稻米重金属污染风险及控制

王伟平， 黎 妮

(1.杂交水稻国家重点实验室/湖南杂交水稻研究中心， 湖南 长沙 410125；2.南方粮油作物协同创新中心， 湖南 长沙 410128)

稻米重金属污染风险及控制

王伟平1，2， 黎 妮1

(1.杂交水稻国家重点实验室/湖南杂交水稻研究中心， 湖南 长沙 410125；2.南方粮油作物协同创新中心， 湖南 长沙 410128)

稻米是我国的主粮，随着工农业和城市化的快速发展，稻米重金属污染胁迫问题日益突出。针对我国稻米重金属污染的种类、形成原因进行了分析，并对稻米重金属的控制技术及对策提出了建议，以期待为稻米重金属污染的解决、保障食品安全提供指导。

稻米； 重金属污染； 食品安全； 控制技术

水稻是世界三大粮食作物之一，全球有一半以上的人口以稻米为主食，2013年世界水稻播种面积1.647 2×108hm2，总产量约7.457 1×108t[1]。在中国，2013年水稻种植面积3.031×107hm2，总产2.036 1×108t[2]，约占国内粮食总产量的1/3，有60%以上的人口以稻米为主食，稻米对保障国家粮食安全的重要性日益突出。近年来，随着我国工农业的快速发展，稻米质量安全问题呈多发态势，“镉米”、“血铅”、“砷毒”等事件屡见报道，有关稻米重金属污染问题日益受到关注，特别是2013年“镉米”事件后[3]，国家和省级有关部门，迅速行动，启动了有关水稻重金属污染防控的相关重大课题研究，通过育种、栽培、生化、加工等多学科的参与，开展稻米重金属污染防控的协同攻关。但由于稻米重金属污染面广、类型多样、成因复杂，解决起来技术难度较大。因此，本文针对我国稻米重金属污染的种类、成因及控制对策进行分析，以期待为稻米重金属污染的解决、保障食品安全提供帮助。

1 稻米重金属污染的种类及危害

重金属在化学中的定义是指密度大于4.5 g/cm3的金属，包括金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)、镍(Ni)、钴(Co)、镉(Cd)、铬(Cr)和汞(Hg)等54种，但在进行元素分类时，由于有的又划归为稀土金属，有的划归为难熔金属，最终在工业上划入重金属的一般指10种金属元素：Cd、Pb、Zn、Ni、Cu、Co、Hg、锑(Sb)、锡(Sn)和铋(Bi)。环境污染方面所说的重金属主要是指能产生生物毒性显著的重金属及类金属，这类重金属通过土壤—作物—人体食物生态链系统进入人体后，不能被生物快速降解，却能在食物链的生物放大作用下，不断在人体的某些器官中富积，最终造成慢性中毒，主要包括Cd、Pb、As、Hg、Cr等。

1.1 Cd的污染情况

Cd是一种有色重金属元素，于1817年被发现[4]。有研究表明，Cd可能为某些动物所必需，在一定条件下，对特定种类的动物起着特殊的生物学功能[5]；但对于人体而言，Cd不是必需元素，并且进食少量便可能引发严重的中毒症状。Cd对人体的毒性危害表现为：Cd能通过食物链的方式进入人体后，能与含羟基、氨基、巯基的高分子有机物结合，使许多酶系统受到抑制，影响肝、肾等器官中酶系统的正常功能，引起肝、肾、肺等内脏器官的病理变化，诱发骨质疏松、骨软化和肾结石等疾病，最终引发“骨痛症”[6]。20世纪五六十年代，日本神通川流域的骨痛病(也叫“痛痛病”)，就是由于摄取了富Cd的稻米(俗称“镉米”)和饮用水中的Cd超标造成的[7]。

在所有的重金属污染中，Cd污染最受关注。原因在于：1)Cd的半衰期长。Cd的半衰期最长可达3000年，在人体内的半衰期也可长达10～30年，难以通过生物降解方式解除毒性[8]。2)Cd的迁移率强，富集系数高，最易通过耕作系统在稻米中积累，且毒性作用浓度低，通常是对水稻生长表现无害时，但稻米中积累的Cd含量已达到或超过国家规定的上限标准，不易被发现。3)Cd的污染面广、范围大，并有扩大趋势。据统计，近年来我国受Cd污染的耕地面积已由20世纪90年代初期的约1.3×104hm2扩大到了2.8×105hm2，涉及11个省(市)[9]。1972年，FAO/WHO把Cd列为第3位优先研究的食品污染物，1974年联合国环境规划署提出具有全球意义的12种危险化合物中，Cd被列为首位[10]。

1.2 Pb的污染情况

Pb是一种青灰色重金属，对植物及动物均有较强的毒害作用[11-12]。人体食用含Pb超标的稻米，Pb则在人体内富积。进入体内的Pb，通过置换骨骼中钙(Ca)的方式，有90%～95%形成难溶性的磷酸铅(Pb3(PO4)2)，沉积于骨骼，其余则通过排泄系统排出体外。蓄积在骨骼中的Pb，当遇上过度疲劳、外伤、感染发烧、患传染病、缺钙或食入酸碱性药物，使血液酸碱平衡改变时，Pb便可再变为可溶性磷酸氢铅(PbHPO4)进入血液循环。人体内血铅和尿铅的含量能反映出体内对铅的吸收情况，当人体血铅含量>80 μg/100 mL(正常值应<40 μg/100 mL)和尿铅含量>80 μg/L(正常值应<50 μg/L)时，即认为体内Pb吸收过量[13]，易引起内源性铅中毒，使人的中枢和外周神经系统、心血管系统、生殖系统、肾脏等多个系统及器官受到损伤，引发头痛、头晕、疲乏、记忆力减退和失眠，并伴有食欲不振、便秘、腹痛等消化系统的症状，造成人的认知能力、行动功能发生改变，遗传物质损伤、诱导细胞凋亡，并且具有一定致癌性[14]。Pb对儿童的危害更大，是一种亲神经毒物，会影响儿童的智力、行为及生长发育，引起儿童智能发育障碍和行为异常，造成儿童学习困难、综合控制能力下降、运动失调、多动、易冲动、注意力不集中、侵袭性增强和智商下降等[15]，Pb还可增加先天性缺陷婴儿发生的概率，对儿童骨骼的生长发育也能造成损害[16]。铅中毒的主要作用机制是通过抑制血红素合成过程中δ-氨基-γ-酮戊酸脱水酶(ALAD)和血红素合成酶活性，使血红蛋白合成受阻，另通过抑制体内抗氧化酶系统，削弱机体清除氧自由基的能力，使体内自由基积聚[17]。据报道，我国受Pb污染的面积2 000万hm2，主要分布在南方稻区，珠江三角洲农田铅含量比自然土壤高20%以上，局部地区高2倍以上[18]，湖南省稻田受Pb污染面积占总面积的21.95%[19]。稻米中铅污染多数是以铅镉、铅砷等复合污染形式存在[20]。

1.3 As的污染情况

As是一种非金属元素，灰白色，有金属光泽的结晶块，俗称砒。单质砷几乎无毒，其化合物均有毒性，其中无机As毒性大于有机砷，三价As毒性大于五价As，约为60倍[21]。As的毒害作用，主要是三价As离子极易与人体细胞中酶系统的巯基结合，使酶失去活性，细胞代谢失调，营养发生障碍，对神经细胞的危害最大[22]。三价As离子还能通过血液循环，作用于毛细血管壁，使其通透性增大，麻痹毛细血管，造成营养组织障碍，产生急性或慢性中毒[23]。急性中毒表现为立即出现呕吐、食道、腹部疼痛出血及血便，抢救不及时可造成死亡；慢性砷中毒有消化系统症状(如食欲不振、胃痛、恶心、肝肿大)、神经系统症状(神经衰弱症状群、多发性神经炎)和皮肤病等，其中尤以皮肤病变比较突出，主要表现为皮肤色素高度沉着和皮肤高度角化，发生龟裂性溃疡，有时可恶变成皮肤原位癌，因此，As被认为是“致癌、致畸、致突变”的三致物质。一般稻米中As的含量不会太高，因此食用As污染的稻米常表现为慢性中毒，As的慢性中毒具有长期潜伏性，有的甚至经过几十年才表现症状，最明显症状是皮肤色素沉积，严重时导致肾癌、膀胱癌、皮肤癌、肺癌等病发生[24-25]。我国是受As污染较严重的国家之一，全球已探明的砷矿约70%分布在中国，稻田受As污染面积较大，并且南方明显高于北方，其中江西、湖南等省为污染相对较重地区，有多起因长期饮用As污染水和稻米出现As中毒的报道[24，26-28]。

1.4 Hg的污染情况

Hg为银白色的液态金属，又称水银，是一种毒性很强的重金属污染物，自然界以单质、无机和有机3种形式存在，其中以有机态毒性最强[29]。1953年，日本九州水俣湾发生的“水俣病”，就是由于Hg污染中毒而引起[30]。有机态汞以甲基汞(MeHg)对人体健康影响最大，它易在人体内大量积累，吸收率高[31]，很容易穿过血脑和胎盘障碍，严重损伤人体神经系统，造成幼儿自闭症，也易诱发成人心血管疾病，并对人类生殖产生不良后果[32-35]。Hg的毒害机制主要是Hg2+具有高度的亲电子性，能对体内的巯基、羟基、羧基、氨基、磷酰基等含有硫、氧、氮等电子供体的活性基团具有很强的攻击性，上述基团与Hg2+结合后即失去活性，进而对机体的生理生化功能产生巨大影响[36]。我国的汞污染区主要分布在贵州、吉林、陕西、湖北、辽宁和重庆等地，受汞污染的稻田涉及15个省、市、自治区，约有6.67万hm2农田由于受Hg严重污染而不能耕，特别是矿区周围的稻田污染更为严重[37-38]。我国的Hg污染区域范围较大，但稻米受汞污染程度整体而言并不重，如宋雯等[39]对我国南方6省1 321份稻米汞含量抽样调查，虽然有76.2%的样品总汞含量高于检出限，但仅有2.3%的样本超出了最高限量；袁晓博等[40]对从国内9省、市或地区的市场采集的303个大米样品检测其总汞和甲基汞的含量，评估食用稻米导致汞暴露的健康风险，结果表明，我国稻米的总汞和甲基汞对居民健康风险贡献率分别为1.7%～12%和1.2%～6.9%，受Hg污染整体处于较低水平。

1.5 Cr的污染情况

Cr为银白色金属，是人体必需的微量元素。三价的Cr是对人体有益的元素，为人体内葡萄糖耐量因子(glucose tolerance factor，GTF)的重要组成成分，能增强胰岛素的生物学作用，并能抑制胆固醇的生物合成，降低血清总胆固醇含量，老年人缺铬时易患糖尿病和动脉粥样硬化[41]。研究还发现三价Cr能促进RNA的合成，影响氨基酸在体内的转运，铬摄入不足时，可出现生长迟缓，影响生长发育[42]。因此，人体不能缺Cr，但是Cr的过量摄入会造成中毒，尤其是六价Cr，具有强毒性作用，它进入血液后，主要与血浆中的球蛋白、白蛋白、r-球蛋白结合，且有强氧化作用，易穿入生物膜而起作用。Cr对人体主要是慢性毒害，它可以通过消化道、呼吸道、皮肤和黏膜侵入人体，在体内主要积聚在肝、肾和内分泌腺中，引起肝脏、肾脏、神经系统和血液的广泛病变，甚至导致死亡。农田重金属的污染多表现为复合污染，稻米中Cr的含量与Cd、Pb、As含量呈极显著正相关[43]，因此Cr对人体的影响常被危害程度更大的Cd、Pb、As的作用所掩盖，至今未见单独食用超标铬米而造成危害的事件报道。

除上述重金属外，其他的重金属如铜(Cu)、锌(Zn)、钴(Co)、镍(Ni)、锡(Sn)、钒(V)等虽过量摄入对人体可能产生危害，但在稻米重金属污染中，其含量超标事件少，有些还是人体必需的微量元素，需要长期补充，因此一般难以通过食用稻米途径对人体产生危害。

2 稻米重金属污染成因分析

稻米重金属污染类型多样，成因复杂，按污染途径可分为两大部分，即生产途径和加工途径，以生产途径为主。

2.1 生产途径

生产途径指在水稻种植过程中，由于土壤、水、肥、大气等受重金属的污染和胁迫，重金属通过土壤耕作系统进入稻株，进而在稻米中积累。

2.1.1 土壤重金属沉积

土壤污染是稻米重金属污染形成的最重要直接诱因。据统计，我国受重金属污染的耕地有2 500 hm2，约占耕地总面积的1/5[44]，每年因重金属污染减少粮食产量1 000多万t，经济损失约200亿元[45]。在我国水稻生产的主产区南方稻区，由于工矿企业较多，有色金属矿过度开采，工业“三废”不合理排放，大量重金属离子通过水系统或直接进入土壤，导致土壤重金属沉积，含量超标，尤其是工矿企业周围、大中型冶炼厂附近的稻田，农田重金属污染尤为严重[46-47]。近年来，我国农田重金属污染总体呈现出从轻度污染向重度复合型污染发展、从局部污染向区域污染发展、从城市郊区向广大农村发展的趋势，重金属污染治理的形势不容乐观。

2.1.2 污水灌溉

污水灌溉是稻米重金属污染形成的重要原因。工矿企业形成的废水、城市生活形成的生活污水、商业废水等如果不经过处理，直接灌溉稻田或者经过河流汇聚后再灌溉稻田，都会对稻米重金属的富集具有推动作用。据统计，我国污水灌溉的农田面积达到139.86万hm2，其中有30%受不同程度的重金属污染[48]。城市郊区、工矿企业附近以及河流附近的农田重金属污染一般相对较重，主要是受污水灌溉所致[49]。

2.1.3 肥料污染

研究表明，生产磷肥的原料磷矿石多为伴生性矿，含有不同程度的Cd、铅等其他重金属元素[50]。有害重金属离子随磷肥通过施肥途径进入土壤，再进入稻株，不断在稻米中富集，当达到一定的积累量时，则造成稻米重金属污染，对人体健康带来风险。我国重金属Cd污染由点到面扩大、从局部向区域发展与过量长期施用含Cd的磷肥有较大的关系[51-52]。

2.1.4 大气沉降

工矿企业排放的“废气”、汽车尾气均含有一定的有害重金属离子，通过自然沉降或雨水淋降直接进入农田，不断在稻田中积累，对稻米质量产生潜在危害。据邵劲松等[53]对沪宁高速公路两侧稻田生产的稻米重金属含量分析表明，4个监测路段两侧出产的稻米样本均出现铅超标，有些路段铅超标率高达78.9%，最大超标倍数达4倍，部分路段Cd超标，最大超标倍数达1.9倍；且距离越靠近高速路，稻米重金属污染越重。

2.2 加工途径

加工途径指稻谷收割后，在烘晒、精米加工、抛光等过程中，由于稻米与加工机械的充分摩擦、接触，加工机械表面的金属离子有可能污染稻米。如翟爱华等[54]对制米厂各工艺阶段采集的样品进行有害重金属检测分析表明，原粮经过胶辊砻谷机后，砷(As)的含量增加，主要原因是砻谷机胶辊的主要材料是橡胶，橡胶中含有大量的As，As含量的增加是胶辊的磨损所致；另外，稻米经铁辊碾米机、色选机、抛光机后，铅(Pb)含量升高，主要是由于机器内壁成分中含有Pb，当米粒与机器内壁撞击和摩擦时，机器内壁表面磨损，夹杂到成品中，导致成品米中Pb的含量超出了国家标准。总体而言，单独通过加工途径引起稻米重金属含量超标事件较罕见，但也不可忽视。

3 稻米重金属污染控制技术对策

随着工农业的快速发展，我国稻米重金属污染问题日益突出，解决稻米重金属污染问题已提上了各级部门的日程，国家也已出台了相应的治理规划，并启动了一些重大专项，从农业生产的全产业链各环节入手，开展协同攻关。对于稻米中金属污染的控制，笔者认为，由于稻米重金属污染成因复杂，类型多样，应坚持“重视源头、预防为主、攻防并举”的原则，采取“技术集成，分段推进，主抓关键节点”工作方针，从稻米生产的源头抓起，通过育种、栽培、土肥、加工等多学科攻关，达到最佳防控效果。

3.1 做好稻田重金属污染的普查

水稻种植前，应开展种植区域的重金属污染状况调查，重点检查稻田土壤、灌溉水的重金属含量，评价稻田种植水稻可能带来的重金属污染风险，建立相应的预警机制。按照我国土壤环境质量标准[55]，达到土壤环境质量标准值Ⅰ类、Ⅱ类以上的农田，是维护人体健康的土壤限制值，Ⅲ类土壤为保障农林业生产和植物正常生长的土壤临界值，土壤质量基本上对植物和环境不造成危害和污染，超过此限制值的土壤，则可能对农田生产带来潜在风险。因此，当水稻种植的农田土壤达不到Ⅲ类时，应积极采取应对措施。一般而言，当稻田的重金属污染程度能够通过系列技术集成调控使稻米质量符合相关要求的，则可以种植水稻，若稻田重金属污染过重，难以通过技术调控，则考虑缓种或改种其他作物。

3.2 重视品种的筛选与选育

研究表明，不同的水稻种质、品种吸收重金属能力因基因型有差异。如张玉烛等[49]对47个大面积应用的水稻品种Cd含量分析表明，7种不同类型的水稻品种中，稻米(糙米)Cd含量差异显著，含量由高到低依次是特种稻、常规早稻、三系杂交晚稻、两系杂交晚稻、常规晚籼、常规粳稻、爪哇稻，常规早籼品种的Cd含量高于杂交籼稻。冯文强等[56]对四川20个水稻育种材料污染物Pb胁迫下含量研究表明[56]，20个育种材料精米中Pb的平均质量比为(0.987±0.44) mg/kg，最高值达1.89 mg/kg，最低的未检测出含量。李波等[57]对广东主要种植的27个品种243个样品重金属含量调查表明，稻米中Cr的质量比范围为0.08～1.04 mg/kg，最大值与最小值相差13倍；As的质量比范围0.04～0.15 mg/kg，最大值与最小值相差3.8倍；Hg的质量比范围为0.002～0.000 8 mg/kg，最大值与最小值相差4倍。在开展水稻品种的筛选与选育过程中，应重视以下三项工作：一是要开展与重金属含量相关的遗传力研究，可提高品种选育效果。例如曹应江等[58]的研究表明，稻米Cd含量以基因加性作用为主，亲本改良在早期世代选择的效果较好；另外，利用现代分子育种技术，通过开展与重金属吸收相关的分子标记辅助选择，也可以提高育种选择效果。二是由于稻米重金属的含量是基因型与环境互作的结果[59]，遗传表现受环境影响较大，因此 应采取多年多点筛选，才能取得成效。三是确定合适的重金属污染筛选指标。以笔者3年多点的低Cd水稻育种材料筛选为例，当稻田土壤中总Cd质量比在1.0～1.5 mg/kg，pH值在5.5～6.5的中度污染环境中，有约6.4%的育种材料(包括种质、亲本、品种)稻米中Cd质量比稳定在0.2 mg/kg以内(国家规定的稻米Cd达标极限值)；若土壤中的总Cd质量比超过3.0 mg/kg，则筛选不到任何达标材料，而当土壤中的总Cd质量比在0.6～0.8 mg/kg时，则筛选的达标材料可达50%左右。因此，含量太高或过低，都不利于重金属低积累品种或材料的筛选。

3.3 强化田间农艺措施的综合利用

当田间重金属的污染程度较轻时，可以通过种植重金属低积累水稻品种达到目标。如果仅靠品种不能达标，则要通过田间农艺措施的综合利用，促使稻米质量达标。对于Cd污染的稻田，在确保使用无污染水灌溉的前提下，通过加强田间水分管理调节耕层土壤的氧化还原电位、使用生石灰调节土壤pH值[49]、施用钝化剂或土壤改良剂[60-61]等，可达到降低稻米Cd含量的目的；对于Pb污染的稻田，可以通过增施磷肥[62]、施用有机酸[63]、离子拮抗剂[64]等方法降低铅在稻米中的积累；同理，对于Hg、As、Cr污染超标的稻田，也可以通过使用石灰肥料[65]、施用稳定剂[66]、增施叶面肥[67-68]、离子交换剂[69]等措施达到降低重金属危害的目的。需要指出的是，在田间农艺措施的实施过程中，应注意以下问题：一是坚持统筹协调，集成优化最佳技术。由于水稻重金属的污染多为复合污染，且多存在共—伴生关系，因此，在采取农艺措施的调控中，要考虑重金属污染的主次因素、危害轻重以及重金属之间的协同关系，选择适合的技术或技术集成。二是要了解各类重金属在水稻生产过程的富集特性和规律，主抓关键节点控制技术，分段推进，达到最佳控制效果。例如，对Cd污染的水稻全生育期水分落干处理试验表明[70]，稻米Cd含量的影响大小时期分别为：开花期>抽穗期>分蘖期>乳熟期，开花期是加强水分管理的关键时期。三是要协调好水稻生产与稻米重金属调控的关系，尽量采用一些不影响水稻生产、甚至增加稻谷产量，同时又能达到调控目的的技术，注重效益优先原则，实现生产与生态环保的良性协调发展。

3.4 合理利用耕作措施

不同作物对重金属吸收存在较大的差异，通过建立重金属超富积作物与水稻轮作的合理耕作制度，对于污染程度偏重稻田重金属的降低具有积极作用。如前茬种植高粱、棉花、亚麻、油菜、绿肥等重金属富积能力较强的经济作物[71]，实行水旱轮作制[72]，不但有利于提高土壤肥力，也可以减轻后茬水稻中稻米重金属的污染。另外，由于重金属在水稻植株内主要富积在根、茎、叶等部位，因此，对于重金属污染区的稻田，不宜实施秸秆返田，应移出销毁或其他处理，通过多年轮作，也可以逐步减轻重金属污染的胁迫。

3.5 稻米加工环节的消减技术

稻谷的颖壳、种皮中含有一定量的重金属，在稻谷加工的过程中，通过谷糙分离、白米分级、色选等工序，可以除去大部分的重金属[54]，因此，稻谷加工过程对稻米重金属的消减非常重要，应予重视。但同时，在加工过程中，因机械设备与稻米的充分接触，特别是砻谷机橡胶带、机械内壁不清洁可能造成AS、Pb等对稻米的二次污染，因此，应考虑建立相应的绿色清洁稻米加工技术体系加以避免。另外，对于加工后仍存在重金属超标的稻米，也可以考虑采用提取淀粉、生产大米肽、米胚油等的方式加以利用[73]，相关的技术有待进一步深入研究。

4 结 论

稻米重金属污染控制是一项系统工程，单一的技术或措施作用效果有限，应兼顾产前、产中、产后3个过程，以产前预防为基础、产中控制为关键、产后消减为保证，通过多学科协作攻关，分阶段分层次依次推进，才能取得最佳的效果。

[1] 全球水稻播种面积和产量情况[EB/OL].(2015-06-18)[2016-07-20].http:∥www.zwzyzx.com/show-280-151278-1.html.

[2] 中稻宣.2013年全国及各省(市、区)粮食及水稻播种面积和产量[J].中国稻米,2015(6):27.

[3] 李国庆.从广东“镉大米”事件看我国粮食质量安全的监管[J].河南工业大学学报(社会科学版),2013,9(3):20-23. LI G Q.On Chinese supervision of grain quality safety from “cadmium rice” event in Guangdong[J].Journal of Henan University of Technology(Social Science Edition),2013,9(3):20-23.

[4] FASSETT D W, 汤鸿霄. 镉的生态学和毒理学[J]. 环境科学研究,1978(3):27-38.

[5] 蒋万春.微量元素镉与动物营养[J].国外畜牧学(饲料),1991 (4):26-28.

[6] 王文学. 镉引起的骨软化症[J].国外医学:卫生学分册, 1981(5):290.

[7] TERUO A,郑春荣.日本土壤中的金属污染[J].土壤学进展,1988,16(1):50.

[8] 薄梅花, 叶葶葶. 镉的危害作用与生物监测[J].劳动医学,1999(1):46-48.

[9] 罗琼,王昆,许靖波,等.我国稻田镉污染现状·危害·来源及其生产措施[J].安徽农业科学,2014,42(30):10540-10542. LUO Q,WANG K,XU J B,et al.Cadmium pollution situation, harm, source and production measures in paddy field of China[J].Journal of Anhui Agricultural Sciences,2014,42(30):10540-10542.

[10] Codex Alimentarius Commission.Report of the thirty-second session of the codex committee on food additives and contaminants[R]. Beijing:FAO,2000.

[11] MISHRA S,SRIVASTAVA S,TRIPATHI R D,et al. Lead detoxification by coontail (CeratophyllumdemersumL.) involves induction of phytochelatins and antioxidant system in response to its accumulation[J]. Chemosphere, 2006, 65(6): 1027-1039.

[12] 张晓枫.微量元素铅与人体健康的关系[J].数理医药学杂志,2004,17(5):473-474. ZHANG X F.The relation between the micro-element lead and the human’s health[J].Journal of Mathematical Medicine,2004,17(5):473-474.

[13] 胡海鹰. 美国职业与国家环境血铅含量标准[J].环境与可持续发展, 1980(8):6-7.

[14] 张加生,漆骏,李刚,等.铅暴露与致癌和致突变研究进展[J].职业与健康,2016,32(3):415-418. ZHANG J S,QI J,LI G,et al.Research progress on carcinogenic and mutagenic properties of lead exposure[J].Occupation and Health,2016,32(3):415-418.

[15] 赵玉林. 铅污染对儿童健康的影响综述[J]. 安徽预防医学杂志,2005,11(3):163-166.

[16] VINCETI M. Risk of birth defects in a population exposed to environmental lead pollution[J]. The Science of the Total Environment, 2001, 278(1/3): 23-30.

[17] 辛鹏举,金银龙.铅的毒性效应及作用机制研究进展[J].国外医学:卫生学分册,2008,35(2):70-74.

[18] 童建华,梁艳萍,刘素纯,等.水稻铅污染研究进展[J].亚热带植物科学,2009,38(2):74-78. TONG J H,LIANG Y P,LIU S C,et al.Research progress on lead pollution in rice[J].Subtropical Plant Science,2009,38(2):74-78.

[19] 谭周镃.稻米重金属污染的调查研究及其对策思考[J].湖南农业科学,1999(5):26-28.

[20] 刘志彦, 田耀武, 陈桂珠. 复合污染重金属在水稻不同部位的积累运转[J]. 中山大学学报, 2010,49(2):138-144.

[21] 朱大钧.砷污染与癌症[J].环境,1994(6):7.

[22] 马亮,李浩,张阁有,等.地方性砷中毒病区癌症死亡情况初步调查[J].中国慢性病预防与控制,1993(5):211-212,239

[23] 鄢恒宇,胡立琼,邱亚群.稻米砷污染控制技术研究进展[J].广东农业科学,2015,42(23):37-42. YAN H Y,HU L Q,QIU Y Q.Review of pollution-control technology for arsenic in rice[J].Guangdong Agricultural Sciences,2015,42(23):37-42.

[24] FU Y,CHEN M,BI X,et al. Occurrence of arsenic in brown rice and its relationship to soil properties from Hainan island, China[J]. Environmental Pollution, 2011, 159(7): 1757-1762.

[25] 罗婷,景传勇.地下水砷污染形成机制研究进展[J].环境化学,2011,30(1):77-83. LUO T,JING C Y.Research progress on mechanisms of arsenic mobilization in groundwater[J].Environmental Chemistry,2011,30(1):77-83.

[26] 李生志,崔阔忠,王立东. 江西大余砷污染土壤中砷固定形态的探讨[J]. 河北师范大学学报, 1985(1):61-70.

[27] 雷鸣,秦普丰,铁柏清.湖南湘江流域重金属污染的现状与分析[J].农业环境与发展,2010,27(2):62-65.

[28] 魏益民，魏帅，郭波莉，等. 含镉稻米的分布及治理技术概述[J]. 食品科学技术学报，2013，31(2)：1-6.

[29] TANG S L,FENG X B,QIU J R,et al. Mercury speciation and emissions from coal combustion in Guiyang,southwest China[J]. Environmental Research, 2007, 105(2): 175-182.

[30] JIANG G B,SHI J B,FENG X B. Mercury pollution in China[J]. Environmental Science & Technology, 2006, 40(12): 3672-3678.

[31] WHO. Environmental health criteria 101-methelymercury[M]. Geneva:WHO, 1990: 2-10.

[32] CLARKSON T W,MAGOS L. The toxicology of mercury and its compounds[J]. Critical Reviews in Toxicology, 2006, 36(8): 609-662.

[33] ZHANG L,WONG M H. Environmetal mercury contamination in China:sources and impacts[J]. Environmental International, 2007, 33(1): 108-121.

[34] SELIN N E. Global biogeochemical cycling of mercury[J]. Annual Review of Environment and Resources, 2009, 34(1): 43-63.

[35] ZAHIR F,RIZWI S J,HAQ S K,et al. Low dose mer-cury toxicity and human health[J]. Environmental Toxicology and Pharmacology, 2005, 20(2): 351-360.

[36] 黄宝圣,王希英.汞毒生物作用机制及其防治策略[J].绿色科技,2010 (10):70-74.

[37] 胡月红.国内外汞污染分布状况研究综述[J].环境保护科学,2008,34(1):38-41. HU Y H.Review of mercury pollution distribution status research at home and abroad[J].Environmental Protection Science,2008,34(1):38-41.

[38] 李俊芳.南宁市郊区土壤中汞污染状况调查[J].广西农业生物科学,1999,18(1):80-83. Li J F.Inverstigation of pollution of mercury in soil from nanning[J].Journal of Guangxi Agricultural and Biological Science,1999,18(1):80-83.

[39] 宋雯,陈志军,朱智伟,等.南方6省稻米总汞含量调查及其膳食暴露评估[J].农业环境科学学报,2011,30(5):817-823. Song W,Chen Z J,Zhu Z W,et al.Survey and dietary exposure assessment of total mercury in milled rice farmed in 6 provinces of southern China[J].Journal of Agro-environment Science,2011,30(5):817-823.

[40] 袁晓博,冯新斌,仇广乐,等.中国大米汞含量研究[J].地球与环境,2011,39(3):318-323. YUAN X B,FENG X B,QIU G L,et al.Mercury concentrations in rice from China[J].Earth and Environment,2011,39(3):318-323.

[41] 冯孝义,张小荣,冯向荣.微量元素铬与健康[J].生物学通报,1995,30(12):1.

[42] 江澜.微量元素铬(Ⅲ)的生理功能[J].渝州大学学报(自然科学版),2000(4):74-76,88.

[43] 蒋彬,张慧萍. 水稻精米中铅镉砷基因型含量差异的研究[J].云南师范大学学报,2002,22(3):37-40.

[44] 高晓宁.土壤重金属污染现状及修复技术研究进展[J].现代农业科技,2013(9):229-231.

[45] 骆永明,滕应.我国土壤污染退化状况及防治对策[J].土壤,2006,38(5):505-508. LUO Y M,TENG Y.Status of soil pollution degradation and countermeasures in China[J].Soils,2006,38(5):505-508.

[46] 姬艳芳,李永华,孙宏飞,等.凤凰铅锌矿区土壤：水稻系统中重金属的行为特征分析[J].农业环境科学学报,2008,27(6):2143-2150. JI Y F,LI Y H,SUN H F,et al.Translocation and accumulation of heavy metals in soil-paddy system at fenghuang lead-zinc deposit area[J].Journal of Agro-environment Science,2008,27(6):2143-2150.

[47] 吴迪,杨秀珍,李存雄,等. 贵州典型铅锌矿区水稻土壤和水稻中重金属含量及健康风险评价[J]. 农业环境科学学报,2013,32(10):1992-1998.

[48] NAN Z R,ZHAO C Y. Heavy metal concentrations in gray calcareous soils of baiyin region in Gansu province[J]. Water Air and Soil Pollution, 2000, 118(1/2): 131-142.

[49] 张玉烛,王凯荣,刘见平,等.稻米质量安全控制技术研究与示范[J].作物研究,2006,20(4):287-296. ZHANG Y Z,WANG K R,LIU J P,et al.Demonstrations and studies on techniques for rice quality security control[J].Crop Research,2006,20(4):287-296.

[50] 鲁如坤,时正元.熊礼明. 我国磷矿磷肥中镉的含量及其对生态环境影响的评价[J].土壤学报,1992,29(2):150-156.

[51] 高志岭,刘建玲,廖文华.磷肥施用与镉污染的研究现状及防治对策[J].河北农业大学学报,2001,24(3):90-94. GAO Z L,LIU J L,LIAO W H.Situation of cadmium pollution caused by application of phosphate fertilizer and the countermeasure of prevention and control of Cadmium[J].Journal of Agricultural University of Hebei,2001,24(3):90-94.

[52] 陈宝玉,王洪君,曹铁华,等.不同磷肥浓度下土壤- 水稻系统重金属的时空累积特征[J].农业环境科学学报,2010,29(12):2274-2280. CHEN B Y,WANG H J,CAO T H,et al.Spatio-temporal characteristics of heavy metal accumulation in soil-rice cropping system under different phosphate fertilizer concentrations[J].Journal of Agro-environment Science,2010,29(12):2274-2280.

[53] 邵劲松,高芹,余云飞,等.沪宁高速公路两侧水稻中重金属污染研究[J].江苏农业科学,2011,39(3):543-544.

[54] 翟爱华,张丽萍,王宪青,等.稻米加工过程中安全质量分析及控制[J].农产品加工·学刊,2006,52(1):60-61. ZHAI A H,ZHANG L P,WANG X Q,et al.Analysis and control on safe quality of paddy processing[J].Academic Periodical of Farm Products Processing,2006,52(1):60-61.

[55] 何忠俊,梁社往,洪常青,等.土壤环境质量标准研究现状及展望[J].云南农业大学学报,2004,19(6):700-704. HE Z J,LIANG S W,HONG C Q,et al.Advance in the research on soil environmental quality standard in China and its prospect[J].Journal of Yunnan Agricultural University,2004,19(6):700-704.

[56] 冯文强,涂仕华,秦鱼生,等.水稻不同基因型对铅镉吸收能力差异的研究[J].农业环境科学学报,2008,27(2):447-451. FENG W Q,TU S H,QIN Y S,et al.Uptake capacity of different rice genotypes for lead and cadmium from soil[J].Journal of Agro-environment Science,2008,27(2):447-451.

[57] 李波,杜瑞英,文典,等.广东省主栽水稻品种稻米重金属含量差异研究[J].热带农业科学,2014,34(5):5-10. LI B,DU R Y,WEN D,et al.Difference of heavy metal contents in rice of main cultivated rice varieties in Guangdong province[J].Chinese Journal of Tropical Agriculture,2014,34(5):5-10.

[58] 曹应江,游书梅,蒋开锋,等.籼型三系杂交稻稻米中重金属镉含量的杂种负优势效应及配合力、遗传力分析[J].中国生态农业学报,2011,19(3):668-671. CAO Y J,YOU S M,JIANG K F,et al.Analysis of heterosis, combining ability and heritability of cadmium content in brown rice of tri-line indica hybrid rice[J].Chinese Journal of Eco-agriculture,2011,19(3):668-671.

[59] 梁康迳,林文雄,柯庆明,等.基因型与环境互作对食用稻米重金属积累特性遗传的影响[J].生物数学学报,2007,22(1):100-106. LIANG K J,LIN W X,KE Q M,et al.Interactive effect of genotype and environment on genetic of characterization of heavy metal accumulation in edible rice grain (OryzasativaL.)[J].Journal of Biomathematics,2007,22(1):100-106.

[60] 蔡德龙,陈常友,小林均.硅肥对水稻镉吸收影响初探[J].地域研究与开发,2000,19(4):69-71. CAI D L,CHEN C Y,XIAO L J.The influence of the silicon fertilizer on the Cd absorption by paddy[J].Areal Research and Development,2000,19(4):69-71.

[61] 曹仁林,霍文瑞,何宗兰,等. 不同改良剂抑制水稻吸收镉的研究：在酸性土壤上[J]. 农业环境保护,1992,11(5):195-198.

[62] 高超,李军,韩颖,等.不同磷肥对水稻铅积累的影响及其机理[J].环境科学学报,2015,35(1):288-293. GAO C,LI J,HAN Y,et al.Effects of different types of phosphate fertilizers on lead accumulation in rice[J].Acta Scientiae Circumstantiae,2015,35(1):288-293.

[63] 李玉红,宗良纲,黄耀,等.不同有机酸对水稻吸收铅的影响[J].南京农业大学学报,2002,25(3):45-48. LI Y H,ZONG L G,HUANG Y,et al.Effect of different organic acids on lead uptake by rice[J].Journal of Nanjing Agricultural University,2002,25(3):45-48.

[64] 谭周磁,陈嘉勤,薛海霞.硒(Se)对降低水稻重金属Pb,Cd,Cr污染的研究[J].湖南师范大学自然科学学报,2000,23(3):80-83. TAN Z C,CHEN J Q,XUE H X.Studies on the pole of selenium in decreasing Pb,Cd and Cr pollution to rice[J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Normalis Hunanensis,2000,23(3):80-83.

[65] 黄宝圣,王希英.汞毒生物作用机制及其防治策略[J].绿色科技,2010(10):70-74.

[66] 胡立琼,曾敏,雷鸣,等.含铁材料对污染水稻土中砷的稳定化效果[J].环境工程学报,2014,8(4):1599-1604. HU L Q,ZENG M,LEI M,et al.Stabilization effects of iron-containing materials on arsenic in contaminated paddy soils[J].Chinese Journal of Environmental Engineering,2014,8(4):1599-1604.

[67] 徐向华,刘传平,唐新莲,等.叶面喷施硒硅复合溶胶抑制水稻砷积累效应研究[J].生态环境学报,2014(6):1064-1069. XU X H,LIU C P,TANG X L,et al.Foliar application of selenium-silicon sol reduced arsenic accumulation in rice[J].Ecology and Environment Sciences,2014(6):1064-1069.

[68] 汤海涛,李卫东,孙玉桃,等.不同叶面肥对轻度重金属污染稻田水稻重金属积累调控效果研究[J].湖南农业科学,2013(1):40-44. TANG H T,LI W D,SUN Y T,et al.Controlling effects of different foliar fertilizers on heavy metal accumulation in rice plant in mild heavy metal polluted paddy field[J].Hunan Agricultural Sciences,2013(1):40-44.

[69] 尹小红,常建华,徐家业. 纤维素强阴离子交换剂对Cr(Ⅵ)的吸附性能[J]. 西安石油学院学报(自然科学版),2003(1):33-35.

[70] 吴燕玉,陈涛,李书鼎,等.张士灌区镉污染综合防治技术的研究[J].中国环境科学,1985,5(3):1-7.

[71] 徐加宽,严贞,袁玲花,等.稻米重金属污染的农艺治理途径及其研究进展[J].江苏农业科学,2007(5):220-226. XU J K,YAN Z,YUAN L H,et al.Agricultural approach of heavy metals pollution control in rice and its research progress[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2007(5):220-226.

[72] 李惠英,邓波儿,刘同仇.水旱轮作制对铬污染土壤的改良效果[J].华中农业大学学报,1989,8(3): 231-235.

[73] 吴亚楠,鞠兴荣,何荣,等.粮食中镉的分布及消减少技术研究进展[J].2015,12:35-39.

Safety Risk of Heavy Metal Pollution and Its Control of Rice

WANG Weiping1, 2， LI Ni1

(1.NationalKeyLaboratoryofHybridRice/HunanHybridRiceResearchCenter,Changsha410125，China;2.SouthernRegionalCollaborativeInnovationCenterforGrainandOilCrops,Changsha410128,China)

Rice is the staple food in China. With the rapid development of industry, agriculture, and urbanization, heavy metal pollution of rice has become an important problem. In this study, kinds of heavy metal pollution and the formation reasons were analyzed. Meanwhile, the control technology and countermeasures were recommended, which would be helpful for the solution of the heavy metal pollution in rice.

rice; heavy metal pollution; food safety; control technology

李 宁)

专家论坛专栏

编者按：谷物是我国主要粮食作物，谷类食物含有丰富的碳水化合物，是人体所需能量的最经济和最重要的食物来源，也是B族维生素、矿物质、膳食纤维和蛋白质的重要食物来源，在保障儿童青少年生长发育，维持人体健康方面发挥着重要作用。上期栏目文章已经对小麦、玉米及其制品可能出现的质量安全问题及控制对策进行了解析，本期继续邀请专家对水稻、大麦的相关问题进行深入阐述。希望专家的分析和建议，对我国粮食质量安全问题的预警有所帮助和借鉴。

(栏目策划：李 宁)

10.3969/j.issn.2095-6002.2016.05.002

2095-6002(2016)05-0012-09

王伟平,黎妮.稻米重金属污染风险及控制[J]. 食品科学技术学报，2016,34(5):12-20. WANG Weiping， LI Ni. Safety risk of heavy metal pollution and its control of rice [J]. Journal of Food Science and Technology, 2016,34(5):12-20.

2016-07-21

“十三五”国家科技重大专项(2016YFD0101100)；公益性行业(农业)科研专项(201403002)；湖南省重大科技专项(2015NK1001)。

王伟平，男，副研究员，主要从事水稻遗传育种及种子学方面的研究。

TS210.1

A