芦蒿中重金属铅、镉污染现状及溯源分析

郭宝福，刘祥萍，王艳莉，李小成，周涵，曹静，汪浩，赵士权

(南京市疾病预防控制中心 营养与食品卫生科，江苏 南京 210003)

芦蒿又名蒌蒿、水蒿、柳蒿、黎蒿等，为菊科蒿属多年生草本植物，在我国东北、华北和中南地区常野生于低洼潮湿的沟边、圩堤荒滩等[1-2]。人工栽培芦蒿于20世纪80 年代末首先在南京八卦洲兴起，现已形成规模并向周边地区辐射，八卦洲2000年芦蒿的种植面积就已达2 208 hm2左右，产量达397 4万kg[3]。目前，芦蒿作为一种特色蔬菜，人工种植及销售已延伸至周边省份甚至全国各地，种植面积、产量及居民的消费量不断扩大。近几年，我们在食品污染物监测中发现芦蒿中可能存在重金属污染问题，尤其是铅、镉的超标率较高，为全面掌握芦蒿中铅、镉的污染状况，探讨其可能的污染来源，我们连续开展了芦蒿中铅、镉污染的专项监测，以期为芦蒿的种植管理、食品安全国家标准的制修订提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 样本采集

2017—2020年每年芦蒿上市季节在南京市所辖12个区的种植环节、农贸市场、超市(或便利店)等场所采集芦蒿样本，采用样本采集APP系统收集记录采样及样本信息，定位采样地点GPS信息，上传采样场所及样本照片。选择南京市芦蒿种植面积最大的八卦洲，分别在其东西南北中5个方位布点，采集种植环节的芦蒿样本，同时采集该样本所在地表下10～20 cm根系所在处的土壤剖面样本以及该地块所用灌溉用水水样。

1.2 实验室检测

芦蒿样本选取可食茎部分，自来水冲洗后去离子水漂洗，晾干备用；芦蒿中铅、镉的测定采用食品安全国家标准中的石墨炉原子吸收光谱法[4-5]。土壤的前处理及铅、镉的测定采用国家标准中的石墨炉原子吸收分光光度法[6]。水样采用GB/T5750.6-2006方法测定[7]。

1.3 统计学处理

样本信息及检测结果采用Excel 2010录入，铅、镉检测数据如小于检出限，检测结果以1/2检出限计。将芦蒿样本按照采样场所分为种植环节、农贸市场、超市(便利店)3类，按照产地不同分为本地、外地、产地不详3类。用IBM SPSS 21.0进行统计分析，不同场所、产地芦蒿样本铅、镉含量比较采用t检验或方差分析，数据不符合正态分布采用非参数检验(Kruskal Wallis 检验或Mann-WhitneyU检验)；不同来源芦蒿中铅、镉超标率比较采用卡方检验；土壤和芦蒿中铅、镉含量相关性分析采用Pearson或Spearman相关分析。检验水准α=0.05。

2 结 果

2.1 芦蒿中铅、镉含量

检测铅、镉的芦蒿样本分别为501份和492份。芦蒿中铅检出率为54.3%，检测值中位数0.02 mg·kg-1，最高检出值为5.31 mg·kg-1；镉检出率为98.8%，检测值中位数0.067 mg·kg-1，最高检出值为1.101 mg·kg-1；最高检出值均出现在农贸市场采集的样本中，铅含量最高的样本为本地产，镉含量最高的样本产地不详。不同采样场所芦蒿样本中铅含量的分布差异具有统计学意义(P<0.001)，农贸市场、超市(便利店)等场所样本中铅平均含量高于种植环节样本；不同采样场所芦蒿样本中镉含量分布差异无统计学意义。本地和外地产芦蒿样本中铅、镉含量分布差异无统计学意义。见表1、2。

表1 不同采样场所芦蒿中铅、镉含量分析 mg·kg-1

表2 不同样本产地芦蒿中铅、镉含量分析 mg·kg-1

2.2 芦蒿中铅、镉超标情况

《食品安全国家标准 食品中污染物限量》(GB2762-2017)中规定茎类蔬菜铅、镉的含量低于0.1 mg·kg-1[8]，按此标准芦蒿中铅、镉的超标率分别为10.8%和23.2%。不同采样场所芦蒿中铅超标率差异有统计学意义(χ2=6.191，P=0.045)，流通环节样本超标率高于种植环节；不同采样环节芦蒿中镉超标率差异无统计学意义，超标率均超过20%。本地和外地产芦蒿中铅、镉超标率差异均无统计学意义。见表3。

表3 不同采样场所和不同产地芦蒿中铅、镉超标情况分析

2.3 芦蒿与土壤、灌溉用水中铅、镉含量相关性分析

在八卦洲不同方位芦蒿种植基地共采集芦蒿及对应的土壤样本各50份。土壤中铅含量最高值为39.93 mg·kg-1，均值26.78 mg·kg-1，所有样本检测值均小于农用地土壤污染风险筛选值(GB15618—2018)(最低筛选值70 mg·kg-1)；土壤中镉含量最高值0.471 mg·kg-1，均值0.315 mg·kg-1，60%的样本中镉含量超过农用地土壤污染风险筛选值(0.3 mg·kg-1)。土壤与芦蒿中铅含量、镉含量相关性均无统计学意义，土壤中铅含量与镉含量相关性具有统计学意义(r=0.792，P<0.001)，见表4。共采集芦蒿样本所在不同地块对应的灌溉用水样本13份，铅、镉检测值均小于检出限(铅0.02 mg·L-1,镉0.002 mg·L-1)。

表4 土壤和芦蒿中铅、镉含量相关性分析

3 讨 论

关于芦蒿中铅、镉污染状况的研究报道较少，2005年俞美香等[9]对南京市场上37份芦蒿样本检测显示，以干重计97.3%的样本铅含量超出限量标准，以鲜重计均在限量标准(0.20 mg·kg-1)内；2020年吴雨晨等[10]对南京、镇江两市抽取的175份样本检测显示，芦蒿中铅、镉的超标率分别为9.7%和13.7%(限量标准均为0.1 mg·kg-1)。本研究通过连续4年的专项监测发现芦蒿中铅、镉的超标率分别为10.8%和23.2%，高于以往报道，镉超标率相对更高；从检出率看，镉的检出率(98.8%)也远高于铅的检出率(54.3%)，说明芦蒿中镉的污染更为普遍和严重。从检测值看，铅和镉的检测值均呈现明显的偏态分布，检测值较高的样本仅占很少部分，铅检测值的P75仅占限量值的1/2。本地和外地产芦蒿样本间铅、镉超标率差异均无统计学意义，说明芦蒿中铅、镉的污染是普遍存在的，与产地可能无关；但不同采样场所铅的检测值及超标率差异均具有统计学意义，销售环节样本检测值和超标率均明显高于种植环节，提示铅污染可能存在其他来源，且污染来源可能在芦蒿采收后，譬如芦蒿的储存、运输等环节，需要食品安全监管部门重视。

研究表明，与其他蔬菜类似，芦蒿对土壤中的重金属具有较强的富集性[11-12]。实验室生物栽培试验显示，芦蒿根茎叶均有较强的镉富集性，积累量随着土壤镉处理量的增加而升高[11]，同一生长期芦蒿中镉含量与土壤镉投放量呈显著相关[12]。本研究对南京芦蒿重要种植基地八卦洲的土壤样本检测显示，60%的土壤样本镉含量超过污染风险筛选值，而未发现铅含量超过污染风险筛选值，八卦洲芦蒿种植基地土壤中主要存在镉污染，这与芦蒿中镉的检出率和超标率均远高于铅一致。然而，研究并未发现土壤与芦蒿中铅、镉含量存在明显相关性，这与蒋培[11]的研究结果一致，与实验室内栽培试验结果不同，但这并不能否认芦蒿中铅、镉的污染主要来自于对土壤中重金属的富集；芦蒿对土壤中重金属的富集受多种因素影响，一是土壤中的重金属是有效态还是结合态，结合态并不能被芦蒿吸收，二是与土壤理化性质、芦蒿品种等有关[12-13]。芦蒿样本对应的灌溉用水样本中铅、镉含量均小于检出限，说明芦蒿中铅、镉来源于灌溉用水的可能性较小，但不排除灌溉用水中微量的重金属在土壤中沉积从而被芦蒿经土壤富集。当然，本研究除了考虑土壤和灌溉用水中铅、镉总含量因素外，并未考虑譬如大气污染、农药使用等其他可能污染来源，但大量研究已经表明，这些因素可能并非是蔬菜中重金属的主要来源。

综上所述，芦蒿中普遍存在重金属铅、镉的污染，尤其是镉污染；铅、镉的污染与芦蒿的产地无关，主要污染可能来自于芦蒿本身对土壤铅、镉的富集，但销售环节芦蒿中铅还可能存在其他污染来源。虽然芦蒿中铅、镉超标率很高，但作为一种特色蔬菜，芦蒿的消费具有明显的季节性，大量上市主要集中在每年的10月至第二年的4月，且在整个蔬菜消费中占比并不高，所以，经芦蒿铅、镉暴露尚不能对人体造成明显的健康危害；既然芦蒿中铅、镉污染主要来源于本身对土壤重金属的富集，为降低其超标率可以选择合适的种植基地、加强种植管理等，但这并无法阻止其对土壤中存在的铅、镉本底的富集。所以，有必要开展芦蒿中铅、镉安全风险评估，以探讨芦蒿中铅、镉的污染限量值是否需要重新修订，尤其是镉限量值，否则将难以避免大量不符合食品安全国家标准的芦蒿在市场上销售；假如将芦蒿中铅限量值调整为与豆类蔬菜一致(0.2 mg·kg-1)，其超标率将由10.8%降为7.6%，将芦蒿中镉限量值调整为与茎类蔬菜芹菜一致(0.2 mg·kg-1)，其超标率将降由为23.2%骤降为3.5%。