食用菌重金屬污染對人體的健康風險分析

劉燁潼 陳秋生 張強 殷萍 孟兆芳

摘要：對天津市食用菌中重金屬水平進行了調查，評價其污染程度，并通過經食用菌途徑重金屬暴露接觸對人體的健康風險進行系統評價。結果表明，食用菌中鉛、鎘、砷、汞含量分別為0.005～0.910 mg/kg、0.004～0.690 mg/kg、0.002～0.110 mg/kg、未檢出～0.087 mg/kg。所采集的食用菌中鉛、鎘、砷、汞的含量均低于《GB 7096-2003食用菌衛生標準》和《NY 5095-2006無公害食品食用菌》的限量值，表明天津市場大型超市和食用菌生產基地的食用菌總體水平是安全的。重金屬暴露接觸對人體的健康風險評估結果表明，4種重金屬元素鉛、鎘、砷、汞的靶標危害指數（THQ）值均低于1，即經食用菌途徑攝入的鉛、鎘、砷、汞對天津市居民的健康風險比較低。但是THQ兒童>THQ成人，表明兒童經食用菌暴露途徑攝入重金屬的潛在健康風險較高。

關鍵詞：食用菌;重金屬;健康風險評價;污染評價

中圖分類號：S646 ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ?文章編號：0439-8114（2015）02-0440-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.02.047

Assessing Health Risk of Heavy Metals in Mushroom

LIU Ye-tong1，2，CHEN Qiu-sheng1，2，ZHANG Qiang1，2，YIN Ping1，2，MENG Zhao-fang1，2

[1. Tianjin Institute of Agricultural Quality Standard and Testing Technology Research， Tianjin ?300381， China; 2. Laboratory of Quality & Safety Risk Assessment for Agro-products （Tianjin）， Ministry of Agriculture， Tianjin ?300381，China]

Abstract： A systematic survey of Pb， Cd， As and Hg in mushrooms in Tianjin and the possible health risks of local inhabitants consuming of mushroom were analyzed based on target hazard quotients （THQ） and pollution index. The results showed that the contents of Pb， Cd， As and Hg in mushroom were 0.005～0.910 mg/kg， 0.004～0.690 mg/kg， 0.002 5～0.110 0 mg/kg and ND～0.087 mg/kg， below the threshold levels of China Quality Standard for mushrooms（GB 7096-2003 and NY 5095-2006）. The available edible mushrooms at supermarkets and in growing areas of Tianjin were generally safe. The health risks associated with heavy metal were assessed based on the target hazard quotients （THQ） of four heavy metals in mushrooms. All the THQ were less than 1， indicating that the local inhabitants had a relatively low potential of health risk by intaking heavy metals via consumption of these mushrooms. THQchildren>THQadult indicated that health risks for children caused by heavy metals were bigger than that for adults.

Key words：mushroom; heavy metal; health risk assessment; pollution evaluation

食用菌自古以來被稱為山珍，其味道鮮美，富含蛋白質、氨基酸、多糖等功能性營養成分，具有藥用保健價值，被聯合國推薦為21世紀的健康食品。近年來中國食用菌產業發展迅速，目前產量和消費量均居世界首位。隨著人們對農產品質量安全的重視，食用菌的質量安全問題，特別是重金屬污染導致的安全問題引起了人們的廣泛關注。研究表明，食用菌富集重金屬的能力高于一般作物，再加上產地環境的不斷惡化和基質材料的濫用，食用菌中重金屬污染問題越來越突出[1]。因此，開展食用菌重金屬污染狀況的調查并對其安全進行評價具有重要的現實意義。

近幾年，北京、四川、江蘇、浙江、廣州等省市對市場銷售的主要食用菌進行了重金屬污染調查與評價[2-6]，結果表明，不少地區存在食用菌重金屬超標。近年來，天津市的食用菌產業得到了迅猛的發展，市民對食用菌的消費也日漸增加，但是天津市流通領域的食用菌重金屬元素含量狀況如何，是否對人體存在健康風險，目前尚缺乏相關文獻資料。為了全面了解天津市食用菌的質量狀況，于2012年6～9月采集了天津市部分大型超市銷售的食用菌以及天津市部分食用菌生產基地的食用菌樣品，分析了鉛、鎘、砷、汞的污染水平，并采用靶標危害指數法（Tanget hazand quotients，THQ）評價食用菌中重金屬對人體的健康風險，以期為相關決策和標準制定提供參考。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料

采集食用菌品種主要以香菇、平菇、金針菇、茶樹菇、杏鮑菇、白玉菇等消費量較大的品種為主，采樣地點集中在規模化基地、農貿市場以及大型超市等，采用隨機取樣的方法。本次調查共采集樣品70份（表1），采集的食用菌樣品使用清潔食品袋保存，避免樣品間交叉污染。

1.2 ?方法

食用菌樣品經去除殘留基質和雜質后，用自來水沖洗干凈，再用去離子水沖洗3遍，擦凈晾干后，切碎混勻取樣。重金屬測定方法均采用國家標準方法，其中鉛采用GB 5009.12-2010[7]，鎘采用GB/T 5009.15-2003[8]，砷采用GB/T 5009.11-2003[9]，汞采用GB/T 5009.17-2003[10]。測試過程中插入國家一級標準物質茶葉（GBW10016）和菠菜（GBW10015）以進行分析質量控制，質控樣品測定值均需在規定要求范圍內。

1.3 ?重金屬污染評價標準

食用菌重金屬的安全性評價標準以《GB 7096-2003食用菌衛生標準》[11]、《NY 5095-2006無公害食品食用菌》[12]、《NY 5247-2004無公害食品茶樹菇》[13]和《GB/T 19087-2008 地理標志產品慶元香菇》[14]為評價依據。

1.4 ?重金屬接觸人體健康風險評價方法

（1）重金屬的日人均攝入量與食物中重金屬的含量和對應食物的消耗量有關。經食用菌攝入重金屬量采用日人均攝入量（Daily intake，DI）來計算。公式表達如下：

DI=FIR×C ? ? ? ? ? ? ? ?（1）

式中：FIR為食用菌消耗量，C為本次調查食用菌中重金屬含量平均值。

（2）靶標危害系數方法（Target hazard quotients，THQ）是一種用于評估人體通過食物攝取重金屬風險評估方法，該方法假定污染物吸收劑量等于攝取劑量，以測定的人體攝入污染物劑量與參考劑量的比值作為評價標準，如果該值小于1，則說明暴露人群沒有明顯的健康風險，反之，則存在健康風險。THQ計算公式如下：

THQ=■×10-3 ? ? （2）

式中：EF為暴露頻率（365 d/a），ED為暴露區間（70a），FIR為食物攝入率（g/d），C為食物的重金屬含量（mg/kg，采用本次調查測得的各類食用菌的重金屬含量平均值），RFD為參比劑量（mg/kg/d），WAB為人體平均體重（kg），TA為非致癌性平均暴露時間（365 d/a×暴露年數，本研究中假定為70年）。

2 ?結果與分析

2.1 ?食用菌中有害重金屬含量分析

采集的食用菌樣品中重金屬含量結果見表2，由表可知，全部樣品中均檢出Pb、Cd、As，部分樣品檢出Hg，檢出率為86.5%。總體上看，樣品子實體中有害重金屬的平均含量為Pb>Cd>As>Hg，其含量均低于《GB 7096-2003食用菌衛生標準》和《NY 5095-2006無公害食品 食用菌》限量，總體上安全，但部分樣品的重金屬接近限量值，值得關注。

另外，同一種重金屬在不同食用菌中含量差異較大。如Pb在茶樹菇中平均含量最高為0.350 mg/kg，而在平菇中平均含量為0.077 mg/kg，在真姬菇中平均含量為0.022 mg/kg，菌種之間含量差異顯著，說明不同品種的食用菌對重金屬的富集能力差別很大。此外，同品種食用菌中同一元素含量的差異也較大，如香菇中Cd的含量范圍為0.037～0.180 mg/kg，變異系數為89.3%，Pb的含量范圍為0.011～0.270 mg/kg，變異系數達到106%，進一步說明食用菌對重金屬的累積不僅與食用菌品種有關，而且還受到環境條件、栽培技術等其他因素的影響。通過分析各重金屬的總變異系數，發現其變異系數依次為Pb>Cd>As>Hg，其中Pb、Cd、As的變異系數均接近或超過了100%，說明其含量受食用菌品種和栽培環境的影響很大。

2.2 ?食用菌重金屬污染評價

我國食用菌重金屬污染的主要評價標準見表3，由表3可知，除Cd外，其余3種重金屬限量是相同的。其中香菇參照《NY 5095-2006無公害食品 食用菌》與《GB/T 19087-2008 地理標志產品 慶元香菇》的限量要求一致。本次調查結果均低于限量值，說明天津市食用菌總體情況是安全的。

聯合國糧農組織/世界衛生組織（FAO/WHO）聯合食品添加劑專家委員會（JECFA）規定Pb、Cd、As、Hg的人體每周允許攝入量分別為50，7，15， 5 μg/kg[15]。按天津市成人平均體重55.9 kg計算[16]，每周攝入重金屬的允許量分別為2.80 mg（Pb）﹑0.391 mg（Cd）﹑0. 838 mg（As）﹑0. 280 mg （Hg）。假定人均食用菌的攝取量為每周1 kg（鮮重），每人每周攝入重金屬的平均量為0.10 mg的Pb（占允許量的3.6%）;0.094 mg的Cd（占允許量的24%）;0.026 mg的As（占允許量的3.1%）;0.017 mg的Hg（占允許量的6.1%），總體基本安全，但也可以看出，鎘含量最高，攝入量所占比率也是最高的，應當引起重視。

2.3 ?食用菌途徑攝入重金屬的人體健康風險分析

采用靶標危害系數法對經食用菌途徑攝入重金屬對人體健康產生的危害風險進行分析，公式（2）中各項參數的取值及數據來源見表4。其中，食用菌攝入率（FIR）為估計值，假設食用菌攝入量占蔬菜攝入量的50%。以此為依據，計算天津市居民（成人、兒童）通過食用菌途徑進入人體重金屬Pb、Cd、As和Hg的THQ值見表5。由表可知，單一重金屬的THQ大小為：Cd>As>Hg>Pb，說明Cd對人體健康產生危害的風險最大。但4種重金屬元素的THQ值均低于1，說明經食用菌途徑攝入的Pb、Cd、As和Hg對當地居民的身體健康產生危害的風險較低。雖然兒童攝入的重金屬總量低于成人，但從計算結果可以看出兒童攝入Pb、Cd、As和Hg的THQ值均高于成人，說明通過食用菌攝入重金屬對兒童的健康風險要大于成人。

3 ?討論

總體上看，天津市流通領域食用菌中的Pb、Cd、As和Hg含量均低于國家高低標準限量值，總體質量安全，其樣品中的平均含量為Pb>Cd>As>Hg，與北京市食用菌重金屬含量調查結果一致[2]。另外，測定樣品中的重金屬在不同食用菌中含量差異較大，且在同品種食用菌中的差異也較大，其變異系數依次為Pb>Cd>As>Hg，其中Pb、Cd和As的變異系數均接近或超過了100%，表明食用菌具有富集重金屬的特性，并且不同的品種對重金屬的富集能力存在一定的差異，同一品種可能由于產地、栽培上的差異導致重金屬含量差異較大。早期研究表明[19]，食用菌較植物更易富集重金屬，重金屬主要來源于生長基質。隨著食用菌栽培數量的急劇增加，人工栽培食用菌所用的主要原料已從單純使用木屑、段木等原料轉向農副產品甚至工業廢料。據報道[20，21]諸如棉子殼、稻草、廢棉、野草、桑枝、甘蔗渣、甜菜渣、花生殼、葵花子殼、樹根、礱糠、酒糟和檸檬酸廢液，甚至有毒的工農業副產品如廢紙漿、煙草莖桿等也都在嘗試之列。由于木本植物對重金屬有一定的吸收積累作用，使積累的重金屬污染物不會短期內釋放到環境中，可經過木屑進入食用菌的基質。由此可見，基質中重金屬的含量顯著影響了食用菌產品中的重金屬含量，因此在食用菌生產過程中應控制好培養基及其生長環境中的重金屬含量，這應是減少食用菌重金屬富集污染的有效途徑。

通過假定每周人均食用菌攝入量，計算天津市居民每周通過食用菌途徑攝入的重金屬含量，結果表明，每周攝入重金屬的量低于JECFA規定的Pb、Cd、As、Hg的人體每周允許攝入量，總體是安全的。但鎘攝入比率最高，占允許量的24%，應當引起重視。由于多數食用菌具有富集鎘能力，所以食用菌中的鎘污染已成為食用菌進入流通領域的限制性因素。因此，通過研究食用菌中鎘的富集規律，制定相應的控制方法將是今后的研究方向之一。

重金屬暴露接觸對人體的健康風險評價結果表明，單一重金屬的THQ大小為：Cd>As>Hg>Pb，說明Cd對人體的健康風險最大，這與浙江、北京、四川的報道一致。單一重金屬的THQ值均低于1，說明經食用菌途徑攝入的Pb、Cd、As和Hg未對天津市民健康構成危害，但多種重金屬復合污染導致的潛在健康風險卻不容忽視，通過計算得出成人和兒童食用食用菌中重金屬的THQ值分別為0.639和0.838，接近于限定值1，明顯高于單一重金屬，應引起注意。另外，本調查只研究了經食用菌攝入的重金屬，盡管DI未超出人體每周允許攝入量，THQ值也低于限定值1，但人體通過食物攝入重金屬的途徑不僅僅是食用菌，還包括蔬菜、水果、肉制品等途徑，因此重金屬的健康風險仍然較大。另外，通過比對成人和兒童的THQ值，發現兒童的食用菌攝入量雖低于成人，但兒童因攝入食用菌導致的重金屬健康風險明顯高于成人，兒童更易遭受重金屬的暴露風險，因此后續研究應關注重金屬對不同人群健康的影響。同時，通過THQ的計算公式可以看出，在所有參數中對THQ值影響最大的參數分別為FIR和C，也就是食用菌的消耗量和食用菌中重金屬的含量，即人均攝入量DI。

隨著人們生活水平的提高，食用菌的消耗量必將增加。從食用菌培養基質、生產環境等方面進行控制，減少食用菌中重金屬的來源將是控制食用菌中重金屬的有效途徑。因此，后期研究將圍繞食用菌中重金屬的殘留控制技術展開，以期能夠降低消費者的重金屬暴露水平，控制由重金屬產生的健康風險。

參考文獻：

[1] DEMIRBAS A. Levels of trace element in the fruit bodies of mushroom growing in the East Black Sea region[J]. Energy Education Science & Technology， 2006，7（2）： 67-81.

[2] 賈 ?彥.北京市食用菌重金屬含量調查與風險評價[D].北京中國農業大學，2007.

[3] 陳 ?黎，劉 ?俊，張 ?璐，等.四川地區食用菌中7種重金屬含量測定及污染評價[J].食品科學，2010，31（16）：220-224.

[4] 李優琴，吳素玲，黃 ?娟，等.江蘇市Q場食用菌重金屬、農藥污染狀況及評價[J].江蘇農業學報，2010，26（6）：1391-1394.

[5] 徐麗紅，張永志，王鋼軍，等.浙江省食用茵質量安全現狀調查研究[J].農業環境科學學報，2007，26（Z）：679-685.

[6] 邵滿超，陳城超，陳 ?康，等.廣州市石牌市場食用菌重金屬含量及評價[J].安徽農業科學，2010，38（23）：12673-12675.

[7] GB 5009.12-2010，食品國家安全標準食品中鉛的測定[S].

[8] GB/T 5009.15-2003，食品中鎘的測定[S].

[9] GB/T 5009.11-2003，食品中總砷及無機砷的測定[S].

[10] GB/T 5009.17-2003，食品中總汞及有機汞的測定[S].

[11] GB 7096-2003，食用菌衛生標準[S].

[12] NY 5095-2006，無公害食品食用菌[S].

[13] NY 5247-2004，無公害食品茶樹菇[S].

[14] GB/T 19087-2008，地理標志產品慶元香菇[S].

[15] PASTORELLIA A A，BALDINIA M， STACCHINIA P， et al. Human exposure to lead， cadmium and mercury through fish and seafood product consumption in Italy： a pilot evaluation [J]. Food Additives & Contaminants： Part A， 2012， 29（12）：1913-1921.

[16] WANG X L， SATO T， XING B S， et al. Health risks of heavy metals to the general public in Tianjin， China via consumption of vegetables and fish[J]. Science of the Total Environment， 2005，350（1）：28-37.

[17] US EPA. Integrated Risk Information System[EB/OL]. http：//www.epa.gov/iris/subst.

[18] WANG Y C， MQIAO， LIU Y X， et al. Health risk assessment of heavy metals in soils and vegetables from wastewater irrigated area， Beijing-Tianjin city cluster， China[J]. Journal of Environmental Sciences， 2012， 24（4）： 690-698.

[19] 黃晨陽，張金霞.食用菌重金屬富集研究進展[J].中國食用菌，2003，23（4）：7-9.

[20] 徐麗紅，陳俏彪，葉長文，等.食用菌對培養基中有害重金屬的吸收富集規律研究[J].農業環境科學學報，2005，24（Z）：42-47.

[21] 朱華玲，班立桐，徐曉萍，等.利用食用菌生產循環利用農業有機廢棄物[J].天津農業科學，2012，18（2）：106-110.