稻壳和糙米中4种重金属含量的关系

杨德毅，刘莉，马婧妤，吾建祥，郎小艺

(金华市农产品质量综合监督检测中心，浙江 金华 321007)

水稻在我国农业生产和国民经济中有着举足轻重的地位[1-2]。稻谷用垄谷机等设备加工后得到稻壳和糙米，稻壳可用来制作酱油、燃料等，糙米可直接蒸煮后食用，或进一步加工成人们常吃的大米[3]。由于各方面的原因，目前我国耕地受重金属污染问题严峻，其中最为突出的镉污染面积就达13万hm2[4]。稻田重金属污染直接影响稻谷产品的质量安全，重金属元素通过食物链进入人体，对健康构成严重威胁[5-7]。水稻植株不同部位对不同重金属的富集累积程度存在较大差异[3]，我国GB 2763—2017中规定，稻谷相关重金属限量指标以糙米计。因此，对稻谷的稻壳和糙米中重金属的含量关系研究有一定意义。本试验以稻谷为研究对象，分别检测分析稻壳和糙米中多种重金属含量和比率关系，并探讨稻壳和糙米中重金属含量比率关系的差异和规律，为水稻安全生产及稻谷产品的安全评估等研究提供一定的参考。

1 材料与方法

1.1 稻谷样品

试验样品为金华多个县(市、区)水稻农业试验区种植的早稻样品。

1.2 仪器与试剂

AA-7000型原子吸收分光光度计(石墨炉，日本岛津)，DHG-9070A烘箱(浙江托普云农科技股份有限公司)，TP-JLG-2018垄谷机(浙江托普云农科技股份有限公司)，DFT-200型高速多功能粉碎机(温岭市林大机械有限公司)，Mars6微波消解仪(美国CEM公司)，EHD-24型电热消解仪(北京东航科仪仪器有限公司)，BSA224S电子天平(德国赛多利斯)，可调移液器(德国Eppendorf)。硝酸(GR，德国默克)、双氧水(GR，国药集团)；铬(Cr)、镍(Ni)、镉(Cd)、铅(Pb)、铜(Cu)单元素标准溶液1 000 μg·mL-1(国家有色金属及电子材料分析测试中心)；GBW(E)080684a大米标准物质(国家粮食局科学研究院)；其他实验室常规设备与试剂。

1.3 样品处理

将稻谷样品置于70 ℃烘箱内烘干至恒重，用垄谷机将一定质量稻谷的样品进行脱壳处理，分别记录稻壳和糙米的质量，并将稻壳和糙米样品分别粉碎待测。

1.4 检测方法

分别参照GB 5009.13—2017、GB 5009.138—2017、GB 5009.15—2014、GB 5009.12—2017、GB 5009.123—2014中规定的方法，用原子吸收光谱法，测定样品中Cr、Ni、Cd、Pb、Cu 5种元素，同时用大米标准物质做质控样，保证检测方法符合元素分析质量控制要求。

2 结果与分析

2.1 糙米率

经计算，10个样品的糙米率为58.8%～61.0%(表1)，平均糙米率为59.9%，各样品间差异不大。说明样品稻谷的质地相似，稻壳和糙米中重金属元素含量比率与糙米率无明显关系。

表1 稻壳和糙米中重金属元素含量

2.2 稻壳和糙米中重金属含量

10个样品的稻壳和糙米中Pb含量均低于检测方法检出限(≤0.02 mg·kg-1)，在此不作计算。其他4种重金属元素含量见表1。

由表1可知，样品稻谷中，稻壳与糙米中Cr含量比率在2.47～21.21，平均为11.25；Ni含量比率为0.92～4.33，平均为2.14；Cd含量比率为0.30～1.04，平均为0.66；Cu含量比率为0.83～1.62，平均为1.13。稻壳与糙米中重金属含量平均比率为Cr>Ni>Cu>Cd，且差异较大。结果表明，各样品间稻壳与糙米中重金属含量比率差异较大，同时也有一定规律性。其中，Cr含量均为稻壳高于糙米，平均比率达11.25，说明Cr在稻壳中的富集量要远高于糙米；对于Ni，除1个样品中稻壳稍低于糙米外，其余样品均为稻壳高于糙米，总体上稻壳中的富集量一般为高于糙米；对于Cd，除1个样品稻壳稍高于糙米外，其余样品均为稻壳低于糙米，总体上稻壳中的富集量一般为低于糙米；对于Cu，除2个样品稻壳稍低于糙米外，其余样品为稻壳稍高于糙米，总体上稻壳中的富集量一般为稍高于糙米中。

3 小结

研究表明，稻壳和糙米中4种重金属元素含量比率差异明显，并存在一定的规律性。Cr、Ni、Cu元素在稻壳中含量一般为高于糙米，Cd在稻壳中含量一般为低于糙米。稻壳和糙米中Cr含量比率最大为11.25，Ni、Cu、Cd分别为2.14、1.13、0.66。其中，Cr的含量关系与王彩虹等[3]研究结果一致，Cd的含量关系与刘兰英等[8-9]研究结果一致，而Cu的含量关系则与刘兰英等[8]研究结果有所不同。这些相同特征可能与水稻本身对不同重金属的富集能力不同有关。同时，不同样品水稻种植的产地环境、品种、栽培方式、投入品使用等因素不同，也可能是样品间重金属含量存在较大差异的原因。