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江西省蔬菜中重金属污染状况调查及评价

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概述
实验/设备条件
样品提取
实验/操作方法
实验结果/结论
仪器/耗材清单

摘要

    目的了解江西省市售蔬菜中重金属的污染状况,评估经蔬菜途径摄入重金属的健康风险。方法2012 - 2017年在全省范围内采集9 类蔬菜共1533 份,检测其铅、镉、砷、汞含量,采用单项污染指数及综合污染指数评价不同蔬菜中各重金属的污染状况,并对其健康风险进行评估。结果9 类蔬菜铅、镉、砷和汞的超标率分别为2. 22%、1. 40%、0. 35%和0. 91%,平均含量分别为0. 046、0. 022、0. 042 和0. 0015 mg /kg; 叶菜类铅、镉和汞的平均值和P95 值最高,其中小白菜/青菜污染较为严重。9 类蔬菜的单项和综合污染指数均处于安全、清洁水平; 居民日常经蔬菜摄入各重金属的健康风险处于可接受水平。结论江西省市售蔬菜总体上受重金属污染程度较轻,但部分蔬菜受铅和镉污染相对突出,应继续加强监测和控制。

关键词:蔬菜; 重金属; 污染; 评价


    随着人民群众健康意识的不断普及,市售蔬菜的消耗量也在不断增加,然而研究表明,蔬菜对土壤中的重金属具有一定的富集能力,并且可通过食物链进入人体给健康带来潜在的危害。铅、镉、汞、砷作为毒性较大的重金属元素,对人体多个器官和中Shu神经系统具有不同程度的危害。本文为了解江西省市售蔬菜中重金属的污染水平,分析其污染状况及分布特点,并对居民经蔬菜途径摄入的重金属开展健康风险评估。结果报告如下。


1.材料与方法

1.1 样本来源

    按照2012- 2017 年《江西省食品安全风险监测工作方案》的要求,采样地点覆盖江西省11 个设区市,采用随机抽样的方法选取有代表性的超市、农贸市场和批发市场,分季度采样,共采集9 类1533 份新鲜蔬菜。

1.2 仪器与试剂

    Agilent7700 电感耦合等离子体质谱仪( 美国安捷伦公司) ; MARS微波消解系统( 美国CEM 公司) ; Millipore - Q 超纯水机( 美国密理博公司) ; MS304S 电子天平( 梅特勒- 托利多公司) 。多元素混合标准溶液( 美国Hazards 公司,10 mg/L) ;Ge、In、Bi 内标液( 美国SPEX 公司,10 mg/L) ; GBW( E) 080124 汞单元素标准溶液( 中国计量科学研究院, 100 μg /mL) ; 硝酸( 德国Merck 公司,优级纯) 。

1.3 检测方法与质量控制

    蔬菜洗净泥沙、晾干,取可食部分匀浆备用。准确称取1. 0 ~ 1. 5 g 样品( 精确至0. 1 mg) 加入6 mL 硝酸并放置过夜,用微波消解仪消解彻底,于80℃ 加热赶去棕色气体并定容至25mL,同法做试剂空白实验,按国家食品安全风险监测工作手册中ICP - MS 方法测定样品中铅、镉、砷、汞含量,在线引入内标。

    质量控制: 实验中同时测定国家标准样品菠菜( GBW10015) 和芹菜( GBW10048) ,结果均在证书标准值范围内,并进行了加标回收试验,每批次至少10%的样品做平行双样测定,保证检测数据准确可靠。ICP - MS 在测定过程中每测定20个样品做1 个标准溶液回读,同时监测内标元素回收率。


1.4 重金属污染评价及标准
    参照限量标准的具体实施时间,以GB 2762 - 2012、GB2762 - 2017《食品中污染物限量》为判定标准。蔬菜重金属标准限量值分别为: 总砷≤0. 5 mg /kg,总汞≤0.01 mg /kg,镉≤0. 05 ~ 0. 2 mg /kg,铅≤0. 1 ~ 0. 3 mg /kg。在此基础上采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法进行评价。单因子污染指数法计算公式为: Pi= Ci /Si,式中Pi为样品中污染物i 的单项污染指数,Ci为样品中污染物i的实测值( mg /kg) ,Si为污染物i 的评价标准( mg /kg) 。内梅罗综合污染指数法计算公式为:

    式中,P综为综合污染指数,( Ci /Si)max为蔬菜重金属中污染指数最大值,( Ci /Si)ave为蔬菜重金属中污染指数算术平均值。蔬菜质量等级划分见表1。


1.5 人体健康风险评估

    铅、镉、汞、砷属于有阈值的化学危害物,对于人群的健康风险可以用摄入量与可耐受摄入量( PTWI 或PTMI) 比较进行风险描述。

    式中,EDIc为C 物质的实际日摄入量估计值,由ΣRiFi获得,Ri为化合物C 的残留水平,Fi为食品i的日消费量,本研究参考李筱薇报道的南方一区和江西省居民食物消费量数据,蔬菜人均日消费量为336 g; SIc为C 物质的安全摄入量; f 为校正因子,f = 7( SIc采用PTWI) 或f = 30( SIc采用PTMI); BW 为平均体重( 按60 kg 计算) 。铅、汞、砷的PTWI 值和镉的PTMI值均参考FAO/WHO 的相关规定。MOS≤1,该危害物对人体健康的风险是可以接受的; MOS> 1,该危害物对人体健康的风险超过了可以接受的限度,应采取适当的风险管理措施。


2.结果

2.1 蔬菜中重金属含量

    不同种类蔬菜中重金属含量差异较大,其中叶菜类的铅、镉和汞平均含量最高,分别为0. 074、0. 042、0.0021 mg /kg,而且其铅、镉和汞的P95 值也最高。茎类蔬菜的砷平均值最高( 0. 13mg /kg) ,其中一份芹菜砷含量为6. 7 mg /kg,超过国标限量值13. 4 倍。一份青菜和油麦菜的汞含量较高( 0. 084 和0. 068 mg /kg) ,分别为国标限量值的8. 4倍和6. 8 倍。叶菜类铅的检出率最高,茎类蔬菜镉的检出率最高,水生类蔬菜总砷和总汞检出率均最高。四种重金属总超标率依次为: 铅( 2. 22%) > 镉( 1.40%) > 汞( 0. 91%) > 砷( 0. 35%) ,除芸薹类,其他8 类蔬菜均存在不同程度的超标情况,砷超标的蔬菜主要是芹菜、扁豆和白菜等,汞超标的主要有韭菜、青菜、油麦菜、豇豆和生姜等。结果见表2。



    铅污染较严重的几种蔬菜见表3,其中生姜的铅含量最高,平均值、P95 和最大值分别为0. 18、1. 2 和1. 5 mg/kg,超标率为33. 3%; 其次为青菜( 0. 092mg /kg) 和油麦菜( 0. 090 mg /kg) ,其中一份青菜的铅含量为1. 7 mg /kg,是国标限量值的5. 7 倍; 水生蔬菜中藕的铅含量较高,最大值为0. 44 mg /kg,是国标限量值的4. 4 倍。



    由表4 可知,不同蔬菜镉污染程度略有差异,韭菜、茄子、生姜、藕以及青菜的镉超标率较高,其中小白菜/青菜的镉含量最高,平均值、P95 和最大值分别为0. 057、0. 20 和0. 51mg /kg,最大值为国标限量值的2. 5 倍; 其次为生姜,平均值、P95 和最大值分别为0. 052、0.16 和0. 37 mg /kg,超标率为9. 09%; 韭菜镉含量最高为0. 16 mg /kg,是国标限量值的3. 2 倍; 茄子中镉P95 和最大值分别为0.065 和0. 074 mg /kg,超标率为7. 14%。



2.2 重金属的污染程度

9类蔬菜中铅单项污染指数最高的为块根类( 0.62) ,其次是水生类( 0. 42) 和茎类( 0. 38 ); 镉较高的为鳞茎类( 0. 34 ) 、茄果类( 0. 32)和茎类( 0. 30) ; 茎类蔬菜中砷单项污染指数( 0.26) 明显高于其他类; 汞较高的为叶菜类( 0. 21)和块根类( 0. 18 ) 。块根类综合污染指数最高( 0. 48) 。各单项和综合污染指数评价均为安全、清洁。结果见表5。


2.3 居民经蔬菜摄入重金属的人体健康风险

2.3. 1 重金属的暴露评估

9类蔬菜中重金属的MOS 值均小于1,表明江西省居民日常经蔬菜摄入铅、镉、汞、砷的健康风险处于可接受水平。值得说明的是本文以日常蔬菜为唯一暴露途径与来源,实际消费人群的膳食结构复杂多样,例如作为江西省居民主食的大米也是重金属膳食暴露风险的主要贡献者之一。对日人均摄入量比较,铅的摄入量最高( 0. 015mg) 。具体结果见表6。


3.讨论

    由于化学物质的广泛使用导致环境污染日益严重,我国很多城市监测的蔬菜中重金属污染较为严重。2017 年重庆城区市售蔬菜受铅污染问题较为突出,超标率为51. 2%; 2013 - 2014 年广东省基地蔬菜以铅和镉污染为主,超标率分别为5. 2% 和6. 2%; 2012 ~ 2016 年云南省监测的茎类蔬菜中铅超标率最高为15. 14%; 2013 年兰州市监测的叶菜类蔬菜中5 种重金属的含量较高; 安顺市城郊零散蔬菜中铅、超标率较高。江西省9 类蔬菜中铅、镉、砷和汞的超标率分别为2. 22%、1. 40%、0. 35%和0. 91%,除芸薹类,其他8 类蔬菜均存在不同程度的超标,铅、镉是主要的重金属污染物,该结果与我国一些地区接近。与我省2010 年监测结果相比,蔬菜铅的超标率有所下降,但镉和汞的平均含量有所升高,因此,有必要持续监测蔬菜中重金属污染情况。本研究显示有部分蔬菜受重金属污染较为严重,叶菜类铅、镉和汞平均含量均处于较高水平,韭菜、青菜、油麦菜、辣椒、藕和生姜等受铅污染较为严重,均存在不同程度的超标样品; 镉超标率较高的有韭菜、茄子、青菜以及藕,研究结果与国内相关报道较一致。本研究发现水生蔬菜中莲藕受铅和镉污染较严重,可能与种植的水质或淤泥受到重金属污染有关。

    暴露评估结果表明,9类蔬菜中重金属的MOS 值均小于1,提示江西省居民日常经蔬菜摄入铅、镉、汞、砷的健康风险处于可接受水平。同时本次采用的评估方法和评估结果也存在一定的局限性: 居民膳食消费量采用了2012 年李筱薇报道的江西省居民膳食消费量数据,随着时间的推移,居民对蔬菜的消费量会存在一定的变化。同时以成人的平均体重( 60kg) 来计算,没有覆盖到不同年龄段、不同体重的人群。本研究仅限于经蔬菜途径的重金属暴露量评估,其他膳食食物也是重金属暴露风险的主要贡献者。因此,评估结果可能存在一定的不确定性,今后还需要进一步完善模型以期开展更加系统化的研究。


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