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遵义市鱼腥草中汞·硒和锌的含量分布特征及其健康风险

2024-02-02李航蔡砚芳王奥胡引周绍均

安徽农业科学 2024年2期
关键词:根须鱼腥草遵义市

李航 蔡砚芳 王奥 胡引 周绍均

摘要 為研究遵义市市售鱼腥草中重金属的分布特征和健康风险状况,测定了当地市售鱼腥草中的汞(Hg)、硒(Se)和锌(Zn)含量,分析了Hg、Se和Zn在鱼腥草根须和地下茎中的分布差异,并利用目标危险系数(THQ)和总目标危险系数(TTHQ)初步评估居民通过食用鱼腥草摄入Hg、Se和Zn的健康风险。结果表明,鱼腥草根须中Hg、Se和Zn的含量均高于地下茎,分别是地下茎的10倍、21倍和4倍。鱼腥草地下部分中Hg和Zn含量均低于国家规定的限量值(0.01和20mg/kg),有16个样品中Se含量超标(0.1mg/kg),占样品数量的80%。遵义市居民通过食用鱼腥草摄入的Hg、Se和Zn的THQ和TTHQ均小于1,表现为较低的健康风险,其中Se的风险相对较大。Hg和Zn的每周摄入量(0.0170和24.72μg/kg)低于暂定每周允许摄入量(4和7000μg/kg)。由于鱼腥草对土壤中Hg和Se均表现出较强的富集能力,遵义市居民仍需持续关注Hg和Se的健康风险。

关键词 鱼腥草;汞;硒;锌;含量测定;分布特征;健康风险;遵义市

中图分类号 X173

文献标识码 A

文章编号 0517-6611(2024)02-0187-03

doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2024.02.041

开放科学(资源服务)标识码(OSID):

Distribution Characteristics of Hg, Se and Zn Contents in Houttuynia cordata and Its Health Risks in Zunyi City

LI Hang, CAI Yan-fang, WANG Aoet al

(1.Product Quality Inspection and Testing Institute in Zunyi City, Zunyi,Guizhou563099;2.National Center for Quality Supervision and Inspection of Tea and Tea Products, Zunyi,Guizhou563099)

Abstract In order to study the distribution characteristics and health risk status of heavy metals in Houttuynia cordata in Zunyi City, the Hg,Se and Zn contents in Houttuynia cordata in the local market were measured. The distribution differences of Hg, Se and Zn in roots and underground stems of Houttuynia cordata were analyzed, and the health risk of residents consuming Hg, Se and Zn through Houttuynia cordata was preliminarily evaluated using the target hazard coefficient (THQ) and total target hazard coefficient (TTHQ).The results showed that the contents of Hg, Se and Zn in roots were10,21and4times higher than those in rhizomes, respectively. The levels of Hg and Zn in underground parts of Houttuynia cordata were lower than the national limit values (0.01and20mg/kg). The contents of Se in16samples exceeded the national limit values (0.1mg/kg), accounting for80% of all samples. The THQ and TTHQ of Hg, Se, and Zn consumed by residents in Zunyi City through consumption of Houttuynia cordata were all less than1, indicating a lower health risk, with Se being relatively higher.The estimated weekly intake values for Hg and Zn were also less than the provisional tolerable weekly intake value (4,7000μg/kg). Due to the strong enrichment ability of Houttuynia cordata to both Hg and Se in soil, more attention should be paid to health risk of Hg and Se for residents in Zunyi City.

Key words Houttuynia cordata;Hg;Se;Zn;Content determination;Distribution characteristic;Health risk;Zunyi City

作者简介 李航(1993—),男,贵州遵义人,工程师,硕士,从事产品检验检测及污染土壤生态修复研究。*通信作者,工程师,从事产品检验检测研究。

收稿日期 2022-12-08;修回日期 2023-03-16

近年来,由于大量施用劣质化肥、引流污水、废水灌溉以及大气沉降作用,导致土壤重金属污染日趋严重,最终通过食物链危害人体健康。汞及其化合物主要以消化道、呼吸道及皮肤等途径进入人体,积聚于脑和心脏等部位,从而造成神经性中毒及深部组织病变。硒和锌为生物必需的微量元素,但因其具有生物累积性,当摄入过量时同样会对人体产生毒害效应,尤其是硒的需要量和中毒量之间比较接近。

鱼腥草(Houttuynia cordata Thunberg),又名芩草、蕺草、臭腥草等,属三白草科(Saururaceae),是多年生植物,具有地下節茎、心形叶等形态特征,由地下部分(根须和地下茎)和地上部分(地上茎和叶)组成,其既是一种美味且高营养的食材,又是一种多用途的优质的中药材。在我国西南地区分布较广,是西南地区最受欢迎的蔬菜之一。由于鱼腥草市场需求量大,贵州省居民消费的鱼腥草主要以人工栽培为主。然而,鱼腥草具有较强的重金属富集能力,目前相关学者主要研究了野生鱼腥草对Pb的富集能力以及Cd胁迫对鱼腥草抗氧化酶活性和叶绿素含量的影响,而对居民食用最多的市售鱼腥草的研究较少,尤其是市售鱼腥草中Hg、Se和Zn的含量特征及其健康风险的研究更少见。因此,该研究以遵义市市售鱼腥草为研究对象,探讨鱼腥草中Hg、Se和Zn在鱼腥草地下部分(地下茎和根须)的分布特征,并对鱼腥草中的Hg、Se和Zn进行健康风险评价,以期为遵义市重金属防治工作和开展蔬菜食用风险预警提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集及预处理

于2021年9月,在遵义市不同行政区划(播州区、汇川区、红花岗区和新蒲新区)内主要农贸市场和商场采集鱼腥草样品,每个市场(商场)购得的鱼腥草作为一个独立样品,共20个样品。购买时咨询卖主,保证所采购的样品为当地生产。各采购点采购鲜样重约500g。

1.2 鱼腥草中Hg、Se和Zn含量测定

1.2.1 样品准备。将购得的样品带回实验室,用清水洗净后再用一级水清洗3次,然后用吸水纸除去样品表面的水分,将样品的根须和地下茎分开,并分别记录鲜重。将洗完沥干的样品均匀平铺于搪瓷盘中,置于烘箱中,在40℃条件下烘干至恒重并记录质量,计算试样水分。将烘干后的样品研磨粉碎后过100目筛,筛下样用密封袋保存备用。

1.2.2 样品消解。试样中Hg、Se和Zn的提取采用《食品安全国家标准 食品中多元素的测定》(GB5009.268—2016)中的微波消解法。称取试样0.2~0.3g,加入8.0mL硝酸,加盖放置过夜,放入微波消解仪中进行消解。微波消解程序见表1。冷却后取出,用少量一级水冲洗内盖,然后将消解罐置于恒温加热器中,于100℃条件下加热30min,待棕色气体散尽后,将消解液转入25mL容量瓶中,用一级水分3次润洗消解内罐,洗液均转入容量瓶中,用一级水定容至刻度,混匀备用。同时为了确保试验的准确性和精确性,每批次样品设置2个空白样品和2个标样[芹菜生物成分分析标准物质GBW10048(GSB-26)]进行质控,结果表明,Hg、Se 和 Zn的平均回收率分别为96.4%、94.8%和104.2%

1.2.3 Hg、Se和Zn含量测定。鱼腥草样液中Hg、Se和Zn的含量采用ICP-MS测定,每个样品平行测量3次,取平均值,不同样品的平行样品测定结果的相对标准偏差<10%。重金属含量均以湿重计,试验所需玻璃器皿均用洗涤剂清洗后,浸泡于30%硝酸溶液至少24h,用自来水冲洗干净后再用一级水洗净,晾干待用。

1.3 风险评价方法

该研究采用目标危险系数(THQ)评估遵义市居民通过食用鱼腥草摄取重金属的风险,在该方法中,人体对Hg、Se和Zn的摄入剂量等于吸收剂量,具体计算公式如下:

式中:ED表示暴露时间(70年);EF表示暴露频率(365d/a);FIR表示食物摄取速率[76g/(d·人)];C表示食物中重金属含量(mg/kg);RfD为日参考剂量[mg/(kg·d)],口头摄入时,汞暴露的参考剂量为1×10mg/(kg·d),硒为0.005mg/(kg·d),锌为0.3mg/(kg·d);WAB表示受体体重(kg),我国成年人的平均体重为62.7kg;TA 表示非致癌性平均暴露时间(TA=365×ED)。

若THQ≤1.0,表明人受到的伤害不明显;当THQ>1.0,表明人体健康受危害的可能性很大。由于进入人体的重金属可以在人体内相互作用而对人体产生危害,因此,该研究还计算了重金属的总目标危险系数(TTHQ),计算公式如下:

TTHQ=∑THQ(2)

世界卫生组织(WHO)提出了暂定每周允许摄入量(PTWI),其中汞和锌分别为4和7000μg/kg,硒没有相关阈值。重金属的估计每周摄入量(estimated weekly intake,EWI)的表达式如下:

2 结果与分析

2.1 鱼腥草中Hg、Se和Zn的分布特征

鲜样中根须、地下茎的Hg、Se和Zn含量见表2。从表2可以看出,根须中Hg、Se和Zn的含量均高于地下茎,分别是地下茎的10倍、21倍和4倍。鱼腥草中各金属含量差异大,其中Zn含量最高,在根须和地下茎中3种元素的含量顺序相同,均为Zn>Se>Hg,这主要与Zn和Se是有机体生理调节机制所必需的微量元素有关。

在所采集的20个鱼腥草样品中,地下茎中Hg和Zn含量均低于国家规定的限量值(表2),有16个样品的地下茎中Se含量超标,占样品数量的80%,这可能与遵义市土壤中Se含量较高有关。值得注意的是,有40%的样品的根须中Hg含量超标,虽然根须只占鱼腥草总质量的2.9%~3.2%,但其Hg的贡献率却高达13.0%~41.3%。

2.2 与其他研究区域鱼腥草中Hg、Se和Zn含量对比

通过与其他研究者的研究结果(表3)比较,发现该研究鱼腥草中Hg和Zn含量均低于文献报道的贵州省内不同县市及周边省份,Se的含量则高于其他研究区域。

研究表明,遵义地区土壤Hg整体上处于轻度污染水平,且鱼腥草各部分的Hg含量与土壤中Hg含量的相关性显著。该研究中鱼腥草的Hg含量不仅低于汞矿区,而且还远低于非汞矿区的含量。这主要是因为该研究中的鱼腥草样品均为人工种植,土壤的耕作、翻挖等会使大量新鲜土壤暴露于阳光下,土壤中的活性汞会发生光致还原反应,导致土壤中活性汞含量降低,从而降低鱼腥草对汞的吸收率。除此以外,人工种植的鱼腥草生长周期短,同样会限制鱼腥草对汞的吸收量。

土壤是鱼腥草地下部分硒的主要来源,而遵义地区富硒土壤资源丰富,95%的土壤硒含量达到足硒及以上水平。虽然Se对人体的生长发育极为重要,但过多的摄入会导致“碱性病”和“盲珊病”等Se中毒现象。特別是遵义近几年在发展富硒农作物的种植,可能会增加遵义市居民的Se摄入风险。

2.3 健康风险评价

根据美国环保局风险评价方法及相关参数,计算出遵义市居民通过食用鱼腥草摄入Hg、Se和Zn的THQ和EWI,结果如表4所示。鱼腥草中Hg、Se和Zn的THQ均小于1,说明通过食用鱼腥草摄入的Hg、Se和Zn还没有对遵义市居民造成健康风险。鱼腥草重金属的THQ从大到小依次为Se、Hg、Zn。鱼腥草中Hg、Se和Zn的TTHQ也均小于1。

相较于地下茎,地下部分鱼腥草中Hg、Se和Zn的THQ分别高出100.0%、66.7%和20.0%,因此,当地居民在食用鱼腥草前应将根须去除,从而尽可能地降低鱼腥草的重金属暴露风险。该研究中健康风险评价结果均低于限定值,但市民的重金属暴露还有其他途径,如其他蔬菜和食物、空气及饮水等。尤其是在遵义大力发展富硒产业的大背景下,有可能会增加Se所带来的健康风险。遵义毗邻万山汞矿区,汞矿区的汞很有可能通过大气迁移、干湿沉降、地表径流等途径进入遵义地区,增加当地居民的汞暴露风险。因此,重金属的健康风险依然可能存在,应加强对贵州地区重金属污染状况的监管和监测力度。

遵义市居民通过食用鱼腥草每周摄入Hg、Se和Zn的量(EWI)分别为0.0170、2.97和24.72μg/kg。Hg和Zn的EWI均未超过暂定每周允许摄入量PTWI(4和7000μg/kg),占PTWI的比例分别为0.42% 和0.35%,因Se没有对应的PTWI值而无法比较。尽管该研究的风险都较低,但由于鱼腥草对土壤中Hg和Se均表现出较强的富集能力。因此,遵义市居民仍需持续关注鱼腥草中重金属的健康风险。

该研究针对遵义市市售鱼腥草进行研究,测定了Hg、Se和Zn的含量并利用美国国家环境保护局风险评价方法对其进行了风险分析,为遵义市居民饮食安全评价提供了参考依据。由于遵义市居民主要食用鱼腥草的地下部分,因此,该研究只选择测定鱼腥草的地下部分(根须和地下茎)作为风险评价对象。但为了尽可能降低暴露量对风险评价结果的影响,在接下来的研究中,应采集完整的鱼腥草样品及详细的鱼腥草食用信息。已有研究表明,在生物体内硒可以降低汞、甲基汞的蓄积及其引起的脂质过氧化,从而对生物起到保护作用。因此,重金属对人体的危害并不是简单的加和作用,需根据金属间相互作用对每一种重金属的风险进行进一步分析。

3 结论

(1)鱼腥草根须中Hg、Se和Zn的含量均高于地下茎;鱼腥草中各金属含量差异大,其中Zn含量最高,在根须和地下茎中3种元素的含量顺序相同,均为Zn>Se>Hg。

(2)鱼腥草地下茎中Hg和Zn的含量均低于国家规定的限量值,有80%的样品中Se含量超标;该研究鱼腥草中Hg和Zn含量均低于文献报道的贵州省内不同县市及周边省份。硒的含量则高于其他研究区域。

(3)健康风险评价结果表明,遵义市居民通过食用鱼腥草摄入Hg、Se和Zn的THQ和TTHQ均小于1。为尽可能地降低当地居民的重金属暴露风险,在食用鱼腥草前应将根须去除。考虑到鱼腥草对土壤中Hg和Se均表现出较强的富集能力,遵义市居民仍需持续关注鱼腥草中重金属的健康风险。

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