担心会因此而提高农产品中的硝酸盐含量，从而对人体健康产生影响。

硝酸盐从12到19世纪被人们作为药物使用，作为医学用药悠久。在19世纪，硝酸盐最具有两方面的重要疗效得到了认可，一是可以减轻水肿；二是在镇痛和消炎上具有一定功效，另外在烹饪中也可以作为调味品，其应用范围比较广。 硝酸盐中的氮元素是生命体的基本元素，是构成生物体的组成部分，参与新城代谢，对维持生命，去除疾病有重要作用。氮还是自然界中联系生物界与非生物界的桥梁。环绕我们地球的大气层中79%是氮，仅此一点就显示了氮元素对生命和健康的重要意义。

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正文

1.硝酸盐与氮素循环

氮是组成蛋白质的主要元素，主要存在于大气、生物体和矿物质中。氮素循环的途径是氮原子通过土壤和土壤中众多的微生物，在生命中有机体内或不同的生命有机体之间的转化，这样无休止的进行循环。硝酸盐是循环过程中重要的中间产物，在这一循环过程中，硝酸盐可以被生物同化，通过淋溶进入水系统或通过反硝化作用变成氮氧化合物(N2O)和氮气(N2)，进入大气。硝酸盐在微氧或无氧条件下，能被多种微生物还原成亚硝酸盐并进一步还原成分子氮，其中反硝化作用一是造成土壤耕作层的氮肥损失，二是其部分氮氧化合物会造成环境污染。

自然界所固定的氮素往往不能满足植物生长的需要，为了提高自然界的生产力，人们通常使用化肥和有机肥，使氮素的供应量大大提高，从而提高粮食的产量。氮肥还可以影响人类其它必需产品，如蔬菜等的生产。

氮及其衍生物硝酸盐并不是什么剥夺生命或对生物有害之类的可怕物质，实际上，它们是生命的重要基础，是粮食生产、农业和自然界生产力的重要基础。

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2.硝酸盐的代谢和体液中的硝酸盐

2.1硝酸盐的两个来源：饮食摄入和内源合成

外源硝酸盐主要来自食物和水。硝酸盐是植物叶、根等的一种组成部分，它可以促进植物的生长和发育。人体摄入的硝酸盐大部分来自蔬菜，饮用水在外源硝酸盐中只占很少份额，约2%-25%，如果一个人不食用蔬菜，只饮用低硝酸盐含量的水，那么他每天小石头的摄入量只有20-25mg。

自从1916年Mitchell提出内源硝酸盐的概念以来，在相当长的一段时间是一个谜，直到20世纪80年代中期，硝酸盐内源合成才进一步得到证实。经过Ferid Murad,Robert Furchgott等是研究，确定了内源硝酸盐的形成机理，其关键是体内各种细胞都能产生一氧化氮（NO）。一氧化氮在生物学上具有十分重要的意义，一氧化氮通过细胞膜，在数秒之内能把信息从一个细胞传递到另一细胞，在大脑神经系统中传递信息，还可能有助于人类记忆和学习。

从一氧化氮的形成开始，这一复杂的生物化学反应链的终极产物是亚硝酸盐和硝酸盐，亚硝酸盐在血浆中是稳定的，但在全血中不稳定；硝酸盐在血浆和全血中都是稳定的。很多病理都可能使一氧化氮和硝酸盐的内源合成发生改变，在大多数情况下，血浆中及其他生物流中硝酸盐的含量都会增加。

2.2硝酸盐在人体中的转化及去向

人体硝酸盐的摄取首先是通过口腔到食道，最后进入胃，在胃里面硝酸盐很快几乎是马上被小肠的上部吸收进入血液，在血液中与内源合成的硝酸盐混合。Mitchell等在1916年曾经报道过，大约有一半摄入的硝酸盐“消失了”，这后来通过对动物和人体的硝酸盐平衡以及标记硝酸盐的去向等研究得到了充分的证实。

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老鼠实验表明，40%-45%摄入的硝酸盐似乎被体内同化，没有通过尿液排出体外，其中大约一半是被肠道细菌同化，另一半是由于“哺乳动物过程”而消失。 人体试验表明，口服217mg标记的硝酸盐，48h内平均有60%的硝酸盐通过诸如排尿排汗等途径排出体外，分别只有3%h和0.2%的硝酸盐在尿液和粪便中形成了氨或尿素。虽然已经证实了不同组织均具有降低硝酸盐含量的能力，但对这些过程的具体细节仍不是很清楚。总之，大部分摄入的硝酸盐或亚硝酸盐及其同化产物都会很快排出体外。

2.3体液中的硝酸盐

人的各种体液中都有硝酸盐，表2.1列出了人的体液中硝酸盐和亚硝酸盐的平均含量。

表2.1 人的体液中硝酸盐和亚硝酸盐的平均含量

硝酸盐（NO3mg·L-1） 亚硝酸盐（NO2 mg·L-1） 参考文献

血浆 1.22 0.19 Moshage等(1995) 尿液 60 0.18 Moshage等(1995) 脑脊髓液 0.47 0.02 Ikeda等（1995） 汗液 2.5 0.15 Weller等（1996） 唾液 1.4-12.4 2.3-5.5 胃汁 10 0.06

气管内分泌物 8.9 未检出 Grasemann等（1997,1998）

Hsu等（1997）

健康人空腹时脑脊髓液中的硝酸盐浓度比血浆中低，汗液中硝酸盐的浓度与血浆中相似，唾液和胃液中硝酸盐浓度比血浆中高，因为硝酸盐在唾液腺中 具有

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活跃的运输机制，气管内分泌物的硝酸盐浓度也较高。许多病理情况与血浆中硝酸盐浓度的增加有关。血浆中硝酸盐浓度的增加并不是暂时的，伴随整个过程。例如由于感染性肠胃炎引起的总结中硝酸盐浓度增加可持续几天。

3.讨论饮食中硝酸盐有无危害性

目前对饮食中硝酸盐主要有两种指责：引起婴儿高铁血红蛋白症的危险和可能引起成年人癌症发病率的增加。其他的还有一些看法，如增加胎儿死亡率的危险，增加先天性畸形的危险，有使甲状腺增大的倾向等等。

高铁血红蛋白的形成，是亚硝酸盐对哺乳动物包括人类的主要毒害效应之一。高铁血红蛋白症是非常罕见的情况，与亚硝酸盐相比，硝酸盐本身不具备将血红蛋白转化为高铁血红蛋白的能力。临床观察的高铁血红蛋白水平取决于硝酸盐的摄入量，由于高铁血红蛋白还原酶或NDAH细胞色素b5还原酶在婴儿出生后6个月之前，还没有完全被激活，所以婴儿是最容易受到高铁血红蛋白症伤害的人群。据报道，由饮食诱导的婴儿高铁血红蛋白症是争论饮食中硝酸盐有无毒害的核心。基本假设是硝酸盐被细菌转化为亚硝酸盐，然后亚硝酸盐引起高铁血红蛋白症。亚硝酸盐与氧血红蛋白的氧化作用遵循Kosaka方程，并且由于中间反应物的催化作用，能使氧化作用迅速完成（Kosaka和Tyuma，1987）。 氧血红蛋白与亚硝酸盐的反应方程式：

4HbO2 + 4NO2_ + 4H+ → 4Hb+ + 4NO3_ + O2 + 2H2O

(HbO2:氧血红蛋白 ； Hb:高铁血红蛋白)

另外，硝酸盐可能引起癌症发病率的增加。众所周知，当体内同时存在硝酸盐与胺时，将会形成致癌的亚硝基胺。但是，在实际摄取食物的条件下，体内亚硝基化作用是否足以对人类健康造成危险，仍是一个有争议的问题。总的来说，大量的有关硝酸盐流行病学研究没有阐明硝酸盐与人类癌症危险有关系，流行病学数据不能说明接触体外硝酸盐与人类致癌作用之间有直接关系。

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4.硝酸盐的有益作用

4.1硝酸盐的抗感染作用

饮食中硝酸盐在口腔和胃肠道中的抗感染作用是由于唾液腺把硝酸盐分泌在唾液中，而后转化成亚硝酸盐。人们很早就知道亚硝酸盐在酸性环境下能杀死细菌，大多数人胃中的PH为2.0左右，亚硝酸盐能极大地加强在酸性条件下杀死微生物的作用。亚硝酸盐在酸性条件下不稳定，转化成被认为可以作为消毒剂的一氧化氮，一氧化氮与过氧化物进一步反应，产生过氧化亚硝酸盐，它是一种能有效杀死微生物的化合物。硝酸盐是形成亚硝酸盐、一氧化氮、过氧化亚硝酸盐和其他氮氧化合物的根源，依据上述解释，饮食中硝酸盐的抗感染作用是间接的。

4.2饮食中的硝酸盐与胃癌

从1960到1985年的20多年中，人们一直关心饮食中硝酸盐可能有引发胃癌的危险。大量研究指出，多吃蔬菜和水果与大多数地区癌症危险的下降是一致的，而蔬菜中含有硝酸盐，虽然蔬菜中含有多种抗癌物质，但伴随着蔬菜量的增加而增加硝酸盐的摄取量，即使不具有普遍性，在一定程度上还是证明了硝酸盐不是引起胃癌的主要因素。

虽然对饮食中硝酸盐有益作用的研究不是全新的，但却是很有意义的，这一研究在不远的将来应该得到进一步发展，这种前景有利于更好地了解硝酸盐在胃肠道内的生理过程，可能在有传染性消化疾病、心血管疾病和癌症的地区使人们的健康得到改善。

5.总结和结论

1.硝酸盐是植物所需氮的主要来源，因而它是人类生命的基础。

2.硝酸盐是一种人类代谢产物，是一氧化氮等系列的最终产物，它促进并控制

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人类所有哺乳动物生命所必须的过程，因此硝酸盐在生物体中已存在数亿年。 3.硝酸盐能增加致癌物质N-亚硝基化合物的形成，所以理论上能把硝酸盐摄取与癌症联系起来。但是，流行病学的调查表明，二者并不存在必然联系，甚至表明硝酸盐具有一种保护作用。

4.在近几十年的时间里，由于一种不常见的但会引起致命的高铁血红蛋白症，人们对硝酸盐产生了恐惧。

5.硝酸盐与人类的健康息息相关，它在人类生活中扮演着至关重要的角色，所以我们应该更加的了解和认识到它的作用，并有效的利用其性质作用为人类服务。

7.参考文献

［德］尤·李比希著 刘更另 译 化学在农业和生理学上的应用 农业出版社 张咏，郝英群编著 农村环境保护 中国环境科学出版社 2003.3 ［美］Albert S.Matlack著 绿色化学导论 中国石化出版社 赵雪洪，竺丽英主编 生活中的化学 浙江大学出版

［法］JL`hirondel, J-L L`hirondel著 梁国庆，李书田 译 硝酸盐与人类健康 中国农业出版社2005.1

化学与健康.江元汝.北京：科学出版社，2008. 化学与健康.江元汝.北京：科学出版社，2008.

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吉林大学.武汉大学.南开大学.宋天佑.徐家宁等编.无机化学.北京：高等教育出版社.2010.4

化学与人类生活.柳一鸣.北京：化学工业出版社，2011.7.

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