山东省小品种蔬菜中铅镉含量和健康风险评估

来源:用户上传      作者:陈璐　李霞　李增梅　陈子雷　李腾　丁敏　郭栋梁　滕晶　邓立刚

　　摘要：为了评估山东省小品种蔬菜铅镉污染风险，在山东省内6个地市采集菠菜、细香葱、油麦菜、山药、大蒜、小茴香菜6种小品种蔬菜，对重金属铅、镉总量进行分析测试，并使用单因子指数法、內梅罗综合指数法和靶标系数法开展蔬菜重金属污染评价和健康风险评估。结果显示，6种小品种蔬菜中铅镉含量均低于GB2762—2012《食品安全国家标准 食品中污染物限量》中规定的限量;铅、镉含量在不同蔬菜中含量差异较大，叶菜类对铅的富集尤为明显。经评价，6种小品种蔬菜的铅镉污染程度均为安全，对人体的健康风险较低。
　　关键词：蔬菜;风险评估;重金属;铅;镉;山东省
　　中图分类号：S126文献标识号：A文章编号：1001-4942（2020）03-0125-04
　　AbstractTo evaluate the risks of lead and cadmium pollution in minority vegetable varieties in Shandong Province， the total contents of lead and cadmium of spinach， chives， lettuce， Chinese yam， garlic and cumin collected from six cities were detected， and the situation of heavy metal pollution and health risk were evaluated by single factor index， Nemerow index and target hazard quotient methods. The results showed that the total contents of lead and cadmium of the above vegetables were lower than the limit regulated by the National Food Safety Standards for Foods（GB2762-2012）. Moreover， the contents of lead and cadmium were significantly different among different vegetable varieties， and the enrichment of lead in leafy vegetables was particularly obvious. Therefore， the lead and cadmium pollution degrees of the six minority vegetable varieties were considered as safe，which had lower risk to people’s health.
　　KeywordsVegetables; Risk assessment; Heavy metal; Lead; Cadmium; Shandong Province
　　蔬菜是人們日常饮食中必不可少的食物之一，可提供人体所必需的多种维生素和矿物质等营养物质[1]。相较于常见的大宗蔬菜而言，小品种蔬菜种植规模相对较小，同时因其多样性、鲜食性、时令性、经济性、区域性特点更为突出，丰富了居民的菜篮子，调剂了人们的膳食结构[2，3]。铅、镉作为毒性较强的两种重金属主要通过呼吸道和消化道途径进入人体并产生全身性、多系统的危害，即使长期接触低浓度的铅、镉，由于重金属在人体的富集特性也会导致免疫、生殖、神经等系统的损害[4]。前人的研究大部分针对大宗蔬菜进行[5-7]，小品种蔬菜的重金属风险评估研究较少。因此研究小品种蔬菜重金属富集情况并对其进行风险评估有重要意义。
　　山东省是我国的蔬菜大省，蔬菜产业作为山东省农业的优势和支柱产业，一直以来对山东省的经济发展起着至关重要的作用。在山东省所有地级市中，潍坊市的蔬菜种植面积和产量均居全省首位，聊城、临沂、济南等地的蔬菜种植面积和产量也较大[8]。本研究结合山东省居民的实际膳食习惯，于2016年选取6种小品种蔬菜对其铅、镉污染程度进行分析，同时探讨了不同种类蔬菜的铅、镉富集规律，并使用单因子指数法、内梅罗综合指数法和靶标系数法开展小品种蔬菜重金属污染评价和健康风险评估，以期为山东省蔬菜产业健康发展提供数据参考。
　　1材料与方法
　　1.1样品采集
　　选取山东省的济南、潍坊、临沂、济宁、青岛、聊城6个地区的6种蔬菜（菠菜、细香葱、油麦菜、山药、大蒜、小茴香菜），选择超市、农贸市场、蔬菜批发市场为采样地点，分散多点采集。具体采样信息见表1。每个样点每种蔬菜随机抽取1 kg以上样品置于干净塑料袋中。尽快带回实验室用水洗净，晾干，匀浆，储于塑料盒中-20℃保存备用。
　　1.2仪器和试剂
　　BSA224S-CW天平（德国Sartorius）;MARS5 微波消解仪（美国CEM）;iCAP Qc电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS，美国Thermo Fisher）;VB24 plus赶酸仪（北京莱伯泰科）。痕量级硝酸（美国Thermo Fisher）;优级纯过氧化氢（国药）。
　　1.3测定方法
　　1.3.1样品消解称取样品2 g，准确到0.0001 g，置于聚四氟乙烯微波消解罐中，加入硝酸6 mL、过氧化氢2 mL，放置过夜，放入CEM MARS 5微波消解仪中消解样品。消解程序如下：用5 min升温至120℃，保持5 min;再用5 min升温至150℃，保持10 min;最后用5 min升温至190℃，保持20 min。待样品消解完全并冷却后取出，160℃赶酸至剩1 mL，转移至25 mL容量瓶中，用超纯水定容混匀，尽快上机检测。 　　1.3.2样品测定ICP-MS点火后，使用调谐溶液优化仪器各项参数，使仪器指标达到最佳工作状态，确认仪器处于正常稳定的状态。建立新的工作方法，采用在线内标校正外标法定量分析，选择待测元素及内标元素208Pb/209Bi和111Cd/114In，测定绘制标准曲线，同时采用GBW10047（GSB-25）胡萝卜和GBW10048（GSB-26）芹菜标准物质进行质量控制。
　　1.4评价方法
　　1.4.1单因子污染指数法按照Pi=Ci/Si计算污染指数，式中Pi为重金属i的污染指数，Ci为重金属i的实测浓度，Si为重金属i的评价标准。采用GB2762—2012《食品安全国家标准 食品中污染物限量》中的铅、镉限量评价标准，即：Pi≤1，表示蔬菜沒有遭到重金属污染;当Pi>1 时，表示蔬菜遭到重金属污染，且Pi值越大，表示蔬菜重金属污染越严重[9]。
　　1.4.2内梅罗综合指数法采用内梅罗综合指数（P综）法评估山东省小品种蔬菜中重金属含量，进行蔬菜品质的安全性评价，并利用P综值确定污染等级。内梅罗综合指数计算公式：
　　式中：P综为内梅罗综合污染指数;Pmax为蔬菜中重金属最大污染指数;Pave为蔬菜中各重金属污染指数的平均值。评价标准为P综≤0.7，蔬菜处于清洁安全状态;0.7<P综≤1，蔬菜尚安全（警戒线）;P综>1蔬菜已受污染[10]。
　　1.4.3靶标危害系数法[11]采用美国国家环保署提出的靶标危害系数（target hazard quotients，THQ）评价人体通过食用蔬菜摄取重金属对身体健康造成的风险。如果所得THQ值<1，表示蔬菜对暴露人群不存在明显的健康风险;THQ值越大，表明重金属对人体的健康风险越大。THQ计算公式如下：
　　2结果与分析
　　2.1小品种蔬菜中铅、镉含量
　　从山东6地市采集的6种小品种蔬菜中铅镉含量均低于《食品安全国家标准 食品中污染物限量》中的限量规定（表3）。同一元素在不同品种蔬菜中的含量存在差异，如Pb在小茴香菜中含量最高，平均值为0.101 mg/kg，而在大蒜中的含量平均值只有0.007 mg/kg;各种蔬菜中铅含量表现为小茴香菜>菠菜>油麦菜>山药>细香葱>大蒜，镉含量表现为大蒜>菠菜>油麦菜>小茴香菜>细香葱>山药。可见，6种蔬菜中，叶菜类铅含量较高，其次为根茎类蔬菜，鳞茎类蔬菜含量最低，而镉含量不同种类蔬菜中差别较小。
　　不同产地间同种蔬菜中同一元素含量也存在较大差异，这说明蔬菜对重金属的累积不仅与蔬菜种类有关，还受环境条件（土壤、水等）、栽培技术（化学品投入等）等其他因素的影响。
　　2.2不同种类蔬菜中重金属污染程度评价
　　采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对蔬菜重金属污染状况进行评价，结果见表4。所检测的6个小品种蔬菜样品中，从单因子污染指数来看，小茴香菜的Pb污染指数最高，其次为菠菜和细香葱，大蒜的最低;大蒜的Cd污染指数最高，达到0.460，山药的最小，仅为0.030。6种蔬菜的综合污染指数表现为大蒜>小茴香菜>油麦菜>菠菜>细香葱>山药，但都没有超过1，都处于安全级别。小茴香菜等叶菜类的铅镉含量高于其他类蔬菜，但综合污染指数却不高，这是由不同种类蔬菜评价标准值不同造成的，《食品安全国家标准 食品中污染物限量》规定：芸薹类蔬菜、叶菜类蔬菜Pb限量为0.3 mg/kg，豆类蔬菜、薯类限量为0.2 mg/kg，其他蔬菜限量为0.1 mg/kg。
　　2.3基于靶标危害系数的健康风险评估分析
　　由图1可见，6种蔬菜的THQ值均小于1，说明通过食用这几种蔬菜，铅镉元素对人体产生的健康风险较低。THQ值在不同蔬菜种类中差别较大，同一种蔬菜铅镉两种元素间的THQ值也存在明显差异。山东省6种小品种蔬菜中，小茴香菜中Pb的潜在风险较大（THQ=0.227），而大蒜中Cd的潜在风险最大（THQ=0.186）。叶菜类（小茴香菜、菠菜、油麦菜）铅的THQ值比其他种类蔬菜略高，这与张瑞宁[19]、侯心然[20]等的研究结果一致。
　　
　　3讨论与结论
　　从山东省6地市采集的菠菜、细香葱、油麦菜、小茴香菜、山药、大蒜6种蔬菜的铅镉含量全部低于《食品安全国家标准 食品中污染物限量》（GB2762—2012）所规定的限量值，铅镉污染处于安全范围内，经食用这6种小品种蔬菜途径摄入的 Pb、Cd对消费者健康造成危害的风险较低。
　　不同种类蔬菜中铅、镉含量差异较大，叶菜类对铅的富集尤为明显，且不同地区同种蔬菜中的差异也较大，这主要是由土壤、灌溉水、投入品的差异导致的。
　　用单因子污染指数对污染情况进行评价排序的结果与蔬菜单元素含量污染程度排序略有不同，这是因为蔬菜类别不同，污染物限量标准不同。
　　本研究未考虑砷、汞、铬等其他重金属的污染状况，而由多种重金属复合污染导致的潜在健康风险不容忽视。另外，本研究也未对两种重金属通过呼吸（空气暴露）、接触（皮肤暴露）、饮水等途径对人体的暴露风险进行评估。今后将从这两方面进行深入研究。同时，相关部门仍需加强蔬菜种植环境和蔬菜市场监管，以科学的方法指导蔬菜种植，保障人民健康。
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