廣東省主栽水稻品種稻米重金屬含量差異研究

李波　杜瑞英　文典　王富華

摘 要 以廣東省主要種植的27個水稻品種為研究對象，通過對243份稻米樣品中Cd、Pb、Cr、As、Hg等5種重金屬含量的測定，分析不同品種和類型的水稻對5種重金屬吸收能力的差異。研究結果表明，對廣東省稻米影響最大的重金屬是Cd，超標率為11.11%，Pb超標率是7.41%，Cr超標率是3.70%，As和Hg的檢出量都低于國家標準。重金屬對廣東省稻米質量安全的影響嚴重程度依次為：Cd>Pb>Cr>Hg>As，3種類型品種重金屬綜合污染嚴重程度順序是秈型常規稻>兩系雜交稻>三系雜交稻。

關鍵詞 水稻 ；品種 ；重金屬

分類號 TS201.6 ；S511

中國作為農業大國，水稻是最主要的糧食作物，稻米在我國居民尤其是我國南方居民的膳食結構中占主要份額[1]。廣東省是我國水稻生產、貿易和消費大省。據統計，廣東省2011年稻谷產量達到1 096.90萬t[2]。廣東省同時也是一個經濟強省，工業和經濟發展處于全國前列，工業促進經濟發展的同時也給周邊的環境帶來重金屬等污染[3]。2013年2月的“鎘大米”事件將稻米重金屬污染的嚴重性擺在了公眾面前[4]。目前已有相關研究發現，水稻對于重金屬的吸收和積累有明顯的品種差異，不同品種稻米中重金屬含量相差數倍[5]。如何能合理的指導農業生產，篩選出重金屬低累積品種顯得尤為重要。本研究擬通過調查廣東省27個主要種植的水稻品種稻米中5種常見重金屬鎘、鉛、鉻、砷、汞含量狀況，篩選出對重金屬積累能力相對較低的水稻品種。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試水稻品種

抽取廣東省主要種植的27個品種（表1）的243份稻谷樣品，27個水稻品種中，三系雜交稻品種12個，兩系雜交稻品種6個，常規稻品種9個[6-7]。

1.2.2 采樣區域

為了全面了解廣東省主要種植水稻品種受重金屬污染的狀況，根據2012年《廣東農村統計年鑒》稻米播種面積，對我省主要水稻種植區進行采樣，采樣范圍覆蓋珠三角、粵東、粵西、粵北等地區10個市27個縣，共采集243份稻米樣品。

1.2 方法

1.2.1 樣品處理

將采回的水稻籽粒樣品置于烘箱70℃烘干至恒重，使用小型脫殼機將水稻籽粒進行脫殼，得到糙米樣品，再用小型精米機將糙米碾成精米，收集精米，碾磨成精米粉，過100目尼龍篩，每份樣品磨2份米粉，貼好標簽用塑料封口袋保存待測。

1.2.2 測試方法

準確稱取0.20 g（精確至0.000 1 g）樣品，樣品用濕式消解法消解后，用石墨爐原子吸收光譜法測定鎘、鉛、鉻[8-10]；樣品中總砷測定，用濕式消解法消解后，用原子熒光光度法測定[11]；樣品中汞測定，用微波消解法消解，用原子熒光光度法測定[12]。在測定稻米樣品的同時，使用國家標準物質——四川大米GBW10044（GSB-22）和湖南大米GBW10045（GSB-23），進行質量控制。

1.2.3 數據分析

采用Excel和SPSS軟件對各品種稻米的重金屬污染進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同品種稻米樣品中Cd、Pb、Cr、As、Hg的含量差異

不同品種稻米樣品中Cd、Pb、Cr、As、Hg的含量差異很大（表2）。27個水稻樣品中Cd的含量為0.02～0.26 mg/kg，變異系數為59.61%，最大值與最小值之間相差達13倍，其中Cd含量最高的品種是珍桂占（常規稻），Cd含量最低的品種是Y兩優143（兩系雜交稻）。在27個水稻品種中，有3個常規稻品種（黃殼油占、珍桂占、珍桂矮1號）稻米中Cd含量超過國家規定的稻米中Cd的限量值標準0.2 mg/kg（GB 2762—2012）[13]，其余24個水稻品種Cd含量均低于國家限量值標準，超標率為11.11%。

Pb的含量范圍為0.01～0.22 mg/kg，變異系數為62.08%，最大值最小值之間相差達22倍，其中Pb含量最高的品種是Y兩優7號，Pb含量最低的品種是特優998、特優816以及深兩優5183。27個水稻品種中有2個水稻品種（Y兩優7號和天優998）稻米中Pb含量超過國家規定的稻米中Pb的限量值標準0.2 mg/kg（GB 2762—2012），其余品種Pb含量低于國家限量值標準，超標率為7.41%。

Cr的含量范圍為0.08～1.04 mg/kg，變異系數為52.46%，最大值最小值之間相差達13倍，其中Cr含量最高的品種是特優816，Cr含量最低的品種是特優524。27個水稻品種中有1個水稻品種（特優816）稻米中Cr含量超過國家規定的稻米中Cr的限量值標準1.0 mg/kg（GB 2762-2012），其余品種Cr含量低于國家限量值標準，超標率為3.70%。

As的含量范圍為0.04～0.15 mg/kg，變異系數為28.77%，最大值最小值之間相差達3.8倍，其中As含量最高的品種是粵農絲苗，As含量最低的品種是特優998。27個水稻品種稻米中As含量全部沒有超過國家規定的稻米中As的限量值標準0.7 mg/kg（NY 861-2004）[14]，超標率為0%。

Hg的含量范圍為0.002～0.000 8 mg/kg，變異系數為43.61%，最大值最小值之間相差達4倍，其中Hg含量最高的品種是珍桂占，Hg含量最低的品種是天優122、五優613以及深兩優5183、Y兩優101。27個水稻品種稻米中Hg含量全部沒有超過國家規定的稻米中Hg的限量值標準0.02 mg/kg（GB 2762-2012），超標率為0%。

2.2 不同品種稻米樣品的重金屬污染指數分析

對不同水稻品種中的重金屬污染情況采用單因子指數和內梅羅綜合污染指數來進行評價[15-16]（分級標準見表3），單因子指數（Pi）用來衡量某一重金屬i的污染程度，內梅羅綜合污染指數（P綜）用來衡量多種重金屬的整體污染程度。endprint

從單因子污染指數來看，黃殼油占、珍桂占、珍桂矮1號的PCd大于1小于2，其余品種的PCd均小于1；Y兩優7號的PPb大于1小于2，其余品種的PPb均小于1；特優816的PCr大于1小于2，其余品種的PCr均小于1；所有品種水稻的PAs與PHg均小于1（表4）。從各單因子污染指數的平均值來看，PCd>PPb>PCr>PHg>PAs，Cd的污染指數最高，Pb的其次，Cr第三，Hg和As都很小，這說明5種重金屬中對廣東省水稻污染最嚴重的是Cd。

從綜合污染指數來看，珍桂占的綜合污染指數P綜為1.01，受污染程度較輕；特優816、深兩優5814、Y兩優7號、黃殼油占、珍桂矮1號這5個品種的綜合污染指數P綜在0.7～1，存在被污染的可能性，其余所有品種的綜合污染指數P綜均小于0.7，屬于安全等級（表4）。

2.3 不同品種類型稻米樣品污染指數分析

不同類型的水稻受重金屬污染差異顯著，5種重金屬的污染指數中，常規稻Cd的污染指數最高超過0.7，常規稻與兩種雜交稻的差異較為顯著，三系雜交稻和兩系雜交稻差異不顯著。其中Cd的污染指數常規稻>三系雜交稻>兩系雜交稻，Pb的污染指數兩系雜交稻>三系雜交稻>常規稻，Cr的污染指數兩系雜交稻>三系雜交稻>常規稻，As的污染指數常規稻>三系雜交稻>兩系雜交稻，Hg的污染指數常規稻>三系雜交稻>兩系雜交稻。見圖1。

常規稻的綜合污染指數明顯高于兩系雜交稻和三系雜交稻，這說明常規稻對重金屬的污染比雜交稻嚴重，兩系雜交稻的綜合污染指數略高于三系雜交稻。見圖2。

3 結論與討論

3.1 廣東省水稻重金屬污染的總體概況

廣東省稻米中Cd的污染是最嚴重的，超標率是11.11%，Pb超標率是7.41%，Cr超標率是3.70%，As和Hg的超標率都是0%。5種重金屬Cd、Pb、Cr、As、Hg的含量范圍分別是0.01～0.22、0.01～0.22、0.08～1.04、0.04～0.15、0.002～0.000 8 mg/kg。廣東省稻米中鎘和鉛超標較高，重金屬來源主要是工業的污染以及汽車尾氣的排放。

不同品種間重金屬的含量差異非常顯著，27個品種之間Cd含量的最高值與最低值相差13倍，Pb含量的最高值與最低值相差22倍，Cr含量的最高值與最低值相差13倍，As含量的最高值與最低值相差3.8倍，Hg含量的最高值與最低值相差4倍。關于品種間重金屬含量差異顯著的研究前人做過很多，曾翔等[17]報道46個品種稻米Cd含量最高與最低相差6倍，劉建國[18]研究報道不同品種稻米Cd含量最高值與最低值相差10倍多，稻米Pb含量最高值與最低值相差3倍左右，殷敬峰等[19]報道稱21個品種稻米中Cd含量最高值與最低值相差15倍多。

3.2 不同品種類型水稻重金屬污染

本實驗通過對三系雜交稻、兩系雜交稻、秈型常規稻這3種廣東省主要類型的部分品種（系）的5種重金屬的測定，結果顯示對廣東省稻米重金屬污染影響嚴重程度的順序是：Cd>Pb>Cr>Hg>As，3種類型品種重金屬綜合污染嚴重程度順序是秈型常規稻>兩系雜交稻>三系雜交稻。

3個類型的品種中，兩系雜交稻對Cd的吸收積累最低，秈型常規稻對Cd的吸收積累最高，三系雜交稻居中，與仲維功等[20]報道的秈型常規稻的Cd積累大于雜交稻一致，然而王凱榮等[21]則認為，雜交稻比常規稻對Cd有更強的吸收能力，與本研究結果不一致。3個類型品種對Pb的吸收積累順序是：兩系雜交稻>三系雜交稻>秈型常規稻；對Cr的的吸收積累順序是：兩系雜交稻>三系雜交稻>秈型常規稻；對As的的吸收積累順序是：秈型常規稻>三系雜交稻>兩系雜交稻；對Hg的的吸收積累順序是：秈型常規稻>三系雜交稻>兩系雜交稻。

參考文獻

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[10] 中華人民共和國國家標準GB/T 5009.123食品中鉻的測定[S].

[11] 中華人民共和國國家標準GB/T 5009.11 食品中總砷及無機砷的測定[S].

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[13] GB 2762—2012 食品安全國家標準 食品中污染物限量[S].

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[20] 仲維功，楊 杰，陳志德，等. 水稻品種及其器官對土壤重金屬元素Pb、Cd、Hg、As積累的差異[J]. 江蘇農業學報，2006（04）：331-338.

[21] 王凱榮，龔惠群. 兩種基因型水稻對環境鎘吸收與再分配差異性比較研究[J]. 農業環境保護，1996（04）：145-149，176，193.endprint

從單因子污染指數來看，黃殼油占、珍桂占、珍桂矮1號的PCd大于1小于2，其余品種的PCd均小于1；Y兩優7號的PPb大于1小于2，其余品種的PPb均小于1；特優816的PCr大于1小于2，其余品種的PCr均小于1；所有品種水稻的PAs與PHg均小于1（表4）。從各單因子污染指數的平均值來看，PCd>PPb>PCr>PHg>PAs，Cd的污染指數最高，Pb的其次，Cr第三，Hg和As都很小，這說明5種重金屬中對廣東省水稻污染最嚴重的是Cd。

從綜合污染指數來看，珍桂占的綜合污染指數P綜為1.01，受污染程度較輕；特優816、深兩優5814、Y兩優7號、黃殼油占、珍桂矮1號這5個品種的綜合污染指數P綜在0.7～1，存在被污染的可能性，其余所有品種的綜合污染指數P綜均小于0.7，屬于安全等級（表4）。

2.3 不同品種類型稻米樣品污染指數分析

不同類型的水稻受重金屬污染差異顯著，5種重金屬的污染指數中，常規稻Cd的污染指數最高超過0.7，常規稻與兩種雜交稻的差異較為顯著，三系雜交稻和兩系雜交稻差異不顯著。其中Cd的污染指數常規稻>三系雜交稻>兩系雜交稻，Pb的污染指數兩系雜交稻>三系雜交稻>常規稻，Cr的污染指數兩系雜交稻>三系雜交稻>常規稻，As的污染指數常規稻>三系雜交稻>兩系雜交稻，Hg的污染指數常規稻>三系雜交稻>兩系雜交稻。見圖1。

常規稻的綜合污染指數明顯高于兩系雜交稻和三系雜交稻，這說明常規稻對重金屬的污染比雜交稻嚴重，兩系雜交稻的綜合污染指數略高于三系雜交稻。見圖2。

3 結論與討論

3.1 廣東省水稻重金屬污染的總體概況

廣東省稻米中Cd的污染是最嚴重的，超標率是11.11%，Pb超標率是7.41%，Cr超標率是3.70%，As和Hg的超標率都是0%。5種重金屬Cd、Pb、Cr、As、Hg的含量范圍分別是0.01～0.22、0.01～0.22、0.08～1.04、0.04～0.15、0.002～0.000 8 mg/kg。廣東省稻米中鎘和鉛超標較高，重金屬來源主要是工業的污染以及汽車尾氣的排放。

不同品種間重金屬的含量差異非常顯著，27個品種之間Cd含量的最高值與最低值相差13倍，Pb含量的最高值與最低值相差22倍，Cr含量的最高值與最低值相差13倍，As含量的最高值與最低值相差3.8倍，Hg含量的最高值與最低值相差4倍。關于品種間重金屬含量差異顯著的研究前人做過很多，曾翔等[17]報道46個品種稻米Cd含量最高與最低相差6倍，劉建國[18]研究報道不同品種稻米Cd含量最高值與最低值相差10倍多，稻米Pb含量最高值與最低值相差3倍左右，殷敬峰等[19]報道稱21個品種稻米中Cd含量最高值與最低值相差15倍多。

3.2 不同品種類型水稻重金屬污染

本實驗通過對三系雜交稻、兩系雜交稻、秈型常規稻這3種廣東省主要類型的部分品種（系）的5種重金屬的測定，結果顯示對廣東省稻米重金屬污染影響嚴重程度的順序是：Cd>Pb>Cr>Hg>As，3種類型品種重金屬綜合污染嚴重程度順序是秈型常規稻>兩系雜交稻>三系雜交稻。

3個類型的品種中，兩系雜交稻對Cd的吸收積累最低，秈型常規稻對Cd的吸收積累最高，三系雜交稻居中，與仲維功等[20]報道的秈型常規稻的Cd積累大于雜交稻一致，然而王凱榮等[21]則認為，雜交稻比常規稻對Cd有更強的吸收能力，與本研究結果不一致。3個類型品種對Pb的吸收積累順序是：兩系雜交稻>三系雜交稻>秈型常規稻；對Cr的的吸收積累順序是：兩系雜交稻>三系雜交稻>秈型常規稻；對As的的吸收積累順序是：秈型常規稻>三系雜交稻>兩系雜交稻；對Hg的的吸收積累順序是：秈型常規稻>三系雜交稻>兩系雜交稻。

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[11] 中華人民共和國國家標準GB/T 5009.11 食品中總砷及無機砷的測定[S].

[12] 中華人民共和國國家標準GB/T 5009.17 食品中總汞及有機汞的測定[S].

[13] GB 2762—2012 食品安全國家標準 食品中污染物限量[S].

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[20] 仲維功，楊 杰，陳志德，等. 水稻品種及其器官對土壤重金屬元素Pb、Cd、Hg、As積累的差異[J]. 江蘇農業學報，2006（04）：331-338.

[21] 王凱榮，龔惠群. 兩種基因型水稻對環境鎘吸收與再分配差異性比較研究[J]. 農業環境保護，1996（04）：145-149，176，193.endprint

從單因子污染指數來看，黃殼油占、珍桂占、珍桂矮1號的PCd大于1小于2，其余品種的PCd均小于1；Y兩優7號的PPb大于1小于2，其余品種的PPb均小于1；特優816的PCr大于1小于2，其余品種的PCr均小于1；所有品種水稻的PAs與PHg均小于1（表4）。從各單因子污染指數的平均值來看，PCd>PPb>PCr>PHg>PAs，Cd的污染指數最高，Pb的其次，Cr第三，Hg和As都很小，這說明5種重金屬中對廣東省水稻污染最嚴重的是Cd。

從綜合污染指數來看，珍桂占的綜合污染指數P綜為1.01，受污染程度較輕；特優816、深兩優5814、Y兩優7號、黃殼油占、珍桂矮1號這5個品種的綜合污染指數P綜在0.7～1，存在被污染的可能性，其余所有品種的綜合污染指數P綜均小于0.7，屬于安全等級（表4）。

2.3 不同品種類型稻米樣品污染指數分析

不同類型的水稻受重金屬污染差異顯著，5種重金屬的污染指數中，常規稻Cd的污染指數最高超過0.7，常規稻與兩種雜交稻的差異較為顯著，三系雜交稻和兩系雜交稻差異不顯著。其中Cd的污染指數常規稻>三系雜交稻>兩系雜交稻，Pb的污染指數兩系雜交稻>三系雜交稻>常規稻，Cr的污染指數兩系雜交稻>三系雜交稻>常規稻，As的污染指數常規稻>三系雜交稻>兩系雜交稻，Hg的污染指數常規稻>三系雜交稻>兩系雜交稻。見圖1。

常規稻的綜合污染指數明顯高于兩系雜交稻和三系雜交稻，這說明常規稻對重金屬的污染比雜交稻嚴重，兩系雜交稻的綜合污染指數略高于三系雜交稻。見圖2。

3 結論與討論

3.1 廣東省水稻重金屬污染的總體概況

廣東省稻米中Cd的污染是最嚴重的，超標率是11.11%，Pb超標率是7.41%，Cr超標率是3.70%，As和Hg的超標率都是0%。5種重金屬Cd、Pb、Cr、As、Hg的含量范圍分別是0.01～0.22、0.01～0.22、0.08～1.04、0.04～0.15、0.002～0.000 8 mg/kg。廣東省稻米中鎘和鉛超標較高，重金屬來源主要是工業的污染以及汽車尾氣的排放。

不同品種間重金屬的含量差異非常顯著，27個品種之間Cd含量的最高值與最低值相差13倍，Pb含量的最高值與最低值相差22倍，Cr含量的最高值與最低值相差13倍，As含量的最高值與最低值相差3.8倍，Hg含量的最高值與最低值相差4倍。關于品種間重金屬含量差異顯著的研究前人做過很多，曾翔等[17]報道46個品種稻米Cd含量最高與最低相差6倍，劉建國[18]研究報道不同品種稻米Cd含量最高值與最低值相差10倍多，稻米Pb含量最高值與最低值相差3倍左右，殷敬峰等[19]報道稱21個品種稻米中Cd含量最高值與最低值相差15倍多。

3.2 不同品種類型水稻重金屬污染

本實驗通過對三系雜交稻、兩系雜交稻、秈型常規稻這3種廣東省主要類型的部分品種（系）的5種重金屬的測定，結果顯示對廣東省稻米重金屬污染影響嚴重程度的順序是：Cd>Pb>Cr>Hg>As，3種類型品種重金屬綜合污染嚴重程度順序是秈型常規稻>兩系雜交稻>三系雜交稻。

3個類型的品種中，兩系雜交稻對Cd的吸收積累最低，秈型常規稻對Cd的吸收積累最高，三系雜交稻居中，與仲維功等[20]報道的秈型常規稻的Cd積累大于雜交稻一致，然而王凱榮等[21]則認為，雜交稻比常規稻對Cd有更強的吸收能力，與本研究結果不一致。3個類型品種對Pb的吸收積累順序是：兩系雜交稻>三系雜交稻>秈型常規稻；對Cr的的吸收積累順序是：兩系雜交稻>三系雜交稻>秈型常規稻；對As的的吸收積累順序是：秈型常規稻>三系雜交稻>兩系雜交稻；對Hg的的吸收積累順序是：秈型常規稻>三系雜交稻>兩系雜交稻。

參考文獻

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