湖南地區蠶桑產品重金屬污染監測及風險研究

2018-05-14 11:32:25韓曉磊劉陽肖珂林樹花譚歡何雙王龍泉尚雪波

南方農業·上旬 2018年9期

韓曉磊　劉陽　肖珂　林樹花　譚歡　何雙　王龍泉　尚雪波

摘要為了加強蠶桑產品質量安全監管，科學指導生產，正確引導消費，對湖南省境內的桑蠶生產基地進行實地調研取樣，并進行了重金屬風險監測研究。結果表明：湖南地區桑蠶基地的蠶蛹（干樣）中的重金屬總砷含量較高，但換成鮮樣中重金屬殘留風險較小；桑園土壤中鎘污染嚴重；桑樹的葉、枝等重金屬污染風險極小；桑樹能在鎘污染嚴重的土壤環境中正常生長，且在葉枝中殘留污染極小，桑樹可作為土壤控鎘的有效替代品種。整體上湖南省蠶桑產品重金屬污染風險較低，但要重視土壤鎘、汞元素的污染及蠶蛹砷的殘留，建議對直接食用的蠶蛹進一步進行重點污染監測與評估。

關鍵詞桑樹；蠶蛹；土壤；重金屬殘留；風險監測；湖南地區

中圖分類號：S888；X53 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.25.027

我國現有桑園76.57萬公頃，是世界上最大的蠶桑生產國，栽桑養蠶已有4 000多年的歷史。蠶桑產品是湖南省傳統特色產業，有著深厚的產業基礎，目前，全省122個市縣區中有40多個地區存在桑園基地，桑園總面積達0.82萬公頃，每年發種量達5萬盒，生產蠶繭2 000余噸；收購、加工、營銷企業有20多家，年銷售收入達2億多元[1]。湖南是有名的有色金屬大省，產業鏈發達，有色金屬產業為湖南帶來了巨大經濟效益的同時也帶來了非常嚴重的土壤重金屬污染問題[2]，湖南省受金屬污染的耕地面積高達71.52萬公頃，占全省耕地總面積的23.7%。土壤中過量的重金屬能抑制植物的生長，造成作物減產甚至絕收，重金屬還能通過食物鏈嚴重危害人體健康[3]。桑樹作為多年生闊葉型落葉性木本植物，通過近幾年的研究和評價，發現其對重金屬毒性具有一定的耐受性和富集性，在種植過程中對土壤重金屬具有一定的吸附作用，如此，通過生物界的食物鏈關系，生產出來的蠶桑產品重金屬含量也相應增加，存在一定的污染風險。開展湖南地區蠶桑產品的風險研究，對特色農產品質量安全保障和重金屬污染治理具有重大意義[4]。本文通過對湖南地區主要蠶桑產區的重金屬進行監測，旨在為蠶蛹食用安全風險和桑樹改善土壤環境功效提供科學依據。

1 調查方法及基本情況

采集湖南地區7市12個區（縣）的30多個栽桑養蠶基地的蠶桑產品（桑葉、桑枝、土壤、蠶蛹）樣本，通過實驗室IPC-MS多金屬元素分析儀器對95個不同樣品中的5種重金屬（鉛、鎘、總砷、總汞、總鉻、錳）進行檢測；對采集到的500多條有效數據進行驗證分析。湖南地區主要采集地區分布見表1，長株潭作為湖南經濟較發達地區，重金屬污染現象較嚴重，故此次采樣主要集中在長株潭及其周邊市縣，可以看出，長株潭地區樣品占整個湖南地區樣品數的47.3%，余下樣品來自長株潭周邊城市及湘西地區。

2 結果與分析

2.1 桑葉、桑枝重金屬污染情況

此次調研評估對湖南地區25個桑葉、25個桑枝、25個土壤、20個蠶蛹共計95個樣品進行了5種重金屬含量測定。從圖1可知：在對全部桑葉、桑枝樣品的檢測中，5種重金屬平均值含量均明顯小于國家標準（GB 13078—2001家禽、豬配合飼料）中所規定的限量值。目前桑葉還沒有相應的污染物限量國家標準，以桑葉主要作為喂養桑蠶及家禽的飼料，采用國標（GB 13078—2001家禽、豬配合飼料）進行判斷，結合風險評估分析，可以推斷葉片及嫩枝條作為蠶飼料其有害金屬含量存在食用安全隱患的風險很小，且桑葉作為藥食同源部分的產品占蠶桑產品量很小比例，風險隱患極小。

2.2 桑園土壤重金屬污染情況

此次調研評估中的25個土壤樣品均采自桑葉、桑枝、蠶蛹的桑園基地土壤，采樣按照梅花型采樣法分別采集5個表層土壤（5～20 cm ）樣品合并為1個土壤樣品并做好標記，土壤經自然風干后，磨細過100目尼龍篩，存儲于密封袋內備用待測，使樣品具有充分的代表性。按照Hakanson潛在生態危害指數法[5]定量劃分出潛在生態危害的程度，該指數不僅反映了某一特定環境中每種污染物的影響，而且也反映了多種污染物的綜合影響。經實驗室檢測得到全部樣品5種重金屬含量及對應pH值，參照《中華人民共和國國家標準土壤環境質量標準》（GB 15618—1995）中的相關規定，按重金屬含量偏高嚴重程度和二級土壤的標準衡量，從圖2可知：所檢測桑園土壤樣品中鎘、總汞、總砷的檢測結果偏高百分率為58.3%、16.7%、8.33%。從偏高率結果來看，目前土壤已經受到了較多重金屬不同程度的污染，其中鎘的污染情況最為嚴重，占所有偏高重金屬元素的70%以上，說明土壤中重金屬污染以鎘為主，總砷和鉛有一定污染，其余重金屬污染較小；同時我們對25個土壤樣品的錳元素也進行了檢測，發現個別基地存在錳元素含量較高，可能與當地進行錳礦開采有關，錳的污染情況雖然沒有現行國標進行相應的界定，但從此次的檢測結果來看，檢出值依舊較大，存在一定的污染風險。據相關文獻報道指出，鎘污染是已知的危害最嚴重的農田重金屬污染類型之一，對生態系統和人類健康產生了巨大的威脅[6]。此次調研評估中桑園土壤鎘污染相當嚴重，也印證了相關文獻報道，究其產生的原因主要還是湖南地區是有名的有色金屬之鄉，土壤的鎘、汞、砷等生物毒性較大的重金屬原有含量較高，更易產生耕地重金屬污染[7]。汞也存在一定程度的污染，在關注鎘污染的同時要警惕汞污染的上升。同時，據文獻報導，桑樹在鎘濃度小于40.6 mg·kg-1的土壤中都能正常生長，且在此土壤濃度下蠶的生長發育和蠶繭質量均較好[8]。從此次污染監測數據來看，桑葉中鎘污染程度很低，但全部的桑樹在鎘含量較高的土壤中均能正常生長，且沒有提高飼養桑蠶的重金屬含量，說明桑樹對高鎘土壤具有耐受性，表明桑樹可在鎘污染嚴重地區進行替代種植，產生較高的經濟效益。

2.3 蠶蛹重金屬污染情況

對此次調研評估中的20個蠶蛹樣品進行檢測分析，參照最新的《食品安全國家標準食品中污染物限量》（GB 2762—2017）中有關肉類和脂類的規定，按重金屬含量偏高嚴重程度分析可知：蠶蛹樣品中總砷、鉛的檢測結果偏高百分率分別為55%、30%，未見樣品有鉻、鎘、汞含量偏高現象，錳元素未見相關標準。但由于本次檢測結果是以干樣計算，考慮到鮮樣中的水分含量（一般水分可占80%左右），可以推斷蠶蛹食用整體風險較小，食用蠶蛹產品安全風險較上年度有所改善（見圖3），總體上說是安全可靠的，且至今無食用安全事件發生。隨著現代社會對食用昆蟲的需求量與日俱增，生產企業對食用蠶蛹的安全標準越來越重視，從蠶蛹所食用的桑葉種選取更加安全可靠的來源，在未來蠶蛹的重金屬安全風險應保持在較低水平[9]。雖然風險污染水平較低，但不能排除存在個別安全隱患，所以建議有關部門參照現有的國家標準啟動對蠶蛹制品食品安全污染物限量標準的制定，包括重金屬殘留量和其他安全性指標，以規范食用蠶桑產品的生產、加工，保證其食用安全性，保證其產品質量風險安全可控。

3 結論與建議

3.1 結論

此次湖南地區蠶桑產品重金屬污染監測及風險專項研究表明，蠶蛹作為食用昆蟲還沒有現行的食品安全標準作為評判依據，若與國家相關標準《國家食品安全國家標準食品中污染物限量》（GB 2762—2016）中肉類或脂類比較，總砷和鉛等重金屬相對較高，但本次檢測結果是以干樣計算的，因此來說蠶蛹食用是安全的，且至今無食用安全事件發生。目前建議對食用蠶蛹進一步進行比對研究，并與食品專家討論進行標準制定；桑園土壤樣品中檢出鎘和總汞含量偏高，但葉片有害金屬含量很低，風險極小[10]，本項目組專家認為把桑樹作為治理土壤重金屬污染的樹種，值得深入研究。

3.2 建議

1）加大采集、檢測蠶蛹、葉片和土壤樣品數量，以增加檢驗結果代表性和可信度。

2）參照現有的相關國家標準，啟動對蠶蛹制品中食品安全污染物限量標準的制定，包括重金屬殘留量和其它安全性指標，以規范食用蠶蛹的生產、加工，保證其食用安全性，并供今后定性產品檢驗結果之用。

3）重視土壤中重金屬污染情況，在全國范圍內進行農業用地的全面普查，對土壤進行綜合治理。此外，土壤質量的現行參考標準陳舊，已不能適于目前的土質，亟待依據普查狀況制定有效的新標準。

4）逐步開展對蠶蛹體內農藥殘留量的檢測分析，進一步探索將桑樹作為治理土壤重金屬污染樹種的可行性。

參考文獻：

[1] 魯成.中國現代農業產業可持續發展戰略研究（蠶桑分冊）[M].北京：中國農業出版社，2013.

[2] 艾均文，龔昕，丁偉平，等.湖南蠶桑產業現狀及十三五期間發展建議[J].湖南農業科學，2015（4）：135-139.

[3] 潘雨齊，黃仁志，雷鳴，等.鎘在桑樹體內的遷移與分布特征研究[J].農業環境科學學報，2016，35（8）：1480-1487.

[4] 龍唐忠，黃仁志，李萍，等.重度污染耕地“替代種植區”種植結構調整研究[J].農村經濟與科技，2016，27（23）：14-15.

[5] Hakanson L. An ecology risk index for aquatic pollution control： a sed-iment logicalapproach[J]. Water Research， 1980， 14（8）： 975-1001.

[6] 廖曉勇，陳同斌，閻秀蘭，等.提高植物修復效率的技術途徑與強化措施[J].環境科學學報，2007，27（6）：881-893.