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這是毒還是藥?先搞懂「每日容許攝取量」和「最大殘留安全容許量」吧!

本文由行政院環境保護署毒物及化學物質局委託,泛科學企劃執行

撰文/陳亭瑋│自由寫手

第一次世界大戰一個重病患者接受治療。圖/K.u.k. Kriegspressequartier, Lichtbildstelle – Wien @Wikimedia Commons, CC BY 1.0

無可避免的「殘酷二選一」

橫掃全世界的傳染病瘧疾,惡名昭彰的毒藥滴滴涕(又稱迪迪替,學名雙對氯苯基三氯乙烷Dichloro-Diphenyl-Trichloroethane, DDT),逗幾?

2014 年比爾‧蓋茲發布一項統計,造成最多人類死亡的動物排名第一是「蚊子」,每年造成 72.5 萬人死亡,其中 60 萬人死於瘧疾[1]。從 1955 年開始的根除瘧疾計畫,使用了 DDT 這種在 20 世紀上半葉非常重要的農藥和殺蟲劑,並在許多國家(包括臺灣)成效顯著。但 DDT 不但有急性毒性,長期使用還具有潛在的基因毒性、干擾內分泌作用,甚至被列為 2A 類致癌物質,即可能使人致癌(Probably carcinogenic to humans)。

DDT 已經被大多數已開發國家禁用,但最近在非洲肆虐的瘧疾又再度引發爭議:我們是否應該在對抗瘧疾的戰爭中重啟使用 DDT?

微量就可以致人於死的超級毒素,與會致癌的亞硝酸鹽,逗幾?

日常食用的香腸、臘肉等能夠長期保存的肉類製品,由於肉品內部環境很容易滋生肉毒桿菌、產生肉毒桿素 ── 已知對人類毒性最強的毒素,只需要 1 克就能夠毒死一百萬人 ── 因此,香腸最常使用的添加物為亞硝酸鹽,主要功能之一便是抑制肉毒桿菌滋生。但是過量的亞硝酸鹽會導致急性後天變形血紅素症,嚴重時可能造成窒息而致命;更甚者,亞硝酸鹽若碰到二級胺可能會產生致癌物質亞硝胺(Nitrosamines),一種經動物實驗結果顯示會導致腫瘤的致癌物質。

那麼,午餐的香腸臘肉就是在肉毒桿菌素與亞硝酸鹽中二選一賭命嗎?我們為什麼還傻傻繼續吃下去?

香腸最常使用的添加物是亞硝酸鹽,有抑制肉毒桿菌滋生的功能。圖/schuetz-mediendesign @Pixabay, CC0

不需要的殘酷二選一:毒即是藥,藥即是毒?

大家有沒有發現,前段兩個敘述都刻意省略了一個很重要的資訊:DDT 與亞硝酸鹽會導致中毒的「劑量」。如果加入這個重要資訊,其實我們面臨的選項並非「殘酷二選一」,而是「人類可以在怎樣的劑量下,有效運用這個物質?」

討論「有毒物質」時有一個非常重要的概念:「所有的物質都有毒性,只要使用的劑量正確,再恐怖的毒藥都可以成為仙丹。」舉例來說,維繫生命的必須物質「水」,喝太多也會造成水中毒;即使是屬於劇毒的肉毒桿菌素,近年來也被廣泛應用於醫美微整容以處理皺紋。而像 DDT 或硝酸鹽這種毒性較高的物質,選擇完全不使用,也可能出現相當沉重的代價(如前述的瘧疾或是食品中的肉毒桿菌);只要劑量低於會導致不良反應(如中毒)的劑量,「殘酷二選一」其實並不存在[2]。

 

由動物實驗得來的「無明顯不良反應劑量」

在日常生活中,無論如何都難免直接或間接接觸食物添加劑、農藥、殺蟲劑等潛在有毒物質,想要妥善運用,首先得找出不會導致中毒的劑量。這部分多由動物實驗中獲得「無明顯不良反應劑量(中文又稱無可見有害作用劑量, No-Observed-Adverse-Effect-Level, NOAEL)」,意思是在動物實驗中,統計上「未觀察到任何不良反應」的最大劑量。

以亞硝酸鹽來說,「無明顯不良反應劑量」的單位是每天每公斤體重所能攝取的毫克數(mg/kg body weight per day),從以下列表可以發現每種動物的敏感度不同,如鱒魚的 0.1、狗的 2.6、兔子的 4.5 到貓的 23、雞的 25。獲得「無明顯不良反應劑量」後,再除以安全係數(通常是 100,考慮到人跟動物很可能敏感度不同),將會得到「每日容許攝取量(ADI)」。

 

每天攝取也不會有壞影響的「每日容許攝取量」

接下來,科學家們會根據動物實驗,計算出即使每天攝取,也不會對健康造成影響的量:每日容許攝取量(Acceptable Daily Intake, ADI)。這個數值將作為政府單位設置管制的起始標準,如 WHO 針對硝酸鹽及亞硝酸鹽提出的每日攝取安全容許量硝酸鹽為 0~3.7,亞硝酸鹽則為 0~0.07(單位皆為 mg/kg body weight/day)[3]。

但是,人們不會只有「加工肉品」這麼一個亞硝酸鹽的來源,如果我今天經營香腸工廠,又該怎麼算出香腸中應含有多少亞硝酸鹽才是合理的呢?別擔心,政府的管理單位會根據 ADI,再因地制宜計算出各日常產品的限量濃度,此階段會因為各地的飲食習慣、加工需求不同而會有所變動。如歐盟針對硝酸鹽殘留,乳酪限制為 50ppm 以下,醃製肉品則限制為 250ppm 以下;美國煙燻肉類硝酸鹽殘留則限制為 500ppm。

圖片來源:「食安基本功」講座陳宏彰老師簡報

作為行政執法依據的「最大殘留容許量」

針對非刻意添加的殘留物如農藥、飼料殘留等,政府單位也會設定一個「最大殘留容許量(MRL)」作為執法標準,這個標準並非「超過就會中毒」,而是提供給廠商一個「超過就會受罰」的標準。

最大殘留容許量的設定,除了參考前述的每日容許攝取量,還要考量到飲食習慣、田間農藥測試結果、國際組織標準等,才能決定出本國執法的劑量。值得注意的是,MRL 會依據一般飲食習慣設定,每日的「總曝露量」遠低於經實驗與計算而得的 ADI,因此驗出超標的產品也不見得就很危險、或劑量絕對多到會導致中毒,只是代表在法律的標準底下是不被接受的,超標廠商將受到懲罰。

以前面提到的 DDT 為例,DDT 在 WHO 的「每日容許攝取量」為 0.01(mg/kg body weight per day),而臺灣與美國均於 1970 年代禁止使用 DDT,但仍有部分國家繼續採用。聯合國食品法典委員會(Codex)針對 DDT 設定的建議 MRL 於穀類、雞蛋均為 0.1mg/kg,肉品為 5mg/kg,乳製品為 0.02mg/kg;而臺灣全面禁止使用 DDT 的緣故,對於 DDT 的限制均為不得驗出,其實是比某些國際標準來的嚴苛。

要針對日常生活中可能出現的「毒物」進行管理,「每日容許攝取量」與「最大容許殘留量」是非常重要的兩大概念,兩者均是在毒物學的原理底下計算出的管制劑量,應建立在科學證據上。而正因為如此,隨著相關研究以及檢測方法的進步、新的研究發現,這些法規數字也需要隨時間調整,使參考依據能夠符合最新的研究結果。

未來,「每日容許攝取量」與「最大容許殘留量」如果再有調整,其實只需要判斷是否符合最新科學證據,不需要太大驚小怪啦。

 

註解
[1] 這一點 1895 年來臺灣打乙未戰爭的日本軍隊應該相當感同身受:當年正規軍約三萬七千人的兵力,病死了超過四千人,至少是戰死人數的 3 倍。臺灣作為瘧疾的疫區,一直到 1955 年全球 66 個國家展開根除瘧疾計畫,1956 年全台噴灑噴灑 DDT,1964 年 11月才由世界衛生組織認定臺灣撲滅瘧疾成功。乙末戰爭的日軍戰死人數從 164 人到 1436 人皆有人主張;但日軍病死的比戰死的多很多這點是共識。

[2] DDT 另外由於在環境中代謝緩慢、次級代謝物 DDE 會長期殘留在環境中,有環境賀爾蒙的作用,並且對於鳥類與魚類毒性較強,被認為是會影響生態系的藥物不被鼓勵使用;但由於第三世界國家目前尚缺乏有效對抗瘧疾的方法,亦有人主張應開放 DDT 作為消除瘧疾之用。

[3]此數值由聯合國糧農組織/世界衛生組織聯合食品添加物專家委員會(Joint FAO/WHO Experts Committee on Food Additives, JECFA)提出,不適用於 3 個月以下的嬰兒。

參考資料

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關於作者

行政院環境保護署毒物及化學物質局

行政院環境保護署毒物及化學物質局,落實毒物及化學物質之源頭管理及勾稽查核,從源頭預防管控食安風險,追蹤有害化學物質,維護國民健康。 網站:https://www.tcsb.gov.tw/