乌鲁木齐市售面粉铅、镉含量分析及居民复合暴露风险评估

赵多勇，杨莲，王成，张红艳，肖英，王贤，华震宇，帕尔哈提·克依木

（新疆农业科学院农业质量标准与检测技术研究所/农业部农产品质量安全风险评估实验室（乌鲁木齐）/新疆农产品质量安全实验室，新疆乌鲁木齐830091）

乌鲁木齐市售面粉铅、镉含量分析及居民复合暴露风险评估

赵多勇，杨莲，王成*，张红艳，肖英，王贤，华震宇，帕尔哈提·克依木

（新疆农业科学院农业质量标准与检测技术研究所/农业部农产品质量安全风险评估实验室（乌鲁木齐）/新疆农产品质量安全实验室，新疆乌鲁木齐830091）

明确乌鲁木齐市市售主要品牌面粉的重金属铅、镉含量，评估居民膳食铅、镉复合暴露风险。以乌鲁木齐市市售的天山、金西域、帅奇、仓麦园四种品牌小麦面粉为研究对象，2013年共采集70份面粉样品，用微波消解-原子吸收法测定铅、镉元素含量；用目标危害系数（THQ）法评估其食用安全性，以及居民铅、镉复合暴露健康风险。四种品牌面粉铅、镉含量均未超过《食品安全国家标准-食品中污染物限量》规定的限量标准；由THQ法计算得到成人和儿童经小麦面粉摄入铅、镉复合暴露风险均小于1（THQ成人＝0.182，THQ儿童＝0.231）。从食用安全性来说，乌鲁木齐市市售面粉是安全的。乌鲁木齐市儿童铅、镉复合暴露风险略高于成人，成人和儿童经小麦面粉摄入铅、镉复合暴露风险均在可接受的水平。

小麦面粉；铅；镉；乌鲁木齐；暴露评估

铅和镉为人体非必需元素，世界卫生组织国际癌症研究机构（International Agency for Research on Cancer，IARC，WHO）于1987年将铅定为2B类致癌物，1993年将镉定为1A类致癌物［1］。膳食途径是人体铅、镉暴露的重要途径［2-4］。近年来，稻米“镉超标”引起了公众的广泛关注。如2013年5月，据新闻媒体报道，广州市售大米近四成镉含量超过国家相关限量标准［5］。铅、镉复合暴露对人体健康造成的健康风险已成为当今值得重点研究的公共安全问题之一。面粉是新疆自治区居民加工馕、面条的主要食物原料，研究小麦面粉铅、镉污染水平及其居民经膳食暴露带来的健康风险对控制消费者铅、镉复合暴露风险具有重要意义。目标危害系数（Target Hazard Quentient，THQ）法是美国环境保护局（USEPA）于2000年建立的一种评价人群健康风险的方法［2，6］。目前，国际上已有应用此法进行健康风险评估的报道［6-11］。郑娜等研究了葫芦岛锌冶炼厂周边居民膳食铅、镉复合暴露风险，表明该区域居民摄入铅的THQ大于1，健康风险在不可接受的水平［6］。Zhuang等研究发现广东大宝山矿区种植的稻谷和蔬菜铅含量均超过了FAO/WHO的限量标准，该区域居民铅膳食暴露风险THQ铅为1.43-1.99，存在较大的膳食暴露风险［2］。本研究以新疆维吾尔自治区首府城市—乌鲁木齐市为研究区域，重点分析市售面粉中铅、镉污染水平，评估该区域居民膳食铅、镉复合暴露风险，以期为消费者提供膳食指导。明确乌鲁木齐市市售主要品牌面粉铅、镉残留水平；评估面粉的食用安全性及居民的膳食铅、镉复合暴露风险，为管理部门制定风险控制措施提供依据。

1材料与方法

1.1乌鲁木齐市概况

乌鲁木齐市是新疆维吾尔自治区首府，全疆政治、经济、文化中心，也是第二座亚欧大陆桥中国西部桥头堡和我国向西开放的重要门户。地处亚欧大陆中心，天山山脉中段北麓，准噶尔盆地南缘。乌鲁木齐市常住人口为300多万，有少数民族49个，主食以小麦面粉为主。

1.2样品采集

面粉样品采自于2013年。每个季度采集1次，在乌鲁木齐市主城区共采集小麦面粉样品70个（天山面粉21个、金西域23个、帅奇16个、仓麦园10个），每个样品抽取5 kg～10 kg，同一品牌不重复抽取同一批次，并详细记录生产日期及批次，样品批次覆盖2013年全年，采样点分布于乌鲁木齐各大超市，采样点分布图见图1。

图1　乌鲁木齐市面粉采样点分布图Fig.1Distribution of flour sampling sites in Urumqi

1.3仪器与设备

试剂：硝酸（优级纯）。

设备：BS124S万分之一天平：德国赛多利斯；Mars240/50型微波消解仪：美国CEM公司；900Z石墨炉原子吸收光谱仪：美国PE公司；Milli-Q超纯水仪：美国。

1.4铅、镉含量测定方法

小麦面粉样品采用Mars240/50型微波消解仪进行消解。称样量为0.5000g，酸体系为8mLHNO3（65%）；采用逐步升温的方式消解，消解温度为180℃；待消解完毕后，赶酸至1 mL左右，用超纯水（18.2 MΩ）定容后待测。

面粉中铅、镉元素含量使用原子吸收石墨炉法测定。样品在测定过程中，使用国家标准物质中心的小麦粉（GBW08503b）标准物质作为质控样，进行质量控制。为保证测定结果的可靠性，样品在测定过程中，每测定10个样品，测定1次铅、镉元素标准物质。

1.5膳食消费量调查

根据乌鲁木齐市居民的膳食习惯，以24 h-膳食回顾法，结合食物频率问卷法对乌鲁木齐市居民小麦面粉摄入量进行调查。分别在2013年（每个季度各一次）随机调查60户，其中，包括14岁以下儿童和成人各60名。按照食物频率调查表调查过去一年中面粉摄入的频率和数量等，并折算为标准人日，得到面粉消费量，即成人和儿童小麦面粉摄入率分别为400、300 g/d。

1.6健康风险评价

乌鲁木齐市居民膳食铅、镉复合暴露风险用THQ计算，即：

式中：HQ是假定吸收剂量等于摄入剂量，以测定的人体摄入剂量与参考剂量的比值为评价标准。如果HQ＞1，即暴露于此剂量下的人群的健康风险达到了不可接受的程度，应当采取适当的风险管理措施；如果HQ<1，即暴露于此剂量下的人群其健康风险是可以接受的。具体计算方法［6-8］如下：

式中：EF为人群暴露频率，（365 d/a）；ED为暴露区间（70 a），通常等于人的平均寿命［11］；FIR为食品摄入率，（g/d）（成人和儿童小麦面粉摄入率分别为400 g/d和300 g/d）；C为小麦面粉中的铅、镉含量，（mg/kg）；RFD为参考剂量（mg/kg/d）；WAB为人体的平均体重（成人体重55.9 kg，儿童体重32.7 kg）；TA为非致癌性暴露的平均时间（365 d/a×暴露年数）（USEPA，2000）。目前，USEPA推荐的铅、镉参考剂量分别为4 μg/kg/d和1 μg/kg/d。

2结果与分析

2.1面粉铅、镉含量

乌鲁木齐市市售面粉铅、镉含量见表1。

表1　乌鲁木齐市市售小麦面粉中铅、镉元素含量及超标率（N=70）Table 1Cd concentrations of wheat flour in Urumqi market andexceeding rate（N=70）

其中，铅的检出率为11%，镉的检出率为100%。与《食品安全国家标准-食品中污染物限量》［12］中规定的食品中污染物限量相比，乌鲁木齐市市售面粉样品铅、镉合格率为100%。

2.2乌鲁木齐市居民铅、镉摄入复合暴露风险评估

乌鲁木齐市居民由面粉摄入导致的铅、镉摄入量多少与面粉摄入量及面粉中铅、镉含量有关。通过计算乌鲁木齐市居民不同人群面粉铅、镉摄入率，成人面粉铅、镉摄入率高于儿童（表2）。由不同人群铅、镉暴露评估结果（以小麦面粉中铅、镉P95含量计算）可知，儿童铅、镉暴露P95风险（HQPb=0.041、HQCd=0.19）高于成人（HQPb=0.032、HQCd=0.15），特别是儿童铅、镉暴露风险明显高于成人；若以2013年市场上采集的面粉来评估乌鲁木齐市居民铅、镉暴露风险，乌鲁木齐市居民经面粉摄入导致的铅、镉暴露风险均在可接受的水平。

表2　乌鲁木齐市居民铅、镉摄入量估计及THQ值Table 2Estimated dietary intake of Pb and Cd via consumption of wheat flour of local inhabitants and THQ value

因乌鲁木齐市小麦面粉铅、镉的P95含量分别为0.018 mg/kg、0.021 mg/kg，由该含量值计算得到乌鲁木齐市居民不同人群铅、镉复合暴露风险，成人经小麦面粉摄入导致的铅、镉复合暴露风险在可接受的水平（THQ成人=0.182）；儿童经小麦面粉摄入导致的铅、镉复合暴露风险也在可接受的水平（THQ儿童=0.231），由图2可知，儿童铅、镉复合暴露风险高于成人

3讨论

3.1小麦面粉铅、镉含量

图2　不同人群铅、镉复合暴露风险（THQ）Fig.2Co-exposure risk of Pb and Cd from different populations

普通人群可通过多种途径暴露于多种介质中，前人研究结果表明，对于非职业暴露人群来说，膳食途径是铅、镉暴露的主要途径［2-4］。然而，在膳食途径中，普通人群暴露风险还受到消费习惯、饮食差异等因素影响，因此，在本研究中，主要考虑了乌鲁木齐市居民喜爱面食的因素，重点采集了乌鲁木齐市市售的四种品牌的面粉。通过比较乌鲁木齐市市售小麦面粉铅、镉含量与国家标准规定的最大允许限量，小麦面粉样品铅、镉合格率均达到100%。从国家标准的角度来说，乌鲁木齐市居民食用的小麦面粉铅、镉含量均符合安全食用的要求。

3.2受调查人群铅、镉摄入量分析

食物摄入量调查是一项较为复杂的工作，需要考虑的因素较多，如调查方法、年调查次数、季节因素、抽样量、受调查人群的文化素质差异等因素［13-15］。本研究仅考虑了24 h-膳食回顾法和食物频率调查问卷法，分别针对2013年乌鲁木齐市居民不同人群进行膳食调查。乌鲁木齐市居民主要以小麦面粉为主食，获得的小麦消费量数据与中国统计年鉴-2008年各地区城市居民家庭平均每人主要粮食消费量比较接近。铅、镉摄入量仅从2013年市场采集的样品仅仅代表了乌鲁木齐市居民该时间段内的铅、镉摄入量，如果要做更全面评估，应至少采集3年以上的样品，且均应代表每个季度。

3.3暴露评估不确定性分析

由复合暴露评估结果可知，仅由小麦面粉作为食品摄入的铅、镉复合暴露风险在可接受的范围内。然而，在进行铅、镉摄入量估计时，本研究仅考虑了乌鲁木齐市的主食小麦面粉，由于乌鲁木齐市居民主食除了小麦面粉以外，还应该包括大米、蔬菜等其他食物，因此，仅从膳食途径铅、镉复合暴露风险来说，本评估结果比较保守；实际上，若考虑蔬菜等食物摄入和呼吸暴露等其他暴露途径，则其风险会比本研究中估计的风险略高一些。此外，本研究依据面粉P95含量计算了THQ值，从面粉摄入率的角度来说，本评估结果相对高估了乌市居民的铅、镉复合暴露风险。

实际上，儿童属于特殊群体，接触玩具、土壤、户外活动等均会增加其铅、镉暴露风险［16-18］。本文未对空气暴露、接触、饮水等途径的暴露风险作出估计，也未考虑其他有害重金属的协同作用，其暴露途径和介质相对单一。因此，本暴露评估结果只是局部的、不全面的，也是相对保守的。

4结论

1）在乌鲁木齐市市售的70份小麦面粉样品中，铅、镉含量合格率均为100%。

2）若以2013年采集的70份小麦面粉中铅、镉P95含量计算，乌鲁木齐市居民成人和儿童经小麦面粉铅摄入复合暴露风险在可接受范围（THQ铅<1.0），成人和儿童镉暴露风险在可接受的水平（THQ镉<1.0）；儿童经小麦面粉铅、镉摄入复合暴露风险（THQ儿童= 0.231）大于成人（THQ成人=0.182）。

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Dietary Exposure Assessment and Analyze of Total Lead，Cadmium in Wheat Flour from Urumqi Market

ZHAO Duo-yong，YANG Lian，WANG Cheng*，ZHANG Hong-yan，XIAO Ying，WANG Xian，HUA Zhen-yu，Paerhati Keyimu
（Institute of Quality Standards&Testing Technology for Agro-Products，Xinjiang Academy of Agricultural Sciences，Laboratory of Quality and Safety Risk Assessment for Agro-Products（Urumqi），Ministry of Agriculture，Xinjiang laboratory of agro-products quality and safety，Urumqi 830091，Xinjiang，China）

In order to explore the level of Pb and Cd contamination in wheat flour in Urumqi city，the health risk of local residents via dietary Pb and Cd exposure were assessed.Take four brands of wheat flour in Urumqi city as research objects，such as Tianshan，Jinxiyu，Shuaiqi，Cangmaiyuan.A total of 70 wheat flour samples were collected.Pb and Cd concentrations were measured by microwave digestion atomic absorption spectrometry.The edible safety of wheat flour and dietary exposure risk of local residents were assessed by Target Hazard Quentient（THQ）.The concentration of Pb and Cd in the wheat flour samples were all not exceeded maximum permissible levels（GB2762-2012）.The THQ of Pb estimated merely for wheat was 0.182 and 0.231 for adults and children，respectively.The wheat flour in Urumqi were safe to some extent.The health risk exposure to Pb and Cd of local inhabitants via consumption of wheat flour could be accepted.The health risk for children was greater than adults.

wheat flour；lead；cadmium；Urumqi；exposure assessment

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.12.031

2015-03-31

新疆农科院青年科技基金项目（xjnkq2013037）；中国博士后科学基金面上项目（2014M562484）；自治区青年博士科技人才培养项目（2013721010）

赵多勇（1980—），男（汉），副研究员，博士，研究方向：农产品质量与食物安全。

王成（1971—），男（汉），研究员，硕士，研究方向：农产品质量安全与检测技术研究。