延邊朝鮮族自治州市售稻米Pb·Cd含量及其健康風險

王 恒，崔滌塵，常文越，張靜靜

(1.沈陽環境科學研究院，遼寧沈陽 110169；2.中國科學院東北地理與農業生態研究所，吉林長春 130102)

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延邊朝鮮族自治州市售稻米Pb·Cd含量及其健康風險

王 恒1，2，崔滌塵1，常文越1，張靜靜2

(1.沈陽環境科學研究院，遼寧沈陽 110169；2.中國科學院東北地理與農業生態研究所，吉林長春 130102)

[目的]評價吉林省延邊朝鮮族自治州市售稻米Pb、Cd含量及其對人體健康的影響，探討當地居民食用稻米安全性。[方法]在延邊州8個市隨機購買80份粳稻精米，采用石墨爐原子吸收法(GF-AAS)測定稻米樣品中的Pb 和 Cd 含量，并以食品中重金屬Pb、Cd每月可耐受攝入量(PTMI)為標準，運用暴露模型進行健康風險評價。[結果]延邊州稻米中重金屬Pb、Cd含量平均值分別為0.13和0.04 mg/kg，有10%的稻米樣品重金屬Pb含量超過《食品安全國家標準-食品中污染物限量》(GB2762—2012)限值。延邊州敦化、安圖、和龍、龍井、圖們5市市售稻米中存在一定比例的重金屬Pb污染。延邊州市售稻米樣品中Pb、Cd的HQ值均小于1，表明此次所檢測的延邊州市售稻米樣品對居民沒有健康風險。[結論]延邊州市售部分稻米已出現重金屬Pb污染，未出現重金屬Cd污染，延邊州居民通過稻米攝入的重金屬Pb、Cd不會對其健康構成明顯危害。

稻米；Pb；Cd；健康風險；食品安全

我國是世界上水稻總產量最高的國家，據統計，2011年我國稻谷產量為2.01×108t，稻谷總產量排名世界第一[1]。在我國的飲食結構中，稻米是城鄉居民日常消費主要糧食品種，年食用消費量在1.72×108t左右。水稻容易吸收并積累土壤中的重金屬，通過食物鏈進入人體，對人體健康產生危害，稻米攝入成為居民重金屬暴露的一項主要途徑。研究表明，長期食用受重金屬污染的大米，容易導致重金屬慢性中毒[2]。

早在2002年，農業部稻米及制品質量監督檢驗測試中心對全國市場稻米進行安全性抽檢。結果顯示，稻米中超標重金屬最嚴重的是鉛，超標率28.4%，其次是鎘，超標率10.3%[3]。近年來，湖南、四川、遼寧、廣西、廣東、江西等地陸續出現大米重金屬污染相關報道，并有相應人體重金屬中毒癥狀出現。稻米重金屬污染已經引起社會的廣泛重視，甚至有地區出臺大米檢測報告中要將重金屬列為必檢項目，沒有重金屬檢驗合格證明，不得采購和銷售的相關規定。吉林省是我國糧食主產區之一，水稻又是其糧食主要種植作物，延邊朝鮮族自治州城鄉居民糧食消費以稻米為主，且延邊州水稻產地土壤已經有重金屬污染出現[4]。因此，有必要對延邊州市售稻米Pb和Cd含量情況及人體攝入的健康風險進行評估。

1　材料與方法

1.1材料在吉林省延邊朝鮮族自治州各地市場上隨機購買 80個稻米樣品，每個稻米樣品 1.0 kg，磨成粉末，密封保存待分析。市售稻米的來源分為2類：一類是購自商超里的零散稻米；另一類是購自當地糧店的稻米。然后將所購買的稻米樣品按相同地區購買的稻米歸為一類，全部樣品均為粳稻精米。樣品來源地分別是：敦化、安圖、和龍、龍井、延吉、汪清、圖們、琿春，每地各10個。

1.2樣品測定分析市售稻米的分析方法采用密閉系統的微波消解法。分別稱取 0.10～0.25 g 稻米粉末樣品放入100 mL 洗凈后干燥的PVC消解管中，加入2 mL濃HNO3(優級純)，靜置過夜，然后將消解管隨機放入微波消解儀(MARS5，CEM MicrowaveTechnology Ltd.USA)進行消解。消解程序如下：5 min 內升溫到65 ℃，保持 10 min；再在 5 min 內繼續升溫到85 ℃，保持 10 min；然后在 10 min 內升溫到95 ℃，保持 30 min，待消解系統降溫到室溫后取出，用超純水定容至 50 mL，然后用濾紙過濾到干凈的PE 塑料瓶中。根據樣品中Pb 和 Cd 的含量和儀器的最低檢測限，采用石墨爐原子吸收法(GF-AAS)測定稻米樣品中的Pb 和 Cd 含量。所有玻璃瓶和塑料瓶都先用 10% HNO3(優質純)浸泡 12 h，然后用超純水洗滌。在樣品消煮過程中，同時進行空白和稻米(GBW10010，國家地球化學標準物質)試驗，以確保消煮過程及以后測定的準確度。Pb 和 Cd 的回收率分別為96%～104%和 88%～95%。

1.3稻米中重金屬Pb、Cd超標評價依據《食品安全國家標準-食品中污染物限量》(GB2762—2012)[5]，采用單因子指數法對延邊州稻米Pb、Cd進行污染評價[6]，其計算公式如下：

(1)

式中，PI為稻米中重金屬的污染指數；i代表不同重金屬；ci為稻米中重金屬的實測濃度(mg/kg)；si為稻米中重金屬的限量標準(mg/kg)；Pb、Cd限量標準均為0.2 mg/kg(GB2762—2012)。當PI≥1時，說明稻米被重金屬所污染；當PI<1時，說明稻米未受到重金屬污染。其中，PI≤0.6為優良級，0.6

1.4稻米中重金屬Pb、Cd的健康風險評估

1.4.1膳食暴露評估模型。暴露評估參照美國環境保護署(USEPA)發布的化學污染物健康風險評估模型，采用月暴露量(CDI)對延邊州稻米中重金屬Pb、Cd對人群健康風險進行評估[8]。暴露量評估公式如下：

(2)

式中,CDI為重金屬的月暴露量[mg/(kg·月)]；Cf為稻米中重金屬的含量(mg/kg)；IR為稻米日攝入量(kg/d)；EF為暴露頻率(d/a)；D為每月天數(d/月)；ED為暴露年限(a)；BW為體重(kg)；AT為平均時間，為ED×365(d)。

1.4.2健康風險定量評估。以食品中重金屬Pb、Cd每月可耐受攝入量(PTMI)為標準進行評價，通過重金屬Pb、Cd膳食暴露量CDI和Pb、Cd的PTMI分別計算風險熵(HQ)，并以此表征稻米中重金屬Pb、Cd的風險大小。當HQ≥1時，說明稻米中重金屬存在對人體健康產生不利影響的風險，并且風險隨著數值的增大而升高；當HQ<1時，說明稻米重金屬不會對人體健康產生危害。風險熵計算公式如下：

(3)

稻米中評估模型中相關參數詳見表1。

表1　稻米中評估模型相關參數

2　結果與分析

2.1稻米中重金屬Pb、Cd含量分布情況圖1是延邊州各地市場購買的80個稻米樣品中重金屬Pb、Cd含量分析測定結果。由圖1a可知，延邊州稻米中重金屬Pb的檢出率達到100%，含量范圍在0.02～0.32 mg/kg，平均值為0.13 mg/kg，有10%的稻米樣品重金屬Pb含量超過《食品安全國家標準-食品中污染物限量》(GB2762—2012)中Pb限量值0.2 mg/kg，超標稻米分別購于敦化、安圖、和龍、龍井，最大值達到0.32 mg/kg，約為限量值的1.6倍。

從圖1b可以看出，延邊州稻米中重金屬Cd檢出率達到100%，含量范圍在0.01～0.08 mg/kg，平均值為0.04 mg/kg，沒有稻米樣品重金屬Cd含量超過《食品安全國家標準-食品中污染物限量》(GB2762—2012)中Cd限量值0.2 mg/kg。

圖1　延邊州市售稻米重金屬Pb、Cd含量水平Fig.1　Contents of Pb and Cd in market rice from Yanbian Korean Autonomous Prefecture

2.2稻米中重金屬Pb、Cd超標評價以《食品安全國家標準-食品中污染物限量》(GB2762—2012)中Pb、Cd限量0.2 mg/kg為標準，采用單因子指數法對延邊州稻米Pb、Cd進行污染評價，運用PI值來評定延邊州市售稻米受到重金屬Pb、Cd污染情況，按照公式(1)計算結果如表2所示。

表2延邊州市售稻米單因子污染指數值及各等級比例

Table 2Single factor pollution indexes and grade proportions in market rice samples from Yanbian Korean Autonomous Prefecture

地區RegionPI值范圍RangeofPIPbCd優良Excellent%警戒Alert%污染Polluted%敦化Dunhua0.30～0.750.05～0.40504010安圖Antu0.35～1.600.14～0.35204020和龍Helong0.30～1.050.05～0.25305020龍井Longjing0.65～1.050.05～0.4008020延吉Yanji0.10～0.900.06～0.4080200汪清Wan-gqing0.25～0.800.04～0.3040600圖們Tumen0.25～1.000.05～0.25405010琿春Hunchun0.40～0.900.04～0.3030700

由表2可知，延邊州敦化、安圖、和龍、龍井、圖們5市市售稻米中存在重金屬Pb污染，污染稻米所占比例分別為10%、20%、20%、20%、10%，延吉、汪清、琿春市售稻米雖然不存在重金屬Pb污染，但是均有一定比例警戒級別樣品存在，仍需相應關注。延邊州各地市售稻米均未受到重金屬Cd污染。

2.3稻米中重金屬Pb、Cd的健康風險評估利用延邊州各地市售稻米中重金屬Pb、Cd含量的平均值，根據公式(2)、(3)計算得到延邊州市售稻米樣品中重金屬Pb、Cd的CDI和HQ值。由表3可知，延邊州市售稻米樣品中Pb、Cd的HQ值均小于1，表明此次所檢測的延邊州市售稻米樣品對居民沒有健康風險，即延邊州居民每月通過稻米這一途徑攝入的重金屬Pb、Cd在安全范圍內，不會對其健康構成明顯危害。

表3延邊州市售稻米中Pb、Cd的CDI和HQ值

Table 3CDI and HQ values of Pb and Cd of market rice samples from Yanbian Korean Autonomous Prefecture

地區RegionCDI∥mg/(kg·月)PbCdHQPbCd敦化Dunhua1.28×10-25.35×10-31.28×10-12.14×10-1安圖Antu1.81×10-24.48×10-31.81×10-11.79×10-1和龍Helong1.58×10-22.84×10-31.58×10-11.14×10-1龍井Longjing1.75×10-24.48×10-31.75×10-11.79×10-1延吉Yanji8.62×10-34.48×10-38.62×10-21.79×10-1汪清Wan-gqing1.26×10-23.27×10-31.26×10-11.31×10-1圖們Tumen1.36×10-22.73×10-31.36×10-11.09×10-1琿春Hunchun1.56×10-23.17×10-31.56×10-11.27×10-1

3　結論與討論

水稻作為我國第一大糧食作物，目前其總產、種植面積和單產分別居世界第1、2和7位[1，13]，我國有超過60%的人口以大米為主食[14-15]。稻田重金屬污染不僅導致水稻生長發育受阻，產量下降，而且稻米的品質與人們的健康密切相關，水稻中重金屬通過食物鏈在人體中積累，可以導致精神系統紊亂和免疫力低下等疾病[16]，對人的生命和健康構成嚴重威脅，直接影響農產品安全。

該研究對延邊朝鮮族自治州全部區域(敦化、安圖、和龍、龍井、延吉、汪清、圖們、琿春)的市售稻米進行抽樣檢測，運用單因子污染指數法進行稻米重金屬Pb和Cd的污染評價，應用暴露模型對稻米重金屬Pb和Cd的攝入健康風險進行評估。結果表明，所檢市售稻米中未出現重金屬Cd污染但出現重金屬Pb污染，延邊州居民通過稻米攝入的重金屬Pb、Cd不會對其健康構成明顯危害。此結果與孫昕煬對我國大米的重金屬水平分析及其健康風險評估中對東北區大米的分析結果基本一致[17]。

盡管該研究中稻米重金屬Pb和Cd對延邊州居民健康不構成明顯危害，但是居民重金屬攝入除稻米外仍然存在其他食品途徑，以及其他手-口接觸途徑和暴露風險，所以延邊朝鮮族自治州重金屬污染危害仍需持續關注。

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Contents and Health Risk Assessment of Lead and Cadmium in Rice from Markets of Yanbian Korean Autonomous Prefecture

WANG Heng1，2,CUI Di-chen1,CHANG Wen-yue1et al

(1.Shenyang Academy of Environmental Sciences,Shenyang,Liaoning 110169,2.Northeast Institute of Geography and Agroecology,Chinese Academy of Sciences,Changchun,Jilin 130102)

[Objective]To evaluate the contents and health risk assessment of lead and cadmium in rice from markets of Yanbian Korean Autonomous Prefecture,and to discuss the rice safety of local residents.[Method]Eighty samples were obtained randomly from markets of Yanbian eight cities.Lead and cadmium concentrations in rice samples were measured using graphite furnace atomic absorption spectrometer(GF-AAS).The metal pollution in rice was evaluated by single factor pollution index,and the metal health risk was assessed by exposure model.[Result]The concentrations of Pb and Cd in market rice were 0.13 and 0.04 mg/kg,respectively,in which 10% of the samples contained Pb exceeding the China Health Standards for Food (0.2 mg/kg).There were certain proportions of rice samples were contaminated by Pb form Dunhua,Antu,Helong,Longjing and Tumen Cities.The hazard quotients (HQ) of the health risk were all less than 1,indicating there were no potential health risk of Pb and Cd pollution to residents in Yanbian.[Conclusion]The Pb pollution exists but Cd pollution does not appear in rice from markets of Yanbian Korean Autonomous Prefecture.The accumulation of Pb and Cd in market rice is not a significant health risk to consumers of Yanbian Korean Autonomous Prefecture.

Rice;Pb;Cd;Healthy risk;Food safety

王恒(1986- )，男，吉林四平人，工程師，博士，從事環境生態研究。

2016-07-13

TS 207.5

A

0517-6611(2016)25-065-03