食用菌重金屬污染對(duì)人體的健康風(fēng)險(xiǎn)分析

劉燁潼 陳秋生 張強(qiáng) 殷萍 孟兆芳

摘要：對(duì)天津市食用菌中重金屬水平進(jìn)行了調(diào)查，評(píng)價(jià)其污染程度，并通過(guò)經(jīng)食用菌途徑重金屬暴露接觸對(duì)人體的健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，食用菌中鉛、鎘、砷、汞含量分別為0.005～0.910 mg/kg、0.004～0.690 mg/kg、0.002～0.110 mg/kg、未檢出～0.087 mg/kg。所采集的食用菌中鉛、鎘、砷、汞的含量均低于《GB 7096-2003食用菌衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》和《NY 5095-2006無(wú)公害食品食用菌》的限量值，表明天津市場(chǎng)大型超市和食用菌生產(chǎn)基地的食用菌總體水平是安全的。重金屬暴露接觸對(duì)人體的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果表明，4種重金屬元素鉛、鎘、砷、汞的靶標(biāo)危害指數(shù)（THQ）值均低于1，即經(jīng)食用菌途徑攝入的鉛、鎘、砷、汞對(duì)天津市居民的健康風(fēng)險(xiǎn)比較低。但是THQ兒童>THQ成人，表明兒童經(jīng)食用菌暴露途徑攝入重金屬的潛在健康風(fēng)險(xiǎn)較高。

關(guān)鍵詞：食用菌;重金屬;健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià);污染評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：S646 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ?文章編號(hào)：0439-8114（2015）02-0440-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.02.047

Assessing Health Risk of Heavy Metals in Mushroom

LIU Ye-tong1，2，CHEN Qiu-sheng1，2，ZHANG Qiang1，2，YIN Ping1，2，MENG Zhao-fang1，2

[1. Tianjin Institute of Agricultural Quality Standard and Testing Technology Research， Tianjin ?300381， China; 2. Laboratory of Quality & Safety Risk Assessment for Agro-products （Tianjin）， Ministry of Agriculture， Tianjin ?300381，China]

Abstract： A systematic survey of Pb， Cd， As and Hg in mushrooms in Tianjin and the possible health risks of local inhabitants consuming of mushroom were analyzed based on target hazard quotients （THQ） and pollution index. The results showed that the contents of Pb， Cd， As and Hg in mushroom were 0.005～0.910 mg/kg， 0.004～0.690 mg/kg， 0.002 5～0.110 0 mg/kg and ND～0.087 mg/kg， below the threshold levels of China Quality Standard for mushrooms（GB 7096-2003 and NY 5095-2006）. The available edible mushrooms at supermarkets and in growing areas of Tianjin were generally safe. The health risks associated with heavy metal were assessed based on the target hazard quotients （THQ） of four heavy metals in mushrooms. All the THQ were less than 1， indicating that the local inhabitants had a relatively low potential of health risk by intaking heavy metals via consumption of these mushrooms. THQchildren>THQadult indicated that health risks for children caused by heavy metals were bigger than that for adults.

Key words：mushroom; heavy metal; health risk assessment; pollution evaluation

食用菌自古以來(lái)被稱為山珍，其味道鮮美，富含蛋白質(zhì)、氨基酸、多糖等功能性營(yíng)養(yǎng)成分，具有藥用保健價(jià)值，被聯(lián)合國(guó)推薦為21世紀(jì)的健康食品。近年來(lái)中國(guó)食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，目前產(chǎn)量和消費(fèi)量均居世界首位。隨著人們對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的重視，食用菌的質(zhì)量安全問(wèn)題，特別是重金屬污染導(dǎo)致的安全問(wèn)題引起了人們的廣泛關(guān)注。研究表明，食用菌富集重金屬的能力高于一般作物，再加上產(chǎn)地環(huán)境的不斷惡化和基質(zhì)材料的濫用，食用菌中重金屬污染問(wèn)題越來(lái)越突出[1]。因此，開(kāi)展食用菌重金屬污染狀況的調(diào)查并對(duì)其安全進(jìn)行評(píng)價(jià)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

近幾年，北京、四川、江蘇、浙江、廣州等省市對(duì)市場(chǎng)銷售的主要食用菌進(jìn)行了重金屬污染調(diào)查與評(píng)價(jià)[2-6]，結(jié)果表明，不少地區(qū)存在食用菌重金屬超標(biāo)。近年來(lái)，天津市的食用菌產(chǎn)業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，市民對(duì)食用菌的消費(fèi)也日漸增加，但是天津市流通領(lǐng)域的食用菌重金屬元素含量狀況如何，是否對(duì)人體存在健康風(fēng)險(xiǎn)，目前尚缺乏相關(guān)文獻(xiàn)資料。為了全面了解天津市食用菌的質(zhì)量狀況，于2012年6～9月采集了天津市部分大型超市銷售的食用菌以及天津市部分食用菌生產(chǎn)基地的食用菌樣品，分析了鉛、鎘、砷、汞的污染水平，并采用靶標(biāo)危害指數(shù)法（Tanget hazand quotients，THQ）評(píng)價(jià)食用菌中重金屬對(duì)人體的健康風(fēng)險(xiǎn)，以期為相關(guān)決策和標(biāo)準(zhǔn)制定提供參考。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料

采集食用菌品種主要以香菇、平菇、金針菇、茶樹(shù)菇、杏鮑菇、白玉菇等消費(fèi)量較大的品種為主，采樣地點(diǎn)集中在規(guī)模化基地、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)以及大型超市等，采用隨機(jī)取樣的方法。本次調(diào)查共采集樣品70份（表1），采集的食用菌樣品使用清潔食品袋保存，避免樣品間交叉污染。

1.2 ?方法

食用菌樣品經(jīng)去除殘留基質(zhì)和雜質(zhì)后，用自來(lái)水沖洗干凈，再用去離子水沖洗3遍，擦凈晾干后，切碎混勻取樣。重金屬測(cè)定方法均采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法，其中鉛采用GB 5009.12-2010[7]，鎘采用GB/T 5009.15-2003[8]，砷采用GB/T 5009.11-2003[9]，汞采用GB/T 5009.17-2003[10]。測(cè)試過(guò)程中插入國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)茶葉（GBW10016）和菠菜（GBW10015）以進(jìn)行分析質(zhì)量控制，質(zhì)控樣品測(cè)定值均需在規(guī)定要求范圍內(nèi)。

1.3 ?重金屬污染評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

食用菌重金屬的安全性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以《GB 7096-2003食用菌衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》[11]、《NY 5095-2006無(wú)公害食品食用菌》[12]、《NY 5247-2004無(wú)公害食品茶樹(shù)菇》[13]和《GB/T 19087-2008 地理標(biāo)志產(chǎn)品慶元香菇》[14]為評(píng)價(jià)依據(jù)。

1.4 ?重金屬接觸人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法

（1）重金屬的日人均攝入量與食物中重金屬的含量和對(duì)應(yīng)食物的消耗量有關(guān)。經(jīng)食用菌攝入重金屬量采用日人均攝入量（Daily intake，DI）來(lái)計(jì)算。公式表達(dá)如下：

DI=FIR×C ? ? ? ? ? ? ? ?（1）

式中：FIR為食用菌消耗量，C為本次調(diào)查食用菌中重金屬含量平均值。

（2）靶標(biāo)危害系數(shù)方法（Target hazard quotients，THQ）是一種用于評(píng)估人體通過(guò)食物攝取重金屬風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，該方法假定污染物吸收劑量等于攝取劑量，以測(cè)定的人體攝入污染物劑量與參考劑量的比值作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，如果該值小于1，則說(shuō)明暴露人群沒(méi)有明顯的健康風(fēng)險(xiǎn)，反之，則存在健康風(fēng)險(xiǎn)。THQ計(jì)算公式如下：

THQ=■×10-3 ? ? （2）

式中：EF為暴露頻率（365 d/a），ED為暴露區(qū)間（70a），F(xiàn)IR為食物攝入率（g/d），C為食物的重金屬含量（mg/kg，采用本次調(diào)查測(cè)得的各類食用菌的重金屬含量平均值），RFD為參比劑量（mg/kg/d），WAB為人體平均體重（kg），TA為非致癌性平均暴露時(shí)間（365 d/a×暴露年數(shù)，本研究中假定為70年）。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?食用菌中有害重金屬含量分析

采集的食用菌樣品中重金屬含量結(jié)果見(jiàn)表2，由表可知，全部樣品中均檢出Pb、Cd、As，部分樣品檢出Hg，檢出率為86.5%?？傮w上看，樣品子實(shí)體中有害重金屬的平均含量為Pb>Cd>As>Hg，其含量均低于《GB 7096-2003食用菌衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》和《NY 5095-2006無(wú)公害食品 食用菌》限量，總體上安全，但部分樣品的重金屬接近限量值，值得關(guān)注。

另外，同一種重金屬在不同食用菌中含量差異較大。如Pb在茶樹(shù)菇中平均含量最高為0.350 mg/kg，而在平菇中平均含量為0.077 mg/kg，在真姬菇中平均含量為0.022 mg/kg，菌種之間含量差異顯著，說(shuō)明不同品種的食用菌對(duì)重金屬的富集能力差別很大。此外，同品種食用菌中同一元素含量的差異也較大，如香菇中Cd的含量范圍為0.037～0.180 mg/kg，變異系數(shù)為89.3%，Pb的含量范圍為0.011～0.270 mg/kg，變異系數(shù)達(dá)到106%，進(jìn)一步說(shuō)明食用菌對(duì)重金屬的累積不僅與食用菌品種有關(guān)，而且還受到環(huán)境條件、栽培技術(shù)等其他因素的影響。通過(guò)分析各重金屬的總變異系數(shù)，發(fā)現(xiàn)其變異系數(shù)依次為Pb>Cd>As>Hg，其中Pb、Cd、As的變異系數(shù)均接近或超過(guò)了100%，說(shuō)明其含量受食用菌品種和栽培環(huán)境的影響很大。

2.2 ?食用菌重金屬污染評(píng)價(jià)

我國(guó)食用菌重金屬污染的主要評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3，由表3可知，除Cd外，其余3種重金屬限量是相同的。其中香菇參照《NY 5095-2006無(wú)公害食品 食用菌》與《GB/T 19087-2008 地理標(biāo)志產(chǎn)品 慶元香菇》的限量要求一致。本次調(diào)查結(jié)果均低于限量值，說(shuō)明天津市食用菌總體情況是安全的。

聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織（FAO/WHO）聯(lián)合食品添加劑專家委員會(huì)（JECFA）規(guī)定Pb、Cd、As、Hg的人體每周允許攝入量分別為50，7，15， 5 μg/kg[15]。按天津市成人平均體重55.9 kg計(jì)算[16]，每周攝入重金屬的允許量分別為2.80 mg（Pb）﹑0.391 mg（Cd）﹑0. 838 mg（As）﹑0. 280 mg （Hg）。假定人均食用菌的攝取量為每周1 kg（鮮重），每人每周攝入重金屬的平均量為0.10 mg的Pb（占允許量的3.6%）;0.094 mg的Cd（占允許量的24%）;0.026 mg的As（占允許量的3.1%）;0.017 mg的Hg（占允許量的6.1%），總體基本安全，但也可以看出，鎘含量最高，攝入量所占比率也是最高的，應(yīng)當(dāng)引起重視。

2.3 ?食用菌途徑攝入重金屬的人體健康風(fēng)險(xiǎn)分析

采用靶標(biāo)危害系數(shù)法對(duì)經(jīng)食用菌途徑攝入重金屬對(duì)人體健康產(chǎn)生的危害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，公式（2）中各項(xiàng)參數(shù)的取值及數(shù)據(jù)來(lái)源見(jiàn)表4。其中，食用菌攝入率（FIR）為估計(jì)值，假設(shè)食用菌攝入量占蔬菜攝入量的50%。以此為依據(jù)，計(jì)算天津市居民（成人、兒童）通過(guò)食用菌途徑進(jìn)入人體重金屬Pb、Cd、As和Hg的THQ值見(jiàn)表5。由表可知，單一重金屬的THQ大小為：Cd>As>Hg>Pb，說(shuō)明Cd對(duì)人體健康產(chǎn)生危害的風(fēng)險(xiǎn)最大。但4種重金屬元素的THQ值均低于1，說(shuō)明經(jīng)食用菌途徑攝入的Pb、Cd、As和Hg對(duì)當(dāng)?shù)鼐用竦纳眢w健康產(chǎn)生危害的風(fēng)險(xiǎn)較低。雖然兒童攝入的重金屬總量低于成人，但從計(jì)算結(jié)果可以看出兒童攝入Pb、Cd、As和Hg的THQ值均高于成人，說(shuō)明通過(guò)食用菌攝入重金屬對(duì)兒童的健康風(fēng)險(xiǎn)要大于成人。

3 ?討論

總體上看，天津市流通領(lǐng)域食用菌中的Pb、Cd、As和Hg含量均低于國(guó)家高低標(biāo)準(zhǔn)限量值，總體質(zhì)量安全，其樣品中的平均含量為Pb>Cd>As>Hg，與北京市食用菌重金屬含量調(diào)查結(jié)果一致[2]。另外，測(cè)定樣品中的重金屬在不同食用菌中含量差異較大，且在同品種食用菌中的差異也較大，其變異系數(shù)依次為Pb>Cd>As>Hg，其中Pb、Cd和As的變異系數(shù)均接近或超過(guò)了100%，表明食用菌具有富集重金屬的特性，并且不同的品種對(duì)重金屬的富集能力存在一定的差異，同一品種可能由于產(chǎn)地、栽培上的差異導(dǎo)致重金屬含量差異較大。早期研究表明[19]，食用菌較植物更易富集重金屬，重金屬主要來(lái)源于生長(zhǎng)基質(zhì)。隨著食用菌栽培數(shù)量的急劇增加，人工栽培食用菌所用的主要原料已從單純使用木屑、段木等原料轉(zhuǎn)向農(nóng)副產(chǎn)品甚至工業(yè)廢料。據(jù)報(bào)道[20，21]諸如棉子殼、稻草、廢棉、野草、桑枝、甘蔗渣、甜菜渣、花生殼、葵花子殼、樹(shù)根、礱糠、酒糟和檸檬酸廢液，甚至有毒的工農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品如廢紙漿、煙草莖桿等也都在嘗試之列。由于木本植物對(duì)重金屬有一定的吸收積累作用，使積累的重金屬污染物不會(huì)短期內(nèi)釋放到環(huán)境中，可經(jīng)過(guò)木屑進(jìn)入食用菌的基質(zhì)。由此可見(jiàn)，基質(zhì)中重金屬的含量顯著影響了食用菌產(chǎn)品中的重金屬含量，因此在食用菌生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)控制好培養(yǎng)基及其生長(zhǎng)環(huán)境中的重金屬含量，這應(yīng)是減少食用菌重金屬富集污染的有效途徑。

通過(guò)假定每周人均食用菌攝入量，計(jì)算天津市居民每周通過(guò)食用菌途徑攝入的重金屬含量，結(jié)果表明，每周攝入重金屬的量低于JECFA規(guī)定的Pb、Cd、As、Hg的人體每周允許攝入量，總體是安全的。但鎘攝入比率最高，占允許量的24%，應(yīng)當(dāng)引起重視。由于多數(shù)食用菌具有富集鎘能力，所以食用菌中的鎘污染已成為食用菌進(jìn)入流通領(lǐng)域的限制性因素。因此，通過(guò)研究食用菌中鎘的富集規(guī)律，制定相應(yīng)的控制方法將是今后的研究方向之一。

重金屬暴露接觸對(duì)人體的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果表明，單一重金屬的THQ大小為：Cd>As>Hg>Pb，說(shuō)明Cd對(duì)人體的健康風(fēng)險(xiǎn)最大，這與浙江、北京、四川的報(bào)道一致。單一重金屬的THQ值均低于1，說(shuō)明經(jīng)食用菌途徑攝入的Pb、Cd、As和Hg未對(duì)天津市民健康構(gòu)成危害，但多種重金屬?gòu)?fù)合污染導(dǎo)致的潛在健康風(fēng)險(xiǎn)卻不容忽視，通過(guò)計(jì)算得出成人和兒童食用食用菌中重金屬的THQ值分別為0.639和0.838，接近于限定值1，明顯高于單一重金屬，應(yīng)引起注意。另外，本調(diào)查只研究了經(jīng)食用菌攝入的重金屬，盡管DI未超出人體每周允許攝入量，THQ值也低于限定值1，但人體通過(guò)食物攝入重金屬的途徑不僅僅是食用菌，還包括蔬菜、水果、肉制品等途徑，因此重金屬的健康風(fēng)險(xiǎn)仍然較大。另外，通過(guò)比對(duì)成人和兒童的THQ值，發(fā)現(xiàn)兒童的食用菌攝入量雖低于成人，但兒童因攝入食用菌導(dǎo)致的重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)明顯高于成人，兒童更易遭受重金屬的暴露風(fēng)險(xiǎn)，因此后續(xù)研究應(yīng)關(guān)注重金屬對(duì)不同人群健康的影響。同時(shí)，通過(guò)THQ的計(jì)算公式可以看出，在所有參數(shù)中對(duì)THQ值影響最大的參數(shù)分別為FIR和C，也就是食用菌的消耗量和食用菌中重金屬的含量，即人均攝入量DI。

隨著人們生活水平的提高，食用菌的消耗量必將增加。從食用菌培養(yǎng)基質(zhì)、生產(chǎn)環(huán)境等方面進(jìn)行控制，減少食用菌中重金屬的來(lái)源將是控制食用菌中重金屬的有效途徑。因此，后期研究將圍繞食用菌中重金屬的殘留控制技術(shù)展開(kāi)，以期能夠降低消費(fèi)者的重金屬暴露水平，控制由重金屬產(chǎn)生的健康風(fēng)險(xiǎn)。

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