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淄博市蔬菜中砷、镉、铅、铬污染状况与健康风险评估

2023-11-11通,彭程,何漪,朱莎,王

食品安全导刊 2023年27期
关键词:淄博市状况重金属

常 通,彭 程,何 漪,朱 莎,王 韬

(淄博市疾病预防控制中心,淄博市预防医学研究院,山东淄博 255026)

近年来,随着山东省淄博市城市化进程不断加剧,机动车数量逐年递增,各类垃圾产生量增大[1],高耗能高排放企业相对集中[2],易造成大量重金属进入土壤、水质和空气中,使环境中的重金属不断累积,进而导致蔬菜中重金属超标情况日益严重[3]。人体长期食用被重金属污染的蔬菜会对身体健康造成危害[4]。淄博市作为山东省重要的蔬菜生产基地之一,其蔬菜产业目前已成为淄博市农业的第一大产业[5]。本文对淄博市市售蔬菜中砷(As)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)4种典型重金属的含量进行测定,分析其污染状况并进行健康风险评估,以期为保障当地蔬菜的质量安全提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集与前处理

2022年分别在淄博市各区县的超市、农贸市场随机采集各类蔬菜样品共计120份。取蔬菜样品可食部位,清洗干净后采用四分法取样,将样品搅拌均匀,放入洁净的食品级玻璃广口瓶中。

1.2 方法

1.2.1 检测与评价

按照《食品安全国家标准 食品中多元素的测定》(GB 5009.268—2016)[6]第一法电感耦合等离子体质谱法对蔬菜样品中As、Cd、Pb、Cr的含量进行检测。依据《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762—2022)[7]中规定的蔬菜中As、Cd、Pb、Cr的限量值进行评价。

1.2.2 质量控制

实验中所使用的玻璃器具皆经20%硝酸溶液浸泡24 h以上。消解过程中,将菠菜标准物质(GBW10015)与样品一同消解,选取10%的样品进行平行样的测定,同时制备样品空白。菠菜标准物质中As、Cd、Pb、Cr的测定结果需要符合其证书的参考值[As:(0.54±0.06)mg·kg-1;Cd:(0.19±0.02)mg·kg-1;Pb:(1.07±0.09)mg·kg-1;Cr:(9.0±1.3)mg·kg-1],同时平行样测定结果的相对偏差应<5.0%,以确保测定结果的准确性。

1.2.3 污染评价

分别使用单项污染指数和内梅罗综合污染指数分析蔬菜中As、Cd、Pb、Cr的污染状况。具体按公式(1)和公式(2)计算。

式中:Pi为As、Cd、Pb、Cr的单项污染指数;Ci为蔬菜样品中As、Cd、Pb、Cr含量的测定值,mg·kg-1;Si为GB 2762—2017规定的蔬菜中As、Cd、Pb、Cr的限量值,如表1所示。

表1 蔬菜中As、Cd、Pb、Cr的限量值

当Pi≤0.7,蔬菜中该重金属的污染状况为清洁等级;当0.7<Pi≤1.0,重金属污染状况为尚清洁等级;当1<Pi≤2,蔬菜开始受到该重金属的污染;当2<Pi≤3,表明蔬菜受到该重金属的中度污染;当Pi>3,表明蔬菜受到该重金属的严重污染。

式中:PN为内梅罗综合污染指数;Pmax为Pi的最大值;Pave为Pi平均值。

当PN≤0.7,蔬菜重金属总体污染状况为清洁安全;当0.7<PN≤1.0,蔬菜重金属总体污染状况为警戒级(尚清洁等级);1.0<PN≤2.0,蔬菜重金属总体污染状况为轻污染;2.0<PN≤3.0为中污染;PN>3.0为重污染。

1.2.4 健康风险评估

使用目标危害系数法(Target Hazard Quotient,THQ)对不同年龄人群在摄入蔬菜过程中As、Cd、Pb、Cr产生的健康风险进行评估。计算公式如下。

式中各参数含义及取值见表2。当THQ≤1,表明该重金属对人体没有明显的健康风险;THQ>1,表明该重金属对人体会有健康风险,且THQ值愈大,表明该重金属对人体健康风险愈大[8]。当TTHQ≤1,说明无显著的复合健康风险;而TTHQ>1,说明存在复合健康风险的可能性较大;当TTHQ>10时,则表明已存在慢性毒性效应[9]。

表2 蔬菜中As、Cd、Pb、Cr健康风险评估的参数取值

1.3 统计方法

将数据整理、分类汇总后用SPSS 18.0统计学软件进行分析;未检出数据的取值按照世界卫生组织的处理原则进行。

2 结果与分析

2.1 蔬菜中重金属含量

如表3所示,淄博市蔬菜中As、Cd、Pb、Cr平均含量由高到低依次为Cr>Cd>Pb>As。蔬菜中As、Cd、Pb、Cr的检出率由高到低依次为Cd>As>Pb>Cr;有两份蔬菜的Cr超标,超标率为1.67%(2/120),其余重金属皆未超标。

表3 蔬菜中As、Cd、Pb和Cr含量的测定结果

2.2 污染评价

蔬菜中As、Cd、Pb、Cr的污染评价如表4所示。由表4可知,采集的蔬菜样品中As、Cd、Pb单项污染指数Pi平均值<0.7,为清洁等级。虽然有2份蔬菜样品中Cr超标,造成这2份蔬菜样品Cr的Pi大于1.0,为轻污染等级,但采集的蔬菜样品中Cr的Pi平均值<0.7,因此仍为清洁等级。As、Cd、Pb的综合污染指数PN<0.7,为清洁安全,Cr的综合污染指数PN>0.7,为尚清洁等级。

表4 蔬菜中As、Cd、Pb和Cr的污染评价

2.3 健康风险评估

如表5所示,THQ值和TTHQ值均小于1,说明淄博市蔬菜中As、Cd、Pb、Cr对各类人群的健康风险为安全水平。蔬菜中As、Cd、Pb、Cr对各类人群产生的健康风险由高到低依次为儿童>中老年>青壮年,即儿童摄入蔬菜中重金属导致的健康风险最高。

表5 蔬菜中重金属健康风险评价

各重金属对TTHQ的贡献率见图1,As对TTHQ的贡献率最高(56.5%),其他重金属贡献率由高到低依次为Cd(20.1%)>Cr(18.2%)>Pb(5.13%),说明As是引起健康风险的主要重金属。

图1 蔬菜中各重金属的TTHQ贡献率

3 结论与讨论

本研究发现,淄博市市售蔬菜中Cd的检出率最高。将污水作为灌溉用水,将城市垃圾作为肥料施用,各类农药的喷洒、大气降尘等都会导致土壤中Cd的蓄积,而土壤中的Cd最易被蔬菜根部吸收,导致蔬菜中Cd检出率较高[10-11]。

在超标率方面,除2份蔬菜样品中Cr超标外,其余重金属含量皆未超标。污染评价结果表明,淄博市蔬菜As、Cd、Pb皆为清洁等级,Cr为尚清洁等级。Cr污染程度与城市化发展水平高度相关,工业生产过程中排放的含Cr的废水、废渣会污染种植蔬菜的土壤和灌溉用水,同时冶金、水泥、煤和石油燃烧产生的废气中携带含Cr的颗粒浮尘会散播到空气中[12],这些颗粒浮尘通过降雨或干沉降进入土壤和水体中,最终被蔬菜富集吸收。因此,相关部门需采取相应措施针对环境中Cr污染进行治理,防止其进一步影响蔬菜质量。总体而言,淄博市市售蔬菜受As、Cd、Pb、Cr的污染程度较低,市民可以放心食用。

相较于青壮年和中老年,儿童摄入蔬菜中As、Cd、Pb、Cr面临更高的健康风险。儿童的代谢器官对重金属的解毒排泄能力较弱,对蔬菜中重金属的污染更为敏感[13]。研究表明,As是引起健康风险的主要元素,长期摄入含As化合物会导致血管末梢坏死,诱导皮肤癌和内部脏器癌症的发生[14]。建议相关部门持续对蔬菜中As的健康风险予以评估。

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