湖南地區(qū)蠶桑產(chǎn)品重金屬污染監(jiān)測及風(fēng)險研究

韓曉磊　劉陽　肖珂　林樹花　譚歡　何雙　王龍泉　尚雪波

摘 要 為了加強蠶桑產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管，科學(xué)指導(dǎo)生產(chǎn)，正確引導(dǎo)消費，對湖南省境內(nèi)的桑蠶生產(chǎn)基地進(jìn)行實地調(diào)研取樣，并進(jìn)行了重金屬風(fēng)險監(jiān)測研究。結(jié)果表明：湖南地區(qū)桑蠶基地的蠶蛹（干樣）中的重金屬總砷含量較高，但換成鮮樣中重金屬殘留風(fēng)險較??；桑園土壤中鎘污染嚴(yán)重；桑樹的葉、枝等重金屬污染風(fēng)險極??；桑樹能在鎘污染嚴(yán)重的土壤環(huán)境中正常生長，且在葉枝中殘留污染極小，桑樹可作為土壤控鎘的有效替代品種。整體上湖南省蠶桑產(chǎn)品重金屬污染風(fēng)險較低，但要重視土壤鎘、汞元素的污染及蠶蛹砷的殘留，建議對直接食用的蠶蛹進(jìn)一步進(jìn)行重點污染監(jiān)測與評估。

關(guān)鍵詞 桑樹；蠶蛹；土壤；重金屬殘留；風(fēng)險監(jiān)測；湖南地區(qū)

中圖分類號：S888；X53 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.25.027

我國現(xiàn)有桑園76.57萬公頃，是世界上最大的蠶桑生產(chǎn)國，栽桑養(yǎng)蠶已有4 000多年的歷史。蠶桑產(chǎn)品是湖南省傳統(tǒng)特色產(chǎn)業(yè)，有著深厚的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，目前，全省122個市縣區(qū)中有40多個地區(qū)存在桑園基地，桑園總面積達(dá)0.82萬公頃，每年發(fā)種量達(dá)5萬盒，生產(chǎn)蠶繭2 000余噸；收購、加工、營銷企業(yè)有20多家，年銷售收入達(dá)2億多元[1]。湖南是有名的有色金屬大省，產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)達(dá)，有色金屬產(chǎn)業(yè)為湖南帶來了巨大經(jīng)濟效益的同時也帶來了非常嚴(yán)重的土壤重金屬污染問題[2]，湖南省受金屬污染的耕地面積高達(dá)71.52萬公頃，占全省耕地總面積的23.7%。土壤中過量的重金屬能抑制植物的生長，造成作物減產(chǎn)甚至絕收，重金屬還能通過食物鏈嚴(yán)重危害人體健康[3]。桑樹作為多年生闊葉型落葉性木本植物，通過近幾年的研究和評價，發(fā)現(xiàn)其對重金屬毒性具有一定的耐受性和富集性，在種植過程中對土壤重金屬具有一定的吸附作用，如此，通過生物界的食物鏈關(guān)系，生產(chǎn)出來的蠶桑產(chǎn)品重金屬含量也相應(yīng)增加，存在一定的污染風(fēng)險。開展湖南地區(qū)蠶桑產(chǎn)品的風(fēng)險研究，對特色農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全保障和重金屬污染治理具有重大意義[4]。本文通過對湖南地區(qū)主要蠶桑產(chǎn)區(qū)的重金屬進(jìn)行監(jiān)測，旨在為蠶蛹食用安全風(fēng)險和桑樹改善土壤環(huán)境功效提供科學(xué)依據(jù)。

1 調(diào)查方法及基本情況

采集湖南地區(qū)7市12個區(qū)（縣）的30多個栽桑養(yǎng)蠶基地的蠶桑產(chǎn)品（桑葉、桑枝、土壤、蠶蛹）樣本，通過實驗室IPC-MS多金屬元素分析儀器對95個不同樣品中的5種重金屬（鉛、鎘、總砷、總汞、總鉻、錳）進(jìn)行檢測；對采集到的500多條有效數(shù)據(jù)進(jìn)行驗證分析。湖南地區(qū)主要采集地區(qū)分布見表1，長株潭作為湖南經(jīng)濟較發(fā)達(dá)地區(qū)，重金屬污染現(xiàn)象較嚴(yán)重，故此次采樣主要集中在長株潭及其周邊市縣，可以看出，長株潭地區(qū)樣品占整個湖南地區(qū)樣品數(shù)的47.3%，余下樣品來自長株潭周邊城市及湘西地區(qū)。

2 結(jié)果與分析

2.1 桑葉、桑枝重金屬污染情況

此次調(diào)研評估對湖南地區(qū)25個桑葉、25個桑枝、25個土壤、20個蠶蛹共計95個樣品進(jìn)行了5種重金屬含量測定。從圖1可知：在對全部桑葉、桑枝樣品的檢測中，5種重金屬平均值含量均明顯小于國家標(biāo)準(zhǔn)（GB 13078—2001家禽、豬配合飼料）中所規(guī)定的限量值。目前桑葉還沒有相應(yīng)的污染物限量國家標(biāo)準(zhǔn)，以桑葉主要作為喂養(yǎng)桑蠶及家禽的飼料，采用國標(biāo)（GB 13078—2001家禽、豬配合飼料）進(jìn)行判斷，結(jié)合風(fēng)險評估分析，可以推斷葉片及嫩枝條作為蠶飼料其有害金屬含量存在食用安全隱患的風(fēng)險很小，且桑葉作為藥食同源部分的產(chǎn)品占蠶桑產(chǎn)品量很小比例，風(fēng)險隱患極小。

2.2 桑園土壤重金屬污染情況

此次調(diào)研評估中的25個土壤樣品均采自桑葉、桑枝、蠶蛹的桑園基地土壤，采樣按照梅花型采樣法分別采集5個表層土壤（5～20 cm ）樣品合并為1個土壤樣品并做好標(biāo)記，土壤經(jīng)自然風(fēng)干后，磨細(xì)過100目尼龍篩，存儲于密封袋內(nèi)備用待測，使樣品具有充分的代表性。按照Hakanson潛在生態(tài)危害指數(shù)法[5]定量劃分出潛在生態(tài)危害的程度，該指數(shù)不僅反映了某一特定環(huán)境中每種污染物的影響，而且也反映了多種污染物的綜合影響。經(jīng)實驗室檢測得到全部樣品5種重金屬含量及對應(yīng)pH值，參照《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) 土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 15618—1995）中的相關(guān)規(guī)定，按重金屬含量偏高嚴(yán)重程度和二級土壤的標(biāo)準(zhǔn)衡量，從圖2可知：所檢測桑園土壤樣品中鎘、總汞、總砷的檢測結(jié)果偏高百分率為58.3%、16.7%、8.33%。從偏高率結(jié)果來看，目前土壤已經(jīng)受到了較多重金屬不同程度的污染，其中鎘的污染情況最為嚴(yán)重，占所有偏高重金屬元素的70%以上，說明土壤中重金屬污染以鎘為主，總砷和鉛有一定污染，其余重金屬污染較?。煌瑫r我們對25個土壤樣品的錳元素也進(jìn)行了檢測，發(fā)現(xiàn)個別基地存在錳元素含量較高，可能與當(dāng)?shù)剡M(jìn)行錳礦開采有關(guān)，錳的污染情況雖然沒有現(xiàn)行國標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)的界定，但從此次的檢測結(jié)果來看，檢出值依舊較大，存在一定的污染風(fēng)險。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報道指出，鎘污染是已知的危害最嚴(yán)重的農(nóng)田重金屬污染類型之一，對生態(tài)系統(tǒng)和人類健康產(chǎn)生了巨大的威脅[6]。此次調(diào)研評估中桑園土壤鎘污染相當(dāng)嚴(yán)重，也印證了相關(guān)文獻(xiàn)報道，究其產(chǎn)生的原因主要還是湖南地區(qū)是有名的有色金屬之鄉(xiāng)，土壤的鎘、汞、砷等生物毒性較大的重金屬原有含量較高，更易產(chǎn)生耕地重金屬污染[7]。汞也存在一定程度的污染，在關(guān)注鎘污染的同時要警惕汞污染的上升。同時，據(jù)文獻(xiàn)報導(dǎo)，桑樹在鎘濃度小于40.6 mg·kg-1的土壤中都能正常生長，且在此土壤濃度下蠶的生長發(fā)育和蠶繭質(zhì)量均較好[8]。從此次污染監(jiān)測數(shù)據(jù)來看，桑葉中鎘污染程度很低，但全部的桑樹在鎘含量較高的土壤中均能正常生長，且沒有提高飼養(yǎng)桑蠶的重金屬含量，說明桑樹對高鎘土壤具有耐受性，表明桑樹可在鎘污染嚴(yán)重地區(qū)進(jìn)行替代種植，產(chǎn)生較高的經(jīng)濟效益。

2.3 蠶蛹重金屬污染情況

對此次調(diào)研評估中的20個蠶蛹樣品進(jìn)行檢測分析，參照最新的《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》（GB 2762—2017）中有關(guān)肉類和脂類的規(guī)定，按重金屬含量偏高嚴(yán)重程度分析可知：蠶蛹樣品中總砷、鉛的檢測結(jié)果偏高百分率分別為55%、30%，未見樣品有鉻、鎘、汞含量偏高現(xiàn)象，錳元素未見相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。但由于本次檢測結(jié)果是以干樣計算，考慮到鮮樣中的水分含量（一般水分可占80%左右），可以推斷蠶蛹食用整體風(fēng)險較小，食用蠶蛹產(chǎn)品安全風(fēng)險較上年度有所改善（見圖3），總體上說是安全可靠的，且至今無食用安全事件發(fā)生。隨著現(xiàn)代社會對食用昆蟲的需求量與日俱增，生產(chǎn)企業(yè)對食用蠶蛹的安全標(biāo)準(zhǔn)越來越重視，從蠶蛹所食用的桑葉種選取更加安全可靠的來源，在未來蠶蛹的重金屬安全風(fēng)險應(yīng)保持在較低水平[9]。雖然風(fēng)險污染水平較低，但不能排除存在個別安全隱患，所以建議有關(guān)部門參照現(xiàn)有的國家標(biāo)準(zhǔn)啟動對蠶蛹制品食品安全污染物限量標(biāo)準(zhǔn)的制定，包括重金屬殘留量和其他安全性指標(biāo)，以規(guī)范食用蠶桑產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工，保證其食用安全性，保證其產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險安全可控。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

此次湖南地區(qū)蠶桑產(chǎn)品重金屬污染監(jiān)測及風(fēng)險專項研究表明，蠶蛹作為食用昆蟲還沒有現(xiàn)行的食品安全標(biāo)準(zhǔn)作為評判依據(jù)，若與國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)《國家食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》（GB 2762—2016）中肉類或脂類比較，總砷和鉛等重金屬相對較高，但本次檢測結(jié)果是以干樣計算的，因此來說蠶蛹食用是安全的，且至今無食用安全事件發(fā)生。目前建議對食用蠶蛹進(jìn)一步進(jìn)行比對研究，并與食品專家討論進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)制定；桑園土壤樣品中檢出鎘和總汞含量偏高，但葉片有害金屬含量很低，風(fēng)險極小[10]，本項目組專家認(rèn)為把桑樹作為治理土壤重金屬污染的樹種，值得深入研究。

3.2 建議

1）加大采集、檢測蠶蛹、葉片和土壤樣品數(shù)量，以增加檢驗結(jié)果代表性和可信度。

2）參照現(xiàn)有的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，啟動對蠶蛹制品中食品安全污染物限量標(biāo)準(zhǔn)的制定，包括重金屬殘留量和其它安全性指標(biāo)，以規(guī)范食用蠶蛹的生產(chǎn)、加工，保證其食用安全性，并供今后定性產(chǎn)品檢驗結(jié)果之用。

3）重視土壤中重金屬污染情況，在全國范圍內(nèi)進(jìn)行農(nóng)業(yè)用地的全面普查，對土壤進(jìn)行綜合治理。此外，土壤質(zhì)量的現(xiàn)行參考標(biāo)準(zhǔn)陳舊，已不能適于目前的土質(zhì)，亟待依據(jù)普查狀況制定有效的新標(biāo)準(zhǔn)。

4）逐步開展對蠶蛹體內(nèi)農(nóng)藥殘留量的檢測分析，進(jìn)一步探索將桑樹作為治理土壤重金屬污染樹種的可行性。

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（責(zé)任編輯：丁志祥）