成都平原地區(qū)蔬菜重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

楊 文，高 琴，王戀琪，鐘 攀，劉 納，吳亞姍，張 雨

(四川省農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全中心,四川 成都 610041)

蔬菜是城鄉(xiāng)居民餐桌上必不可少的食物之一，它為人體提供必需的多種維生素和礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。近年來，隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)投入品、生活垃圾、工業(yè)三廢等的不合理使用和處置致使各種重金屬通過施肥、灌溉、降塵等途徑進(jìn)入農(nóng)田土壤和蔬菜表面。重金屬經(jīng)過蔬菜的吸收富集后通過食物鏈進(jìn)入人體，對(duì)人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重威脅[1]。

四川是全國(guó)重要的蔬菜產(chǎn)區(qū)及“南菜北運(yùn)”和冬春商品蔬菜生產(chǎn)基地，2018年，四川省蔬菜種植面積136.91萬hm2，產(chǎn)量4438萬t，居全國(guó)前列。不僅能滿足本省消費(fèi)，還能通過外銷蔬菜有效調(diào)劑全國(guó)蔬菜市場(chǎng)供給。成都平原地區(qū)作為四川蔬菜重要的生產(chǎn)、流通和消費(fèi)區(qū)域，2018年，其蔬菜產(chǎn)量占四川省總產(chǎn)量的1/3。蔬菜質(zhì)量的優(yōu)劣不僅直接關(guān)系到人體健康，也對(duì)四川省蔬菜的出口外銷產(chǎn)生影響。通過對(duì)成都平原地區(qū)的蔬菜重金屬污染情況開展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，可以及時(shí)為調(diào)整監(jiān)管工作重點(diǎn)、產(chǎn)業(yè)區(qū)域布局和膳食結(jié)構(gòu)提供更加合理的理論依據(jù)[2]。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象

2018年4～5月抽取成都平原地區(qū)(包含成都市、德陽市、綿陽市、眉山市、資陽市等5個(gè)市州)的123個(gè)蔬菜種植基地的304個(gè)蔬菜樣品，涉及葉類、豆類、蕓薹類、瓜類、鱗莖類、茄果類等，包括大白菜、生菜、普通白菜、菜豆、豌豆、黃瓜、冬瓜、南瓜、蒜苗、蔥、茄子、辣椒等品種，分別參照GB 5009.12-2017和GB 5009.15-2014對(duì)蔬菜樣品中重金屬元素Pb、Cd含量進(jìn)行測(cè)定。

1.2 蔬菜重金屬污染評(píng)價(jià)方法

本文采用單因子污染評(píng)價(jià)指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合指數(shù)評(píng)價(jià)法對(duì)成都平原地區(qū)蔬菜中Pb、Cd污染程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.2.1 單因子污染評(píng)價(jià)指數(shù)法 單因子污染評(píng)價(jià)指數(shù)法是根據(jù)該污染物的單項(xiàng)污染指數(shù)對(duì)某一污染物的的污染程度進(jìn)行評(píng)估[3]。

式中，Pi為污染物i的單項(xiàng)污染指數(shù)；Ci為污染物i的實(shí)測(cè)值，單位為mg/kg，以鮮重計(jì)；Si為污染物i的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值，單位為mg/kg，參照GB 2762-2017 《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》，Pb、Cd在蔬菜中的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 蔬菜重金屬污染評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值 (單位：mg/kg)

1.2.2 內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法 內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法是指多種污染物同時(shí)污染某一區(qū)域時(shí)評(píng)價(jià)多種污染物的總體污染水平的評(píng)價(jià)方法。

式中，P綜表示內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)，Pmax為各污染物單項(xiàng)污染指數(shù)最大值，Pave為各污染物單項(xiàng)污染指數(shù)平均值。

根據(jù)單項(xiàng)污染指數(shù)Pi、綜合污染指數(shù)P綜的大小，可以將蔬菜受重金屬污染的程度分為5個(gè)等級(jí)[4]，如表2所示。

表2 蔬菜受重金屬污染程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

1.3 蔬菜健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

目前，評(píng)估食品中重金屬對(duì)人體健康的污染程度應(yīng)用最廣泛的是美國(guó)國(guó)家環(huán)保署(USEPA)提出的人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型[5]，該模型采用目標(biāo)危險(xiǎn)系數(shù)法(THQ)，可同時(shí)評(píng)估單一和多種重金屬對(duì)人體的健康風(fēng)險(xiǎn)。假定人體攝入劑量等于人體吸收劑量，以測(cè)定的攝入劑量和參考劑量比值作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)THQ<1時(shí)，說明重金屬污染對(duì)人體沒有顯著的健康威脅，當(dāng)THQ >1時(shí)，則認(rèn)為存在健康風(fēng)險(xiǎn)，并且THQ值越大，影響越大[2,6,7]。

單一重金屬的風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算公式為：

多種重金屬的復(fù)合風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算公式為：

TTHQ=∑THQ

目前，各參數(shù)的取值沒有完全統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)可供參考，本文中各參數(shù)名稱及取值如表3所示[8-9]。

2 結(jié)果與分析

表3 蔬菜健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)參數(shù)參考取值

2.1 成都平原地區(qū)蔬菜重金屬含量分析

對(duì)成都平原地區(qū)304個(gè)蔬菜樣品中Pb、Cd含量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如表4。在六大類蔬菜中，Pb、Cd均有不同程度的檢出，Pb檢出率為83.2%，無超標(biāo)樣品；Cd檢出率為98.0%，9個(gè)樣品超標(biāo)，超標(biāo)率為3.0%。在各類蔬菜中，Pb平均含量依次為：葉菜類>鱗莖類>豆類>蕓薹類>瓜類>茄果類，Cd平均含量依次為：葉菜類>茄果類>鱗莖類>蕓薹類>豆類>瓜類。從結(jié)果中可以看出，葉類蔬菜Pb、Cd平均含量分別為0.038mg/kg和0.044mg/kg，均高于其他種類蔬菜，原因可能葉類蔬菜除了因重金屬在土壤—根系中的遷移作用產(chǎn)生的自我富集外，還能通過葉片的吸收作用富集空氣中的有害物質(zhì)[11]。此外，鱗莖類蔬菜的平均含量也較高，這可能與根莖類蔬菜對(duì)重金屬的吸收能力強(qiáng)有關(guān)[10]。瓜類蔬菜Pb、Cd平均含量較低，說明瓜類蔬菜對(duì)Pb、Cd富集能力較弱。

2.2 成都平原地區(qū)蔬菜重金屬污染評(píng)價(jià)

成都平原地區(qū)蔬菜中重金屬污染水平評(píng)價(jià)結(jié)果如表5所示，從綜合污染指數(shù)看，Pb、Cd在六大類蔬菜中均小于0.7，處于安全水平，茄果類、鱗莖類的指數(shù)值較高，需要多加防范。從單項(xiàng)污染指數(shù)看，除瓜類和豆類外，其余種類蔬菜Pb單項(xiàng)污染指數(shù)均小于Cd單項(xiàng)污染指數(shù)，說明Cd對(duì)蔬菜污染影響更大；在茄果類蔬菜中，Cd單項(xiàng)污染指數(shù)超過0.7達(dá)到警戒級(jí)，說明茄果類蔬菜受重金屬污染相比其他種類較為嚴(yán)重，且主要受Cd污染影響。

表4 成都平原蔬菜重金屬含量(mg/kg)

表5 成都平原蔬菜重金屬污染水平評(píng)價(jià)結(jié)果

2.3 成都平原地區(qū)蔬菜對(duì)居民的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

成都平原地區(qū)蔬菜重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)如表6所示，從單一重金屬的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)來看，THQ均小于1，說明成都平原地區(qū)蔬菜中重金屬不存在明顯的健康風(fēng)險(xiǎn)，但不同種類重金屬的THQ值存在較大差異，基本呈現(xiàn)THQ(Cd)>THQ(Pb)的趨勢(shì)，這表明居民通過膳食攝入蔬菜過程中，Cd的健康風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較大。從復(fù)合重金屬的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)來看，各種類蔬菜的TTHQ值表現(xiàn)為葉菜類>茄果類>豆類>瓜類>蕓薹類>鱗莖類，可作為參考用于調(diào)整膳食結(jié)構(gòu)。

表6 成都平原蔬菜重金屬的THQ值

3 結(jié)論

成都平原地區(qū)蔬菜中Pb、Cd具有不同程度的檢出，總體處于安全水平，但仍然存在少量樣品Cd含量超標(biāo)的現(xiàn)象。各類蔬菜平均含量變化較大，葉菜類和茄果類Pb、Cd含量相對(duì)較高。除茄果類蔬菜Cd單項(xiàng)污染指數(shù)(0.72)外，其余種類蔬菜單項(xiàng)污染指數(shù)和綜合污染指數(shù)均小于0.7，總體上處于安全、清潔水平。對(duì)于茄果類可能存在的Cd污染要多加防范。

總的來說，成都平原地區(qū)蔬菜重金屬不存在明顯的健康風(fēng)險(xiǎn)，但本文僅初步評(píng)估了通過食用蔬菜攝入Pb、Cd帶來的健康風(fēng)險(xiǎn)，且人體日常膳食結(jié)構(gòu)多樣，因此并不能全面評(píng)估蔬菜中重金屬的污染情況及其對(duì)人體健康的影響。