常 通,彭 程,何 漪,朱 莎,王 韜
(淄博市疾病預(yù)防控制中心,淄博市預(yù)防醫(yī)學(xué)研究院,山東淄博 255026)
近年來,隨著山東省淄博市城市化進(jìn)程不斷加劇,機(jī)動(dòng)車數(shù)量逐年遞增,各類垃圾產(chǎn)生量增大[1],高耗能高排放企業(yè)相對集中[2],易造成大量重金屬進(jìn)入土壤、水質(zhì)和空氣中,使環(huán)境中的重金屬不斷累積,進(jìn)而導(dǎo)致蔬菜中重金屬超標(biāo)情況日益嚴(yán)重[3]。人體長期食用被重金屬污染的蔬菜會對身體健康造成危害[4]。淄博市作為山東省重要的蔬菜生產(chǎn)基地之一,其蔬菜產(chǎn)業(yè)目前已成為淄博市農(nóng)業(yè)的第一大產(chǎn)業(yè)[5]。本文對淄博市市售蔬菜中砷(As)、鎘(Cd)、鉛(Pb)、鉻(Cr)4種典型重金屬的含量進(jìn)行測定,分析其污染狀況并進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評估,以期為保障當(dāng)?shù)厥卟说馁|(zhì)量安全提供科學(xué)依據(jù)。
2022年分別在淄博市各區(qū)縣的超市、農(nóng)貿(mào)市場隨機(jī)采集各類蔬菜樣品共計(jì)120份。取蔬菜樣品可食部位,清洗干凈后采用四分法取樣,將樣品攪拌均勻,放入潔凈的食品級玻璃廣口瓶中。
1.2.1 檢測與評價(jià)
按照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中多元素的測定》(GB 5009.268—2016)[6]第一法電感耦合等離子體質(zhì)譜法對蔬菜樣品中As、Cd、Pb、Cr的含量進(jìn)行檢測。依據(jù)《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》(GB 2762—2022)[7]中規(guī)定的蔬菜中As、Cd、Pb、Cr的限量值進(jìn)行評價(jià)。
1.2.2 質(zhì)量控制
實(shí)驗(yàn)中所使用的玻璃器具皆經(jīng)20%硝酸溶液浸泡24 h以上。消解過程中,將菠菜標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GBW10015)與樣品一同消解,選取10%的樣品進(jìn)行平行樣的測定,同時(shí)制備樣品空白。菠菜標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中As、Cd、Pb、Cr的測定結(jié)果需要符合其證書的參考值[As:(0.54±0.06)mg·kg-1;Cd:(0.19±0.02)mg·kg-1;Pb:(1.07±0.09)mg·kg-1;Cr:(9.0±1.3)mg·kg-1],同時(shí)平行樣測定結(jié)果的相對偏差應(yīng)<5.0%,以確保測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。
1.2.3 污染評價(jià)
分別使用單項(xiàng)污染指數(shù)和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)分析蔬菜中As、Cd、Pb、Cr的污染狀況。具體按公式(1)和公式(2)計(jì)算。
式中:Pi為As、Cd、Pb、Cr的單項(xiàng)污染指數(shù);Ci為蔬菜樣品中As、Cd、Pb、Cr含量的測定值,mg·kg-1;Si為GB 2762—2017規(guī)定的蔬菜中As、Cd、Pb、Cr的限量值,如表1所示。
表1 蔬菜中As、Cd、Pb、Cr的限量值
當(dāng)Pi≤0.7,蔬菜中該重金屬的污染狀況為清潔等級;當(dāng)0.7<Pi≤1.0,重金屬污染狀況為尚清潔等級;當(dāng)1<Pi≤2,蔬菜開始受到該重金屬的污染;當(dāng)2<Pi≤3,表明蔬菜受到該重金屬的中度污染;當(dāng)Pi>3,表明蔬菜受到該重金屬的嚴(yán)重污染。
式中:PN為內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù);Pmax為Pi的最大值;Pave為Pi平均值。
當(dāng)PN≤0.7,蔬菜重金屬總體污染狀況為清潔安全;當(dāng)0.7<PN≤1.0,蔬菜重金屬總體污染狀況為警戒級(尚清潔等級);1.0<PN≤2.0,蔬菜重金屬總體污染狀況為輕污染;2.0<PN≤3.0為中污染;PN>3.0為重污染。
1.2.4 健康風(fēng)險(xiǎn)評估
使用目標(biāo)危害系數(shù)法(Target Hazard Quotient,THQ)對不同年齡人群在攝入蔬菜過程中As、Cd、Pb、Cr產(chǎn)生的健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估。計(jì)算公式如下。
式中各參數(shù)含義及取值見表2。當(dāng)THQ≤1,表明該重金屬對人體沒有明顯的健康風(fēng)險(xiǎn);THQ>1,表明該重金屬對人體會有健康風(fēng)險(xiǎn),且THQ值愈大,表明該重金屬對人體健康風(fēng)險(xiǎn)愈大[8]。當(dāng)TTHQ≤1,說明無顯著的復(fù)合健康風(fēng)險(xiǎn);而TTHQ>1,說明存在復(fù)合健康風(fēng)險(xiǎn)的可能性較大;當(dāng)TTHQ>10時(shí),則表明已存在慢性毒性效應(yīng)[9]。
表2 蔬菜中As、Cd、Pb、Cr健康風(fēng)險(xiǎn)評估的參數(shù)取值
將數(shù)據(jù)整理、分類匯總后用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行分析;未檢出數(shù)據(jù)的取值按照世界衛(wèi)生組織的處理原則進(jìn)行。
如表3所示,淄博市蔬菜中As、Cd、Pb、Cr平均含量由高到低依次為Cr>Cd>Pb>As。蔬菜中As、Cd、Pb、Cr的檢出率由高到低依次為Cd>As>Pb>Cr;有兩份蔬菜的Cr超標(biāo),超標(biāo)率為1.67%(2/120),其余重金屬皆未超標(biāo)。
表3 蔬菜中As、Cd、Pb和Cr含量的測定結(jié)果
蔬菜中As、Cd、Pb、Cr的污染評價(jià)如表4所示。由表4可知,采集的蔬菜樣品中As、Cd、Pb單項(xiàng)污染指數(shù)Pi平均值<0.7,為清潔等級。雖然有2份蔬菜樣品中Cr超標(biāo),造成這2份蔬菜樣品Cr的Pi大于1.0,為輕污染等級,但采集的蔬菜樣品中Cr的Pi平均值<0.7,因此仍為清潔等級。As、Cd、Pb的綜合污染指數(shù)PN<0.7,為清潔安全,Cr的綜合污染指數(shù)PN>0.7,為尚清潔等級。
表4 蔬菜中As、Cd、Pb和Cr的污染評價(jià)
如表5所示,THQ值和TTHQ值均小于1,說明淄博市蔬菜中As、Cd、Pb、Cr對各類人群的健康風(fēng)險(xiǎn)為安全水平。蔬菜中As、Cd、Pb、Cr對各類人群產(chǎn)生的健康風(fēng)險(xiǎn)由高到低依次為兒童>中老年>青壯年,即兒童攝入蔬菜中重金屬導(dǎo)致的健康風(fēng)險(xiǎn)最高。
表5 蔬菜中重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)
各重金屬對TTHQ的貢獻(xiàn)率見圖1,As對TTHQ的貢獻(xiàn)率最高(56.5%),其他重金屬貢獻(xiàn)率由高到低依次為Cd(20.1%)>Cr(18.2%)>Pb(5.13%),說明As是引起健康風(fēng)險(xiǎn)的主要重金屬。
圖1 蔬菜中各重金屬的TTHQ貢獻(xiàn)率
本研究發(fā)現(xiàn),淄博市市售蔬菜中Cd的檢出率最高。將污水作為灌溉用水,將城市垃圾作為肥料施用,各類農(nóng)藥的噴灑、大氣降塵等都會導(dǎo)致土壤中Cd的蓄積,而土壤中的Cd最易被蔬菜根部吸收,導(dǎo)致蔬菜中Cd檢出率較高[10-11]。
在超標(biāo)率方面,除2份蔬菜樣品中Cr超標(biāo)外,其余重金屬含量皆未超標(biāo)。污染評價(jià)結(jié)果表明,淄博市蔬菜As、Cd、Pb皆為清潔等級,Cr為尚清潔等級。Cr污染程度與城市化發(fā)展水平高度相關(guān),工業(yè)生產(chǎn)過程中排放的含Cr的廢水、廢渣會污染種植蔬菜的土壤和灌溉用水,同時(shí)冶金、水泥、煤和石油燃燒產(chǎn)生的廢氣中攜帶含Cr的顆粒浮塵會散播到空氣中[12],這些顆粒浮塵通過降雨或干沉降進(jìn)入土壤和水體中,最終被蔬菜富集吸收。因此,相關(guān)部門需采取相應(yīng)措施針對環(huán)境中Cr污染進(jìn)行治理,防止其進(jìn)一步影響蔬菜質(zhì)量??傮w而言,淄博市市售蔬菜受As、Cd、Pb、Cr的污染程度較低,市民可以放心食用。
相較于青壯年和中老年,兒童攝入蔬菜中As、Cd、Pb、Cr面臨更高的健康風(fēng)險(xiǎn)。兒童的代謝器官對重金屬的解毒排泄能力較弱,對蔬菜中重金屬的污染更為敏感[13]。研究表明,As是引起健康風(fēng)險(xiǎn)的主要元素,長期攝入含As化合物會導(dǎo)致血管末梢壞死,誘導(dǎo)皮膚癌和內(nèi)部臟器癌癥的發(fā)生[14]。建議相關(guān)部門持續(xù)對蔬菜中As的健康風(fēng)險(xiǎn)予以評估。