贵州山地特色农产品中铅与砷含量及污染评价

(贵阳海关,贵州贵阳 550081)

农产品是人们日常生活中必不可少的食物,也是非常重要的经济作物[1]。近年来,贵州省充分发挥山地特色农业资源优势,大力发展优质茶叶、优质蔬菜、特色杂粮及特色林果等山地现代高效产业,已逐步成为贵州省经济社会发展的着力点。农产品对重金属有一定的富集能力,且重金属可通过食物链进入人体,给人类健康带来危害[2-4];随着物质生活水平的提高,人们对农产品的质量提出了更高的要求,特别是对农产品中重金属污染研究十分关注。目前,我国已有部分地区对农产品中重金属的污染情况进行了调查研究,但是贵州山地特色农产品中重金属的污染评价国内还未见文献报道[5-7]。

因此,开展贵州山地特色农产品中重金属的污染状况调查并对其安全进行评价具有非常重要的现实意义。我关在长期检验监管过程中发现,部分农产品中铅与砷的含量较高,已经超过食品安全国家标准GB 2762-2017《食品中污染物限量标准》中规定的限量值[8],农产品中铅与砷的测定已成为主要的卫生检测指标。

为了解贵州山地特色农产品中重金属的污染状况,本文以贵州六种主要山地特色农产品为研究对象,考察了220个茶叶、350个薏苡仁、60个竹荪、150个辣椒、50个马铃薯及200个猕猴桃样品中铅与砷的含量并对其污染程度做出了分析评价,以期为农产品中重金属的污染控制提供指导依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

茶叶、薏苡仁、竹荪、辣椒、马铃薯、猕猴桃 采样时间为2018年5月～2018年11月。采样地点主要设在贵州遵义、织金、兴义、六盘水等农产品种植基地,采集部位均为可食用部分;硝酸、高氯酸 均为优级纯,国药集团化学试剂有限公司;实验用水 超纯水。

ZEEnit 650 P石墨炉原子吸收光谱仪 德国耶拿公司;AF 610 D2原子荧光光谱仪 北京北分瑞利分析仪器公司;XPE204电子分析天平 梅特勒-托利多公司;EG37C可调温式电热板 北京莱伯泰科公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品预处理 采集茶叶样品220个、薏苡仁样品350个、竹荪样品60个、辣椒样品150个、马铃薯样品50个及猕猴桃样品200个,采集好的样品运回实验室,用蒸馏水冲洗干净后放置通风处晾干,经粉碎机粉碎,储于塑料瓶中,保存备用。

1.2.2 铅含量的测定 参照国家标准GB 5009.12-2017《食品中铅的测定》,称取样品2.00 g,加入 20 mL硝酸-高氯酸(1+9)混合酸,静置过夜,采用湿式消解法进行消解,每个设置2个平行样,用石墨炉原子吸收光谱仪测定其铅的质量浓度[9-10]。石墨炉升温程序见表1。

表1 石墨炉升温程序Table 1 Program of temperature elevation of graphite furnace

1.2.3 砷含量的测定 参照国家标准GB 5009.11-2014《食品中砷的测定》,称取样品2.00 g,加入20 mL硝酸-高氯酸(1∶5)混合酸,再加入1.5 mL硫酸,静置过夜,采用湿式消解法进行消解,每个设置2个平行样,用原子荧光光谱仪测定其砷的质量浓度[11-12]。原子荧光光谱仪的工作条件见表2。

表2 原子荧光光谱仪的工作条件Table 2 Operation conditions of atomic fluorescence spectrometer

1.2.4 农产品重金属污染评价方法与标准

1.2.4.1 农产品重金属污染评价方法 采用单因子污染指数法和综合污染指数法[13-14]评价农产品中铅和砷的含量。这两种方法已经在农产品重金属污染评价方面得到广泛的应用[15-16]。

单因子污染指数计算方法为:

Pi=Ci/Si

式(1)

式中,Pi为农产品中污染物i的单项污染指数;Ci为农产品中污染物i的实测值;Si为污染物的评价标准,评价标准见表3中的限量值。

表3 农产品中重金属限量标准Table 3 The limit standard of heavy metal in agricultural products

综合污染指数法可以全面反应各污染物的作用,突出高浓度重金属对农产品品质的影响,其计算方法为:

式(2)

式中,P综为农产品综合污染指数;Pi max为农产品中污染物i的单项污染指数最大值;Pi ave为农产品中污染物i的单项污染指数平均值。

1.2.4.2 农产品的污染等级划分 根据综合评价指标对农产品的污染等级进行划分,具体划分标准[19-20]见表4。

表4 农产品的污染等级划分Table 4 The grade of pollution level of agricultural products

1.3 数据处理

实验数据采用Excel 2007软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 贵州省主要山地特色农产品中铅与砷的含量分析

所调查的6种农产品中铅与砷的含量状况见表5。从表5可以看出,所调查的6种农产品中Pb、As的含量有较大差异。其中,Pb在农产品中的最高含量依次为:茶叶>竹荪>薏苡仁>辣椒>马铃薯>猕猴桃;As在农产品中的最高含量依次为竹荪>茶叶>薏苡仁>辣椒>马铃薯>猕猴桃。与国家标准GB 2762-2017《食品中污染物限量标准》相比,所检的薏苡仁中有2.6%的样品Pb含量超标,含量范围在0.041～0.21 mg·kg-1之间,平均含量为0.056 mg·kg-1;竹荪中有18.3%的样品Pb含量超标,含量范围在0.043～1.2 mg·kg-1之间,平均含量为0.44 mg·kg-1;竹荪中有33.3%的样品As含量超标,含量范围在0.068～1.1 mg·kg-1,平均含量为0.40 mg·kg-1。所检的茶叶、辣椒、马铃薯及猕猴桃中Pb与As的含量均未超标。

表5 贵州省山地特色农产品中铅与砷的含量Table 5 The content of lead and arsenic in the agricultural products with mountain characteristics in Guizhou province

本次调查中有少量的薏苡仁样品受到了Pb污染,主要可能是由于种植薏苡仁的土壤遭受了污染。重金属经污水灌溉和工业、矿业废渣的排放等各种渠道进入土壤,造成土壤中重金属元素的积累,薏苡仁的生长周期较长,主要是通过根系从土壤中吸收富集重金属造成重金属含量超标的。所以加强产地环境整治管理力度,从源头上杜绝重金属对产地环境,尤其是产地土壤和灌溉水的污染,是有效控制薏苡仁中重金属含量超标的基本措施。而竹荪中的重金属主要来源于其培养基及生长的土壤,竹荪中Pb与As的含量超标率较高,原因可能是其培养基和生长的土壤受到了Pb与As的污染,通过菌丝的富集作用将Pb与As转移到了竹荪子实体中。因此控制好竹荪的培养基和生长的土壤中重金属的水平可以提高竹荪的品质。总体来说,所调查的6种贵州山地特色农产品中,菌类产品比其他谷物、蔬菜、水果等农产品更容易富集重金属,这与朱琼仙等[21]、蒲云霞等[22]的相关研究结果相一致。

2.2 贵州省主要山地特色农产品中铅和砷的污染评价

根据式(1)和式(2),计算出贵州主要山地特色农产品中Pb与As的单因子污染指数(Pi)和综合污染指数(P综),结果见表6。

从表6可以看出,以单因子污染指数分析,茶叶、薏苡仁、竹荪、辣椒及马铃薯中Pb含量的单项污染指数分别为:0.17、0.28、0.44、0.51及0.15,均小于1,属于清洁水平,表明这几种农产品中Pb含量均为安全等级;不同农产品中Pb含量的单项污染指数大小顺序为:辣椒>竹荪>薏苡仁>茶叶>马铃薯;茶叶、薏苡仁、竹荪、辣椒及马铃薯中As含量的单项污染指数分别为:0.01、0.03、0.80、0.02及0.02,均小于1,属于清洁水平,表明这几种农产品中As含量均为安全等级,不同农产品中As含量的单项污染指数大小顺序为:竹荪>薏苡仁>辣椒=马铃薯>茶叶。

表6 贵州省山地特色农产品中铅与砷的污染评价Table 6 The pollution evaluation of lead and arsenic in the agricultural products with mountain characteristics in Guizhou province

以综合污染指数分析,茶叶、薏苡仁、辣椒及马铃薯的综合指数分别为:0.14、0.23、0.41及0.12,均小于0.7,属于清洁水平,表明这几种农产品的品质均属于安全等级。但是竹荪的综合污染指数为0.72,在0.7～1.0之间,属于尚清洁水平,表明竹荪的污染等级属于警戒等级;不同农产品的综合污染指数大小顺序为:竹荪>辣椒>薏苡仁>茶叶>马铃薯。贵州山地特色农产品中,竹荪较其他农产品容易受到重金属的污染,这可能与菌类产品极易富集重金属有一定的关系。

3 结论

本研究结果表明,贵州山地特色农产品中重金属铅(ND～2.6 mg·kg-1、)与砷(ND～1.1 mg·kg-1)的污染程度总体较轻,除了竹荪以外,绝大部分农产品的综合污染指数均小于0.7,属于清洁水平,安全等级,可放心食用;竹荪属于尚清洁水平,警戒等级,存在一定的健康风险。不同农产品对重金属的富集程度不同,茶叶、薏苡仁、辣椒、马铃薯及猕猴桃均属于清洁水平,安全等级;只有竹荪属于尚清洁水平,警戒等级,存在一定的健康风险竹,荪比茶叶、薏苡仁、辣椒、马铃薯及猕猴桃更易富集重金属,这需引起相关部门的重视,应重点关注竹荪等菌类产品中重金属的污染,进一步加强对竹荪等菌类产品中重金属含量的监测。