覃焱，韋燕燕，顧明華

廣西大學農(nóng)學院，廣西農(nóng)業(yè)環(huán)境與農(nóng)產(chǎn)品質量安全重點實驗室（南寧 530004）

水稻是我國主要的糧食作物，我國稻米產(chǎn)量占世界總量的1/3，超過60%的人口以稻米為主食[1]。由于工業(yè)發(fā)展和經(jīng)濟增長帶來的環(huán)境污染，許多稻田受到不同程度的重金屬污染，同時在加工以及運輸過程中，大米也有被重金屬污染的風險，大米重金屬超標已經(jīng)成為全球問題。我國部分地區(qū)大米重金屬超標，威脅著以大米為主食的人們的健康。近年來大量的研究表明我國稻米重金屬污染狀況，鄧華[2]采集140份桂林市市售大米，檢測重金屬含量，結果發(fā)現(xiàn)Cd含量超標18.57%；陳秋生等[3]對天津市市售大米進行重金屬含量調(diào)查分析，結果發(fā)現(xiàn)所有的大米樣品中的Pb、Cd和As均有檢出，檢出率為100%，其中汞的檢出率為83.3%。劉蘭英等[4]檢測了福建閩西礦區(qū)周邊稻米重金屬含量，結果發(fā)現(xiàn)Pb的平均含量是國家標準值的2.06倍。重金屬通過土壤、水體和大氣在稻米中富集，攝入人體內(nèi)后在器官內(nèi)積累，對人體健康造成極大風險[5]。此次試驗采集70個中國市售大米樣品，分析其Cd、Pb、As、Hg 4種重金屬含量水平，采用健康風險評價模型進行食用安全評估，為我國市售大米安全評價提供依據(jù)，同時又為健康風險評估提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 樣品收集

采集的樣品主要是2018年超市以及農(nóng)貿(mào)市場在售品種，產(chǎn)地分別來自廣西、廣東、海南、貴州、云南、浙江、福建、江蘇、湖南、湖北、河南、新疆、寧夏、黑龍江14個省及自治區(qū)，采取隨機取樣的方法，每個省份采集5個大米樣品，共70份，取樣后分別裝入樣品袋中保存。

1.2 試劑與儀器

Re標準溶液、鈣標準溶液、鐵標準溶液、鋅標準溶液購自中國鋼鐵研究院；優(yōu)級純濃硝酸（HNO3，69%），購自重慶川東化工（集團）有限公司。

微波消解儀（CEM Mars 6，美國）；博通趕酸架（BHW-09C Heating Block）；電感耦合等離子體質譜儀（ICP-MS，NEXION 350X，美國Perkin ElmerTMLife Science）。

1.3 重金屬含量分析

樣品消解參照國家標準，采用微波消解法。準確稱取0.2 g樣品，置于微波消解管，加入5 mL濃硝酸（優(yōu)級純），搖勻后放置過夜，置于微波消解儀（CEM Mars 6240/50，Matthews，美國）中消解。使用電感耦合等離子體質譜儀（ICP-MS，NEXION 350X，美國Perkin ElmerTMLife Science公司）測定Cd、Pb、As、Hg含量，每個樣品重復3次。測試過程中插入標準物質芹菜（GBW 10048）進行分析質量控制，質控樣品測定值均需在標準值范圍內(nèi)。

1.4 大米健康風險評估方法

采用日攝入量DI和目標風險系數(shù)THQ評估消費者食用市售大米重金屬的暴露風險，如果THQ值小于1，則說明暴露人群沒有明顯的健康風險，反之，則存在健康風險。其日攝入量EDI按式（1）計算。

式中：EDI為日攝入量；Cr為大米中重金屬的含量，mg/kg；Mr為大米中的日攝入量，mg/d，按兒童133 g/d，成人266 g/d計[6]；BW為人群的平均身體質量，kg，按成人60 kg，兒童32.5 kg計[7]。

目標風險系數(shù)THQ按式（2）計算。

式中：THQ為目標風險系數(shù)；Ef為暴露頻率，以365 d/a計；Ed為暴露年限，a，以70 a計；RfDO為口服參考劑量，mg/（kg·d），Cd、Hg、As、Pb的口服參考劑量分別為0.001，0.000 5，0.000 3和0.004 mg/（kg·d）[3]；ATn為非致癌物的接觸時間，暴露年限ED×365 d/a，此次試驗假設70 a）[7]。

2 結果與分析

2.1 大米中有害重金屬含量分析

各省大米中有害重金屬含量結果見圖1和表1。參考GB 2762—2017中大米Cd，As，Pb，Hg的限量標準（Cd，0.2 mg/kg；無機As，0.2 mg/kg；Pb，0.2 mg/kg；Hg，0.02 mg/kg），在此次試驗的70個大米樣品中，Cd超標樣品有19件，超標率為27.14%，各省樣品Cd平均含量為：廣西0.268 2 mg/kg，廣東0.175 0 mg/kg，海南0.229 5 mg/kg，貴州0.291 0 mg/kg，云南0.318 6 mg/kg，浙江0.038 0 mg/kg，福建0.090 4 mg/kg，江蘇0.053 5 mg/kg，湖南0.192 0 mg/kg，湖北0.381 9 mg/kg，河南0.165 1 mg/kg，新疆0.005 3 mg/kg，黑龍江0.020 9 mg/kg；As超標樣品有6件，超標率為10.00%，各省樣品As平均含量為：廣西0.072 6 mg/kg，廣東0.056 2 mg/kg，海南0.061 1 mg/kg，貴州0.051 1 mg/kg，云南0.093 6 mg/kg，浙江0.047 7 mg/kg，福建0.048 3 mg/kg，江蘇0.051 0 mg/kg，湖南0.110 9 mg/kg，湖北0.085 9 mg/kg，河南0.107 4 mg/kg，新疆0.017 8 mg/kg，寧夏0.071 7 mg/kg，黑龍江0.036 5 mg/kg；Pb超標樣品有8件，超標率為11.43%，各省樣品Pb平均含量為：廣西0.066 9 mg/kg，廣東0.159 3 mg/kg，海南0.135 7 mg/kg，貴州0.093 0 mg/kg，云南0.184 1 mg/kg，浙江0.079 8 mg/kg，福建0.124 6 mg/kg，江蘇0.094 9 mg/kg，湖南0.128 9 mg/kg，湖北0.115 4 mg/kg，河南0.115 9 mg/kg，新疆0.049 1 mg/kg，寧夏0.048 5 mg/kg，黑龍江0.084 3 mg/kg；Hg超標樣品有11件，超標率為15.71%，各省樣品Hg平均含量為：廣西0.013 1 mg/kg，廣東0.019 4 mg/kg，貴州0.009 4 mg/kg，浙江0.019 1 mg/kg，福建0.023 3 mg/kg，江蘇0.019 2 mg/kg，河南0.010 5 mg/kg，新疆0.018 6 mg/kg，寧夏0.016 8 mg/kg?？傮w上看，大米樣品Cd和As的含量華中地區(qū)（湖南、湖北、河南）最高，西南地區(qū)（貴州、云南）和華南地區(qū)（廣西、廣東、海南）次之；Pb含量西南地區(qū)（貴州、云南）最高，華中地區(qū)（湖南、湖北、河南）次之；Hg含量華東地區(qū)（福建、浙江、江蘇）最高，西北地區(qū)（寧夏、新疆）次之。

2.2 大米重金屬攝入風險評估

以70個大米樣品重金屬含量作參考，按照大米日消費量兒童133 g/d、平均體重32.5 kg、成人266 g/d、平均體重60 kg計算，由式（1）算得兒童食用70個米樣后其EDI值，分別為Cd 0～2.068 1 μ g/（kg·BW·d），As 0.072 6～0.381 9 μ g/（kg·BW·d），Pb 0.200 3～0.751 2 μ g/（kg·BW·d）和Hg 0～0.095 1 μ g/（kg·BW·d）；成人食用試驗米樣后，其EDI值分別為Cd 0～2.247 4 μ g/（kg·BW·d），As 0.078 9～0.415 0 μ g/（kg·BW·d），Pb 0.217 7～0.816 4 μg/（kg·BW·d）和Hg 0～0.103 3 μg/（kg·BW·d）。聯(lián)合國糧農(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（JECFA）規(guī)定人體每周容許攝入Cd、As、Pb和Hg的量分別為7，15，50和5 μg/（kg·BW）[8-9]，部分大米樣品Cd的EDI值已高于每日耐受攝入量1 μg/（kg·BW·d），Pb、As、Hg均未超過每日耐受攝入量（Pb：7.143 μg/（kg·BW·d）；As：2.143 μg/（kg·BW·d）；Hg：0.714 3 μ g/（kg·BW·d））。由（2）式計算得出Cd、As、Pb和Hg 4種重金屬的THQ值機器貢獻率，見表2。兒童食用70個米樣后的THQ值分別為Cd 0～2.068，As 0.242～1.275，Pb 0.050～0.188和Hg 0～0.190；成人為Cd 0～2.247，As 0.263～1.385，Pb 0.054～0.204和Hg 0～0.207。兒童食用云南、湖南的大米Cd的THQ＞1，食用云南、湖南、河南的大米As的THQ＞1，成人食用云南、湖南、貴州的大米Cd的THQ＞1，食用云南、湖南、河南的大米As的THQ＞1，基于大米總Cd和總As數(shù)據(jù)的風險評估，兒童和成人食用上述省份的大米存在一定的健康風險。

比較單一重金屬的THQ值可看出，Cd和As的THQ值均大于Pb和Hg，不同省份Cd、As的THQ大小不同，說明Cd和As對人體健康產(chǎn)生危害的風險最大，但是兩者產(chǎn)生健康風險的大小關系與大米產(chǎn)地相關。從表2還可以看出，兒童攝入4種重金屬的THQ均小于成人。

圖1 不同省份重金屬平均含量

表1 各省市售大米重金屬含量

表2 大米重金屬的THQ值

3 討論

由于水稻對重金屬具有很強的富集能力[10-11]，稻田污染成為大米重金屬污染的重要原因，我國耕地土壤重金屬污染嚴重[12]，其中重金屬污染稻田多分布于南方地區(qū)[13]。據(jù)以往相關報道，礦區(qū)周邊稻田更容易受到污染而導致稻米重金屬超標，如湖南鳳凰鉛鋅礦區(qū)被檢出稻米出現(xiàn)嚴重的鉛、砷污染[14]，廣東大寶山礦區(qū)所產(chǎn)的21個水稻品種中，Cd和Pb超標率分別為100%和71.43%[15]。此次試驗的70個市售大米樣品重金屬含量表現(xiàn)出地域差異，Cd超標樣品分別來自廣西、廣東、海南、貴州、云南、福建、湖南、湖北、河南；總As超標樣品來自廣西、海南、湖南、湖北、河南、寧夏，Pb超標樣品分別來自海南、云南、福建、湖南、湖北、河南；Hg超標樣品分別來自廣東、貴州、福建、浙江、江蘇、河南、新疆、寧夏；可見大米重金屬污染主要集中在南方地區(qū)，但其他地區(qū)仍有被污染的風險。稻米中的重金屬通過食物鏈進入人體會危害人類健康[16-17]，健康風險評估結果顯示，廣西、貴州、云南、湖南、湖北所產(chǎn)大米中Cd的THQ＞1，最高為湖南2.068（兒童）和2.247（成人）；此次試驗中各省份的大米平均總As含量均低于GB 2762—2017中大米無機砷的限量標準（0.15 mg/kg），但廣西、云南、湖南、湖北、河南大米中As的THQ均接近1或大于1，說明通過食用這些地區(qū)所產(chǎn)的大米攝入Cd和As會帶來一定的健康風險。此次試驗中的Pb和Hg的THQ均小于1，說明經(jīng)大米途徑進入人體內(nèi)的Pb和Hg對人的健康風險較低，但是Pb樣品超標率為11.43%，主要集中在華中地區(qū)（湖南、湖北、河南），Hg樣品超標率為15.72%，主要集中在華中地區(qū)（湖南、湖北、河南），因此食用這些產(chǎn)地的大米攝入Pb和Hg的健康風險仍要重視?？傮w來看，我國仍有部分市售大米有毒重金屬Cd、As、Pb、Hg含量超過國家標準限量值，存在一定的健康風險。

同時，通過EDI的計算公式可以看出，人體通過大米攝入重金屬的量取決于大米重金屬的含量Cr和大米消費量Mr，由于大米消費量會隨著經(jīng)濟的發(fā)展和生活質量的提高而提高，因此減少大米重金屬含量才能降低經(jīng)大米暴露途徑攝入重金屬對人體健康造成的危害。選育低富集水稻品種、修復受污染的農(nóng)田、改善土壤理化性質、增加對土壤重金屬的固定、減少水稻對重金屬的吸收，是如何降低大米中重金屬含量的研究重點。

4 結論

綜上所述，目前我國流通的市售大米中，部分大米存在著重金屬超標的風險，主要產(chǎn)地為南方地區(qū)，其中Cd和As是風險較大的元素，其次為Pb和Hg。因此這部分地區(qū)需要改善稻田環(huán)境以及加強對市售大米的質量監(jiān)測，降低重金屬對大米的污染。同時，對不同年齡段的人群應加強有毒重金屬監(jiān)督和相應的膳食指導，并對經(jīng)大米暴露途徑攝入重金屬對不同年齡段人群的影響作更深入的研究。