延邊朝鮮族自治州市售稻米Pb·Cd含量及其健康風(fēng)險(xiǎn)

王 恒，崔滌塵，常文越，張靜靜

(1.沈陽(yáng)環(huán)境科學(xué)研究院，遼寧沈陽(yáng) 110169；2.中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，吉林長(zhǎng)春 130102)

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延邊朝鮮族自治州市售稻米Pb·Cd含量及其健康風(fēng)險(xiǎn)

王 恒1，2，崔滌塵1，常文越1，張靜靜2

(1.沈陽(yáng)環(huán)境科學(xué)研究院，遼寧沈陽(yáng) 110169；2.中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，吉林長(zhǎng)春 130102)

[目的]評(píng)價(jià)吉林省延邊朝鮮族自治州市售稻米Pb、Cd含量及其對(duì)人體健康的影響，探討當(dāng)?shù)鼐用袷秤玫久装踩浴方法]在延邊州8個(gè)市隨機(jī)購(gòu)買80份粳稻精米，采用石墨爐原子吸收法(GF-AAS)測(cè)定稻米樣品中的Pb 和 Cd 含量，并以食品中重金屬Pb、Cd每月可耐受攝入量(PTMI)為標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用暴露模型進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。[結(jié)果]延邊州稻米中重金屬Pb、Cd含量平均值分別為0.13和0.04 mg/kg，有10%的稻米樣品重金屬Pb含量超過(guò)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)-食品中污染物限量》(GB2762—2012)限值。延邊州敦化、安圖、和龍、龍井、圖們5市市售稻米中存在一定比例的重金屬Pb污染。延邊州市售稻米樣品中Pb、Cd的HQ值均小于1，表明此次所檢測(cè)的延邊州市售稻米樣品對(duì)居民沒(méi)有健康風(fēng)險(xiǎn)。[結(jié)論]延邊州市售部分稻米已出現(xiàn)重金屬Pb污染，未出現(xiàn)重金屬Cd污染，延邊州居民通過(guò)稻米攝入的重金屬Pb、Cd不會(huì)對(duì)其健康構(gòu)成明顯危害。

稻米；Pb；Cd；健康風(fēng)險(xiǎn)；食品安全

我國(guó)是世界上水稻總產(chǎn)量最高的國(guó)家，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2011年我國(guó)稻谷產(chǎn)量為2.01×108t，稻谷總產(chǎn)量排名世界第一[1]。在我國(guó)的飲食結(jié)構(gòu)中，稻米是城鄉(xiāng)居民日常消費(fèi)主要糧食品種，年食用消費(fèi)量在1.72×108t左右。水稻容易吸收并積累土壤中的重金屬，通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，對(duì)人體健康產(chǎn)生危害，稻米攝入成為居民重金屬暴露的一項(xiàng)主要途徑。研究表明，長(zhǎng)期食用受重金屬污染的大米，容易導(dǎo)致重金屬慢性中毒[2]。

早在2002年，農(nóng)業(yè)部稻米及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心對(duì)全國(guó)市場(chǎng)稻米進(jìn)行安全性抽檢。結(jié)果顯示，稻米中超標(biāo)重金屬最嚴(yán)重的是鉛，超標(biāo)率28.4%，其次是鎘，超標(biāo)率10.3%[3]。近年來(lái)，湖南、四川、遼寧、廣西、廣東、江西等地陸續(xù)出現(xiàn)大米重金屬污染相關(guān)報(bào)道，并有相應(yīng)人體重金屬中毒癥狀出現(xiàn)。稻米重金屬污染已經(jīng)引起社會(huì)的廣泛重視，甚至有地區(qū)出臺(tái)大米檢測(cè)報(bào)告中要將重金屬列為必檢項(xiàng)目，沒(méi)有重金屬檢驗(yàn)合格證明，不得采購(gòu)和銷售的相關(guān)規(guī)定。吉林省是我國(guó)糧食主產(chǎn)區(qū)之一，水稻又是其糧食主要種植作物，延邊朝鮮族自治州城鄉(xiāng)居民糧食消費(fèi)以稻米為主，且延邊州水稻產(chǎn)地土壤已經(jīng)有重金屬污染出現(xiàn)[4]。因此，有必要對(duì)延邊州市售稻米Pb和Cd含量情況及人體攝入的健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。

1　材料與方法

1.1材料在吉林省延邊朝鮮族自治州各地市場(chǎng)上隨機(jī)購(gòu)買 80個(gè)稻米樣品，每個(gè)稻米樣品 1.0 kg，磨成粉末，密封保存待分析。市售稻米的來(lái)源分為2類：一類是購(gòu)自商超里的零散稻米；另一類是購(gòu)自當(dāng)?shù)丶Z店的稻米。然后將所購(gòu)買的稻米樣品按相同地區(qū)購(gòu)買的稻米歸為一類，全部樣品均為粳稻精米。樣品來(lái)源地分別是：敦化、安圖、和龍、龍井、延吉、汪清、圖們、琿春，每地各10個(gè)。

1.2樣品測(cè)定分析市售稻米的分析方法采用密閉系統(tǒng)的微波消解法。分別稱取 0.10～0.25 g 稻米粉末樣品放入100 mL 洗凈后干燥的PVC消解管中，加入2 mL濃HNO3(優(yōu)級(jí)純)，靜置過(guò)夜，然后將消解管隨機(jī)放入微波消解儀(MARS5，CEM MicrowaveTechnology Ltd.USA)進(jìn)行消解。消解程序如下：5 min 內(nèi)升溫到65 ℃，保持 10 min；再在 5 min 內(nèi)繼續(xù)升溫到85 ℃，保持 10 min；然后在 10 min 內(nèi)升溫到95 ℃，保持 30 min，待消解系統(tǒng)降溫到室溫后取出，用超純水定容至 50 mL，然后用濾紙過(guò)濾到干凈的PE 塑料瓶中。根據(jù)樣品中Pb 和 Cd 的含量和儀器的最低檢測(cè)限，采用石墨爐原子吸收法(GF-AAS)測(cè)定稻米樣品中的Pb 和 Cd 含量。所有玻璃瓶和塑料瓶都先用 10% HNO3(優(yōu)質(zhì)純)浸泡 12 h，然后用超純水洗滌。在樣品消煮過(guò)程中，同時(shí)進(jìn)行空白和稻米(GBW10010，國(guó)家地球化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì))試驗(yàn)，以確保消煮過(guò)程及以后測(cè)定的準(zhǔn)確度。Pb 和 Cd 的回收率分別為96%～104%和 88%～95%。

1.3稻米中重金屬Pb、Cd超標(biāo)評(píng)價(jià)依據(jù)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)-食品中污染物限量》(GB2762—2012)[5]，采用單因子指數(shù)法對(duì)延邊州稻米Pb、Cd進(jìn)行污染評(píng)價(jià)[6]，其計(jì)算公式如下：

(1)

式中，PI為稻米中重金屬的污染指數(shù)；i代表不同重金屬；ci為稻米中重金屬的實(shí)測(cè)濃度(mg/kg)；si為稻米中重金屬的限量標(biāo)準(zhǔn)(mg/kg)；Pb、Cd限量標(biāo)準(zhǔn)均為0.2 mg/kg(GB2762—2012)。當(dāng)PI≥1時(shí)，說(shuō)明稻米被重金屬所污染；當(dāng)PI<1時(shí)，說(shuō)明稻米未受到重金屬污染。其中，PI≤0.6為優(yōu)良級(jí)，0.6

1.4稻米中重金屬Pb、Cd的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

1.4.1膳食暴露評(píng)估模型。暴露評(píng)估參照美國(guó)環(huán)境保護(hù)署(USEPA)發(fā)布的化學(xué)污染物健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，采用月暴露量(CDI)對(duì)延邊州稻米中重金屬Pb、Cd對(duì)人群健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估[8]。暴露量評(píng)估公式如下：

(2)

式中,CDI為重金屬的月暴露量[mg/(kg·月)]；Cf為稻米中重金屬的含量(mg/kg)；IR為稻米日攝入量(kg/d)；EF為暴露頻率(d/a)；D為每月天數(shù)(d/月)；ED為暴露年限(a)；BW為體重(kg)；AT為平均時(shí)間，為ED×365(d)。

1.4.2健康風(fēng)險(xiǎn)定量評(píng)估。以食品中重金屬Pb、Cd每月可耐受攝入量(PTMI)為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過(guò)重金屬Pb、Cd膳食暴露量CDI和Pb、Cd的PTMI分別計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)熵(HQ)，并以此表征稻米中重金屬Pb、Cd的風(fēng)險(xiǎn)大小。當(dāng)HQ≥1時(shí)，說(shuō)明稻米中重金屬存在對(duì)人體健康產(chǎn)生不利影響的風(fēng)險(xiǎn)，并且風(fēng)險(xiǎn)隨著數(shù)值的增大而升高；當(dāng)HQ<1時(shí)，說(shuō)明稻米重金屬不會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生危害。風(fēng)險(xiǎn)熵計(jì)算公式如下：

(3)

稻米中評(píng)估模型中相關(guān)參數(shù)詳見(jiàn)表1。

表1　稻米中評(píng)估模型相關(guān)參數(shù)

2　結(jié)果與分析

2.1稻米中重金屬Pb、Cd含量分布情況圖1是延邊州各地市場(chǎng)購(gòu)買的80個(gè)稻米樣品中重金屬Pb、Cd含量分析測(cè)定結(jié)果。由圖1a可知，延邊州稻米中重金屬Pb的檢出率達(dá)到100%，含量范圍在0.02～0.32 mg/kg，平均值為0.13 mg/kg，有10%的稻米樣品重金屬Pb含量超過(guò)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)-食品中污染物限量》(GB2762—2012)中Pb限量值0.2 mg/kg，超標(biāo)稻米分別購(gòu)于敦化、安圖、和龍、龍井，最大值達(dá)到0.32 mg/kg，約為限量值的1.6倍。

從圖1b可以看出，延邊州稻米中重金屬Cd檢出率達(dá)到100%，含量范圍在0.01～0.08 mg/kg，平均值為0.04 mg/kg，沒(méi)有稻米樣品重金屬Cd含量超過(guò)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)-食品中污染物限量》(GB2762—2012)中Cd限量值0.2 mg/kg。

圖1　延邊州市售稻米重金屬Pb、Cd含量水平Fig.1　Contents of Pb and Cd in market rice from Yanbian Korean Autonomous Prefecture

2.2稻米中重金屬Pb、Cd超標(biāo)評(píng)價(jià)以《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)-食品中污染物限量》(GB2762—2012)中Pb、Cd限量0.2 mg/kg為標(biāo)準(zhǔn)，采用單因子指數(shù)法對(duì)延邊州稻米Pb、Cd進(jìn)行污染評(píng)價(jià)，運(yùn)用PI值來(lái)評(píng)定延邊州市售稻米受到重金屬Pb、Cd污染情況，按照公式(1)計(jì)算結(jié)果如表2所示。

表2延邊州市售稻米單因子污染指數(shù)值及各等級(jí)比例

Table 2Single factor pollution indexes and grade proportions in market rice samples from Yanbian Korean Autonomous Prefecture

地區(qū)RegionPI值范圍RangeofPIPbCd優(yōu)良Excellent%警戒Alert%污染Polluted%敦化Dunhua0.30～0.750.05～0.40504010安圖Antu0.35～1.600.14～0.35204020和龍Helong0.30～1.050.05～0.25305020龍井Longjing0.65～1.050.05～0.4008020延吉Yanji0.10～0.900.06～0.4080200汪清Wan-gqing0.25～0.800.04～0.3040600圖們Tumen0.25～1.000.05～0.25405010琿春Hunchun0.40～0.900.04～0.3030700

由表2可知，延邊州敦化、安圖、和龍、龍井、圖們5市市售稻米中存在重金屬Pb污染，污染稻米所占比例分別為10%、20%、20%、20%、10%，延吉、汪清、琿春市售稻米雖然不存在重金屬Pb污染，但是均有一定比例警戒級(jí)別樣品存在，仍需相應(yīng)關(guān)注。延邊州各地市售稻米均未受到重金屬Cd污染。

2.3稻米中重金屬Pb、Cd的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估利用延邊州各地市售稻米中重金屬Pb、Cd含量的平均值，根據(jù)公式(2)、(3)計(jì)算得到延邊州市售稻米樣品中重金屬Pb、Cd的CDI和HQ值。由表3可知，延邊州市售稻米樣品中Pb、Cd的HQ值均小于1，表明此次所檢測(cè)的延邊州市售稻米樣品對(duì)居民沒(méi)有健康風(fēng)險(xiǎn)，即延邊州居民每月通過(guò)稻米這一途徑攝入的重金屬Pb、Cd在安全范圍內(nèi)，不會(huì)對(duì)其健康構(gòu)成明顯危害。

表3延邊州市售稻米中Pb、Cd的CDI和HQ值

Table 3CDI and HQ values of Pb and Cd of market rice samples from Yanbian Korean Autonomous Prefecture

地區(qū)RegionCDI∥mg/(kg·月)PbCdHQPbCd敦化Dunhua1.28×10-25.35×10-31.28×10-12.14×10-1安圖Antu1.81×10-24.48×10-31.81×10-11.79×10-1和龍Helong1.58×10-22.84×10-31.58×10-11.14×10-1龍井Longjing1.75×10-24.48×10-31.75×10-11.79×10-1延吉Yanji8.62×10-34.48×10-38.62×10-21.79×10-1汪清Wan-gqing1.26×10-23.27×10-31.26×10-11.31×10-1圖們Tumen1.36×10-22.73×10-31.36×10-11.09×10-1琿春Hunchun1.56×10-23.17×10-31.56×10-11.27×10-1

3　結(jié)論與討論

水稻作為我國(guó)第一大糧食作物，目前其總產(chǎn)、種植面積和單產(chǎn)分別居世界第1、2和7位[1，13]，我國(guó)有超過(guò)60%的人口以大米為主食[14-15]。稻田重金屬污染不僅導(dǎo)致水稻生長(zhǎng)發(fā)育受阻，產(chǎn)量下降，而且稻米的品質(zhì)與人們的健康密切相關(guān)，水稻中重金屬通過(guò)食物鏈在人體中積累，可以導(dǎo)致精神系統(tǒng)紊亂和免疫力低下等疾病[16]，對(duì)人的生命和健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅，直接影響農(nóng)產(chǎn)品安全。

該研究對(duì)延邊朝鮮族自治州全部區(qū)域(敦化、安圖、和龍、龍井、延吉、汪清、圖們、琿春)的市售稻米進(jìn)行抽樣檢測(cè)，運(yùn)用單因子污染指數(shù)法進(jìn)行稻米重金屬Pb和Cd的污染評(píng)價(jià)，應(yīng)用暴露模型對(duì)稻米重金屬Pb和Cd的攝入健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。結(jié)果表明，所檢市售稻米中未出現(xiàn)重金屬Cd污染但出現(xiàn)重金屬Pb污染，延邊州居民通過(guò)稻米攝入的重金屬Pb、Cd不會(huì)對(duì)其健康構(gòu)成明顯危害。此結(jié)果與孫昕煬對(duì)我國(guó)大米的重金屬水平分析及其健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中對(duì)東北區(qū)大米的分析結(jié)果基本一致[17]。

盡管該研究中稻米重金屬Pb和Cd對(duì)延邊州居民健康不構(gòu)成明顯危害，但是居民重金屬攝入除稻米外仍然存在其他食品途徑，以及其他手-口接觸途徑和暴露風(fēng)險(xiǎn)，所以延邊朝鮮族自治州重金屬污染危害仍需持續(xù)關(guān)注。

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Contents and Health Risk Assessment of Lead and Cadmium in Rice from Markets of Yanbian Korean Autonomous Prefecture

WANG Heng1，2,CUI Di-chen1,CHANG Wen-yue1et al

(1.Shenyang Academy of Environmental Sciences,Shenyang,Liaoning 110169,2.Northeast Institute of Geography and Agroecology,Chinese Academy of Sciences,Changchun,Jilin 130102)

[Objective]To evaluate the contents and health risk assessment of lead and cadmium in rice from markets of Yanbian Korean Autonomous Prefecture,and to discuss the rice safety of local residents.[Method]Eighty samples were obtained randomly from markets of Yanbian eight cities.Lead and cadmium concentrations in rice samples were measured using graphite furnace atomic absorption spectrometer(GF-AAS).The metal pollution in rice was evaluated by single factor pollution index,and the metal health risk was assessed by exposure model.[Result]The concentrations of Pb and Cd in market rice were 0.13 and 0.04 mg/kg,respectively,in which 10% of the samples contained Pb exceeding the China Health Standards for Food (0.2 mg/kg).There were certain proportions of rice samples were contaminated by Pb form Dunhua,Antu,Helong,Longjing and Tumen Cities.The hazard quotients (HQ) of the health risk were all less than 1,indicating there were no potential health risk of Pb and Cd pollution to residents in Yanbian.[Conclusion]The Pb pollution exists but Cd pollution does not appear in rice from markets of Yanbian Korean Autonomous Prefecture.The accumulation of Pb and Cd in market rice is not a significant health risk to consumers of Yanbian Korean Autonomous Prefecture.

Rice;Pb;Cd;Healthy risk;Food safety

王恒(1986- )，男，吉林四平人，工程師，博士，從事環(huán)境生態(tài)研究。

2016-07-13

TS 207.5

A

0517-6611(2016)25-065-03