李怡欣 谢桂军 李腊梅 曹永建 李兴伟

（广东省林业科学研究院/广东省森林培育与保护利用重点实验室，广东 广州510520）

麻竹Dendrocalamus latiflorus，禾本科竹亚科牡竹属，是广东省的常见笋用竹种。麻竹笋具有高纤维、低脂肪、氨基酸及维生素丰富、味道鲜美等优点，深受当地消费者喜爱，制品出口多个国家和地区[1-3]。广东西牛麻竹笋以及以麻竹笋为主的埔田竹笋更被列为国家地理标志产品。随着工业化的推进，土壤重金属污染的问题受到关注。土壤中的重金属在植物体内的过量累积，不仅影响植物生长代谢，导致植物质量下降，还可能通过食物链及其他摄入途径进一步在人体内蓄积，威胁人体健康[4-5]。

为了解广东麻竹笋及其产地土壤的重金属污染和风险水平，本研究于2019 年7 月至9 月间在广东省揭阳市揭东县、清远市英德市、清远市清新区共采集了79 批次麻竹笋及其产地土壤，检测其重金属铬（Cr）、铜（Cu）、铅（Pb）含量，并利用单项污染指数法和内梅罗综合污染指数法(Nemerow pollution index method，NPI)评价土壤的重金属污染水平，利用目标危害系数法（Target hazard quotient，THQ）评价麻竹笋的健康风险水平，为保障麻竹笋产品质量安全、推动广东可食林产品产业可持续发展提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 采样方法

在2019 年7 月至9 月期间，分别从揭阳市揭东县、清远市英德市、清远市清新区的20、29、30 个麻竹笋种植地采集样品。从每个种植地随机采集长度30～50 cm 的成熟麻竹笋，不少于2 根，总质量不少于2 kg，合并为一个混合样；在同一种植地采集土壤样品，参照HJ/T 166—2004《土壤环境监测技术规范》[6]，使用对角线法设置5 个样点，分别取其0～20 cm 剖面土，等比例混合均匀制成混合样，不少于1 kg，储存于自封袋中，袋内外各贴一标签，写明编号、采集地点、土壤名称等。合计79 批次麻竹笋、79 批次土壤。

1.2 检测方法

土壤pH 值的测定参照NY/T 1121.2—2006[7]，铬、铜和铅的测定参照HJ 491—2019[8]；竹笋样品铬、铜和铅的测定分别参照GB 5009.123—2014[9]、GB 5009.13—2017[10]、GB 5009.12—2010[11]。

1.3 土壤重金属污染评价

土壤重金属污染评价采用单项污染指数法和内梅罗综合污染指数法[12-13]。单项污染指数计算方法如下：

其中，i 为土壤中某项重金属，Ci为土壤中重金属i 的实测含量（mg/kg）；Si为参考标准含量（mg/kg），本研究中Si采用GB 15618—2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》[14]中“其他”农用地的风险筛选值。

综合污染指数计算方法如下：

式中，n 为重金属种类数量。（Pi）max为各项金属的Pi中的最大值。

P 值越大，污染程度越重。其评价标准见表1。

1.4 麻竹笋重金属健康风险评价

采用美国环境保护署（USEPA）于2000 年发布的目标危害系数法[15-18]评估麻竹笋重金属对暴露成人人群的健康风险。单项重金属的目标危害系数THQ 计算公式如下：

其中，EF 为暴露频率，取350 天/年[16-18]；ED 为暴露持续时间，成人取30 年[16-18]；FIR为蔬菜摄入量，取185.4 克/天[19]；C 为蔬菜中某重金属含量，单位mg/kg；RfD0为参考剂量，Cr、Cu、Pb 分别为0.003、0.04、0.003 5 mg/kg/天[16-18]；BW为人体平均体重，成人取61.75 kg[20]；ATn为非致癌效应平均时间，取30 年，即10 950 天[16-18]。

表1 污染指数与土壤污染程度的对应关系Table 1 Relations between pollution index and pollution level

评价多种重金属或污染物对人体健康危害时，采用综合目标危害系数TTHQ，计算公式如下：

THQ 或TTHQ 值越大，表明该污染物对人体健康风险越大。若小于1，说明对暴露人群没有明显的健康风险，反之则有。

1.5 麻竹笋对重金属的生物富集

生物富集系数(bioconcentration factor，BCF)[21-22]是植物体内某种重金属含量与该种植物所生长的土壤中同种重金属含量的比值，不同的植物对土壤中的重金属表现出不同的吸收能力，其计算公式为:

其中，C植为植物中某重金属的含量（mg/kg），C土为土壤中该重金属的含量（mg/kg）。

BCF 愈大，表明植物对土壤中重金属的吸收能力越强。

2 结果与分析

2.1 土壤样品的重金属含量

所采土壤样品的pH、Cr、Cu、Pb 含量概况如表2 所示。所采样点的土壤样品pH 处于3.8～7.3，平均值4.5，与广东省环境背景土壤背景值（红壤，中值）[23]4.8 接近，79 个样品中仅有2 个样品pH＞7，整体呈酸性，三地土壤pH 无显著差异。

重金属含量限量值均采用GB 15618—2018 中规定的“其他”农用地风险筛选值。土壤样品铬含量总体达标率100%。其中最大值103 mg/kg，最小值1.94 mg/kg，整体平均值38.6 mg/kg，低于全国土壤环境背景值（中值）[24]57. 3 mg/kg 和广东土壤环境背景值43.25 mg/kg。各地平均含量：清新＞英德＞揭东，揭东的铬含量水平与另两地有显著差异（P＜0.05）。

土壤样品铜含量总体达标率93.7%，其中最大值71.6 mg/kg，最小值1.78 mg/kg，整体平均值为23.1 mg/kg，高于全国土壤环境背景值20.7 mg/kg 和广东土壤环境背景值14.38 mg/kg。揭东、英德分别有3 批次和2 批次超过限量值，分别占所监测批次的15.0%、6.9%。各地平均含量：英德＞揭东＞清新，水平比较接近，无显著差异。

表2 各采样点土壤的检测结果Table 2 Test results of soil samples

表3 竹笋样品的重金属含量 mg·kg-1Table 3 Contents of heavy metals in bamboo shoots samples

土壤样品铅含量总体达标率96.2%，其中最大值114 mg/kg，最小值8.80 mg/kg，整体平均值为30.3 mg/kg，高于全国土壤环境背景值23.5 mg/kg，低于广东土壤环境背景值34.38 mg/kg。揭东有3批次超过限量值，占所监测批次的15.0%。各地平均含量：揭东＞英德＞清新。揭东的铬含量水平与另两地有显著差异（P＜0.05）。

3 种重金属含量的相对标准偏差高低次序均为：揭东＞英德＞清新，说明揭东土壤的铬含量较为离散，英德次之，清新土壤样品差异性较小。

2.2 麻竹笋样品的重金属含量

所采麻竹笋样品的铬、铜、铅含量情况如表3所示，整体上含量高低顺序为：铜＞铬＞铅。采用GB 2762—2017[25]“普通新鲜蔬菜”中的铬、铅限量值作参考值，达标情况见图1。

麻竹笋样品铬含量总体达标率100%，其中最大值0.41 mg/kg，最小值0.06 mg/kg，整体平均值为0.19 mg/kg。3 个地区的平均值高低顺序为：揭东＞清新＞英德，揭东麻竹笋的铬水平与另外两地区有显著差异（P＜0.05）。

图1 各地麻竹笋重金属含量达标情况Fig. 1 Qualification ratios of heavy metals in bamboo shoots

麻竹笋样品铜含量最大值11.8 mg/kg，最小值0.79 mg/kg，整体平均值为3.57 mg/kg，低于GB 15199—1994《食品中铜限量卫生标准》[26]中的限量值10 mg/kg，但该标准已于2011 年废止，因此不讨论达标率。3 个地区的平均值顺序为：英德＞清新＞揭东，三地麻竹笋的铜水平无显著差异。

麻竹笋样品铅含量总体达标率87.3%，其中最大值0.29 mg/kg，最小值0.03 mg/kg，整体平均值为0.054 mg/kg。其中揭东有3 批次超限量值1 倍以内，占所检批次数量的15.0%；清新有5 批次超限量值1 倍以内，2 批次超限量值2 倍以上，分别占所检批次16.7%、6.7%。3 个地区的平均值高低顺序为：清新＞揭东＞英德，英德与清新两地的麻竹笋铅水平之间有显著差异（P＜0.05）。

除揭东麻竹笋的铬和英德的铅以外，其他各地各指标的相对标准偏差均不低于39.0%，数据较离散。

2.3 土壤重金属污染水平评价

采用单项污染指数法和内梅罗污染指数法计算，各地土壤重金属污染指数如图2 所示，污染水平分布如图3 所示。

图2 各地土壤重金属污染指数Fig. 2 Pollution indexes of soil samples

图3 各地土壤重金属污染程度分布Fig. 3 Distribution of different pollution levels

各地土壤样品的元素单项、综合污染指数平均值的高低次序均为：铜＞铅＞铬，污染程度均为轻污染或以下，无中污染或以上水平。

所监测的所有79 批次土壤样品，铬单项污染指数Pi均小于0.7，污染水平属于安全，其中又以揭东土壤污染水平最低，Pi平均值仅为0.100。

关于铜元素，揭东样品80.0%安全、5.0%警戒、15.0%轻污染；英德有75.9%安全、17.2%警戒、6.9%轻污染；清新的土壤样品均为安全。

关于铅元素，揭东土壤样品有65.0%安全、20.0%警戒、15.0%轻污染；英德有93.1%安全、6.9%警戒；清新的土壤样品均为安全。

从综合污染指数来看，79 批次中，共有84.8%安全、10.1%警戒、5.1%轻污染。其中，清新的样品均为安全；揭东土壤样品有70.0%安全、15.0%警戒、15.0%轻污染；英德有79.3%安全、17.2%警戒、3.4%轻污染。揭东虽然铬单项污染指数低，但由于铜、铅指数较高，因此综合指数高于其他两地，综合污染指数的平均值排序为：揭东＞英德＞清新。

2.4 麻竹笋重金属健康风险评价

各地麻竹笋重金属目标危害系数平均值如表4 所示。THQ 整体呈现铜＞铅＞铬的趋势，与重金属含量“铜＞铬＞铅”的顺序不同，这是由于THQ 的计算中考虑了各种金属的参考剂量。THQ 值 铬 介 乎0.000 12～0.000 78，整 体 平 均 值0.000 37；铜介乎0.057～0.85，整体平均值0.26；铅介乎0.026～0.23，整体平均值0.045。

三地TTHQ 最大值0.881，最小值0.083，整体平均值0.30，平均值高低顺序为：英德＞清新＞ 揭东，但三地之间无显著差异（P＞0.05）。各项重金属THQ 及TTHQ 均小于1，说明这3 种金属对暴露成人人群均没有明显的健康风险。但除铬、铜、铅之外，还有其他重金属和污染物可能影响人体健康，因此麻竹笋的实际TTHQ 仍有＞1 的潜在风险。

表4 各地麻竹笋重金属目标危害系数Table 4 Target hazard quotients of heavy metals in bamboo shoot samples

表5 竹笋对重金属的生物富集系数Table 5 Bioconcentration factors of bamboo shoots for heavy metals

2.5 麻竹笋对重金属的生物富集

各地麻竹笋对土壤中的重金属的生物富集系数概况如表5 所示。可见，3 个地区的麻竹笋对3 种元素的富集系数的高低顺序一致，均为：铜＞ 铬≥ 铅，铜的平均值为0.31，铬、铅分别为0.013 0、0.002 4。同一竹笋对不同元素表现出不同的吸收能力，可能与元素本身的形态和性质有关。Cr、Pb元素在土壤中多以难溶物的形态存在，因此难以被植物吸收或迁移，属于生物有效性低的元素，而Cu 属于生物有效性高的元素[21-22]，因此铜在土壤中含量虽较低，但富集系数却是最高的。

各地麻竹笋对铬元素的富集系数介于0.001 0～0.130 0，平均值0.013。揭东土壤中的铬含量为三地中最低，竹笋中铬含量最高，说明揭东竹笋对铬的吸收能力最强，富集系数最大，为0.039，远大于英德0.004 1 和清新0.004 1。揭东麻竹笋对铬元素的吸收能力与其他两地有显著差异。

各地麻竹笋对铜元素的富集系数介于0.015～2.800，平均值0.31，地区之间无显著差异，高低顺序为：清新＞英德＞揭东。

各地麻竹笋对铅元素的富集系数介于0.000 27～0.022 00，平均值0.002 4，清新麻竹笋与其他两地有显著差异。高低顺序为：清新＞揭东＞英德。

3 结论与讨论

对广东3 个麻竹笋产区揭东、英德、清新的麻竹笋及产地土壤进行铬、铜、铅3 种重金属的含量检测，结论如下：

（1）所监测的79 个土壤样品铬、铜、铅含量平均值依次为38.6、23.1、30.3 mg/kg，达标率依次为100%、93.7%、96.2%。

（2）从单项污染指数来看，土壤污染程度：铜＞铅＞铬；从综合污染指数来看，安全、警戒、轻污染的批次各占84.8%、10.1%、5.1%，无中污染或重污染情况。其中揭东、英德、清新土壤分别有15.0%、3.4%、0%批次属于轻污染，其余批次为安全或警戒。

（3）所监测的79 个麻竹笋样品中铬、铜、铅含量平均值依次为0.19、3.57、0.054 mg/kg，铬、铅达标率分别为100%、87.3%。其中铅含量清新、揭东、英德分别有23.4%、15.0%、0%样品超过限量值。

（4）从目标危害系数来看，麻竹笋中的3 种重金属对暴露成人人群均没有明显的健康风险。

（5）麻竹笋对不同重金属的吸收能力差异较大，富集系数高低顺序为：铜＞铬≥铅。

土壤中的铜、铅，麻竹笋中的铅应作为广东麻竹笋质量安全监测中的重点监测指标，在种植经营、产地环境维护等方面引起重视。土壤处于安全或警戒水平的产地应注重防范，减少人为活动对产地的污染；已有轻度污染的麻竹笋产地，则可采取物理、化学、生物修复等多种方法进行污染治理，在保障麻竹笋产品质量安全的同时，促进产地的可持续利用。