聊城市6种市售蔬菜中26种元素含量调查分析

摘 要：目的：调查聊城市市售6种蔬菜中元素含量水平，评估其重金属污染状况。方法：于2023年采集聊城市市售6种蔬菜，经微波消解法进行前处理，利用电感耦合等离子体质谱仪和冷原子吸收测汞仪测定蔬菜中26种元素含量，同时利用单因子污染指数法和Nemerow综合指数法评估蔬菜中重金属污染水平。结果：不同蔬菜中元素含量差异较大，菠菜中元素含量整体水平明显高于其他蔬菜，芹菜次之，黄瓜最低。蔬菜中含量较高的元素为钾、钠、钙、镁、铁、铝。不同蔬菜中元素含量高低排序略有不同。菠菜中重金属检出率较高，且铅、铬超标，其他蔬菜中重金属检出含量均符合国家限量值要求。6种蔬菜的重金属污染等级均处于安全状态，综合污染指数最高的是菠菜（0.370），其次是芹菜（0.140），最低的是圆白菜（0.079）。结论：聊城市市售的6种蔬菜中重金属含量整体处于安全状态。菠菜中重金属富集污染情况应引起相关人员的关注。

关键词：蔬菜；元素；含量；调查

Investigation and Analysis of 26 Elements in 6 Kinds of Vegetables in Liaocheng City

JIANG Yanhui， DOU Jibo， ZHANG Yuting， XING Shuai， DONG Binggang

（Liaocheng Center for Disease Control and Prevention， Liaocheng 252000， China）

Abstract： Objective： To investigate the content of elements in 6 kinds of vegetables in Liaocheng city and assess the heavy metal pollution status. Method： In 2023， 6 kinds of vegetables were collected from Liaocheng city and pre-treated by microwave digestion method. The contents of 26 elements in vegetables were determined by inductively coupled plasma mass spectrometer and cold atomic absorption mercury meter. Meanwhile， the pollution level of heavy metals in vegetables was evaluated by single factor pollution index method and Nemerow composite index method. Result： The content of elements in different vegetables was significantly different. The overall level of element content in spinach was significantly higher than that of other vegetables， followed by celery and the lowest in cucumber. The most abundant elements in vegetables are potassium， sodium， calcium， magnesium， iron， and aluminum. The order of element content in different vegetables is slightly different. The detection rate of heavy metals in spinach was high， and the lead and chromium exceeded the standard. The detected content of heavy metals in other vegetables met the requirements of the national limit value. The heavy metal pollution levels of the six vegetables were all in a safe state， and the comprehensive pollution index was the highest in spinach （0.370）， followed by celery（0.140）， and the lowest in cabbage （0.079）. Conclusion： The content of heavy metals in 6 kinds of vegetables sold in Liaocheng city is safe. The concentration and contamination of heavy metals in spinach should be concerned by relevant personnel.

Keywords： vegetable; elements; content; survey

蔬菜中含有丰富的碳水化合物、维生素、矿物质、抗氧化物和膳食纤维等人体所必需的多种营养元素，是人们餐桌上必不可少的食物之一[1]。蔬菜的生长质量与产地有着密切关系[2-3]。随着工业的发展，工业三废、城市生活垃圾的不当处理以及农药化肥的不合理使用，导致土壤、灌溉水中重金属污染[4-5]，土壤、水中的重金属可进一步富集于蔬菜等种植作物，再通过饮食进入人体。对于微量元素，一般情况下人体对其需要量甚少，其含量过高或过低均不利于身体健康。为综合评估常见市售蔬菜中重金属元素污染水平，调查其他营养元素含量高低，为今后合理膳食与微量元素补充提供数据支撑，本文对选取的6种蔬菜（大白菜、芹菜、菠菜、橄榄菜、黄瓜和西红柿）进行元素含量水平调查。本次实验测定的26种元素包括4种常量元素，分别为钾、钙、钠、镁；必需及可能必需微量元素17种，分别为铁、锰、铜、钡、锶、锌、铷、硼、镍、钒、锡、钼、硒、钴、铝、锂和锑；具有潜在毒害重金属元素5种，分别为铅、镉、砷、汞和铬[6]。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

1.1.1 样品采集

本研究于2023年4月和10月于聊城市所辖8个县（市、区）采集市售常见的6种蔬菜，蔬菜样品均来自农贸市场，每个县（市、区）采集15份，共计120份，其中菠菜、黄瓜、西红柿、圆白菜各20份，大白菜22份，芹菜18份。

1.1.2 试剂及仪器

多元素混合标准溶液（20 μg·mL-1；Pb、Cd、As、Cr、Ni、Cu、Ba、V、Se、Sn、Li、B、Sr、Mo、Co、Rb和Sr，钢研纳克）；多元素混合标准溶液（1 000 μg·mL-1，K、Na、Ca、Mg、Al、Fe、Zn、Mn，钢研纳克）；汞单元素标准溶液（1 000 μg·mL-1，中国计量研究院）；硝酸（痕量金属级，苏州晶瑞）。

电感耦合等离子体质谱仪；冷原子吸收测汞仪；微波消解仪；粉碎仪；赶酸仪等。

1.2 实验方法

1.2.1 检测方法

依据2023年《国家食品污染和有害因素风险监测工作手册》中食品中多元素分析的标准操作程序；汞元素采用《食品安全国家标准 食品中总汞及有机汞的测定》（GB 5009.17—2021）。

1.2.2 样品前处理

取样品可食用部分洗净沥干，用粉碎机匀浆制样，待测。准确称取1.0～2.0 g（菠菜样品可适当减少称样量）待测样品于聚四氟乙烯消解罐中，加入6.0 mL硝酸，浸泡过夜后放入微波消解仪中，微波消解程序见表1。消解结束后，将消解罐置于电热赶酸仪中，140 ℃赶酸2 h。冷却，定容消解液至25.0 mL，待测定。汞元素测定时直接取适量样品用测汞仪测定。

1.2.3 质量控制方法

本研究均采用标准曲线法进行定量分析，使用平行样测定、有证标准物质验证等质控方法，进而保证检测数据的准确性。

1.2.4 评价标准和方法

蔬菜中重金属含量的评价标准参照《食品安全国家标准 食品中污染物限量》（GB 2762—2022）[7]，其他元素参考国家食品风险评估中心给定的复检限量值。

1.2.5 污染评价方法

本研究采用单因子污染指数评价和内梅罗综合因子污染指数评价两种方法对蔬菜中重金属污染情况进行评价[8-9]。

单因子污染指数计算公式为

式中：Pi为重金属i的单因子污染指数；Ci为重金属i的实测含量值，mg·kg-1；Si为金属i的标准限量值，mg·kg-1。Pi越大，表明重金属i的污染程度越严重。

内梅罗综合因子污染指数计算公式为

式中：Pmax为蔬菜单因子污染指数的最大值；Pave为蔬菜单因子污染指数的平均值。判定标准如表2所示。

1.3 数据分析

使用SPSS 24.0对不同种类蔬菜进行方差分析，对蔬菜中的铅、镉、砷、铬、和汞5种重金属元素进行相关性分析，探讨蔬菜中有害元素的分布特征及潜在关联。

2 结果与分析

2.1 6种蔬菜中各元素含量整体水平

由表3可知，不同蔬菜中元素含量有较大差异，菠菜中元素含量整体水平明显高于其他蔬菜，芹菜次之，黄瓜最低。6种蔬菜中元素含量较高的为钾、钠、钙、镁、铁和铝，常量元素中钾元素含量最高，微量元素中铁元素含量最高，不同蔬菜间元素含量高低略有差异。

2.2 6种蔬菜中重金属含量评估

6种蔬菜的铅、镉、砷、汞和铬重金属检出情况见表4，污染水平见表5。由表4可知，铅检出率最高的是菠菜（95%），其次是芹菜（72.2%），圆白菜最低（10%）；镉检出率最高的是菠菜（100%），其次是大白菜（95.5%），黄瓜最低（5%），砷在菠菜、芹菜、黄瓜中普遍检出，检出率最低的是西红柿（5.0%）；汞和铬普遍检出。菠菜中铅的超标率为5%（1/20），铬的超标率为5%（1/20），其他蔬菜中重金属均未超标。由表5可知，根据GB 2762—2022中的限量标准判定，6种蔬菜的重金属污染等级均处于安全状态，综合污染指数最高的是菠菜（0.370），其次是芹菜（0.140），最低的是圆白菜（0.079），说明菠菜较容易受到重金属污染。孙尚省等[10]在研究重金属Pb、Cd在叶菜中的富集状况及对其生长的影响中也证明了菠菜易富集铅、镉重金属。由于土壤重金属污染及化学肥料的过度使用等叠加影响，今后对菠菜中重金属富集情况应当重点关注。

2.3 6种蔬菜中重金属相关性分析

不同蔬菜中元素含量高低水平不一，这间接说明不同蔬菜对元素的吸收累积特性与自身生长需求是密切联系的。通过相关性分析，可以为研究植物生理过程中元素间的协同或拮抗作用提供佐证[11]。通过Person相关分析对蔬菜中铅、镉、砷、铬和汞5种重金属元素间的相关性进行分析，结果表明菠菜中铅、砷、镉间存在显著相关性，具体表现为铅与砷（r=0.996，p＜0.05），铬与砷（r=0.947，p＜0.05），铅与铬（r=0.957，p＜0.05）；大白菜中砷与铅存在显著相关性（r=0.912，p＜0.05）；黄瓜中除汞元素外，铅、镉、铬、砷元素间存在一对或多对相关性，具体表现为镉与铬（r=0.939，p＜0.05）、铬与铅（r=0.922，p＜0.05），砷与镉（r=0.99，p＜0.05）、铅与镉（r=0.989，p＜0.05），砷与铬（r=0.940，p＜0.05）、砷与铅（r=0.985，p＜0.05）；芹菜中砷与铅存在显著相关性（r=0.808，p＜0.05），西红柿中砷与铅存在显著相关性（r=0.955，p＜0.05）；圆白菜中5种金属元素间均未见显著相关性，6种蔬菜中汞元素与其他4种元素间均不存在相关性。

3 结论

本研究选取了人们日常生活中食用量较多的

6种蔬菜（菠菜、芹菜、黄瓜、西红柿、大白菜、圆白菜），调查其中的元素含量，综合评估有害重金属元素含量水平。结果表明，6种蔬菜中均含有丰富的钾、钙、钠、镁、锌和锶等有益元素，钾含量高低表现为菠菜＞芹菜＞大白菜＞黄瓜＞西红柿＞圆白菜；钠含量高低表现为芹菜＞菠菜＞圆白菜＞大白菜＞西红柿＞黄瓜；钙含量高低表现为菠菜＞芹菜＞大白菜＞圆白菜＞西红柿＞黄瓜；菠菜相较于其他蔬菜，钾、钙、钠、镁和铁等元素含量丰富。不同蔬菜中元素含量不同，同一种元素在不同蔬菜中含量也有较大差异，蔬菜中元素含量变化与多种因素相关，与赵馨等[12]在北京市售103种蔬菜和食用菌样品中多元素含量分析研究结果一致。

芹菜、黄瓜、西红柿、大白菜和圆白菜中有害元素铅、镉、砷、铬和汞含量测定平均值均小于国家限量标准，根据GB 2762—2022中的限量标准判定，6种蔬菜的重金属污染等级均处于安全状态，其中综合污染指数最高的是菠菜（0.370），其次是芹菜（0.140），最低的是圆白菜（0.079）；菠菜中铅的单因子污染水平值达到0.46，说明菠菜对金属铅具有明显的富集作用，这与王龙龙[13]、郭思宇等[14]的研究结果一致。芹菜、黄瓜、西红柿、大白菜和圆白菜中汞元素与铅、铬、镉、砷元素间均不存在相关性。除圆白菜外，其他蔬菜中铅与砷元素间均存在显著相关性，提示可能存在相同来源。

由于蔬菜中重金属富集主要来自生长过程[15]，为减少蔬菜中有害元素的富集，应当加大源头管控，重点关注菠菜中重金属富集情况，控制好蔬菜施用化肥量，加强土壤重金属治理及农药合理使用，进而保障人们的饮食安全。

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作者简介：姜艳慧（1988—），女，山东聊城人，硕士，主管技师。研究方向：理化检验。