湖南地區(qū)蔬菜中總銻含量分析及污染評價

譚湘武　馬金輝　蕭福元　彭蔚　李亞波

摘要[目的]了解湖南地區(qū)的新鮮蔬菜中總銻含量狀況，評價蔬菜中銻污染程度，為重金屬銻的污染防治工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

[方法]利用氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法（HGAFS）測定蔬菜中總銻含量，并采用重金屬單因子污染指數(shù)法對不同種類蔬菜中總銻含量狀況進(jìn)行評價。[結(jié)果]703份蔬菜樣品中，總銻含量總體算術(shù)平均值為0.090 mg/kg，中位數(shù)為0.018 mg/kg，最小值為未檢出，最大值為3.120 mg/kg。其中葉類蔬菜中總銻含量高于根類、莖類、花類、果類蔬菜（P<0.05），經(jīng)重金屬單因子污染指數(shù)法評價，所有蔬菜中重金屬單因子污染指數(shù)均小于0.2。[結(jié)論]湖南地區(qū)所采集的蔬菜樣品均檢出銻，但總銻含量處于正常水平，尚未出現(xiàn)銻污染現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞 蔬菜；銻；污染；單因子污染指數(shù)

中圖分類號 S481+.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2016）05-075-003

Abstract[Objective]The aim was to determine total antimony content in fresh vegetables in Hunan， evaluate antimony pollution degree， and provide basic data for prevention. [Method]The content of total antimony was detected by HGAFS and the pollution status of total antimony in different kinds of vegetable was analyzed by single factor pollution index.[Result]The arithmetic average content of total antimony in all 703 kinds of vegetable products was 0.090 mg/kg， median was 0.018 mg/kg， minimum was 0， maximum was 3.120 mg/kg. The total antimony content of the leaf vegetables was significantly higher than that of the stem vegetables， root vegetables， cauliflower vegetable and fruitvegetable products（P<0.05）. The single factor pollution index of all kinds of vegetables was lower than 0.2.[Conclusion]Although total antimony is detected in all kinds of vegetables from Hunan， the total antimony content is still in a normal range and there is no pollution of antimony.

Key words Vegetable； Antimony； Pollution； Single factor pollution index

銻（以下簡Sb）是一種有毒的痕量元素，是國際上最為關(guān)注的全球性污染物之一[1]。由于人類活動的影響和銻及其化合物的廣泛使用，銻對環(huán)境的污染越來越嚴(yán)重[2]，可通過土壤-農(nóng)作物-食物鏈危害人們身體健康。湖南是銻都之鄉(xiāng)，其土壤銻的背景值為 2.98 mg/kg[3]，是我國土壤銻背景值的近3倍[4]，土壤中的高含量銻必然會影響當(dāng)?shù)刂参镉绕涫寝r(nóng)作物，可能導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品銻含量超標(biāo)[5]。據(jù)文獻(xiàn)報道[6]，銻礦區(qū)周圍種植的蘿卜根、葉中銻含量高達(dá) 10.49和 121.40 mg/kg，高于一般植物銻元素正常含量[7]5～150倍。目前很少見關(guān)于蔬菜中銻含量水平的報道，因此，對湖南地區(qū)的蔬菜中總銻含量水平進(jìn)行檢測分析具有重要意義。

筆者以2014年湖南省14個市（州）的超市、農(nóng)貿(mào)市場以及攤擔(dān)采集日常食用的蔬菜樣品為分析對象，采用微波消解-氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法測定樣品中總銻的含量，再運用重金屬單因子污染指數(shù)法評價其污染程度，旨在初步掌握湖南地區(qū)的新鮮蔬菜樣品中總銻含量水平，為食品中銻的暴露評估工作提供一定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 樣品來源。2014年湖南省食品安全風(fēng)險監(jiān)測樣品。樣品為在湖南省14個市（州）的超市、農(nóng)貿(mào)市場以及攤擔(dān)隨機(jī)采集的新鮮蔬菜703份，按植物的產(chǎn)品器官分成5類：根類蔬菜有蘿卜、胡蘿卜、大頭菜、豆薯等；莖類蔬菜有地下莖類蔬菜馬鈴薯、蓮藕、姜、荸薺、紅薯和地上莖類蔬菜茭白、竹筍、萵筍、榨菜等；葉類蔬菜有白菜類（大白菜、結(jié)球甘藍(lán)）、綠葉菜類（菠菜、芹菜、油菜、香菜、生菜、空心菜、莧菜、茼蒿）、蔥韭類（洋蔥、韭菜、蒜苗）、芽菜類（豌豆苗、蘿卜芽）等；花類蔬菜有金針菜、青花菜等；果類蔬菜有茄果類（茄子、番茄和辣椒）、莢果類（豆類菜如豇豆、毛豆、扁豆）和瓠果類（黃瓜、南瓜、冬瓜、絲瓜、苦瓜）等，共計5類38種蔬菜。2次采集時間間隔5個月。

1.1.2 主要儀器及試劑。AFS230 E 型雙道原子熒光光度計，北京科創(chuàng)海光儀器有限公司；銻空心陰極燈，北京有色金屬研究總院。100 μg/mL銻單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液[GBW（E）082126，批號：13090478]；鹽酸（分析純，批號：20111025）；硝酸（優(yōu)級純，批號：20140124）；過氧化氫（優(yōu)級純，批號：20120917）；5 g/L氫氧化鈉（優(yōu)級純，批號：20130110）；20 g/L硼氫化鉀（分析純，批號：20120227）；50 g/L硫脲（分析純，批號：F20110722）；100 g/L碘化鉀溶液（優(yōu)級純，批號：20120621）；生物成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW10015（菠菜）購自國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心；試驗用氣為純度>99.999%的氬氣；試驗用水為電阻率為18.2 MΩ·cm（25 ℃）的去離子水。

1.2 方法

1.2.1

樣品處理。將采集的新鮮蔬菜樣品取可食部分切碎、攪拌、混勻，稱取1～2 g（精確至0.001 g）鮮樣于微波消解罐內(nèi)，加4 mL 硝酸和2 mL 過氧化氫，放置30 min，旋緊密閉內(nèi)罐置微波爐內(nèi)，按程序升溫方式（第1步：功率1 500 W，時間10 min，溫度150 ℃；第2步：功率1 500 W，時間10 min，溫度180 ℃）進(jìn)行消解。同時做試劑空白。

1.2.2

檢測方法。采用氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法[8]對上述消解液進(jìn)行總銻含量測定。其儀器參數(shù)為負(fù)高壓290 V，燈電流80 mA，原子化高度8 mm，載氣流量500 mL/min，屏蔽氣流量800 mL/min，積分方式峰面積，讀數(shù)時間15 s，延遲時間0.5 s。

1.3 評價方法及標(biāo)準(zhǔn)

采用單因子污染指數(shù)法[9]評價各種蔬菜樣品中銻的污染狀況，其計算公式為：

Pi = Ci/Si

式中，Pi為樣品中污染物i的單項污染指數(shù)；Ci為樣品中污染物i的檢測值；Si 為污染物i的評價標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng) Pi<0.2時，表明銻濃度處于正常的背景值范圍內(nèi)；0.2≤Pi≤0.6 時，表明處于輕污染水平；0.6

1.4 統(tǒng)計分析

利用SPSS 13.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，單因素兩組之間含量水平比較用秩和檢驗，多組之間含量總體水平比較用 KolmogorovSmirnov檢驗。P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

1.5 質(zhì)量控制

通過標(biāo)準(zhǔn)曲線法測定樣品中總銻含量，樣品測定前以及每50個樣品測定后，都進(jìn)行生物成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測定；同時進(jìn)行平行樣測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 質(zhì)量控制

2.1.1

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測定。為考察方法的準(zhǔn)確性和精密度，對生物成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（GBW10015）進(jìn)行測定，結(jié)果6次平行測定值依次為0.035、0.039、0.040、0.043、0.045、0.049 mg/kg，平均值為（0.042±0.004）mg/kg，參考值為（0.043±0.014）mg/kg。從此可知，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測定在參考值范圍內(nèi)。

2.1.2

平行樣品的測定。對蔬菜進(jìn)行平行樣的檢測，結(jié)果見表1。從表1可知，2次獨立測定結(jié)果的絕對差值小于平均值的10%。

2.2 各種類新鮮蔬菜中總銻含量

2.2.1

新鮮蔬菜樣品總銻含量。在703 份新鮮蔬菜類樣品中，總銻含量最小值為未檢出（ND），最大值為3.120 mg/kg，檢出數(shù)為628 份，檢出率為89.30%。所有測定值經(jīng) KolmogorovSmirnov 檢驗（Z=9.516，P=0.000<0.05），顯示不符合正態(tài)分布，而呈正偏態(tài)分布（SK=7.353>0），即蔬菜類總銻含量分布遠(yuǎn)離限量值偏移。使用箱形圖檢查法（Boxplot）剔除可疑數(shù)據(jù)后其蔬菜樣品總銻含量總體算術(shù)平均值為0.090 mg/kg，中位數(shù)為0.018 mg/kg。因數(shù)據(jù)呈偏態(tài)分布，以下采用中位數(shù)（Median）表示平均水平，為 0.018 mg/kg，以 P5～P95表示蔬菜類總銻的參考范圍為 ND ～ 0.25 mg/kg（表2）。

2.2.2

銻在蔬菜中總體分布特征。對所采集的蔬菜樣品按食用器官分類法進(jìn)行各器官中銻含量分析。結(jié)果表明（表3），葉類蔬菜總銻含量的中位數(shù)高于根類、莖類、花類和果類蔬菜，其差異有統(tǒng)計學(xué)意義（H=1.245，P<0.05）。各類蔬菜中總銻測定值經(jīng) KolmogorovSmirnov 檢驗，不服從正態(tài)分布，而呈正偏態(tài)分布（SK=2.392～6.021>0，左偏），即總銻含量分布遠(yuǎn)離限量值偏移。

2.3 蔬菜類樣品銻的污染狀況

由表4可見，在703 份蔬菜類樣品中，總銻含量大于1.0 mg/kg（PHMSO 的標(biāo)準(zhǔn)限量值）的樣品數(shù)7 份，超標(biāo)率為1.0%，其中葉類蔬菜的超標(biāo)率為1.9%，果類蔬菜超標(biāo)率為0.4%，其他超標(biāo)率為0。采用重金屬單因子污染指數(shù)法進(jìn)行評價，結(jié)果顯示，所檢蔬菜類樣品總銻的單因子污染指數(shù)均小于0.2，表明此次所檢蔬菜類樣品處于正常的背景值范圍內(nèi)。

3 結(jié)論與討論

該研究得出，此次調(diào)查的蔬菜樣品中，銻的檢出率為89.30%，總銻含量范圍為ND～0.25 mg/kg，中位數(shù)為0.018 mg/kg；其中葉類蔬菜總銻含量的中位數(shù)高于根類、莖類、花類和果類蔬菜。

通過此次調(diào)查，掌握湖南地區(qū)的新鮮蔬菜中總銻含量狀況，其所采集的蔬菜樣品均檢出銻，經(jīng)重金屬單因子污染指數(shù)法評價，尚未出現(xiàn)銻污染現(xiàn)象，總銻含量處于正常背景值水平。此研究結(jié)果可為國家食品安全限量標(biāo)準(zhǔn)的制定和食品中銻的暴露評估工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，同時，也為食品安全監(jiān)督管理部門提供技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)

[1]何孟常，萬紅艷.環(huán)境中銻的分布、存在形態(tài)及毒性和生物有效性[J].化學(xué)進(jìn)展，2004，16（1）：131-135.

[2]戈兆鳳，韋朝陽.銻環(huán)境健康效應(yīng)的研究進(jìn)展[J].環(huán)境與健康雜志，2011，28（7）：649-653.

[3]潘佑民，楊國治.湖南土壤背景值及研究[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，1988.

[4]中國環(huán)境監(jiān)測總站.中國土壤元素背景值[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，1990.

[5]馮人偉，韋朝陽，涂書新.植物對銻的吸收和代謝及其毒性的研究進(jìn)展[J].植物學(xué)報，2012，47（3）：302-308.

[6]何孟常，季海冰，趙承易，等.銻礦區(qū)土壤和植物中重金屬污染初探[J].北京師范大學(xué)學(xué)報，2002，38（3）：417-420.

[7]庫文珍，趙運林，雷存喜，等.銻礦區(qū)土壤重金屬污染及優(yōu)勢植物對重金屬的富集特征[J].環(huán)境工程學(xué)報，2012，6（10）：3774-3780.

[8]中華人民共和國衛(wèi)生部.食品中銻的測定：GB/T 5009.137-2003[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012.

[9]冷啟艷，劉海韻，閆文虹，等.煙臺15種海產(chǎn)品銻含量分析[J].青島大學(xué)醫(yī)學(xué)院學(xué)報，2013，49（2）：129-130.

[10]方展強(qiáng).珠江口擔(dān)桿島附近海域底棲腹足類重金屬含量及評價[J].華南師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2003（1）：76-81.