山東省小品種蔬菜中鉛鎘含量和健康風險評估

陳璐　李霞　李增梅　陳子雷　李騰　丁敏　郭棟梁　滕晶　鄧立剛

摘要：為了評估山東省小品種蔬菜鉛鎘污染風險，在山東省內6個地市采集菠菜、細香蔥、油麥菜、山藥、大蒜、小茴香菜6種小品種蔬菜，對重金屬鉛、鎘總量進行分析測試，并使用單因子指數法、內梅羅綜合指數法和靶標系數法開展蔬菜重金屬污染評價和健康風險評估。結果顯示，6種小品種蔬菜中鉛鎘含量均低于GB2762—2012《食品安全國家標準 食品中污染物限量》中規定的限量;鉛、鎘含量在不同蔬菜中含量差異較大，葉菜類對鉛的富集尤為明顯。經評價，6種小品種蔬菜的鉛鎘污染程度均為安全，對人體的健康風險較低。

關鍵詞：蔬菜;風險評估;重金屬;鉛;鎘;山東省

中圖分類號：S126文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2020）03-0125-04

AbstractTo evaluate the risks of lead and cadmium pollution in minority vegetable varieties in Shandong Province， the total contents of lead and cadmium of spinach， chives， lettuce， Chinese yam， garlic and cumin collected from six cities were detected， and the situation of heavy metal pollution and health risk were evaluated by single factor index， Nemerow index and target hazard quotient methods. The results showed that the total contents of lead and cadmium of the above vegetables were lower than the limit regulated by the National Food Safety Standards for Foods（GB2762-2012）. Moreover， the contents of lead and cadmium were significantly different among different vegetable varieties， and the enrichment of lead in leafy vegetables was particularly obvious. Therefore， the lead and cadmium pollution degrees of the six minority vegetable varieties were considered as safe，which had lower risk to peoples health.

KeywordsVegetables; Risk assessment; Heavy metal; Lead; Cadmium; Shandong Province

蔬菜是人們日常飲食中必不可少的食物之一，可提供人體所必需的多種維生素和礦物質等營養物質[1]。相較于常見的大宗蔬菜而言，小品種蔬菜種植規模相對較小，同時因其多樣性、鮮食性、時令性、經濟性、區域性特點更為突出，豐富了居民的菜籃子，調劑了人們的膳食結構[2，3]。鉛、鎘作為毒性較強的兩種重金屬主要通過呼吸道和消化道途徑進入人體并產生全身性、多系統的危害，即使長期接觸低濃度的鉛、鎘，由于重金屬在人體的富集特性也會導致免疫、生殖、神經等系統的損害[4]。前人的研究大部分針對大宗蔬菜進行[5-7]，小品種蔬菜的重金屬風險評估研究較少。因此研究小品種蔬菜重金屬富集情況并對其進行風險評估有重要意義。

山東省是我國的蔬菜大省，蔬菜產業作為山東省農業的優勢和支柱產業，一直以來對山東省的經濟發展起著至關重要的作用。在山東省所有地級市中，濰坊市的蔬菜種植面積和產量均居全省首位，聊城、臨沂、濟南等地的蔬菜種植面積和產量也較大[8]。本研究結合山東省居民的實際膳食習慣，于2016年選取6種小品種蔬菜對其鉛、鎘污染程度進行分析，同時探討了不同種類蔬菜的鉛、鎘富集規律，并使用單因子指數法、內梅羅綜合指數法和靶標系數法開展小品種蔬菜重金屬污染評價和健康風險評估，以期為山東省蔬菜產業健康發展提供數據參考。

1材料與方法

1.1樣品采集

選取山東省的濟南、濰坊、臨沂、濟寧、青島、聊城6個地區的6種蔬菜（菠菜、細香蔥、油麥菜、山藥、大蒜、小茴香菜），選擇超市、農貿市場、蔬菜批發市場為采樣地點，分散多點采集。具體采樣信息見表1。每個樣點每種蔬菜隨機抽取1 kg以上樣品置于干凈塑料袋中。盡快帶回實驗室用水洗凈，晾干，勻漿，儲于塑料盒中-20℃保存備用。

1.2儀器和試劑

BSA224S-CW天平（德國Sartorius）;MARS5 微波消解儀（美國CEM）;iCAP Qc電感耦合等離子體質譜儀（ICP-MS，美國Thermo Fisher）;VB24 plus趕酸儀（北京萊伯泰科）。痕量級硝酸（美國Thermo Fisher）;優級純過氧化氫（國藥）。

1.3測定方法

1.3.1樣品消解稱取樣品2 g，準確到0.0001 g，置于聚四氟乙烯微波消解罐中，加入硝酸6 mL、過氧化氫2 mL，放置過夜，放入CEM MARS 5微波消解儀中消解樣品。消解程序如下：用5 min升溫至120℃，保持5 min;再用5 min升溫至150℃，保持10 min;最后用5 min升溫至190℃，保持20 min。待樣品消解完全并冷卻后取出，160℃趕酸至剩1 mL，轉移至25 mL容量瓶中，用超純水定容混勻，盡快上機檢測。

1.3.2樣品測定ICP-MS點火后，使用調諧溶液優化儀器各項參數，使儀器指標達到最佳工作狀態，確認儀器處于正常穩定的狀態。建立新的工作方法，采用在線內標校正外標法定量分析，選擇待測元素及內標元素208Pb/209Bi和111Cd/114In，測定繪制標準曲線，同時采用GBW10047（GSB-25）胡蘿卜和GBW10048（GSB-26）芹菜標準物質進行質量控制。

1.4評價方法

1.4.1單因子污染指數法按照Pi=Ci/Si計算污染指數，式中Pi為重金屬i的污染指數，Ci為重金屬i的實測濃度，Si為重金屬i的評價標準。采用GB2762—2012《食品安全國家標準 食品中污染物限量》中的鉛、鎘限量評價標準，即：Pi≤1，表示蔬菜沒有遭到重金屬污染;當Pi>1 時，表示蔬菜遭到重金屬污染，且Pi值越大，表示蔬菜重金屬污染越嚴重[9]。

1.4.2內梅羅綜合指數法采用內梅羅綜合指數（P綜）法評估山東省小品種蔬菜中重金屬含量，進行蔬菜品質的安全性評價，并利用P綜值確定污染等級。內梅羅綜合指數計算公式：

式中：P綜為內梅羅綜合污染指數;Pmax為蔬菜中重金屬最大污染指數;Pave為蔬菜中各重金屬污染指數的平均值。評價標準為P綜≤0.7，蔬菜處于清潔安全狀態;0.71蔬菜已受污染[10]。

1.4.3靶標危害系數法[11]采用美國國家環保署提出的靶標危害系數（target hazard quotients，THQ）評價人體通過食用蔬菜攝取重金屬對身體健康造成的風險。如果所得THQ值<1，表示蔬菜對暴露人群不存在明顯的健康風險;THQ值越大，表明重金屬對人體的健康風險越大。THQ計算公式如下：

2結果與分析

2.1小品種蔬菜中鉛、鎘含量

從山東6地市采集的6種小品種蔬菜中鉛鎘含量均低于《食品安全國家標準 食品中污染物限量》中的限量規定（表3）。同一元素在不同品種蔬菜中的含量存在差異，如Pb在小茴香菜中含量最高，平均值為0.101 mg/kg，而在大蒜中的含量平均值只有0.007 mg/kg;各種蔬菜中鉛含量表現為小茴香菜>菠菜>油麥菜>山藥>細香蔥>大蒜，鎘含量表現為大蒜>菠菜>油麥菜>小茴香菜>細香蔥>山藥。可見，6種蔬菜中，葉菜類鉛含量較高，其次為根莖類蔬菜，鱗莖類蔬菜含量最低，而鎘含量不同種類蔬菜中差別較小。

不同產地間同種蔬菜中同一元素含量也存在較大差異，這說明蔬菜對重金屬的累積不僅與蔬菜種類有關，還受環境條件（土壤、水等）、栽培技術（化學品投入等）等其他因素的影響。

2.2不同種類蔬菜中重金屬污染程度評價

采用單因子污染指數法和內梅羅綜合污染指數法對蔬菜重金屬污染狀況進行評價，結果見表4。所檢測的6個小品種蔬菜樣品中，從單因子污染指數來看，小茴香菜的Pb污染指數最高，其次為菠菜和細香蔥，大蒜的最低;大蒜的Cd污染指數最高，達到0.460，山藥的最小，僅為0.030。6種蔬菜的綜合污染指數表現為大蒜>小茴香菜>油麥菜>菠菜>細香蔥>山藥，但都沒有超過1，都處于安全級別。小茴香菜等葉菜類的鉛鎘含量高于其他類蔬菜，但綜合污染指數卻不高，這是由不同種類蔬菜評價標準值不同造成的，《食品安全國家標準 食品中污染物限量》規定：蕓薹類蔬菜、葉菜類蔬菜Pb限量為0.3 mg/kg，豆類蔬菜、薯類限量為0.2 mg/kg，其他蔬菜限量為0.1 mg/kg。

2.3基于靶標危害系數的健康風險評估分析

由圖1可見，6種蔬菜的THQ值均小于1，說明通過食用這幾種蔬菜，鉛鎘元素對人體產生的健康風險較低。THQ值在不同蔬菜種類中差別較大，同一種蔬菜鉛鎘兩種元素間的THQ值也存在明顯差異。山東省6種小品種蔬菜中，小茴香菜中Pb的潛在風險較大（THQ=0.227），而大蒜中Cd的潛在風險最大（THQ=0.186）。葉菜類（小茴香菜、菠菜、油麥菜）鉛的THQ值比其他種類蔬菜略高，這與張瑞寧[19]、侯心然[20]等的研究結果一致。

3討論與結論

從山東省6地市采集的菠菜、細香蔥、油麥菜、小茴香菜、山藥、大蒜6種蔬菜的鉛鎘含量全部低于《食品安全國家標準 食品中污染物限量》（GB2762—2012）所規定的限量值，鉛鎘污染處于安全范圍內，經食用這6種小品種蔬菜途徑攝入的 Pb、Cd對消費者健康造成危害的風險較低。

不同種類蔬菜中鉛、鎘含量差異較大，葉菜類對鉛的富集尤為明顯，且不同地區同種蔬菜中的差異也較大，這主要是由土壤、灌溉水、投入品的差異導致的。

用單因子污染指數對污染情況進行評價排序的結果與蔬菜單元素含量污染程度排序略有不同，這是因為蔬菜類別不同，污染物限量標準不同。

本研究未考慮砷、汞、鉻等其他重金屬的污染狀況，而由多種重金屬復合污染導致的潛在健康風險不容忽視。另外，本研究也未對兩種重金屬通過呼吸（空氣暴露）、接觸（皮膚暴露）、飲水等途徑對人體的暴露風險進行評估。今后將從這兩方面進行深入研究。同時，相關部門仍需加強蔬菜種植環境和蔬菜市場監管，以科學的方法指導蔬菜種植，保障人民健康。

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