新常態下探析稻米重金屬鎘的含量預警

江文華++沈露露+++徐斌

在眾多的重金屬類型中鎘屬于一種有毒的元素，一旦人們不小心食用后會對人們的身體健康及安全造成很大的危害，最近幾年頻繁發生的鎘中毒事件為人們敲響了警鐘，因此，國家對稻米中鎘含量多少進行了明確的規定。隨著環境污染越來越嚴重，我國農作物鎘污染問題也更加嚴重化，水稻是中國主要的糧食作物之一，約占糧食作物的38%，其種植面積已達到0.3億hm2，約占糧食作物的27%，而水稻是對鎘富集較強的糧食作物，2013年南方日報報道了湖南的“問題大米”，其實就是稻米鎘含量超標的事件，“鎘米危機”引起群眾恐慌，一度引起70%的米商停產，農民不敢再種水稻，幾乎成了嚴重的社會問題，這反映了人們對大米質量安全的高度重視，同時也反映出在糧食質量安全事件應急中存在的不足，如果在水稻收割前提前預知某區域稻米中鎘含量，就會為管理部門在管理上贏得時間，提前做好預警方案，將不同鎘污染水平區域的稻米分類儲存，這在稻米質量分級管理中具有指導作用。前人對水稻鎘的研究主要內容有：不同水稻品種對鎘吸收差異性及導致吸收差異的機理研究、低鎘品種篩選研究、鎘與其他礦物元素間的交互作用研究、鎘在水稻各器官中的分配規律與水稻耐鎘之間的關系研究等，這些研究為低鎘品種篩選和水稻鎘污染治理提供了理論依據，具有重要意義，但對于稻米鎘含量預警方面的研究報道很少。本文主要以不同土壤條件下的不同水稻種類在在灌漿期間重金屬鎘的積累規律，以期尋找到稻米鎘含量數據有效采集期，為水稻籽粒成熟期鎘含量預測提供可靠的科學依據，為監管部門贏得時間，提前對不同鎘風險水平的大米分儲管理起到預警的作用。

材料與方法

田間試驗方法。本次研究中所選擇的樣品分別是從指定的農作物種植基地進行采取，選擇了三種不同性質的大田土壤進行四種水稻的栽種。進行田間栽培管理時均按照大田常規措施進行，在每個試驗點處都種植中稻，在水稻開花后的十六天、二十天、二十四天、二十八天、三十二天分別采集稻子進行鎘含量測定。

測試項目及方法。所有采集到的樣品都是按照國家相關計量規定進行的，均通過正規的食品質量監督檢驗測試中心進行稻米鎘含量的檢測。

土壤理化性質的檢測。利用多點法對耕層土壤進行采集，在風干磨細過篩后按相關要求對各項指標進行測定，所設置的水土比例為2.5：1，采用玻璃電極法進行測定；有機質則用重絡酸鉀容量法；全氮采用凱氏法；全磷采用堿溶-鉬銻抗比色法；全鉀采用酸溶-火焰光度法測定；陽離子代換量采用EDTA-乙酸銨鹽交換法測定；土壤全鎘采用酸溶、土壤有效鎘采用DTPA浸提，石墨爐原子吸收法測定。

測定稻谷中的鎘含量。將采集到的試樣進行一定溫度的烘干，并進行脫殼、粉碎處理，采用硝酸-高氯酸進行消解，石墨爐原子吸收法光度法對試樣中的鎘含量進行測定。采用統計學軟件JMP6.0進行統計學計算，差異性顯示（P<0.05）。

結果與分析

采樣結果及超標率。通過測定結果對比顯示，所有的品種在三種不同稻田土壤區域的鎘含量超標率分布規律相似，稻米中鎘含量均沒有超出國家規定的標準，超標率為0%；而有的樣品測試結果超出了國家規定標準，超標率為100%。（詳情見圖1）

采樣差異顯著性檢定結果。通過上圖可以清楚的看出，每個稻米品種種植在不同土壤區的鎘含量都存在一定的差異，但不同時間段的采樣結果對比差異不明顯，不具有統計學意義（P>0.05）。

結論與討論

根據我國相關規定的稻米標準含量（0.2mg/kg），在進行稻米含量測定時要將鎘含量控制在適當的范圍內，一般鎘含量在0.2mg/kg-0.4mg/kg之間的定義為低風險，而超出0.4mg/kg的則定位為高風險，從上圖上看出，其中一組土壤種植的水稻品種的不同時間段采樣結果，鎘含量均符合國家標準要求，屬于無風險級別；而另外兩組土壤所種植的四種類型水稻經不同時間段采樣測定后發現，其中一組鎘含量在0.2-0.4之間，超標率雖為100%，但歸納為低風險級別，另一組不同種類水稻不同時間段采樣測定結果顯示鎘含量超出了0.4mg/kg，應歸納為高風險級別，所以3種不同風險級別的稻米可以分別儲存。

通過測定后每個稻米品種在不同的土壤種植后的采樣結果所得出的測定結論一致，但是統計學檢驗結果表明，所有的品種只有第二次至第六次的采樣結果才統一表現出無顯著差異，從更嚴謹的角度出發，應從第二次采樣時間開始預測，時間大概是收獲前二十天左右。因此，完全可以提前二十天任何階段采集稻谷樣本預測完熟期稻米鎘含量，為管理部門贏得時間，對稻米安全管理起到預警作用。陳娟等利用原子吸收光譜法和電鏡能譜儀法分析重金屬Pb、Cd在水稻穎果不同部位中的分配，兩種方法均顯示：胚鎘含量顯著高于胚乳，鎘在稻米胚中的含量是胚乳的12倍，曾有研究也表明，鎘在胚中的濃度是胚乳的5倍。而胚實際在灌漿早期就已形成，在稻谷的臘熟期和完熟期，主要是大量淀粉的積累形成期，整個籽粒鎘增加不顯著，可能這是導致水稻籽粒中后期鎘含量變化不顯著的主要原因，有待進一步研究。