葡萄重金屬質(zhì)量安全風(fēng)險與對策研究

徐明飛，葉雯，張棋，孫彩霞

（浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與營養(yǎng)研究所，杭州 310021）

據(jù)2014年《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》顯示，全國土壤污染總超標率為16.1%，其中輕微、輕度、中度和重度污染點位比例分別為11.2%、2.3%、1.5%和1.1%；Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr、Zn、Ni 8種無機污染物點位超標率分別為7.0%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%、4.8%。隨著我國工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，大量重金屬元素排入環(huán)境中，以及農(nóng)藥、化肥的不合理施用，使得土壤重金屬污染問題嚴重[1]。有研究表明，土壤重金屬污染不僅對作物的生長發(fā)育產(chǎn)生顯著的負面影響[2]，而且會導(dǎo)致作物的產(chǎn)量和品質(zhì)顯著下降[3]；同時土壤中的重金屬通過食物鏈進行傳遞和富集，到達人體，導(dǎo)致多種疾病的發(fā)生[4]。目前造成土壤污染的重金屬主要是Cd、As、Hg、Pb、Cu，其中以Cd超標最為嚴重。20世紀90年代初，有13萬 hm2的農(nóng)田遭受Cd污染而被迫棄耕[5]。

2019年中國葡萄產(chǎn)量為1420萬 t，較上年增產(chǎn)53萬 t，同比增長3.86%。品種增多、產(chǎn)區(qū)擴大、規(guī)模提升、上市期延長等保障了供給的同時，質(zhì)量安全問題日益得到重視，產(chǎn)地土壤、空氣懸浮、部分投入品等含有的重金屬是否對葡萄產(chǎn)品安全帶來影響是消費者關(guān)注的重點之一。溫鏗等[6]對四川省20個葡萄園進行Cd污染調(diào)查結(jié)果表明，土壤Cd總超標率達到71.88%，全Cd含量在0.069～3.013 mg/kg，有效態(tài)Cd含量在0.030～0.310 mg/kg，但葡萄果實中Cd含量均符合《食品安全國家標準食品中污染物限量》（GB 2762—2017）標準。目前有很多文獻報道葡萄園土壤重金屬污染問題[1,6]，盡管葡萄產(chǎn)品中重金屬并未超標，但仍引發(fā)了人們對產(chǎn)品累積重金屬食用風(fēng)險的擔(dān)憂。因此，本文從葡萄產(chǎn)區(qū)土壤重金屬污染、產(chǎn)品重金屬累積、食用膳食風(fēng)險與對策等方面進行論述，為后續(xù)研究提供參考。

1 葡萄產(chǎn)區(qū)土壤重金屬污染現(xiàn)狀

1.1 鮮食葡萄產(chǎn)區(qū)

鮮食葡萄栽培面積較多的省區(qū)主要有新疆、遼寧、陜西、江蘇、廣西、云南和山東[7]。新疆吐魯番盆地是我國著名葡萄產(chǎn)區(qū)，土壤污染水平、生態(tài)風(fēng)險級別最高的重金屬是Cd。麥爾哈巴·圖爾貢等[8]分析了中國葡萄主產(chǎn)區(qū)土壤重金屬污染水平與分布規(guī)律，結(jié)果表明吐魯番盆地葡萄園土壤中Cd、Cr、Hg和As等均處于輕度污染水平，Pb和Ni處于警戒線水平。劉子龍等[9]發(fā)現(xiàn)，新疆石河子葡萄主產(chǎn)區(qū)葡萄園土壤重金屬污染級別達到警戒線水平的約占43%，其中Pb含量超過限量。

楊玉等[10]分析和評價了長沙和株洲地區(qū)12個葡萄園土壤重金屬污染狀況，結(jié)果表明50%的果園土壤環(huán)境質(zhì)量為輕度污染水平，33%的果園達到中度和重度水平。郭亮[11]對長沙、株洲、湘潭三地的葡萄園進行采樣調(diào)查，發(fā)現(xiàn)土壤重金屬超標率排序為Cd＞Hg＞Cr＞As＞Pb，其中以Cd最為突出，土壤超標率為47.64%，單項污染指數(shù)最高達4.02。

從以上分析可知，葡萄園土壤Cd污染問題在重金屬污染中相對嚴重。Cd污染的來源主要為自然界的成土母質(zhì)和人為活動。成土母質(zhì)是Cd含量的本底值，我國土壤Cd背景值為0.097 mg/kg[12]。人為活動主要指工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動直接或間接將Cd排放到環(huán)境中，導(dǎo)致Cd污染的主要途徑有以下4個方面：大氣Cd沉降、施肥不當(dāng)、污水灌溉和金屬礦山酸性廢水污染[13]。針對目前大部分葡萄園土壤Cd污染超標問題，若周圍無工業(yè)區(qū)，則應(yīng)該重視施肥管理，合理施肥。

1.2 制干葡萄產(chǎn)區(qū)

制干葡萄主要集中在新疆維吾爾自治區(qū)，占全國葡萄栽培總面積的5%。新疆維吾爾自治區(qū)制干葡萄產(chǎn)地土壤重金屬污染情況與鮮食葡萄園相似。

土壤Pb污染的來源同樣來自于兩個方面：自然情況下，土壤中的Pb主要來源于母質(zhì)和腐蝕性的生物質(zhì)，含量一般較低，我國土壤Pb背景值為26 mg/kg，對人體的和生態(tài)系統(tǒng)的危害很小[14]。人為活動是造成土壤Pb污染的主要原因，主要指金屬礦床開發(fā)、城市化建設(shè)、固體廢棄物堆積將Pb排放到環(huán)境中，以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動（包括施用化肥、農(nóng)藥和污水灌溉等）造成Pb在土壤中大量累積[15]。

1.3 釀酒葡萄產(chǎn)區(qū)

河北、甘肅、寧夏、山東、新疆等5個省區(qū)的歐亞種釀酒葡萄產(chǎn)區(qū)，占全國釀酒葡萄栽培面積的60%以上；廣西、湖南、吉林等地區(qū)的毛葡萄、刺葡萄、山葡萄及山歐雜種釀酒葡萄栽培面積占20%。潘瑞[16]通過對河北省葡萄主產(chǎn)區(qū)土壤樣品的采集及土壤環(huán)境指標的分析測定表明，土壤Cd含量高于河北與全國土壤背景值，土壤Hg含量為河北土壤背景值的2.24倍，為全國土壤背景值的1.28倍。

賀蘭山東麓葡萄主產(chǎn)區(qū)土壤重金屬含量與寧夏土壤背景值相比，Cu、Cr的平均含量均超過背景值；Ni、Cu和Cr達到輕度污染水平，Cd是最主要的潛在生態(tài)危險因素[17]。陳翔等[18]研究釀酒葡萄中重金屬含量評估無重金屬安全風(fēng)險。

在葡萄生產(chǎn)過程中，施肥不當(dāng)現(xiàn)象普遍存在，不僅使葡萄品質(zhì)下降，而且造成果園土壤重金屬污染[18]。同時，以冶煉為主的高產(chǎn)值重工業(yè)的發(fā)展，也會造成周邊葡萄園土壤重金屬污染和葡萄有害物質(zhì)超標。劉亨桂等[19]研究發(fā)現(xiàn)，距離碳化硅工業(yè)集聚區(qū)中心沿主風(fēng)向5、10 km的葡萄園土壤Pb和Cd含量均超過綠色葡萄產(chǎn)地土壤重金屬含量的限定值，果實Pb和Cd含量均超過綠色葡萄果實重金屬含量的限定值。

2 葡萄及其制品重金屬安全風(fēng)險

在一定程度上，葡萄等果實中重金屬含量與土壤中重金屬含量呈正相關(guān)[20]。龐榮麗等[21]研究葡萄對重金屬吸收能力的差異性發(fā)現(xiàn)，葡萄對不同重金屬吸收能力差異較大，其中對Cd吸收能力最強，具有一定的富集能力；對Zn的吸收能力次之，也具有富集能力，但是對Cu、Hg、Ni、Cr、As、Pb的吸收能力相對很弱，基本無富集能力。不同葡萄品種對重金屬的吸收能力顯著不同，‘戶太8號’吸收能力較強，其次為‘巨峰’‘醉金香’和‘陽光玫瑰’，而‘茉莉香’等綜合吸收能力較弱。所查文獻在農(nóng)田中栽培葡萄樣品中未見葡萄產(chǎn)品Pb、Cd超標報道。

康露等[22]檢測新疆9個縣市的葡萄重金屬含量，結(jié)果顯示葡萄中Pb、Cd、Cr、As、Ni等元素的平均值均低于限量值，對成人不存在健康風(fēng)險。

郭亮等[11]采集了湖南長沙、株洲、湘潭93個葡萄園的263份葡萄樣品，發(fā)現(xiàn)果實中重金屬含量均低于國家標準值。Cd在葡萄樹體的分布規(guī)律表現(xiàn)為根＞枝條＞葉＞果實，不同葡萄品種果實中Cd的積累存在差異，并且葡萄果實對Cd的富集系數(shù)與葡萄樹齡成正相關(guān)。

楊玉等[10]采集了湖南長沙、株洲地區(qū)12個觀光采摘園中的葡萄產(chǎn)品，發(fā)現(xiàn)即使在土壤重度污染（Cd最大值2.15 mg/kg）果園中的葡萄果實，重金屬含量均可達到國家食品安全標準。李小紅[23]研究發(fā)現(xiàn)，不同砧木品種對葡萄果實Cd吸收積累有差異，Cd在葡萄樹體的分布規(guī)律與郭亮等研究結(jié)果一致。王玉倩[24]對貴州45個葡萄園的葡萄果實重金屬含量進行檢測，發(fā)現(xiàn)山地葡萄中有重金屬超標現(xiàn)象；栽培模式不同、區(qū)域不同、葡萄品種不同均會導(dǎo)致果實安全品質(zhì)存在差異，但膳食風(fēng)險很小。對照GB 2762—2017，發(fā)現(xiàn)Cd無超標現(xiàn)象，但其中有63%樣品存在Pb超標現(xiàn)象。

雷用東等[25]測定新疆境內(nèi)不同品種葡萄干中重金屬含量發(fā)現(xiàn)，所收集的150份樣品中，有65份樣品均檢出Pb、Cd、As、Hg，總體重金屬檢出率為43.3%，但每種重金屬含量均較低，均無超限量樣品。席曉圓等[26]對武陵山區(qū)巴東縣自釀葡萄酒進行重金屬含量檢測，Cd含量為3.22 μg/L，Pb含量為40.00 μg/L，對人體健康不會造成危害。而GB 2762—2017中規(guī)定葡萄中重金屬污染主要是Pb和Cd。

呂捷[27]對比不同國家葡萄重金屬污染物限量標準（表1），我國葡萄Pb限量為0.2 mg/kg；國際食品法典委員會（CAC）、歐盟、韓國、美國其限量均為0.1 mg/kg，不同國家對葡萄Cd限量均為0.05 mg/kg。對照標準限量，目前報道的葡萄產(chǎn)品重金屬超標極少，整體風(fēng)險較低。

表1 不同國家和組織葡萄Pb、Cd的限量標準Table 1 Limits of Pb、Cd in grapes in different countries and organization mg/kg

3 影響葡萄重金屬含量的因素及相關(guān)研究對策

重金屬由土壤向植物體內(nèi)的遷移受諸多因素影響，如土壤類型和性質(zhì)、土壤中共存重金屬拮抗或協(xié)同作用、植物基因型差異、生態(tài)型差異等，從而導(dǎo)致了不同研究的重金屬由土壤向植物體內(nèi)遷移規(guī)律的差異性。葡萄果肉對重金屬的吸收因品種、砧木等不同而不同，品種間極差達3倍以上；同時適宜的氣候、充足的肥水等生長條件則抑制葡萄果肉對重金屬的吸收；葡萄果實中重金屬含量最低，根系中最高，已有研究均得出了以上規(guī)律[12,28-29]。

馬堃[31]研究表明，葡萄果實對土壤Hg為弱富集性，并建議在Hg輕度污染農(nóng)區(qū)（≤2 mg/kg），利用經(jīng)濟價值高的葡萄取代Hg污染敏感糧食作物或蔬菜，以構(gòu)造新的生產(chǎn)經(jīng)營模式，該研究也說明了葡萄中的Hg風(fēng)險低。

選擇生態(tài)好、產(chǎn)地符合《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標準（試行）》（GB 15618-2018）等有效國家標準，按標準要求科學(xué)生產(chǎn)等是保障葡萄及其制品質(zhì)量安全的最佳措施，但輕污染區(qū)域也可在相關(guān)部門指導(dǎo)下經(jīng)評估后采用科學(xué)對策使葡萄及其制品重金屬含量在標準限量內(nèi)，確保食用安全。

4 小結(jié)

現(xiàn)有研究和監(jiān)測結(jié)果顯示，葡萄產(chǎn)品中重金屬超標極少，質(zhì)量安全風(fēng)險較低，重金屬風(fēng)險不是葡萄質(zhì)量安全重點風(fēng)險隱患。葡萄為多年生，產(chǎn)地土壤如管控不當(dāng)則重金屬不斷累積，因此重金屬風(fēng)險監(jiān)管仍需堅持，摸清本源、科學(xué)應(yīng)對；栽培上科學(xué)選擇品種、合理施肥等經(jīng)濟高效的農(nóng)業(yè)措施，從源頭規(guī)避土壤重金屬對葡萄產(chǎn)品質(zhì)量安全的風(fēng)險隱患。進一步研發(fā)葡萄產(chǎn)業(yè)需要的質(zhì)量安全全程管控生產(chǎn)技術(shù)，制定技術(shù)規(guī)程或標準；聯(lián)合多方力量推廣落地，提升產(chǎn)業(yè)效益。

《食品安全國家標準食品中污染物限量》（GB 2762—2017）中未制定葡萄或涵蓋葡萄的水果及其制品、新鮮水果、漿果和其他小粒水果的除Pb、Cd之外其它的重金屬限量標準，需要密切關(guān)注國家相關(guān)標準制定進展，避免相關(guān)質(zhì)量安全風(fēng)險。