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        蘆蒿中重金屬鉛、鎘污染現(xiàn)狀及溯源分析

        2022-01-27 03:20:18郭寶福劉祥萍王艷莉李小成周涵曹靜汪浩趙士權(quán)
        關(guān)鍵詞:污染

        郭寶福,劉祥萍,王艷莉,李小成,周涵,曹靜,汪浩,趙士權(quán)

        (南京市疾病預(yù)防控制中心 營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生科,江蘇 南京 210003)

        蘆蒿又名蔞蒿、水蒿、柳蒿、黎蒿等,為菊科蒿屬多年生草本植物,在我國(guó)東北、華北和中南地區(qū)常野生于低洼潮濕的溝邊、圩堤荒灘等[1-2]。人工栽培蘆蒿于20世紀(jì)80 年代末首先在南京八卦洲興起,現(xiàn)已形成規(guī)模并向周邊地區(qū)輻射,八卦洲2000年蘆蒿的種植面積就已達(dá)2 208 hm2左右,產(chǎn)量達(dá)397 4萬kg[3]。目前,蘆蒿作為一種特色蔬菜,人工種植及銷售已延伸至周邊省份甚至全國(guó)各地,種植面積、產(chǎn)量及居民的消費(fèi)量不斷擴(kuò)大。近幾年,我們?cè)谑称肺廴疚锉O(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn)蘆蒿中可能存在重金屬污染問題,尤其是鉛、鎘的超標(biāo)率較高,為全面掌握蘆蒿中鉛、鎘的污染狀況,探討其可能的污染來源,我們連續(xù)開展了蘆蒿中鉛、鎘污染的專項(xiàng)監(jiān)測(cè),以期為蘆蒿的種植管理、食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制修訂提供科學(xué)依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 樣本采集

        2017—2020年每年蘆蒿上市季節(jié)在南京市所轄12個(gè)區(qū)的種植環(huán)節(jié)、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)、超市(或便利店)等場(chǎng)所采集蘆蒿樣本,采用樣本采集APP系統(tǒng)收集記錄采樣及樣本信息,定位采樣地點(diǎn)GPS信息,上傳采樣場(chǎng)所及樣本照片。選擇南京市蘆蒿種植面積最大的八卦洲,分別在其東西南北中5個(gè)方位布點(diǎn),采集種植環(huán)節(jié)的蘆蒿樣本,同時(shí)采集該樣本所在地表下10~20 cm根系所在處的土壤剖面樣本以及該地塊所用灌溉用水水樣。

        1.2 實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)

        蘆蒿樣本選取可食莖部分,自來水沖洗后去離子水漂洗,晾干備用;蘆蒿中鉛、鎘的測(cè)定采用食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的石墨爐原子吸收光譜法[4-5]。土壤的前處理及鉛、鎘的測(cè)定采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的石墨爐原子吸收分光光度法[6]。水樣采用GB/T5750.6-2006方法測(cè)定[7]。

        1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

        樣本信息及檢測(cè)結(jié)果采用Excel 2010錄入,鉛、鎘檢測(cè)數(shù)據(jù)如小于檢出限,檢測(cè)結(jié)果以1/2檢出限計(jì)。將蘆蒿樣本按照采樣場(chǎng)所分為種植環(huán)節(jié)、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)、超市(便利店)3類,按照產(chǎn)地不同分為本地、外地、產(chǎn)地不詳3類。用IBM SPSS 21.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,不同場(chǎng)所、產(chǎn)地蘆蒿樣本鉛、鎘含量比較采用t檢驗(yàn)或方差分析,數(shù)據(jù)不符合正態(tài)分布采用非參數(shù)檢驗(yàn)(Kruskal Wallis 檢驗(yàn)或Mann-WhitneyU檢驗(yàn));不同來源蘆蒿中鉛、鎘超標(biāo)率比較采用卡方檢驗(yàn);土壤和蘆蒿中鉛、鎘含量相關(guān)性分析采用Pearson或Spearman相關(guān)分析。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

        2 結(jié) 果

        2.1 蘆蒿中鉛、鎘含量

        檢測(cè)鉛、鎘的蘆蒿樣本分別為501份和492份。蘆蒿中鉛檢出率為54.3%,檢測(cè)值中位數(shù)0.02 mg·kg-1,最高檢出值為5.31 mg·kg-1;鎘檢出率為98.8%,檢測(cè)值中位數(shù)0.067 mg·kg-1,最高檢出值為1.101 mg·kg-1;最高檢出值均出現(xiàn)在農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)采集的樣本中,鉛含量最高的樣本為本地產(chǎn),鎘含量最高的樣本產(chǎn)地不詳。不同采樣場(chǎng)所蘆蒿樣本中鉛含量的分布差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001),農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)、超市(便利店)等場(chǎng)所樣本中鉛平均含量高于種植環(huán)節(jié)樣本;不同采樣場(chǎng)所蘆蒿樣本中鎘含量分布差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。本地和外地產(chǎn)蘆蒿樣本中鉛、鎘含量分布差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表1、2。

        表1 不同采樣場(chǎng)所蘆蒿中鉛、鎘含量分析 mg·kg-1

        表2 不同樣本產(chǎn)地蘆蒿中鉛、鎘含量分析 mg·kg-1

        2.2 蘆蒿中鉛、鎘超標(biāo)情況

        《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》(GB2762-2017)中規(guī)定莖類蔬菜鉛、鎘的含量低于0.1 mg·kg-1[8],按此標(biāo)準(zhǔn)蘆蒿中鉛、鎘的超標(biāo)率分別為10.8%和23.2%。不同采樣場(chǎng)所蘆蒿中鉛超標(biāo)率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=6.191,P=0.045),流通環(huán)節(jié)樣本超標(biāo)率高于種植環(huán)節(jié);不同采樣環(huán)節(jié)蘆蒿中鎘超標(biāo)率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,超標(biāo)率均超過20%。本地和外地產(chǎn)蘆蒿中鉛、鎘超標(biāo)率差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表3。

        表3 不同采樣場(chǎng)所和不同產(chǎn)地蘆蒿中鉛、鎘超標(biāo)情況分析

        2.3 蘆蒿與土壤、灌溉用水中鉛、鎘含量相關(guān)性分析

        在八卦洲不同方位蘆蒿種植基地共采集蘆蒿及對(duì)應(yīng)的土壤樣本各50份。土壤中鉛含量最高值為39.93 mg·kg-1,均值26.78 mg·kg-1,所有樣本檢測(cè)值均小于農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值(GB15618—2018)(最低篩選值70 mg·kg-1);土壤中鎘含量最高值0.471 mg·kg-1,均值0.315 mg·kg-1,60%的樣本中鎘含量超過農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值(0.3 mg·kg-1)。土壤與蘆蒿中鉛含量、鎘含量相關(guān)性均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,土壤中鉛含量與鎘含量相關(guān)性具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(r=0.792,P<0.001),見表4。共采集蘆蒿樣本所在不同地塊對(duì)應(yīng)的灌溉用水樣本13份,鉛、鎘檢測(cè)值均小于檢出限(鉛0.02 mg·L-1,鎘0.002 mg·L-1)。

        表4 土壤和蘆蒿中鉛、鎘含量相關(guān)性分析

        3 討 論

        關(guān)于蘆蒿中鉛、鎘污染狀況的研究報(bào)道較少,2005年俞美香等[9]對(duì)南京市場(chǎng)上37份蘆蒿樣本檢測(cè)顯示,以干重計(jì)97.3%的樣本鉛含量超出限量標(biāo)準(zhǔn),以鮮重計(jì)均在限量標(biāo)準(zhǔn)(0.20 mg·kg-1)內(nèi);2020年吳雨晨等[10]對(duì)南京、鎮(zhèn)江兩市抽取的175份樣本檢測(cè)顯示,蘆蒿中鉛、鎘的超標(biāo)率分別為9.7%和13.7%(限量標(biāo)準(zhǔn)均為0.1 mg·kg-1)。本研究通過連續(xù)4年的專項(xiàng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)蘆蒿中鉛、鎘的超標(biāo)率分別為10.8%和23.2%,高于以往報(bào)道,鎘超標(biāo)率相對(duì)更高;從檢出率看,鎘的檢出率(98.8%)也遠(yuǎn)高于鉛的檢出率(54.3%),說明蘆蒿中鎘的污染更為普遍和嚴(yán)重。從檢測(cè)值看,鉛和鎘的檢測(cè)值均呈現(xiàn)明顯的偏態(tài)分布,檢測(cè)值較高的樣本僅占很少部分,鉛檢測(cè)值的P75僅占限量值的1/2。本地和外地產(chǎn)蘆蒿樣本間鉛、鎘超標(biāo)率差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,說明蘆蒿中鉛、鎘的污染是普遍存在的,與產(chǎn)地可能無關(guān);但不同采樣場(chǎng)所鉛的檢測(cè)值及超標(biāo)率差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,銷售環(huán)節(jié)樣本檢測(cè)值和超標(biāo)率均明顯高于種植環(huán)節(jié),提示鉛污染可能存在其他來源,且污染來源可能在蘆蒿采收后,譬如蘆蒿的儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié),需要食品安全監(jiān)管部門重視。

        研究表明,與其他蔬菜類似,蘆蒿對(duì)土壤中的重金屬具有較強(qiáng)的富集性[11-12]。實(shí)驗(yàn)室生物栽培試驗(yàn)顯示,蘆蒿根莖葉均有較強(qiáng)的鎘富集性,積累量隨著土壤鎘處理量的增加而升高[11],同一生長(zhǎng)期蘆蒿中鎘含量與土壤鎘投放量呈顯著相關(guān)[12]。本研究對(duì)南京蘆蒿重要種植基地八卦洲的土壤樣本檢測(cè)顯示,60%的土壤樣本鎘含量超過污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值,而未發(fā)現(xiàn)鉛含量超過污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值,八卦洲蘆蒿種植基地土壤中主要存在鎘污染,這與蘆蒿中鎘的檢出率和超標(biāo)率均遠(yuǎn)高于鉛一致。然而,研究并未發(fā)現(xiàn)土壤與蘆蒿中鉛、鎘含量存在明顯相關(guān)性,這與蔣培[11]的研究結(jié)果一致,與實(shí)驗(yàn)室內(nèi)栽培試驗(yàn)結(jié)果不同,但這并不能否認(rèn)蘆蒿中鉛、鎘的污染主要來自于對(duì)土壤中重金屬的富集;蘆蒿對(duì)土壤中重金屬的富集受多種因素影響,一是土壤中的重金屬是有效態(tài)還是結(jié)合態(tài),結(jié)合態(tài)并不能被蘆蒿吸收,二是與土壤理化性質(zhì)、蘆蒿品種等有關(guān)[12-13]。蘆蒿樣本對(duì)應(yīng)的灌溉用水樣本中鉛、鎘含量均小于檢出限,說明蘆蒿中鉛、鎘來源于灌溉用水的可能性較小,但不排除灌溉用水中微量的重金屬在土壤中沉積從而被蘆蒿經(jīng)土壤富集。當(dāng)然,本研究除了考慮土壤和灌溉用水中鉛、鎘總含量因素外,并未考慮譬如大氣污染、農(nóng)藥使用等其他可能污染來源,但大量研究已經(jīng)表明,這些因素可能并非是蔬菜中重金屬的主要來源。

        綜上所述,蘆蒿中普遍存在重金屬鉛、鎘的污染,尤其是鎘污染;鉛、鎘的污染與蘆蒿的產(chǎn)地?zé)o關(guān),主要污染可能來自于蘆蒿本身對(duì)土壤鉛、鎘的富集,但銷售環(huán)節(jié)蘆蒿中鉛還可能存在其他污染來源。雖然蘆蒿中鉛、鎘超標(biāo)率很高,但作為一種特色蔬菜,蘆蒿的消費(fèi)具有明顯的季節(jié)性,大量上市主要集中在每年的10月至第二年的4月,且在整個(gè)蔬菜消費(fèi)中占比并不高,所以,經(jīng)蘆蒿鉛、鎘暴露尚不能對(duì)人體造成明顯的健康危害;既然蘆蒿中鉛、鎘污染主要來源于本身對(duì)土壤重金屬的富集,為降低其超標(biāo)率可以選擇合適的種植基地、加強(qiáng)種植管理等,但這并無法阻止其對(duì)土壤中存在的鉛、鎘本底的富集。所以,有必要開展蘆蒿中鉛、鎘安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,以探討蘆蒿中鉛、鎘的污染限量值是否需要重新修訂,尤其是鎘限量值,否則將難以避免大量不符合食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的蘆蒿在市場(chǎng)上銷售;假如將蘆蒿中鉛限量值調(diào)整為與豆類蔬菜一致(0.2 mg·kg-1),其超標(biāo)率將由10.8%降為7.6%,將蘆蒿中鎘限量值調(diào)整為與莖類蔬菜芹菜一致(0.2 mg·kg-1),其超標(biāo)率將降由為23.2%驟降為3.5%。

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