蘆蒿中重金屬鉛、鎘污染現(xiàn)狀及溯源分析

郭寶福，劉祥萍，王艷莉，李小成，周涵，曹靜，汪浩，趙士權(quán)

(南京市疾病預(yù)防控制中心 營養(yǎng)與食品衛(wèi)生科，江蘇 南京 210003)

蘆蒿又名蔞蒿、水蒿、柳蒿、黎蒿等，為菊科蒿屬多年生草本植物，在我國東北、華北和中南地區(qū)常野生于低洼潮濕的溝邊、圩堤荒灘等[1-2]。人工栽培蘆蒿于20世紀(jì)80 年代末首先在南京八卦洲興起，現(xiàn)已形成規(guī)模并向周邊地區(qū)輻射，八卦洲2000年蘆蒿的種植面積就已達(dá)2 208 hm2左右，產(chǎn)量達(dá)397 4萬kg[3]。目前，蘆蒿作為一種特色蔬菜，人工種植及銷售已延伸至周邊省份甚至全國各地，種植面積、產(chǎn)量及居民的消費(fèi)量不斷擴(kuò)大。近幾年，我們?cè)谑称肺廴疚锉O(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn)蘆蒿中可能存在重金屬污染問題，尤其是鉛、鎘的超標(biāo)率較高，為全面掌握蘆蒿中鉛、鎘的污染狀況，探討其可能的污染來源，我們連續(xù)開展了蘆蒿中鉛、鎘污染的專項(xiàng)監(jiān)測(cè)，以期為蘆蒿的種植管理、食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)的制修訂提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣本采集

2017—2020年每年蘆蒿上市季節(jié)在南京市所轄12個(gè)區(qū)的種植環(huán)節(jié)、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)、超市(或便利店)等場(chǎng)所采集蘆蒿樣本，采用樣本采集APP系統(tǒng)收集記錄采樣及樣本信息，定位采樣地點(diǎn)GPS信息，上傳采樣場(chǎng)所及樣本照片。選擇南京市蘆蒿種植面積最大的八卦洲，分別在其東西南北中5個(gè)方位布點(diǎn)，采集種植環(huán)節(jié)的蘆蒿樣本，同時(shí)采集該樣本所在地表下10～20 cm根系所在處的土壤剖面樣本以及該地塊所用灌溉用水水樣。

1.2 實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)

蘆蒿樣本選取可食莖部分，自來水沖洗后去離子水漂洗，晾干備用；蘆蒿中鉛、鎘的測(cè)定采用食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)中的石墨爐原子吸收光譜法[4-5]。土壤的前處理及鉛、鎘的測(cè)定采用國家標(biāo)準(zhǔn)中的石墨爐原子吸收分光光度法[6]。水樣采用GB/T5750.6-2006方法測(cè)定[7]。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

樣本信息及檢測(cè)結(jié)果采用Excel 2010錄入，鉛、鎘檢測(cè)數(shù)據(jù)如小于檢出限，檢測(cè)結(jié)果以1/2檢出限計(jì)。將蘆蒿樣本按照采樣場(chǎng)所分為種植環(huán)節(jié)、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)、超市(便利店)3類，按照產(chǎn)地不同分為本地、外地、產(chǎn)地不詳3類。用IBM SPSS 21.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，不同場(chǎng)所、產(chǎn)地蘆蒿樣本鉛、鎘含量比較采用t檢驗(yàn)或方差分析，數(shù)據(jù)不符合正態(tài)分布采用非參數(shù)檢驗(yàn)(Kruskal Wallis 檢驗(yàn)或Mann-WhitneyU檢驗(yàn))；不同來源蘆蒿中鉛、鎘超標(biāo)率比較采用卡方檢驗(yàn)；土壤和蘆蒿中鉛、鎘含量相關(guān)性分析采用Pearson或Spearman相關(guān)分析。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié) 果

2.1 蘆蒿中鉛、鎘含量

檢測(cè)鉛、鎘的蘆蒿樣本分別為501份和492份。蘆蒿中鉛檢出率為54.3%，檢測(cè)值中位數(shù)0.02 mg·kg-1，最高檢出值為5.31 mg·kg-1；鎘檢出率為98.8%，檢測(cè)值中位數(shù)0.067 mg·kg-1，最高檢出值為1.101 mg·kg-1；最高檢出值均出現(xiàn)在農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)采集的樣本中，鉛含量最高的樣本為本地產(chǎn)，鎘含量最高的樣本產(chǎn)地不詳。不同采樣場(chǎng)所蘆蒿樣本中鉛含量的分布差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)，農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)、超市(便利店)等場(chǎng)所樣本中鉛平均含量高于種植環(huán)節(jié)樣本；不同采樣場(chǎng)所蘆蒿樣本中鎘含量分布差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。本地和外地產(chǎn)蘆蒿樣本中鉛、鎘含量分布差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表1、2。

表1 不同采樣場(chǎng)所蘆蒿中鉛、鎘含量分析 mg·kg-1

表2 不同樣本產(chǎn)地蘆蒿中鉛、鎘含量分析 mg·kg-1

2.2 蘆蒿中鉛、鎘超標(biāo)情況

《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》(GB2762-2017)中規(guī)定莖類蔬菜鉛、鎘的含量低于0.1 mg·kg-1[8]，按此標(biāo)準(zhǔn)蘆蒿中鉛、鎘的超標(biāo)率分別為10.8%和23.2%。不同采樣場(chǎng)所蘆蒿中鉛超標(biāo)率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=6.191，P=0.045)，流通環(huán)節(jié)樣本超標(biāo)率高于種植環(huán)節(jié)；不同采樣環(huán)節(jié)蘆蒿中鎘超標(biāo)率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，超標(biāo)率均超過20%。本地和外地產(chǎn)蘆蒿中鉛、鎘超標(biāo)率差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表3。

表3 不同采樣場(chǎng)所和不同產(chǎn)地蘆蒿中鉛、鎘超標(biāo)情況分析

2.3 蘆蒿與土壤、灌溉用水中鉛、鎘含量相關(guān)性分析

在八卦洲不同方位蘆蒿種植基地共采集蘆蒿及對(duì)應(yīng)的土壤樣本各50份。土壤中鉛含量最高值為39.93 mg·kg-1，均值26.78 mg·kg-1，所有樣本檢測(cè)值均小于農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值(GB15618—2018)(最低篩選值70 mg·kg-1)；土壤中鎘含量最高值0.471 mg·kg-1，均值0.315 mg·kg-1，60%的樣本中鎘含量超過農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值(0.3 mg·kg-1)。土壤與蘆蒿中鉛含量、鎘含量相關(guān)性均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，土壤中鉛含量與鎘含量相關(guān)性具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(r=0.792，P<0.001)，見表4。共采集蘆蒿樣本所在不同地塊對(duì)應(yīng)的灌溉用水樣本13份，鉛、鎘檢測(cè)值均小于檢出限(鉛0.02 mg·L-1,鎘0.002 mg·L-1)。

表4 土壤和蘆蒿中鉛、鎘含量相關(guān)性分析

3 討 論

關(guān)于蘆蒿中鉛、鎘污染狀況的研究報(bào)道較少，2005年俞美香等[9]對(duì)南京市場(chǎng)上37份蘆蒿樣本檢測(cè)顯示，以干重計(jì)97.3%的樣本鉛含量超出限量標(biāo)準(zhǔn)，以鮮重計(jì)均在限量標(biāo)準(zhǔn)(0.20 mg·kg-1)內(nèi)；2020年吳雨晨等[10]對(duì)南京、鎮(zhèn)江兩市抽取的175份樣本檢測(cè)顯示，蘆蒿中鉛、鎘的超標(biāo)率分別為9.7%和13.7%(限量標(biāo)準(zhǔn)均為0.1 mg·kg-1)。本研究通過連續(xù)4年的專項(xiàng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)蘆蒿中鉛、鎘的超標(biāo)率分別為10.8%和23.2%，高于以往報(bào)道，鎘超標(biāo)率相對(duì)更高；從檢出率看，鎘的檢出率(98.8%)也遠(yuǎn)高于鉛的檢出率(54.3%)，說明蘆蒿中鎘的污染更為普遍和嚴(yán)重。從檢測(cè)值看，鉛和鎘的檢測(cè)值均呈現(xiàn)明顯的偏態(tài)分布，檢測(cè)值較高的樣本僅占很少部分，鉛檢測(cè)值的P75僅占限量值的1/2。本地和外地產(chǎn)蘆蒿樣本間鉛、鎘超標(biāo)率差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明蘆蒿中鉛、鎘的污染是普遍存在的，與產(chǎn)地可能無關(guān)；但不同采樣場(chǎng)所鉛的檢測(cè)值及超標(biāo)率差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，銷售環(huán)節(jié)樣本檢測(cè)值和超標(biāo)率均明顯高于種植環(huán)節(jié)，提示鉛污染可能存在其他來源，且污染來源可能在蘆蒿采收后，譬如蘆蒿的儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)，需要食品安全監(jiān)管部門重視。

研究表明，與其他蔬菜類似，蘆蒿對(duì)土壤中的重金屬具有較強(qiáng)的富集性[11-12]。實(shí)驗(yàn)室生物栽培試驗(yàn)顯示，蘆蒿根莖葉均有較強(qiáng)的鎘富集性，積累量隨著土壤鎘處理量的增加而升高[11]，同一生長(zhǎng)期蘆蒿中鎘含量與土壤鎘投放量呈顯著相關(guān)[12]。本研究對(duì)南京蘆蒿重要種植基地八卦洲的土壤樣本檢測(cè)顯示，60%的土壤樣本鎘含量超過污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值，而未發(fā)現(xiàn)鉛含量超過污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值，八卦洲蘆蒿種植基地土壤中主要存在鎘污染，這與蘆蒿中鎘的檢出率和超標(biāo)率均遠(yuǎn)高于鉛一致。然而，研究并未發(fā)現(xiàn)土壤與蘆蒿中鉛、鎘含量存在明顯相關(guān)性，這與蔣培[11]的研究結(jié)果一致，與實(shí)驗(yàn)室內(nèi)栽培試驗(yàn)結(jié)果不同，但這并不能否認(rèn)蘆蒿中鉛、鎘的污染主要來自于對(duì)土壤中重金屬的富集；蘆蒿對(duì)土壤中重金屬的富集受多種因素影響，一是土壤中的重金屬是有效態(tài)還是結(jié)合態(tài)，結(jié)合態(tài)并不能被蘆蒿吸收，二是與土壤理化性質(zhì)、蘆蒿品種等有關(guān)[12-13]。蘆蒿樣本對(duì)應(yīng)的灌溉用水樣本中鉛、鎘含量均小于檢出限，說明蘆蒿中鉛、鎘來源于灌溉用水的可能性較小，但不排除灌溉用水中微量的重金屬在土壤中沉積從而被蘆蒿經(jīng)土壤富集。當(dāng)然，本研究除了考慮土壤和灌溉用水中鉛、鎘總含量因素外，并未考慮譬如大氣污染、農(nóng)藥使用等其他可能污染來源，但大量研究已經(jīng)表明，這些因素可能并非是蔬菜中重金屬的主要來源。

綜上所述，蘆蒿中普遍存在重金屬鉛、鎘的污染，尤其是鎘污染；鉛、鎘的污染與蘆蒿的產(chǎn)地?zé)o關(guān)，主要污染可能來自于蘆蒿本身對(duì)土壤鉛、鎘的富集，但銷售環(huán)節(jié)蘆蒿中鉛還可能存在其他污染來源。雖然蘆蒿中鉛、鎘超標(biāo)率很高，但作為一種特色蔬菜，蘆蒿的消費(fèi)具有明顯的季節(jié)性，大量上市主要集中在每年的10月至第二年的4月，且在整個(gè)蔬菜消費(fèi)中占比并不高，所以，經(jīng)蘆蒿鉛、鎘暴露尚不能對(duì)人體造成明顯的健康危害；既然蘆蒿中鉛、鎘污染主要來源于本身對(duì)土壤重金屬的富集，為降低其超標(biāo)率可以選擇合適的種植基地、加強(qiáng)種植管理等，但這并無法阻止其對(duì)土壤中存在的鉛、鎘本底的富集。所以，有必要開展蘆蒿中鉛、鎘安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，以探討蘆蒿中鉛、鎘的污染限量值是否需要重新修訂，尤其是鎘限量值，否則將難以避免大量不符合食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)的蘆蒿在市場(chǎng)上銷售；假如將蘆蒿中鉛限量值調(diào)整為與豆類蔬菜一致(0.2 mg·kg-1)，其超標(biāo)率將由10.8%降為7.6%，將蘆蒿中鎘限量值調(diào)整為與莖類蔬菜芹菜一致(0.2 mg·kg-1)，其超標(biāo)率將降由為23.2%驟降為3.5%。