蔣林惠，周易枚，石 敏，丁紅梅

（南通市食品藥品監(jiān)督檢驗(yàn)中心，江蘇 南通 226000）

大米營養(yǎng)物質(zhì)豐富，作為主食能夠提供能量及多種營養(yǎng)素，如蛋白質(zhì)、維生素。但大米因生長(zhǎng)環(huán)境等因素易遭受重金屬污染[1-2]，大米的重金屬污染所造成的健康風(fēng)險(xiǎn)已引起包括學(xué)者、監(jiān)管部門等社會(huì)各方的關(guān)注[3]。有關(guān)學(xué)者[4]匯總了中國部分地區(qū)近年來大米重金屬污染情況，發(fā)現(xiàn)廣東、安徽、上海、廣西、湖南、吉林、浙江、北京、江蘇等地區(qū)大米中多種重金屬均有不同程度的超標(biāo)情況。我國居民尤以稻米為主食的占比率高達(dá)65%[5]，而南方地區(qū)則高達(dá)90%。因而評(píng)估大米中重金屬的污染情況對(duì)人體所產(chǎn)生的健康風(fēng)險(xiǎn)變得十分必要。

南通地處長(zhǎng)三角地區(qū)，集“黃金海岸”與“黃金水道”優(yōu)勢(shì)于一身，土壤肥沃，盛產(chǎn)水稻。大米在南通地區(qū)居民餐桌主食中占比最高。本研究擬通過監(jiān)督抽查和評(píng)價(jià)性抽樣形式，調(diào)查南通地區(qū)2019—2021年市售大米中鉛、鎘、鉻、無機(jī)砷、總汞5種重金屬的污染情況，并結(jié)合南通地區(qū)居民大米的消費(fèi)情況及居民體重等信息，進(jìn)行大米中重金屬污染及居民健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，研究南通地區(qū)大米的食用安全性，以期為評(píng)估南通居民膳食重金屬暴露健康風(fēng)險(xiǎn)的研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

2019—2021年，根據(jù)《國家食品安全監(jiān)督抽檢實(shí)施細(xì)則》和南通市市場(chǎng)監(jiān)督管理局的相關(guān)抽檢計(jì)劃在南通市農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)、超市及食品店進(jìn)行樣品抽樣，共取大米樣141份。

1.2 儀器和試劑

PinAAcle 900T型原子吸收分光光度計(jì)：美國珀金埃爾默股份有限公司；普析F3雙通道原子熒光光度計(jì)：北京普析通用儀器有限公司；普析F3形態(tài)分析儀：北京普析儀器有限公司；H2OBASIC-T超純水機(jī)：德國賽多利斯股份公司。

硝酸（優(yōu)級(jí)純）：德國默克公司；Pb（1.00 mg/L）、As（1.00 mg/mL）、Cd（1.00 mg/mL）、Cr（1.00 mg/mL）、Hg（1.00 mg/mL）：InorgancVentures公司。

1.3 樣品處理方法

將樣品粉碎，準(zhǔn)確稱取0.2～1.0 g（根據(jù)目標(biāo)元素國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定稱樣量）于消解罐中，加入5.0～10.0 mL的硝酸，在120 ℃預(yù)消解20 min，微波消解儀消解（140 ℃，5 min；160 ℃，5 min；180 ℃，15 min），結(jié)束消解后，140 ℃趕酸至0.5 mL，最后用去離子水定容至10 mL（或者20 mL，根據(jù)目標(biāo)元素國家標(biāo)準(zhǔn)確定定容量）進(jìn)行測(cè)定。其中無機(jī)砷的測(cè)定按照GB 5009.11—2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中總砷及無機(jī)砷的測(cè)定》進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。檢驗(yàn)方案中，采用雙平行樣品、空白樣品加標(biāo)回收及質(zhì)控樣品進(jìn)行質(zhì)量控制，保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，另對(duì)超標(biāo)樣品進(jìn)行復(fù)測(cè)試驗(yàn)。

1.4 大米重金屬污染評(píng)價(jià)方法

以GB 2762—2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》為限量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)大米中Pb、As（無機(jī)砷）、Cd、Cr、Hg的含量進(jìn)行判定及評(píng)價(jià)，方案采用單因子污染指數(shù)法及內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法[6]進(jìn)行污染評(píng)價(jià)。

1.4.1 重金屬單因子污染指數(shù)法

重金屬單因子污染指數(shù)按式（1）計(jì)算。

式中：Pi為某重金屬i污染指數(shù)；Si為某重金屬i限量值，mg/kg；Ci為某重金屬i的實(shí)測(cè)值，mg/kg。當(dāng)Pi≤1時(shí)，表示未受污染；Pi＞1時(shí)，表示受到污染。大米中Pb、Hg、As（無機(jī)砷）、Cd、Cr的Si值分別為0.2、0.02、0.2、0.2、1.0 mg/kg。

1.4.2 重金屬內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法

內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)按式（2）計(jì)算。

式中：Ps為重金屬綜合污染的指數(shù)；Pmax為某種重金屬污染指數(shù)的最大值；Pave為單因子污染指數(shù)的平均值。綜合污染指數(shù)Ps分5個(gè)污染等級(jí)，≤0.7為安全，≤1.0為警戒，≤2.0為輕度污染，≤3.0為中度污染，＞3.0為重度污染。

1.5 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法

使用美國環(huán)境保護(hù)署（USEPA）所制定的人體污染物暴露的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法來評(píng)估大米中重金屬對(duì)人體所產(chǎn)生的累計(jì)風(fēng)險(xiǎn)。按式（3）計(jì)算重金屬的日均攝入量（Estimated daily intake，EDI）。

式中：EDI為重金屬污染物的日均暴露量，μg/（kg BW·d）；C為重金屬的含量，mg/kg；IR為大米的日均攝入量，g/d；BW為人體體重（BW），kg。

健康風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)模型采用目標(biāo)危險(xiǎn)系數(shù)法（Target hazard quotient，THQ），按式（3）計(jì)算。

式中：THQ為目標(biāo)危險(xiǎn)系數(shù)；RfD為人體口服參考的劑量，mg/（kg·d）。Pb、Cd、Cr的人體口服參考的劑量（RfD）分別為0.004、0.001、0.003 mg/（kg·d）。THQ＜1，代表健康風(fēng)險(xiǎn)情況可以接受；THQ＞1，代表存在非致癌的健康風(fēng)險(xiǎn)。

重金屬污染所導(dǎo)致的人體危害主要是多種重金屬協(xié)同作用等疊加效應(yīng)，因而采用重金屬總目標(biāo)危險(xiǎn)系數(shù)（TTHQ）來對(duì)大米重金屬危害進(jìn)行危害評(píng)價(jià)較為合理，其計(jì)算公式：

式中：TTHQ為重金屬總目標(biāo)危險(xiǎn)系數(shù)；THQi為第i種重金屬的目標(biāo)危險(xiǎn)系數(shù)。TTHQ≤1.0時(shí)表明長(zhǎng)期食用某食物對(duì)健康沒有明顯的負(fù)面影響；TTHQ＞1.0時(shí)表明長(zhǎng)期食用某食物對(duì)健康產(chǎn)生負(fù)面影響可能性很大；TTHQ＞10.0時(shí)表明某食物存在慢性毒性作用。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

參照WHO數(shù)據(jù)的處理方法，當(dāng)未檢出數(shù)據(jù)所占比例低于60%，所有未檢出數(shù)據(jù)用1/2LOD（LOD代表檢出限）來替代；當(dāng)未檢出數(shù)據(jù)所占比例高于60%時(shí)，所有未檢出數(shù)據(jù)用LOD來替代[7]。實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)采用SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 大米重金屬含量統(tǒng)計(jì)分析

2019—2021年南通市市售大米重金屬含量詳見表1，判定數(shù)值參考GB 2762—2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》中鎘、鉻、鉛、總汞、無機(jī)砷限量，本研究大米中重金屬均未超標(biāo)，鎘、鉻、鉛、總汞、無機(jī)砷的檢出率分別為67.8%、72.5%、8.9%、36.7%、90.0%，其中無機(jī)砷的檢出率最高，為90.0%。

表1 大米重金屬含量的基本統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果

2.2 大米重金屬的污染評(píng)價(jià)

研究中大米重金屬污染采用重金屬單因子污染指數(shù)法及內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過式（1）和式（2）進(jìn)行計(jì)算，鎘、鉻、鉛、總汞、無機(jī)砷重金屬單因子的污染指數(shù)分別為0.074 6、0.176 2、0.160 4、0.172 0、0.445 0，該結(jié)果表明大米未受到單一重金屬污染。綜合污染指數(shù)為0.269 0，表明該地區(qū)所檢大米處于總體安全范圍。

2.3 經(jīng)大米途徑所攝入的重金屬風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

參照USEPA健康風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估模型，對(duì)南通市的不同性別及不同年齡人群經(jīng)大米途徑所攝入重金屬導(dǎo)致的健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果詳見表2。該研究方案中，南通市居民的人體體重（BW）和大米日均攝入量（IR）情況參考有關(guān)調(diào)查報(bào)告[6]，用大米檢測(cè)所得重金屬含量的均值，通過式（3）來計(jì)算地區(qū)居民的重金屬EDI值，鎘、鉻、鉛、總汞、無機(jī)砷的EDI值詳見表2，其中4～7歲人群的EDI值較高于其他的人群，不同的性別及不同的年齡人群重金屬日均攝入量情況為鉻＞無機(jī)砷＞鉛＞鎘＞總汞。人群所攝取鉛、鎘、鉻的THQ值均小于1。不同的性別及不同年齡的人群鉛、鎘、鉻對(duì)TTHQ值的貢獻(xiàn)率（THQ/TTHQ×100%）的均值分別為34%、4%、62%，該研究中發(fā)現(xiàn)南通市大米對(duì)健康產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)主要來自鉻，大米重金屬污染的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為鉻＞鉛＞鎘。

表2 南通市不同性別及不同年齡人群大米重金屬暴露量和健康風(fēng)險(xiǎn)水平

3 討 論

該研究通過對(duì)2019—2021年南通141份市售大米的重金屬鎘、鉻、鉛、總汞、無機(jī)砷進(jìn)行檢測(cè)分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，大米中鎘、鉻、鉛、總汞、無機(jī)砷平均含量分別為0.014 9、0.176 3、0.032 1、0.003 4、0.089 0 mg/kg。有研究[8]認(rèn)為，鉛污染主要來自礦業(yè)、冶煉等工業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)活動(dòng)，鎘污染主要來自農(nóng)業(yè)活動(dòng)及水體污染，總汞、無機(jī)砷和鉻污染主要來自自然資源，如土壤、水體等。

該研究參照健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型（USEPA），對(duì)南通市市售大米中鉛、鎘、鉻進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的結(jié)果表明，不同的性別及不同的年齡人群所得THQ值均小于1，其中4～7歲人群的3種元素THQ值均大于其他人群，鉻的數(shù)值為0.650，有潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)。大米并不是人體所攝重金屬唯一的暴露來源，因此可能會(huì)低估THQ值。相關(guān)調(diào)查[9-10]發(fā)現(xiàn)，大米的鉛、鎘、鉻的暴露量分別占居民總膳食的32.3%、65.4%、32.7%。如果以該數(shù)據(jù)探討南通市居民重金屬的總膳暴露量，那么4～12歲人群鉻和鉛的THQ值則大于1。但考慮南通市居民鉛、鎘、鉻的所有暴露來源，THQ值是否大于1則需要進(jìn)一步的調(diào)查研究和分析[11]。此外，TFCTDS報(bào)告發(fā)現(xiàn)2～7歲組的膳食鎘攝入量，其中有30%的研究個(gè)體超過PTMI［25 μg /（kg BW·月）］值，所以應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注低齡組居民的膳食中鉛、鎘、鉻的暴露情況。

經(jīng)多方面分析發(fā)現(xiàn)該研究具有一定的局限性，主要體現(xiàn)在：① 研究的模型參數(shù)主要來源于其他公開報(bào)道的文獻(xiàn)，沒有進(jìn)行膳食消費(fèi)及人體基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查采集，對(duì)南通市居民的膳食結(jié)構(gòu)和消費(fèi)量缺乏細(xì)致的材料收集分析，從而有一定的不確定性。② 人群重金屬暴露有多種途徑，例如膳食攝入（主食、蔬果、肉類等）、呼吸道、皮膚接觸等，該研究?jī)H將大米作為暴露來源，可能會(huì)低估鉛、鎘、鉻、總汞和無機(jī)砷的暴露風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié) 論

該研究采用原子吸收光譜法、原子熒光光譜法及形態(tài)分析法檢測(cè)南通市市售大米中鉛、鎘、鉻、總汞和無機(jī)砷5種重金屬元素，平均值分別為0.014 9、0.176 3、0.032 1、0.003 4、0.089 0 mg/kg，無元素超標(biāo)情況。經(jīng)評(píng)估發(fā)現(xiàn)市售大米鉛、鎘、鉻、總汞和無機(jī)砷5種重金屬的單因子污染指數(shù)都小于1，綜合污染指數(shù)則小于0.7，表明南通市的大米對(duì)于居民而言總體處于安全范圍。人群中鉛、鎘、鉻的THQ值均小于1，其中4～7歲人群鉻的THQ值略高，有潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)。從我國重金屬國家標(biāo)準(zhǔn)限量和美國環(huán)保署（USEPA）的重金屬口服劑量參考值兩者對(duì)比，進(jìn)行了南通售大米重金屬污染情況和膳食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分析，認(rèn)為當(dāng)前南通市市售大米的重金屬污染情況并不嚴(yán)重，大米整體處于安全水平，但需重點(diǎn)關(guān)注4～7歲人群攝入大米鉻的健康風(fēng)險(xiǎn)，建議進(jìn)行多角度的重金屬暴露評(píng)估。