大米中主要重金屬污染分析及風險評估研究現(xiàn)狀

蔣沙沙，霍永紅，李德海, ，馬 鶯，王榮春，盧衛(wèi)紅

（1.東北林業(yè)大學林學院，黑龍江哈爾濱 150040；2.哈爾濱工業(yè)大學化工與化學學院，黑龍江哈爾濱 150090）

水稻（Oryza sativa）是草本稻屬的一種，所結(jié)子實成熟后即稻谷，除去稻谷外表的殼后稱大米或米，是世界主要糧食農(nóng)作物之一，在糧食中稻屬屬于最主要而且歷史悠久的一種。全世界約二分之一的人口將大米作為就餐主食，亞洲人口的主食對水稻的依賴程度甚至超過90%[1]。中國水稻種植面積占全國糧食作物的四分之一，預計到2050年，大米產(chǎn)量需要增長60%～70%才可以滿足屆時亞洲人口增長對主食的需求[2]。大米中含有豐富的蛋白質(zhì)，其有較高的賴氨酸、脂肪，以及豐富的B族維生素等，具有極高的營養(yǎng)價值[3]。近年來，我國農(nóng)業(yè)政策推廣以及廣大農(nóng)民種植水稻的積極性提高，水稻的種植面積和產(chǎn)量持續(xù)增長。同時，隨著官方媒體對“毒大米”、“鎘大米”等大米安全事件的不間斷報道，大米安全問題越來越受到研究者和消費者的關(guān)注。

大米中重金屬殘留量超標是影響大米安全的主要問題之一，隨著我國經(jīng)濟迅速發(fā)展，工業(yè)領域制造、生產(chǎn)、排放等過程中造成大量的廢氣、廢水、廢渣逐漸進入了水稻種植環(huán)境中[4]。同時以蓄積方式通過生物鏈累積到大米中，迫使重金屬富集，出現(xiàn)大米中重金屬含量過高，品質(zhì)下降等問題[5]。由于機體對重金屬自排能力有限，隨著重金屬在體內(nèi)累積，就會和機體中的蛋白質(zhì)以及各種酶相互作用，造成蛋白質(zhì)變性，在器官組織中大量沉積，造成中毒，嚴重者還造成各種系統(tǒng)性疾病。所以，在大米產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，需要充分認識到重金屬殘留的危害性及主要形成原因，并在大米形成的各個環(huán)節(jié)進行有效規(guī)范，降低重金屬殘留。

隨著國際以及國內(nèi)消費市場對大米需求量的增加和安全意識的增強，其重金屬含量是否超標及質(zhì)量是否安全等成為食用者倍受關(guān)注的問題。目前國內(nèi)許多研究針對大米中重金屬含量進行大量研究，但是針對大米中重金屬含量超標的來源以及原因分析較少。大米是水稻從農(nóng)田到餐桌的重要過程，所以對大米中重金屬含量超標問題進行歸納總結(jié)，可以從主要環(huán)節(jié)有效地阻斷大米中重金屬的殘留。本文從解決大米中重金屬安全問題出發(fā)，對大米中重金屬存在形式、以及檢測分析方法進行簡要介紹，主要提出了大米中重金屬污染來源以及防控措施，并就國內(nèi)外重金屬殘留風險評估在大米中的研究進展進行了總結(jié)，以一個比較完整的體系預防大米中重金屬含量超標問題，以期為大米中重金屬控制及污染風險評估提供參考。

1 大米中重金屬污染概述

近年來，我國對大米重金屬污染導致的食用安全問題越來越重視。比較常見的重金屬有汞、鉛、砷、鎘、鎳、鉻、銀等40多種，其中砷、汞、鉛、鎘是大米中典型的4種重金屬污染元素，易被大米吸收并積累[6]。在國家食品安全標準GB 2761-2017《食品安全國家標準食品中污染物限量》[7]中規(guī)定了大米中砷、鉛、鎘的限量均為0.2 mg/kg，汞為0.02 mg/kg。大米主產(chǎn)區(qū)，居民習慣將大米作為一日三餐必不可少的主食之一[8]，這就增加重金屬在人體內(nèi)累積的風險。

1.1 大米中重金屬的污染來源

水稻生長過程受土壤、水、大氣以及倉儲加工過程的影響，都能使重金屬在稻米中累積，成為稻米中重金屬污染的主要來源[9]。首先，水稻生長的土壤環(huán)境。水稻通過根系吸收積累在土壤中的重金屬，有研究對廣西巖溶與非巖溶地區(qū)的大米中的重金屬含量做出對比，得到巖溶地區(qū)汞超標率為1%，鎘的超額率為1.5%[10]。這說明大米中重金屬殘留量受水稻種植土壤的影響；其次，水稻生長的水環(huán)境。有研究通過改變灌溉水的pH以及水分的干濕條件，驗證水稻吸收重金屬鎘的量隨pH升高而變小，水分濕度越大其鎘含量越高[11]。再者，工業(yè)污染排放在大氣中的漂浮重金屬離子也會通過莖葉的呼吸作用在水稻中累積。Sun等[12]研究大氣中鎘金屬對水稻生長的影響，發(fā)現(xiàn)稻早期對鎘的吸收量比稻晚期增加了12.3%，這就有可能導致大米中重金屬含量的增加。最后，大米貯藏、運輸和加工所用的金屬器皿、包裝材料等也會導致大米中重金屬含量的增加。Luo等[13]研究采用金屬倉中的重金屬殘留對大米貯藏的影響，大米中重金屬離子的含量隨時間增加而增加。大米中重金屬污染來源是預防其含量超標的主要依據(jù)，針對水稻不同生長環(huán)境采取相應的優(yōu)化措施可進一步控制大米中重金屬的殘留量。

1.2 大米中重金屬的分布以及形態(tài)

目前國內(nèi)各個地區(qū)生產(chǎn)的大米中重金屬殘留的含量不一，可能是由于各地區(qū)的種植環(huán)境不一而導致。從2014～2021年我國各地區(qū)代表性城市抽檢大米中重金屬含量如表1所示。從表1中可以看出，我國各個地區(qū)都會有重金屬殘留，但是大部分地區(qū)殘留量在安全可控范圍之內(nèi)。另外，重金屬在稻米中以不同的形式存在，且分布不均。重金屬可通過與不同形式的蛋白質(zhì)形成表觀分子質(zhì)量為5.5×103和5.45×103螯合體，比如砷與谷蛋白、鎘與球蛋白結(jié)合[14]。螯合體經(jīng)高溫或蛋白酶分解后的小分子結(jié)合體具有更穩(wěn)定的形態(tài)，就導致了重金屬在稻米中長期貯存[15]。另外，陳義芳等[16]針對稻米不同部位，針對鎘和鉛在大米中的分布以及含量進行分析，發(fā)現(xiàn)在稻米中的糊粉層積累量都比較大，胚中含量高于胚乳，穎殼和皮層中的含量最低[17]。這與魏帥[18]對鎘元素在稻米中的富集部位相似。據(jù)報道，汞在水稻中毒性高低取決于其存在形態(tài)，大約57%有機汞積聚在麩皮中，43%積聚在拋光大米（胚乳）中，而甲基汞77%集中在精米，23%在麩皮[19]。由此可知重金屬在大米蛋白質(zhì)較高的部位含量較高，并于之形成復合物。對水稻種植過程中重金屬分布形態(tài)以及含量進行有效的分析檢測，有效提出預防重金屬殘留超標的方案。

表1 不同地區(qū)大米樣品中重金屬含量Table 1 Contents of heavy metals in rice samples from different areas

1.3 大米中重金屬分析檢測方法

檢測大米中的重金屬的方法有很多，近年來又層出許多快速檢測方法，無論那種方法都能夠判斷大米中重金屬是否超標。分析其含量是否是在可控制的范圍內(nèi)，其常用的檢測分析方法如表2所示。

表2 大米中重金屬分析檢測方法Table 2 Methods for determination of heavy metals in rice

1.4 大米中重金屬超標對人體的危害

重金屬是指原子密度不小于5 g/cm3的金屬，而在人體中累積達到一定程度就會造成中毒，鎘、鉛、砷、汞四種元素也是大米中對人體產(chǎn)生生物毒性比較顯著的重金屬[39]。長期食用廢水污染的“鎘米”會引起身體不適，從而引發(fā)多種慢性疾病，最主要的病理表現(xiàn)就是“骨痛病”和“貧血”，還會損害人體腎臟功能、骨骼和消化系統(tǒng)，也對人體產(chǎn)生一定的“三效”作用[40]。鎘的急性毒性表現(xiàn)為急劇的胃腸刺激癥狀，慢性毒性表現(xiàn)為抑制巨噬細胞的吞噬功能[41]?？扇苄枣k化合物通過抑制人體代謝過程中的各種巰基酶，使組織代謝系統(tǒng)異常變化，損傷局部組織細胞，嚴重者引起炎癥和水腫[42]。另外對于人體血液運輸系統(tǒng)，絕大部分的鎘進入血液后會與血紅蛋白結(jié)合并存在

于紅細胞中，還會影響銅、鋅等微量元素的代謝，阻礙血紅蛋白的合成，所以鎘中毒者常有貧血癥狀的發(fā)生。鉛的急性中毒表現(xiàn)為胃腸刺激癥狀，慢性毒性表多現(xiàn)為功能損傷，比如肝腫大、高血壓、黃疸等。鉛和鎘中毒表現(xiàn)往往也會導致貧血，其原因之一是鉛可以打破鈣和鐵的平衡，通過取代亞鐵螯合酶中的鐵從而破壞鐵與血紅蛋白的結(jié)合。四乙基鉛是鉛化合的一種形態(tài)，一旦中毒后攻擊人體的免疫系統(tǒng)就會使白細胞數(shù)減少，導致白細胞的吞噬能力下降，從而降低機體的免疫力[43]。人體中砷的積累會引起組織損害和機體障礙，主要集中在神經(jīng)系統(tǒng)。砷中毒主要表現(xiàn)為急性胃腸炎，慢性砷中毒的主要表現(xiàn)為神經(jīng)系統(tǒng)病變[44]。砷在人體內(nèi)可轉(zhuǎn)化成As（III）而增強毒性，并且在細胞的代謝活動中與過氧化酶（GPx）、谷胱甘肽還原酶（GR）、谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶（GST）等結(jié)合，直接或間接地影響細胞活動中的氧化、還原以及代謝去毒性等過程，從而影響人體代謝途徑。大米中殘留的重金屬會對人體產(chǎn)生一定的生理毒性。長期食用重金屬超標的大米會產(chǎn)生一系列的健康問題，使人體長期處于健康風險之中，就會引發(fā)各種疾病。

2 影響大米中重金屬污染因素

大米中重金屬污染主要在于水稻的生長環(huán)境的因素影響，比如土壤、水資源以及大氣環(huán)境等，其次是水稻自身調(diào)控系統(tǒng)，再者，大米儲藏、烹飪過程。在自然條件下，土壤中的重金屬一般以低濃度存在，而來自工業(yè)活動、農(nóng)業(yè)活動和運輸?shù)拇髿庵蓄w粒物（PM）的沉積，如采礦活動、廢水灌溉，農(nóng)藥和化肥的施用是主要的人為來源，不斷將重金屬引入稻田。迫使水稻生長過程吸收過多的重金屬，最終使大米中重金屬含量超標。

2.1 土壤中重金屬含量對大米的影響

土壤是生物圈的實質(zhì)性組成部分，作為水稻正常生長的一個重要載體，其直接關(guān)系著大米質(zhì)量安全[45]。土壤理化性質(zhì)，如pH、土壤有機質(zhì)（SOM）、陽離子交換能力（CEC）、土壤質(zhì)地和粘土含量都會影響稻谷中重金屬的積累[46]。土壤酸化使土壤-作物體系運輸重金屬的功能降低，促進重金屬在水稻體內(nèi)積累[47]。此外，在2014年《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》中顯示[48]，我國土壤重金屬污染超標率達到7.0%。農(nóng)業(yè)部和農(nóng)村地區(qū)稻米及其產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心報告，中國11個省25個地區(qū)耕地土壤重金屬污染，每年造成糧食損失1200多萬噸，直接經(jīng)濟損失300多億元，這也對大米的市場經(jīng)濟造成嚴重的損失。水稻種植過程中使用的化肥多由化石原料制得，通常含有重金屬物質(zhì)。磷礦石常有鉻、鎘、砷等造成土壤中重金屬的積累，從而能夠在水稻中累積[49]。這都破壞了水稻種植的土壤環(huán)境，不僅使大米產(chǎn)量大大減少，還給重金屬在大米中的污染帶來了一定的風險。

2.2 水資源對大米中重金屬含量的影響

在水稻生長過程中，水資源是影響水稻安全的重要因素。灌溉水直接影響水稻的生長發(fā)育，Phuc等[50]探究了西北三角洲灌溉水中鎘、砷、汞橫向遷移過程中的遷移規(guī)律、賦存狀況以及分布特征，通過水稻對灌溉水的吸附、解吸、定量擬合，污染物含量受沿程水資源、雨水沖刷的影響。另外，甲基汞對氨基酸中的巰基配體有很高的親和力，這會導致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變[51]。河、湖周邊的工業(yè)區(qū)不合理排放污水，灌溉水稻后會導致重金屬含量的增加。Rahman等[52]收集28個織機染料排放水樣本，分別用無污染、不合格與合格的織機染色排放水對水稻進行灌溉，通過分析，在不合格排放水中生長的水稻幼苗體內(nèi)重金屬含量超出2.08%，水稻重金屬含量隨著灌溉水中重金屬含量的增加而增加。水資源污染最大的源頭是缺乏對人類廢棄物的充分處理，以及對工業(yè)和農(nóng)業(yè)廢棄物的不當管理。所以，需要加強水質(zhì)管理，減弱水稻灌溉水中重金屬離子的吸附。

2.3 大氣中的重金屬含量對大米的影響

近年來，由于工業(yè)排放的重金屬浮塵污染對公眾健康和可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了一定的風險，使我國鄉(xiāng)村農(nóng)業(yè)受各種重金屬污染危害的形勢更加嚴峻。并且大氣顆粒物中鎘、鉛含量與土壤-農(nóng)作物中鎘、鉛的含量存在正相關(guān)[53]。而大氣中的重金屬可以通過質(zhì)子泵，共轉(zhuǎn)運蛋白和抗轉(zhuǎn)運蛋白以及離子通道的方式在大米中的富集[54]。趙多勇[55]采用鉛同位素指紋方法對西北某工業(yè)區(qū)周邊水稻中鉛含量進行了分析，其貢獻率在90%以上，表明空氣中沉降物中所含鉛是工業(yè)區(qū)水稻中鉛污染的主要來源。另外，Wei等[56]研究大氣沉降引入的重金屬對稻米的影響，得出污染區(qū)露天種植水稻比農(nóng)村大棚種植水稻莖葉和谷殼重金屬含量高。說明大米中重金屬含量受種植大氣環(huán)境的影響。采礦業(yè)使用低效的冶煉廠，大量的汞釋放到大氣中，然后通過濕或干沉降沉積到附近的稻田[57]。所以，要加強大氣排放的管理，尤其是相關(guān)水稻生長區(qū)域的大氣排放，以減少大氣中重金屬離子的漂浮。

2.4 其他

有一部分重金屬會在稻米表面殘留，稻米的加工過程中分別會將雜質(zhì)、谷殼和米糠等部分依次去除。因此稻米加工過程也是一種大米降重金屬的方法[58]。田陽[59]以糙米為材料，對稻殼進行鎘含量測定，結(jié)果表明，稻殼中鎘含量大致為麩皮＞穎殼＞外胚乳＞中胚乳＞核心胚乳，并且，隨著碾米精度的提高，稻米中鎘的含量逐漸降低。另外，洗脫也能減少大米中重金屬的殘留。Sharafi等[60]通過研究水稻浸泡大米后鎘含量變化，浸泡時間從1～12 h，鎘的脫除率提高到了16.6%，但是也有研究表明僅靠清洗的辦法難以去除大米本身重金屬污染[61]。大米飯烹飪方法也影響熟米飯中總有機砷的含量，在高溫條件下可能導致砷與大米中的蛋白質(zhì)發(fā)生螯合作用[62]。

3 預防大米中重金屬超標的主要措施

預防大米中重金屬超標，主要通過減少它們在生長環(huán)境中重金屬的濃度。通過修復、改良技術(shù)對重金屬在稻田中的殘留進行固定或轉(zhuǎn)化，并根據(jù)稻田特點通過基因手段選定適合的水稻品種，最終減少重金屬在大米中的累積。

3.1 土壤中不同改良劑對金屬離子的吸附

改良劑具有孔隙率高和表面積大的特點，通過沉淀、吸附、陽離子交換和表面絡合的方式來固定重金屬，使其適合從受污染的水溶液中吸附重金屬[63]。生物炭是很好的土壤改良劑，能夠?qū)⒅亟饘俦Ａ粼谕寥乐?，使重金屬固定在原位[64]。Seleiman等[65]研究報道鎘污染土壤施用土壤改良劑（PAM）后，通過影響土壤氮、磷和鉀等元素的循環(huán)轉(zhuǎn)化，提高土壤各養(yǎng)分元素的活性。還有研究顯示改良劑的比表面積和陽離子交換量較大，且富含羧基、羥基、羰基、和醌基等含氧活性官能團，這些官能團解離釋放出質(zhì)子，通過靜電引力吸附土壤中的Cu2+和Cd2+[66]。此外，各官能團中的氫、氮、氧、磷和硫可作為配位原子與土壤中的Cu2+和Cd2+發(fā)生配位絡合反應使其被吸附固定，從而減少重金屬在水稻上的吸附[67]。Rehman等[68]研究了石膏改良劑在鎘污染水稻田中的應用，顯著降低了水稻秸稈對鎘的吸收和富集，提高了水稻產(chǎn)量。改良劑能使重金屬固定在土壤中，顯著提高土壤團聚體穩(wěn)定性、土壤透氣性和保水的能力，減少了水稻對重金屬的吸收進而降低了重金屬的生物毒性。通過施加改良劑對重金屬污染進行治理與修復已經(jīng)越來越受到國內(nèi)外諸多學者的關(guān)注，并取得了一定的研究成果。

3.2 對稻田使用水管理

水稻灌溉也是水稻中重金屬污染的重要來源。研究表明，施用磷灰石、石灰稻草、硅肥、富硒葉面肥和多羥基氨基酸螯合劑等，并結(jié)合土壤pH調(diào)節(jié)灌溉，可以大大降低稻米中重金屬的殘留[69]。最主要的是對灌溉措施進行調(diào)整。Peng等[70]采用干濕交替法（AWD）將As（III）轉(zhuǎn)化為As（V），As（V）水溶性較低，因此植物吸收較少，抽穗前后淹水降低鎘濃度，而好氧條件增加水稻鎘濃度，AWD條件限制了甲基化微生物的活性，導致稻谷中的MeHg和THg濃度降低。自然災害會改變水稻-水系統(tǒng)的酸度平衡，也會影響部分重金屬的吸收。Pan等[71]研究發(fā)現(xiàn)當洪水期使水稻土-水系統(tǒng)處于缺氧狀態(tài)，促進了水稻土-水系統(tǒng)中鐵礦物的還原溶解，并釋放出As（III），水中的膠體顆粒表面的Eh負電荷隨pH的增加而增加，使As（III）和As（V）在水稻種植溶液中的解吸。所以，要保證水稻生長安全不但要考慮水質(zhì)安全性，也需要考慮灌溉水使用的方法以及極端環(huán)境條件對稻田-水系的影響。

3.3 對重金屬污染進行修復技術(shù)

水稻重金屬污染修復方法眾多，最常用的治理方法包括物理修復、化學修復、微生物修復以及植物修復[72]。Li等[73]采用土壤補充2%的鎘修復，稻谷鎘和鉛含的量分別下降85%和77%。對于化學修復，土壤中的pH和Eh是影響水稻鎘吸收的重要環(huán)境因子，在堿性和還原性（低Eh值）條件下，促進了土壤對鎘的吸附，pH的升高，降低了土壤鎘的遷移性和生物有效性，從而抑制了水稻對鎘的吸收[74]。生物修復被認為是最有應用前景的土壤修復技術(shù)，主要包括細菌、真菌、藻類、放線菌等。Lin等[75]得到3株耐鎘細菌能顯著減少鎘污染土壤中水稻籽粒中鎘的積累。微生物具有羧基（COOH-）、氨基（NH2-）、羥基（OH-）等功能基團，通過表面絡合作用在細胞壁上去除溶液中的Cd2+，可以減少鎘在稻米中的積累[76]。另外，水生植物對水稻的水環(huán)境也起到凈置作用，通過種植梭魚草、狐尾藻、輪葉黑藻3種水生植物，得出對稻田灌溉水中鎘具有較好的去除能力，鎘的平均去除率分別高達65%、70%和91%，可有效降低濕地系統(tǒng)中重金屬鎘濃度[77]。

3.4 利用遺傳學降低重金屬在大米中的累積

選擇和培育低重金屬積累的水稻品種是降低稻米中重金屬積累的有效方法，相關(guān)基因也能夠選擇性的控制水稻中重金屬含量。Suriyagoda等[78]研究OsABCC1基因可以通過將砷隔離在彌漫維管束的韌皮部伴細胞的液泡中來限制其在稻粒中的分布[79]。并且，OsHAC1;1、OsHAC1;2、OsHAC4這些基因有助于將砷酸鹽轉(zhuǎn)化為亞砷酸鹽，促進亞砷酸鹽從根部向土壤外排，降低砷含量[80-81]。水稻植株的蛋白表達水平也會影響重金屬在稻米顆粒中的累積。Lsi2就是這種硅外排轉(zhuǎn)運蛋白，可介導As（III）外排到水稻植物的木質(zhì)部。減少在芽和籽粒中的積累[82]。因此，轉(zhuǎn)基因或非轉(zhuǎn)基因水稻（突變體）可以成為降低水稻中重金屬水平的潛在技術(shù)，并減少重金屬在稻米中的沉積。另外，育種調(diào)控措施也是利用分子生物學和遺傳方法實現(xiàn)育種調(diào)控，培育出低鎘水稻品種，從源頭上控制稻米的鎘含量。劉芬等[83]通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)使水稻植株多代回交，最終克隆出正向調(diào)控水稻葉片鎘含量的基因CAL1，能夠與鎘特異螯合，這些螯合態(tài)的鎘經(jīng)木質(zhì)部位長距離運輸，最終在葉片中大量積累，但不向水稻籽粒積累，會大大減少大米中鎘的含量。

4 大米中重金屬污染風險評估

具有持久性和生物蓄積性的重金屬是中國食品安全最危險的污染，重金屬可能會構(gòu)成重大的膳食與健康風險。近年來重金屬的水稻風險評估在中國得到了廣泛的研究，因此，了解重金屬在水稻中的污染狀況并評估其健康危害具有深遠的意義。而典型的“農(nóng)田到餐桌”鏈條的風險評估方法如圖1所示。

圖1 大米中從“農(nóng)田到餐廳”風險評估Fig.1 Risk assessment of rice from “farm to restaurant”

4.1 大米中重金屬風險評估的方法

大米中重金屬風險評估的關(guān)鍵是將重金屬預測暴露水平與預測無效應水平的濃度、劑量進行比較，計算危害指數(shù)（HI）以評估潛風險。目前國內(nèi)外評價稻米中重金屬污染風險的常用方法有單因子污染指數(shù)法、綜合因子污染指數(shù)法等[84]。單因子污染指數(shù)法是通過計算超標指數(shù)來確定評價等級的方法。袁余洋等[85]采用單因子污染指數(shù)法對重慶江津區(qū)自產(chǎn)大米中重金屬的健康風險進行評估，其中鎂、錳、銅的單因子污染指數(shù)均小于1，屬于清潔水平，但鎘、砷、汞屬于輕度污染，存在食用風險。綜合因子污染指數(shù)法是選取多個指標，在綜合污染的多因素指標影響條件下進行統(tǒng)計，用對應數(shù)值來評價污染狀況。有研究就用綜合因子污染指數(shù)法評估了奧莫爾稻田土壤、稻粒中潛在有毒金屬的形態(tài)和人類健康風險。以汞、鉛、鎘、砷含量為檢測指標，得出數(shù)（Pm）≤0.7安全域，表明其沒有暴露可能的風險[86]。由此可見，這兩種主要的評估方法只是從不同的評價參數(shù)或者評價范圍，來對大米中重金屬的含量進行風險評估。

4.2 健康風險評估

在對大米中的重金屬進行風險評估的四個部分中，危害識別和危害特征描述主要以重金屬為對象，針對大米的定量暴露評估和風險特征進行描述[87]。定量暴露評估是暴露量的數(shù)值型描述，風險特征描述是根據(jù)前三個部分的結(jié)果，對風險結(jié)果進行估計和輸出的過程。吳科堰等[88]根據(jù)GB 15618-2018中的污染風險篩選值。采用階層分析了研究區(qū)農(nóng)用地表層土壤中重金屬Zn、Cr、Pb、Ni、As、Cu、Cd和Hg的平均含量。也有研究根據(jù)污染指數(shù)結(jié)果分析，研究區(qū)內(nèi)砷和鎘已受不同程度污染，8種重金屬元素的危害指數(shù)（R）值為69.00，表明研究區(qū)水稻土壤存在輕微的生態(tài)危害[89]。再者，依據(jù)健康風險評價模型，評價江津區(qū)大米中重金屬的年人均非致癌和致癌風險系數(shù)，分別為1.7E-07和7.1E-08，遠小于USEPA推薦的風險水平（10-6）?？梢?，經(jīng)大米攝入的重金屬非致癌健康風險處于安全范圍[90]。Gao等[91]對大米中重金屬風險評估表明，非致癌風險主要由Cr引起，成人平均HI值為6.48，兒童為39.01。因此，兒童對土壤中的重金屬面臨更高的威脅。健康風險評估對重金屬污染的控制和環(huán)境管理提供了基礎信息，為了保證人體最大攝入重金屬水平量，需要對大米中重金屬進行健康風險評價，用以確定大米的食用健康。

4.3 膳食暴露評估

膳食暴露風險評估方法以公式計算消費者攝入重金屬的分量，并與聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織/世界衛(wèi)生組織聯(lián)合食品添加劑專家委員會（JECFA）的每周可耐受攝入量作比較，以評估從大米攝入重金屬的風險[92]。目前，有關(guān)膳食攝入量的風險評估方法主要有參數(shù)概率評估和簡單分布評估法等[93]。葉文慧等[94]用概率評估研究了大米中鎘的膳食暴露情況。結(jié)果顯示，稻谷經(jīng)一次和兩次漂洗后，鎘暴露平均值分別為0.034和0.033 μg/kg，對一般人群不構(gòu)成健康風險，但是，對敏感人群的健康風險概率分別為0.09%和0.06%。從鎘暴露值與健康風險概率分析得出對于敏感人群（嬰幼兒、病患者、老年人）具有一定的健康風險。把污染數(shù)據(jù)和食物消費量結(jié)合起來，提供可靠的攝入量數(shù)據(jù)，以便對重金屬攝入量進行定性或定量評估。蔣玉艷等[95]對廣西居民39類大米中鎘的膳食暴露風險進行評估。采用簡單分布評估法并參考鎘的暫定每月可耐受攝入量（PTMI），得出鎘的平均含量為0.086 mg/kg，說明了廣西居民膳食大米中鎘的暴露水平較高，應引起重視。大米是逐步成為全國的主糧之一，應加強對大米重金屬污染從農(nóng)田到餐桌全環(huán)節(jié)的研究，從源頭控制污染風險，做出合理評估。

5 結(jié)語與展望

大米中重金屬的含量、類型和形態(tài)與水稻品種、生長環(huán)境、水稻對重金屬的積累能力以及途徑有關(guān)。大米中重金屬的主要來源是在水稻的生長過程中就會伴隨著重金屬的積累，所以對其重金屬的防控需要從水稻的生長環(huán)境出發(fā)。當然，大米的儲藏運輸、加工銷售、食用環(huán)節(jié)也會產(chǎn)生一定的影響。因此，根據(jù)水稻的特點，科學處理各種栽培條件，探索切實有效的方法來減少水稻對重金屬的吸收。評估大米中重金屬膳食、健康風險。

首先，從水稻生長周圍環(huán)境入手，改變土壤的氧化還原環(huán)境，凈化灌溉用水，減少大氣排放。另外，從水稻本身出發(fā)，篩選一些吸重金屬能力低的現(xiàn)有水稻品種或改良水稻品種的基因類型，以減少重金屬的吸收，在未來是一個研究熱點。

其次，大米應選擇不銹鋼器皿在陰涼通風處儲存與銷售。加工過程在使用金屬材質(zhì)儀器上面應加一層防護墊，從而減少大米中重金屬不必要的殘留量超標，并有效減少對人體健康的危害。

再者，必須對大米中的重金屬含量進行系統(tǒng)行風險評估，從人體攝入量評估開始，規(guī)避其對重金屬富集作用而產(chǎn)生的健康風險。

最后，根據(jù)風險評估結(jié)果，利用模型選擇風險區(qū)并進行風險區(qū)劃，給出定性的風險評級。構(gòu)建稻米中重金屬多介質(zhì)污染物變化模型，明確污染物的變化情況、流動情況以及土壤表面暴露情況。從而預估重金屬對大米的危害風險，最大程度減少對人體的傷害。