聊城市6種市售蔬菜中26種元素含量調(diào)查分析

摘 要：目的：調(diào)查聊城市市售6種蔬菜中元素含量水平，評(píng)估其重金屬污染狀況。方法：于2023年采集聊城市市售6種蔬菜，經(jīng)微波消解法進(jìn)行前處理，利用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀和冷原子吸收測(cè)汞儀測(cè)定蔬菜中26種元素含量，同時(shí)利用單因子污染指數(shù)法和Nemerow綜合指數(shù)法評(píng)估蔬菜中重金屬污染水平。結(jié)果：不同蔬菜中元素含量差異較大，菠菜中元素含量整體水平明顯高于其他蔬菜，芹菜次之，黃瓜最低。蔬菜中含量較高的元素為鉀、鈉、鈣、鎂、鐵、鋁。不同蔬菜中元素含量高低排序略有不同。菠菜中重金屬檢出率較高，且鉛、鉻超標(biāo)，其他蔬菜中重金屬檢出含量均符合國(guó)家限量值要求。6種蔬菜的重金屬污染等級(jí)均處于安全狀態(tài)，綜合污染指數(shù)最高的是菠菜（0.370），其次是芹菜（0.140），最低的是圓白菜（0.079）。結(jié)論：聊城市市售的6種蔬菜中重金屬含量整體處于安全狀態(tài)。菠菜中重金屬富集污染情況應(yīng)引起相關(guān)人員的關(guān)注。

關(guān)鍵詞：蔬菜；元素；含量；調(diào)查

Investigation and Analysis of 26 Elements in 6 Kinds of Vegetables in Liaocheng City

JIANG Yanhui， DOU Jibo， ZHANG Yuting， XING Shuai， DONG Binggang

（Liaocheng Center for Disease Control and Prevention， Liaocheng 252000， China）

Abstract： Objective： To investigate the content of elements in 6 kinds of vegetables in Liaocheng city and assess the heavy metal pollution status. Method： In 2023， 6 kinds of vegetables were collected from Liaocheng city and pre-treated by microwave digestion method. The contents of 26 elements in vegetables were determined by inductively coupled plasma mass spectrometer and cold atomic absorption mercury meter. Meanwhile， the pollution level of heavy metals in vegetables was evaluated by single factor pollution index method and Nemerow composite index method. Result： The content of elements in different vegetables was significantly different. The overall level of element content in spinach was significantly higher than that of other vegetables， followed by celery and the lowest in cucumber. The most abundant elements in vegetables are potassium， sodium， calcium， magnesium， iron， and aluminum. The order of element content in different vegetables is slightly different. The detection rate of heavy metals in spinach was high， and the lead and chromium exceeded the standard. The detected content of heavy metals in other vegetables met the requirements of the national limit value. The heavy metal pollution levels of the six vegetables were all in a safe state， and the comprehensive pollution index was the highest in spinach （0.370）， followed by celery（0.140）， and the lowest in cabbage （0.079）. Conclusion： The content of heavy metals in 6 kinds of vegetables sold in Liaocheng city is safe. The concentration and contamination of heavy metals in spinach should be concerned by relevant personnel.

Keywords： vegetable; elements; content; survey

蔬菜中含有豐富的碳水化合物、維生素、礦物質(zhì)、抗氧化物和膳食纖維等人體所必需的多種營(yíng)養(yǎng)元素，是人們餐桌上必不可少的食物之一[1]。蔬菜的生長(zhǎng)質(zhì)量與產(chǎn)地有著密切關(guān)系[2-3]。隨著工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)三廢、城市生活垃圾的不當(dāng)處理以及農(nóng)藥化肥的不合理使用，導(dǎo)致土壤、灌溉水中重金屬污染[4-5]，土壤、水中的重金屬可進(jìn)一步富集于蔬菜等種植作物，再通過(guò)飲食進(jìn)入人體。對(duì)于微量元素，一般情況下人體對(duì)其需要量甚少，其含量過(guò)高或過(guò)低均不利于身體健康。為綜合評(píng)估常見(jiàn)市售蔬菜中重金屬元素污染水平，調(diào)查其他營(yíng)養(yǎng)元素含量高低，為今后合理膳食與微量元素補(bǔ)充提供數(shù)據(jù)支撐，本文對(duì)選取的6種蔬菜（大白菜、芹菜、菠菜、橄欖菜、黃瓜和西紅柿）進(jìn)行元素含量水平調(diào)查。本次實(shí)驗(yàn)測(cè)定的26種元素包括4種常量元素，分別為鉀、鈣、鈉、鎂；必需及可能必需微量元素17種，分別為鐵、錳、銅、鋇、鍶、鋅、銣、硼、鎳、釩、錫、鉬、硒、鈷、鋁、鋰和銻；具有潛在毒害重金屬元素5種，分別為鉛、鎘、砷、汞和鉻[6]。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

1.1.1 樣品采集

本研究于2023年4月和10月于聊城市所轄8個(gè)縣（市、區(qū)）采集市售常見(jiàn)的6種蔬菜，蔬菜樣品均來(lái)自農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)，每個(gè)縣（市、區(qū)）采集15份，共計(jì)120份，其中菠菜、黃瓜、西紅柿、圓白菜各20份，大白菜22份，芹菜18份。

1.1.2 試劑及儀器

多元素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（20 μg·mL-1；Pb、Cd、As、Cr、Ni、Cu、Ba、V、Se、Sn、Li、B、Sr、Mo、Co、Rb和Sr，鋼研納克）；多元素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 μg·mL-1，K、Na、Ca、Mg、Al、Fe、Zn、Mn，鋼研納克）；汞單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 μg·mL-1，中國(guó)計(jì)量研究院）；硝酸（痕量金屬級(jí)，蘇州晶瑞）。

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀；冷原子吸收測(cè)汞儀；微波消解儀；粉碎儀；趕酸儀等。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 檢測(cè)方法

依據(jù)2023年《國(guó)家食品污染和有害因素風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)工作手冊(cè)》中食品中多元素分析的標(biāo)準(zhǔn)操作程序；汞元素采用《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中總汞及有機(jī)汞的測(cè)定》（GB 5009.17—2021）。

1.2.2 樣品前處理

取樣品可食用部分洗凈瀝干，用粉碎機(jī)勻漿制樣，待測(cè)。準(zhǔn)確稱取1.0～2.0 g（菠菜樣品可適當(dāng)減少稱樣量）待測(cè)樣品于聚四氟乙烯消解罐中，加入6.0 mL硝酸，浸泡過(guò)夜后放入微波消解儀中，微波消解程序見(jiàn)表1。消解結(jié)束后，將消解罐置于電熱趕酸儀中，140 ℃趕酸2 h。冷卻，定容消解液至25.0 mL，待測(cè)定。汞元素測(cè)定時(shí)直接取適量樣品用測(cè)汞儀測(cè)定。

1.2.3 質(zhì)量控制方法

本研究均采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法進(jìn)行定量分析，使用平行樣測(cè)定、有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)驗(yàn)證等質(zhì)控方法，進(jìn)而保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

1.2.4 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和方法

蔬菜中重金屬含量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》（GB 2762—2022）[7]，其他元素參考國(guó)家食品風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中心給定的復(fù)檢限量值。

1.2.5 污染評(píng)價(jià)方法

本研究采用單因子污染指數(shù)評(píng)價(jià)和內(nèi)梅羅綜合因子污染指數(shù)評(píng)價(jià)兩種方法對(duì)蔬菜中重金屬污染情況進(jìn)行評(píng)價(jià)[8-9]。

單因子污染指數(shù)計(jì)算公式為

式中：Pi為重金屬i的單因子污染指數(shù)；Ci為重金屬i的實(shí)測(cè)含量值，mg·kg-1；Si為金屬i的標(biāo)準(zhǔn)限量值，mg·kg-1。Pi越大，表明重金屬i的污染程度越嚴(yán)重。

內(nèi)梅羅綜合因子污染指數(shù)計(jì)算公式為

式中：Pmax為蔬菜單因子污染指數(shù)的最大值；Pave為蔬菜單因子污染指數(shù)的平均值。判定標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

1.3 數(shù)據(jù)分析

使用SPSS 24.0對(duì)不同種類蔬菜進(jìn)行方差分析，對(duì)蔬菜中的鉛、鎘、砷、鉻、和汞5種重金屬元素進(jìn)行相關(guān)性分析，探討蔬菜中有害元素的分布特征及潛在關(guān)聯(lián)。

2 結(jié)果與分析

2.1 6種蔬菜中各元素含量整體水平

由表3可知，不同蔬菜中元素含量有較大差異，菠菜中元素含量整體水平明顯高于其他蔬菜，芹菜次之，黃瓜最低。6種蔬菜中元素含量較高的為鉀、鈉、鈣、鎂、鐵和鋁，常量元素中鉀元素含量最高，微量元素中鐵元素含量最高，不同蔬菜間元素含量高低略有差異。

2.2 6種蔬菜中重金屬含量評(píng)估

6種蔬菜的鉛、鎘、砷、汞和鉻重金屬檢出情況見(jiàn)表4，污染水平見(jiàn)表5。由表4可知，鉛檢出率最高的是菠菜（95%），其次是芹菜（72.2%），圓白菜最低（10%）；鎘檢出率最高的是菠菜（100%），其次是大白菜（95.5%），黃瓜最低（5%），砷在菠菜、芹菜、黃瓜中普遍檢出，檢出率最低的是西紅柿（5.0%）；汞和鉻普遍檢出。菠菜中鉛的超標(biāo)率為5%（1/20），鉻的超標(biāo)率為5%（1/20），其他蔬菜中重金屬均未超標(biāo)。由表5可知，根據(jù)GB 2762—2022中的限量標(biāo)準(zhǔn)判定，6種蔬菜的重金屬污染等級(jí)均處于安全狀態(tài)，綜合污染指數(shù)最高的是菠菜（0.370），其次是芹菜（0.140），最低的是圓白菜（0.079），說(shuō)明菠菜較容易受到重金屬污染。孫尚省等[10]在研究重金屬Pb、Cd在葉菜中的富集狀況及對(duì)其生長(zhǎng)的影響中也證明了菠菜易富集鉛、鎘重金屬。由于土壤重金屬污染及化學(xué)肥料的過(guò)度使用等疊加影響，今后對(duì)菠菜中重金屬富集情況應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注。

2.3 6種蔬菜中重金屬相關(guān)性分析

不同蔬菜中元素含量高低水平不一，這間接說(shuō)明不同蔬菜對(duì)元素的吸收累積特性與自身生長(zhǎng)需求是密切聯(lián)系的。通過(guò)相關(guān)性分析，可以為研究植物生理過(guò)程中元素間的協(xié)同或拮抗作用提供佐證[11]。通過(guò)Person相關(guān)分析對(duì)蔬菜中鉛、鎘、砷、鉻和汞5種重金屬元素間的相關(guān)性進(jìn)行分析，結(jié)果表明菠菜中鉛、砷、鎘間存在顯著相關(guān)性，具體表現(xiàn)為鉛與砷（r=0.996，p＜0.05），鉻與砷（r=0.947，p＜0.05），鉛與鉻（r=0.957，p＜0.05）；大白菜中砷與鉛存在顯著相關(guān)性（r=0.912，p＜0.05）；黃瓜中除汞元素外，鉛、鎘、鉻、砷元素間存在一對(duì)或多對(duì)相關(guān)性，具體表現(xiàn)為鎘與鉻（r=0.939，p＜0.05）、鉻與鉛（r=0.922，p＜0.05），砷與鎘（r=0.99，p＜0.05）、鉛與鎘（r=0.989，p＜0.05），砷與鉻（r=0.940，p＜0.05）、砷與鉛（r=0.985，p＜0.05）；芹菜中砷與鉛存在顯著相關(guān)性（r=0.808，p＜0.05），西紅柿中砷與鉛存在顯著相關(guān)性（r=0.955，p＜0.05）；圓白菜中5種金屬元素間均未見(jiàn)顯著相關(guān)性，6種蔬菜中汞元素與其他4種元素間均不存在相關(guān)性。

3 結(jié)論

本研究選取了人們?nèi)粘Ｉ钪惺秤昧枯^多的

6種蔬菜（菠菜、芹菜、黃瓜、西紅柿、大白菜、圓白菜），調(diào)查其中的元素含量，綜合評(píng)估有害重金屬元素含量水平。結(jié)果表明，6種蔬菜中均含有豐富的鉀、鈣、鈉、鎂、鋅和鍶等有益元素，鉀含量高低表現(xiàn)為菠菜＞芹菜＞大白菜＞黃瓜＞西紅柿＞圓白菜；鈉含量高低表現(xiàn)為芹菜＞菠菜＞圓白菜＞大白菜＞西紅柿＞黃瓜；鈣含量高低表現(xiàn)為菠菜＞芹菜＞大白菜＞圓白菜＞西紅柿＞黃瓜；菠菜相較于其他蔬菜，鉀、鈣、鈉、鎂和鐵等元素含量豐富。不同蔬菜中元素含量不同，同一種元素在不同蔬菜中含量也有較大差異，蔬菜中元素含量變化與多種因素相關(guān)，與趙馨等[12]在北京市售103種蔬菜和食用菌樣品中多元素含量分析研究結(jié)果一致。

芹菜、黃瓜、西紅柿、大白菜和圓白菜中有害元素鉛、鎘、砷、鉻和汞含量測(cè)定平均值均小于國(guó)家限量標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)GB 2762—2022中的限量標(biāo)準(zhǔn)判定，6種蔬菜的重金屬污染等級(jí)均處于安全狀態(tài)，其中綜合污染指數(shù)最高的是菠菜（0.370），其次是芹菜（0.140），最低的是圓白菜（0.079）；菠菜中鉛的單因子污染水平值達(dá)到0.46，說(shuō)明菠菜對(duì)金屬鉛具有明顯的富集作用，這與王龍龍[13]、郭思宇等[14]的研究結(jié)果一致。芹菜、黃瓜、西紅柿、大白菜和圓白菜中汞元素與鉛、鉻、鎘、砷元素間均不存在相關(guān)性。除圓白菜外，其他蔬菜中鉛與砷元素間均存在顯著相關(guān)性，提示可能存在相同來(lái)源。

由于蔬菜中重金屬富集主要來(lái)自生長(zhǎng)過(guò)程[15]，為減少蔬菜中有害元素的富集，應(yīng)當(dāng)加大源頭管控，重點(diǎn)關(guān)注菠菜中重金屬富集情況，控制好蔬菜施用化肥量，加強(qiáng)土壤重金屬治理及農(nóng)藥合理使用，進(jìn)而保障人們的飲食安全。

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作者簡(jiǎn)介：姜艷慧（1988—），女，山東聊城人，碩士，主管技師。研究方向：理化檢驗(yàn)。