貴州麻江縣藍莓主栽區果實重金屬含量及安全性評價

張文華，周 麗，茍體忠

(凱里學院 資源與環境研究所，貴州 凱里 556011)

藍莓是世界糧農組織推薦的五大健康水果之一[1]，在栽培過程中也可能會產生重金屬污染。貴州省麻江縣是中國南方最早引種栽培藍莓的地區，經過近20年的發展，目前麻江縣已經形成包括藍莓引種、規范化種植、科研和深加工的系列產業鏈，其栽培面積和產量在貴州乃至中國南方都位列前茅，也是貴州省率先實施藍莓有機栽培的地區，麻江藍莓已成為中國地理標志產品。然而由于經濟利益的驅動，在藍莓種植的早期，一些農戶為了作物增收、增產，不同程度使用各種肥料、殺蟲劑、除草劑等，從而引入了外源重金屬，導致土壤開始遭受到了各種重金屬不同程度的污染，已有研究表明，貴州省黔東南州施秉縣、雷山縣中藥材種植基地土壤Hg、Cd、As和Pb的含量高于貴州省土壤重金屬背景值[2-3]，而黔東南州麻江縣藍莓種植基地土壤重金屬分布特征及其風險評價尚未見報道，土壤中是否存在有不同程度的重金屬污染從而導致藍莓果實存在重金屬污染風險，值得研究。ICP-MS法已廣泛運用于測定藍莓、茶葉、油菜籽等的重金屬元素[1,4-5]。對果蔬食品開展重金屬污染分析與評價以保證消費者的食物安全日益受到重視[6-10]。

鑒于此，本研究以麻江藍莓果實為研究對象，選擇麻江縣栽培面積較為集中的具有代表性的6個藍莓種植基地，在藍莓成熟時期采取這6個主要栽培區18件藍莓果實樣品，采用ICP-MS分別測定藍莓果實中的6種重金屬元素含量，并采用單因子污染指數法和內梅羅污染指數法對藍莓果實重金屬元素富集程度和安全性進行了評價。

1 材料與方法

1.1 樣品采摘區域

麻江縣位于貴州省中部清水江上游，東經107°18′～107°53′、北緯26°17′～26°37′，屬亞熱帶季風濕潤氣候區，冬無嚴寒、夏無酷暑、雨量充沛、四季分明，年平均氣溫14～16℃，年降雨量1200～1500 mm，相對濕度80%左右。

研究樣本區為6個點，每個點各取3個樣，共18件樣品，其樣品分布如圖1所示。

圖1 麻江藍莓基地采樣點分布圖

1.2 樣品采集與分析方法

藍莓果實采摘時間為2016年七月13日至19日，藍莓品種為園藍，每個樣本點采摘的果粒盡量保持大小均一，成熟度一致。每個取樣點在采集果實時，以取樣點的坐標點為圓心點，劃定直徑3 m的圓圈，在圓圈包含的范圍內采摘果實。每個樣本點采摘的果實用“四分法”縮分至1 kg，裝入自封袋，每個藍莓種植基均采集3件樣本，六個藍莓種植基共采集樣本18袋，重量共18 kg，帶回實驗室。每個1 kg的樣本在實驗用烘箱在105℃下干燥至恒重，同時測定紀錄每件樣品的含水率。將每個1Kg樣本干燥的果實全部經不銹鋼粉碎機粉碎成粉末，過35目篩(顆粒直徑<0.5 mm)，粉末充分混合后，用"四分法"縮減，取10 g裝入密封袋于干燥器中保藏，備用。果實中的Cr、Cu、Zn、As、Pb和Cd測定時，取干燥備用的樣品0.2 g，用ICP-MS分析，分析方法見文獻[2]，測定的數值為果實以干重計的重金屬含量，再根據每個樣品的含水率，換算成以果實鮮重計的重金屬含量。共分析了18個樣品。

1.3 重金屬污染評價方法

漿果中重金屬含量限量標準是以《食品安全國家標準 食品中污染物限量》(GB2762 -2017)[11]作為參照，農作物污染物程度評價方法主要有單因子污染指數法及內梅羅綜合污染指數法[6]。通過計算單因子污染指數和綜合污染指數，再根據水果中重金屬污染程度標準[7]評價麻江藍莓主栽區藍莓果實重金屬污染程度。

1.3.1 單因子污染指數法

單因子污染指數法是目前國內評價農作物的污染指數運用得最多的方法，污染指數越大，農作物中重金屬的超標率越高，農作物污染程度越大，農作物就越不安全，計算公式為：

Pi=Ci/Si

式中：Pi-藍莓中污染物的單項污染指數；Ci-為污染物i的實測值，mg/kg；Si-為污染物i的最大限量值，mg/kg (參照GB2762-2017)[11]。

1.3.2 綜合污染指數法(內梅羅指數法)

內梅羅指數法是根據6個藍莓種植基地所得的18個單因子污染指數求得平均值和全部單因子污染指數中的最大值計算所求出的，最終用來評價藍莓的污染等級和水平的重要參數。綜合污染指數越高，藍莓所受污染程度越大，食用安全性越差。計算公式為：

式中：P綜-藍莓質量綜合污染指數；(Ci/Si)max-藍莓各項污染指數中的最大值，mg/kg；(Ci/Si)ave-藍莓各項污染指數中的平均值，mg/kg[4,9-10,12-15]。

1.4 數據分析與處理

采用SPSS 19.0對藍莓果中的重金屬含量及其污染指數進行統計分析；采用GPS結合Coreldraw X7對藍莓果樣品的采樣位置進行繪制。

2 結果與討論

2.1 藍莓果實中重金屬含量

麻江藍莓主栽區藍莓果實中重金屬含量是否超標均是根據《食品安全國家標準 水果中食品污染限量》(GB2762-2017)[11]來衡量，將標準與6個樣點18件藍莓果實樣品中Cr、Cu、Zn、As、Pb和Cd的測定結果進行比較，結果如表1所示。

表1 藍莓漿果中重金屬元素含量(n=3) mg/kg

由表1可知麻江藍莓主栽區6個樣點的藍莓果實中Cr、Cu、Zn、As、Pb和Cd的平均值分別是0.2228、0.2644、0.6067、0.4100、0.0417和0.0011 mg/kg。根據《食品安全國家標準 水果中食品污染限量》(GB2762-2017)[11]，漿果中重金屬元素的限量標準：Cr≤0.5 mg/kg、Cu≤10 mg/kg、Zn≤20 mg/kg、As≤0.5 mg/kg、Pb≤0.2 mg/kg、Cd≤0.05 mg/kg，可以看出，6個樣點藍莓果實中Cr、Cu、Zn、As、Pb和Cd的含量均未超過GB2762-2017標準。

藍莓對土壤中As和Zn的吸收能力較強，尤其是Zn，其平均值達0.53 mg/kg。且同種重金屬在不同主栽區藍莓果實中的含量差異比較大，所測6個藍莓主栽區藍莓果實中Cr含量的平均值大小為：烏羊麻村>龍山烏卡藍莓莊園>宣威陡坡坪>宣威陳家山>碧波甘溪>龍山白竹林；6個藍莓主栽區藍莓中Cu含量的平均值大小為：宣威陳家山>龍山白竹林>龍山烏卡藍莓莊園>碧波甘溪>宣威陡坡坪=烏羊麻村；Zn含量的平均值大小為：龍山烏卡藍莓莊園>碧波甘溪>宣威陳家山>龍山白竹林>烏羊麻村>宣威陡坡坪,其中龍山烏卡藍莓莊園藍莓中Zn的含量遠超于其他五個種植地區，幾乎是它們的2倍。As含量的平均值大小為：龍山白竹林>龍山烏卡藍莓莊園>宣威陳家山>宣威陡坡坪、烏羊麻村>碧波甘溪；Pb含量的平均值大小為：烏羊麻村>龍山烏卡藍莓莊園>宣威陡坡坪>宣威陳家山>碧波甘溪>龍山白竹林；6個藍莓主栽區藍莓果實中Cd的含量遠低于As的含量。

2.2 單因子污染指數值和綜合污染指數評價

經查閱資料，藍莓小漿果中重金屬的污染程度標準[11]如表2所示。

表2 重金屬污染指數分級標準

麻江6個藍莓主栽區藍莓果實中Cr、Cu、Zn、As、Pb、Cd等6種重金屬的單因子污染指數和綜合污染指數如表3所示。6種重金屬單因子污染指數數值表明，6個藍莓主栽區藍莓果實中As的污染最為嚴重，Cd的污染最小，6種重金屬單因子污染指數大小依次為As>Cr>Pb>Zn>Cu>Cd。

根據綜合污染指數分析，6個藍莓主栽區藍莓果實重金屬綜合污染指數相差不大，其重金屬綜合污染指數均小于0.7，都處于安全范圍以內重金屬污染水平均為清潔，說明麻江藍莓主栽區的藍莓果實是安全的。

水果受到的重金屬污染主要來自土壤[16]，藍莓果也不列外,本研究認為,麻江藍莓主栽區的藍莓果實在重金屬污染方面是安全的，但存在一定的潛在重金屬污染風險，必須在種植過程中加以重視。

表3 麻江藍莓基地藍莓果重金屬單項污染指數(Pi)和綜合污染指數(P綜)

3 結論

(1)麻江縣6個藍莓主栽區藍莓果實中Cr、Cu、Zn、As、Pb和Cd的平均值分別為0.22、0.26、0.53、0.41、0.05和0.00115 mg/kg。6個藍莓主栽區藍莓果實中6種重金屬含量均未超過《食品安全國家標準 水果中食品污染限量》(GB2762-2017)標準；

(2)單因子污染指數數值分析表明，6個藍莓主栽區藍莓果實中As的污染最為嚴重，Cd的污染最輕，6種重金屬單因子污染指數大小依次為As>Cr>Pb>Zn>Cu>Cd；

(3)綜合污染指數法評價結果表明，6個主栽區的藍莓果實污染程度均為安全等級；

(4)As的單因子污染指數最高，需引起重視，相關的種植基地應加強對土壤中砷含量的控制，以免As含量繼續上升影響藍莓的質量。