贵州省9个小品种蔬菜重金属污染风险评估

胡 胜,袁 旭，庞宏宇，李 俊，罗华兰，刘 芳

(贵州省农产品质量安全监督检验测试中心/农业部农产品质量安全监督检验测试中心(贵阳),贵州 贵阳 550004)



贵州省9个小品种蔬菜重金属污染风险评估

胡 胜,袁 旭*，庞宏宇，李 俊，罗华兰，刘 芳

(贵州省农产品质量安全监督检验测试中心/农业部农产品质量安全监督检验测试中心(贵阳),贵州 贵阳 550004)

通过采集贵州省各地区9种小品种蔬菜样品，探究小品种蔬菜重金属Pb、Cd、Hg、As的污染状况，以及4种重金属对人体的健康风险。结果表明：贵州省小品种蔬菜的重金属Hg、Pb、Cd、As超标率均低于3%，风险较低；在一定程度上存在综合污染，其中芫荽、茼蒿和细香葱重金属综合污染相对严重，南瓜和丝瓜则受到重金属综合污染的影响比较小；由聚类分析和计算暴露风险指数值可知，细香葱、芫荽、茼蒿相对于其他几种小品种蔬菜风险较高，但平均含量均未超过MRL值，总体风险较小，9种小品种蔬菜的As、Cd、Hg和Pb的HQ蔬菜值〈1，健康风险可以接受。

小品种蔬菜；重金属；健康；风险评估

小品种蔬菜在丰富人们菜篮子方面起着重要的作用，重金属可通过食物链的生物富集而在人体内达到很高的浓度，对人体健康产生潜在威胁，严重影响居民生活质量。如长期暴露被Pb、Cd、As、Hg等重金属污染的小品种蔬菜可损害神经系统、消化系统、血液系统等体内脏器，甚至引发癌症等。重金属污染对人体的危害主要表现为慢性中毒和远期效应。因此，开展贵州省小品种蔬菜风险评估，明确贵州省小品种蔬菜重金属风险状况，进而提出有针对性的防控措施，为当地蔬菜的安全种植提供科学依据，为人们食用蔬菜提供合理建议。

国外小品种蔬菜重金属风险评估研究开展较早，国内小品种蔬菜重金属的风险评估起步较晚,处于初级阶段,已出现了不少相关的报道[1-7]：如姚春霞[1]等研究了上海市浦东新区土壤及蔬菜重金属现状调查及评价，谢正苗[2]等研究了杭州市郊蔬菜基地土壤和蔬菜中Pb、Zn 和Cu 含量的环境质量评价等，但是针对贵州省的小品种蔬菜风险评估尚未见报道。为此，结合当前贵州省实际情况，综合前人的研究，应用美国环境保护局(USEPA)和世界卫生组织(WHO)推荐评价有毒污染物的参考暴露剂量RD推荐的健康风险评价模型，对小品种重金属污染程度进行了分析，主要针对小品种蔬菜中Pb、Cd、Hg、As含量进行测定，对不同种类蔬菜重金属含量的规律及危害进行探讨，并对其通过饮食途径可能引起的健康风险进行评价，旨在明确贵州省小品种蔬菜风险状况，提升小品种蔬菜产品质量安全科学监管水平。

1 材料与方法

1.1 样品采集区域与采集方法、数量

通过对贵州省贵阳市花溪区、修文县；遵义市遵义县、湄潭县、黔南州都匀市；黔东南州凯里市、三穗县、锦屏县、天柱县、岑巩县、榕江县；毕节市金沙县的9种小品种蔬菜(菜心、荠菜、芥蓝、南瓜、丝瓜、茼蒿、细香葱、油麦菜、芫荽)进行了实地调研和取样样品,采集均以贵州种植的小品种蔬菜为主，采集按农业园区—公司—合作社—农户优先等级选择。截止2015年11月，共采集样品小品种蔬菜样品107个(详见表1蔬菜样品采样信息)。

表1 小品种蔬菜品种和采样数量表Table 1 Small vegetable varieties and sampling quantity

1.2 样品预处理

小品种蔬菜样品从贵州省各地区采样送到农业部农产品质量安全风险评估实验室(贵阳)，实验人员用清水浸泡、冲洗去泥，在用去离子水再次清洗干净、晾干，然后样品用高速组织捣碎机粉碎，封装待测。

1.3 实验分析方法

称取0.5000g蔬菜样品于聚四氟乙烯消解罐中，加入5.0mL硝酸，微波消解1h,转移定容至25.00mL容量瓶，上机测定。蔬菜样品重金属元素的含量用电感耦合等离子体质谱(Thermo fisher X SERIES Ⅱ；赛默飞世尔科技(中国)有限公司)和原子荧光仪(AFS-9230；北京吉天仪器有限公司)测定。所有样品均重复3次，同时做空白实验。测定过程中用国家标准物圆白菜(GBW-10014)进行Pb、Cd、Hg、As分析的质量控制。

1.4 蔬菜中重金属安全风险评估

根据食品安全国家标准食品中污染物限量标准[GB 2762-2012][8]，小品种蔬菜中As、Hg、Cd、Pb的MRL值依次为0.5、0.01、0.2、0.3(mg/kg)。结合贵州省的实际情况，评价小品种蔬菜重金属污染对周围居民的健康风险，通常通过蔬菜摄入产生的重金属平均日摄入量[9-10]，计算公式如下:

CDI蔬菜=(C×I×103)/BW

C×I = ∑(ci×Di×Fd )

式中，CDI蔬菜为重金属污染物通过蔬菜进入人体的平均日摄入量 (μg kg-1d-1);C 为蔬菜重金属浓度(mg/kg);I为接触率(kg/d);BW 为体重(kg)，按人平均体重 60kg计算;ci为某类蔬菜的重金属平均浓度 (mg/kg);Di为每日对某类蔬菜的食用量(kg)，在中国人均蔬菜的日食用量为0.3kg/d[11];本文小品种蔬菜的日食用量取人均蔬菜食用量的1/3(0.1kg/d),Fd为蔬菜鲜重折算为干重的比例，按0.1计算[12]。

由美国环保局(USEPA United States Environmental Protection Agency)和世界卫生组织(WHO，World Health Organization)[13-14]推荐评价有毒污染物的参考暴露剂量RD可知，As、Hg、Cd、Pb的RD 分别为0.3、0.1,1.0,3.5μgkg-1d-1。

蔬菜摄入引起的重金属暴露风险指数以HQ蔬菜表示。HQ蔬菜的计算公式如下:

HQ蔬菜=CDI蔬菜/RD式中，HQ为发生某种特定有害健康效应而造成等效死亡的终身危险度; RD为化学污染物在某种暴露途径下的日参考计量(μg kg-1d-1)。如果 HQ蔬菜〈1，说明没有明显的风险;反之，如果HQ蔬菜≥1，相关暴露人群就会有健康风险。

1.5 总体数据的分析与统计

采用excel软件和spss聚类分析软件对数据进行相关分析。

2 结果与分析

2.1 蔬菜中重金属污染状况

根据食品安全国家标准食品中污染物限量标准[GB 2762-2012][8]中重金属As、Hg、Pb、Cd的标准限值和图1小品种蔬菜不同重金属污染超标率、最大检出值、检出率的情况可知，采集的107个小品种蔬菜样品中重金属Pb的检出率52.34%，超标率为0.93%，最大检出值为0.47mg/kg;重金属Cd污染的检出率78.5%,超标率为1.87%，最大检出值为0.44mg/kg；重金属As污染的检出率42.99%,最大检出值为0.11mg/kg;重金属Hg污染的检出率15.89%,超标率为2.8%，最大检出值为0.245mg/kg。从上述数据可以看出4种重金属按检出率从高到低依次为Cd、Pb、As、Hg，按最大检出值从高到低依次为Pb、Cd、Hg、As，按超标率从高到低依次为Hg、Cd、Pb、As，由此可知贵州省小品种蔬菜都有不同程度的被重金属污染，污染相对较小，其中Hg、Cd重金属的污染存在潜在的危险。

图1 小品种蔬菜不同重金属污染超标率、最大检出值、检出率的情况Fig.1 The ratio of heavy metal pollution, the maximum detection value, the detection rate of small vegetable varieties

由图2小品种蔬菜样品重金属污染情况分布表可知，小品种蔬菜中只有南瓜和丝瓜检测出的重金属种类较少，其中丝瓜有33.33%没有检测出重金属，58.33%检测出含一种重金属，8.33%检测出含有两种重金属，而南瓜未检测出重金属的比率高达72.22%，且南瓜剩下的27.78%只检测出一种重金属，检测出含重金属最多的则是芫荽，其至少含有3种重金属，其中有33.33%同时含有As、Hg、Pb、Cd 4种重金属，而剩下蔬菜则都分别检测出含有4种重金属中至少1种，其中茼蒿和细香葱有50%以上含3种以上重金属，剩下的蔬菜就是含重金属种类比较少，但是都至少含有1种，其中芥菜、芥蓝、菜薹、油麦菜和细香葱分别有62.5%、54.55%、35.71%、25%和25%含有两种重金属。 从上述数据可以看出贵州省小品种蔬菜一定程度上存在重金属综合污染情况，其中芫荽、茼蒿和细香葱重金属综合污染相对严重，南瓜和丝瓜则受到重金属综合污染的影响比较小，污染顺序为叶菜类>果菜类。

图2 小品种蔬菜样品重金属污染情况分布图Fig.2 Distribution of heavy metal pollution in small vegetable varieties

2.2 不同蔬菜种类重金属含量

根据表2不同种类小品种蔬菜重金属含量可知，菜薹的As、Cd、Hg、Pb含量检出范围分别为0.0051～0.0091、0.003～0.006、0.252～0.1056、0.0213～0.0836mg/kg，其对应的平

均含量是0.0071、0.0048、0.0685、0.0344mg/kg，芥菜分别为0.0051～0.0218、0.003～0.003、0.025～0.0635、0.0203～0.0971mg/kg，其对应的平均量是0.013、0.003、0.0426、0.0406mg/kg，芥蓝分别为0.0055～0.0184、0.004～0.005、0.0222～0.1216、0.0226～0.0456mg/kg，其对应的平均量是0.0106、0.0045、0.0536、0.0299mg/kg，南瓜为0.0021～0.0054、0.0055～0.0131、ND、0.0029～0.0975mg/kg，其对应的平均量是0.0037、0.0093、ND、0.0498mg/kg，丝瓜分别为0.0072～0.0072、0.0054～0.0125、0.0510～0.0510、0.0146～0.0317mg/kg，其对应的平均量是0.0072、0.0082、0.0510、0.02mg/kg，茼蒿分别为0.0163～0.0835、0.0108～0.1819、0.0030～0.2450、0.0234～0.4736mg/kg，其对应的平均量是0.0299、0.0549、0.124、0.0981mg/kg，细香葱分别为0.0065～0.1101、0.0117～0.0692、0.0030～0.0110、0.0240～0.0847mg/kg，其对应的平均量是0.0311、0.0333、0.007、0.0534mg/kg，芫荽分别为0.0051～0.0356、0.0279～0.4435、0.0030～0.0050、0.0275～0.1625mg/kg，其对应的平均量是0.0171、0.1489、0.0043、0.0769mg/kg，油麦菜分别为0.0053～0.0082、0.0200～0.0706、0.0340～0.0340、0.0209～0.0308mg/kg，其对应的平均量是0.0065、0.0407、0.0340、0.0257mg/kg，对于检出重金属As含量从高到低排序是细香葱、茼蒿、芫荽、芥菜、芥蓝、丝瓜、菜薹、油麦菜、南瓜，Cd含量的排序是芫荽、菜薹、茼蒿、芥蓝、芥菜、油麦菜、细香葱、南瓜、丝瓜，Hg含量的排序是茼蒿、丝瓜、油麦菜、细香葱、菜薹、芥蓝、芫荽、芥菜、南瓜，Pb含量的顺序是茼蒿、芫荽、细香葱、南瓜、芥菜，菜薹、芥蓝、油麦菜、丝瓜，由此可知细香葱、芫荽和茼蒿的4种重金属单个含量最高，南瓜和丝瓜重金属含量最低。

表2 不同种类小品种蔬菜重金属含量Table 2 Contents of heavy metals in different kinds of vegetables

由不同种类蔬菜含金属量的浓度均值(表2)用spss进行聚类分析得到(图3)：

对于As分为三类，细香葱、芫荽、茼蒿归为一类，浓度最高，芥菜归位二类，浓度次之，油麦菜、菜薹、芥蓝、南瓜、丝瓜归为三类，浓度最小；

对于Cd分为四类，芫荽归为一类，其浓度显著高于其他蔬菜，菜薹归为二类，其浓度较大，油麦菜、芥菜、茼蒿、芥蓝和细香葱归为三类，浓度较小，丝瓜、南瓜归为四类，浓度最小；

对于Hg分为二类，茼蒿归为一类，浓度最大，其他的八种小品种蔬菜为二类，浓度最小；

对于Pb分为三类，芫荽、茼蒿归为一类，浓度最高，芥菜、细香葱归为二类，浓度次之；南瓜、丝瓜、菜薹、芥蓝、油麦菜归为三类，浓度最小。

由聚类分析可知丝瓜、南瓜的四种重金属含量最低，细香葱、芫荽、茼蒿含量较高，但是都没超标，相对安全。

3 结论与讨论

3.1 不同蔬菜中的重金属风险评估

由美国环保局(USEPA United States Environmental Protection Agency)和世界卫生组织(WHO，World Health Organization)[13-14]推荐的参考暴露剂量(RD)，当人体平均日摄入量( CDI) 超出RD即HQ蔬菜> 1 时，表明污染物可引起人体的健康风险;HQ蔬菜值越大，表明该污染物对人体健康风险越大。从图4和表3可以看到，对于As，南瓜、丝瓜、芥菜、菜薹、芥蓝、油麦菜、芫荽、茼蒿、细香葱的暴露风险指数为0.0002,、0.0003、0.0008、0.0016、0.0023、0.0036、0.0095、0.0097、0.0144，贵州省小品种蔬菜As的平均暴露风险指数为0.0047，HQ<1；从Cd来看，南瓜、丝瓜、细香葱、油麦菜、芥菜、茼蒿、芥蓝、菜薹、芫荽的暴露风险指数依次为0.0002、0.0007、0.0056、0.0068、0.0071、0.0084、0.0089、0.0114、0.0248，贵州省小品种蔬菜Cd的平均暴露风险指数为0.0082 ，HQ<1；从Hg来看，南瓜、芥菜、芥蓝、细香葱、菜薹、芫荽、丝瓜、油麦菜、茼蒿的暴露风险指数依次为0.0000、0.0007、0.0013,0.0020, 0.0023、0.0023、0.0070、0.0072、0.0345，贵州省小品种蔬菜Hg的平均暴露风险指数为0.0064，HQ<1；从Pb来看，丝瓜、南瓜、油麦菜、芥蓝、菜薹、芥菜、细香葱、芫荽、茼蒿的暴露风险指数依次为0.0002、0.0004、0.0005、0.0006、0.0008、0.0015、0.0015、0.0037、0.0043，贵州省小品种蔬菜Pb的平均暴露风险指数为0.0015，HQ<1；样品蔬菜关于As、Cd、Hg和Pb的暴露风险指数均小于1，即所有样品蔬菜的As、Cd、Hg和Pb 的日摄入量( CDI) 均小于USEPA 和WHO的日参考暴露剂量RD。从风险排序来看，贵州小品种蔬菜关于重金属的风险是从Cd、Hg、As、Pb依次降低的，可通过这些数据可以看到，食用贵州小品种蔬菜的重金属健康风险较低。

图3 小品种蔬菜重金属As、Cd、Hg、Pb浓度均值聚类分析结果Fig.3 Cluster analysis of As, Cd, Hg and Pb concentrations in samle vegetable varieties

图4 小品种蔬菜4种重金属摄入量及健康风险Fig.4 Four kinds of heavy metal intake and health risk of small vegetable varieties

表3 小品种蔬菜平均暴露风险指数Table 3 Average exposure risk index of small vegetable varieties

3.2 结论

(1)贵州省小品种蔬菜的重金属Hg、Pb、Cd、As超标率均低于3%，分别为2.8%、1.87%、0.93%、0%，重金属按检出率从高到低依次为Cd、Pb、As、Hg风险较低。

(2)贵州省小品种蔬菜一定程度上存在重金属综合污染情况，其中芫荽、茼蒿和细香葱重金属综合污染相对严重，南瓜和丝瓜则受到重金属综合污染的影响比较小。污染顺序为叶菜类>果菜类。

(3)贵州省不同种类小品种蔬菜重金属含量As，Cd，Hg，Pb最高的依次为细香葱、芫荽、茼蒿、茼蒿，平均含量均未超过MRL值，由聚类分析得到细香葱、芫荽、茼蒿相对于其他几种小品种蔬菜风险较高，总体风险较小。

(4)通过计算小品种蔬菜中重金属健康风险可知，9种小品种蔬菜的As、Cd、Hg和Pb的HQ蔬菜值〈1，健康风险可以接受。

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Risk Assessment of Heavy Metals Pollution in 9 Small Vegetable Varieties of Guizhou Province

HU Sheng，YUAN Xu*, PANG Hong-yu, LI Jun, LUO Hua-lan, LIU Fang

(GuizhouProvincialSupervisionandTestingCenterforAgriculturalProductQuality,SupervisionandTestingCenterforAgricalturalProductQuality,MinistryofAgriculture(Guiyang),Guiyang,Guizhou550004,China)

By collecting 9 kinds of vegetable samples from different regions of Guizhou province, to explore the Pb, Cd, Hg, As pollution of 9 vegetable varieties, analysis health risks of four kinds of heavy metals to human body. The results showed that the heavy metal Hg, Pb, Cd and As of the short species vegetables in Guizhou province were lower than 3%, and the risk was lower; To a certain extent, four kinds of heavy metal pollution cross contamination, the poluttion of Coriandrum sativum L., Chrysanthemum coronarium L. and Allium schoenoprasum is relatively serious, effect of Cucurbita moschata (Duch. ex Lam.) Duch. ex Poiret and Luffa cylindrica (L.) Roem. is relatively less contaminated by heavy metals; By clustering analysis and calculated exposure risk index shows, Coriandrum sativum L., Chrysanthemum coronarium L. and Allium schoenoprasum have greater risk than other vegetables, but the average content did not exceed the MRL value, the overall risk is smaller，the value of, Cd, and HQ of 9 kinds of vegetables,Hg, Pb and As, health risks can be accepted.

small vegetable varieties; heavy metals; health risk assessment

2016-06-25

1.贵州省重大科技专项[黔科合重大专项字[2013]6024号]，贵州省科学技术基金项目，黔科合J字[2013]2106号；2.贵州省科技计划课题[黔科合SY字[2011]3092号]，贵州省科学技术计划项目，黔科合SY字[2011]3092号。

胡胜(1989-),男，检测员，从事农产品检测(蔬菜水果农药残留)方面的工作。

袁旭(1979-),男, 高级农艺师，贵州省农业环境专家组专家，从事农产品质量安全检测管理工作。