攀西核桃中Pb累積特性分析及食用健康風險評估

楊學兵， 吳 斌， 羅雅川， 楊 凌， 張思碧， 解錦華， 付卓銳

(四川省林業科學研究院， 四川 成都 610081)

·研究報告——生物質化學品·

攀西核桃中Pb累積特性分析及食用健康風險評估

楊學兵， 吳 斌， 羅雅川， 楊 凌， 張思碧， 解錦華， 付卓銳*

(四川省林業科學研究院， 四川 成都 610081)

采用原子吸收光譜法測定攀西地區核桃產地9個試驗點的土壤、 樹皮、 葉、 青皮、 殼和仁中鉛(Pb)的含量，分析了攀西地區核桃中Pb的積累特性及食用風險。結果表明：產地土壤中含Pb量顯著高于核桃樹各組織部位中的含Pb量，且有1個試驗點的土壤含Pb量超標；各點核桃葉樣品含Pb量均顯著高于核桃青皮、 殼和仁樣品；隨著土壤中含Pb量的增加，核桃樹皮、 葉、 青皮、 殼和仁無明顯富集規律，與核桃其他主要組織部位相比，核桃可食用部分(核桃仁)富集Pb的能力較弱。內梅羅指數評價方法結果顯示，核桃仁中Pb的污染指數P′值均<1，表明攀西核桃基地試驗點的核桃仁樣品均未受Pb污染。參照中國現行標準，結合我國居民樹堅果的消費量，將其擴大化至推薦值，計算發現無論是對成人還是兒童，核桃仁中Pb的目標風險系數(THQ)都遠低于1.0，說明核桃仁中重金屬Pb含量對我國消費者的健康暫時是風險極低的。

核桃；鉛；累積特性；風險評估

核桃因為其美味香甜且含有豐富的、 對人體有利的不飽和脂肪酸，以及大量維生素、 微量元素等而深受人們喜愛[1]。攀西地區有獨特的氣候和豐富的光熱、 土地、 水力資源，發展核桃產業是將攀西地區資源優勢轉化為產業優勢的必然選擇。核桃作為攀西地區的主要干果，分布范圍涵蓋了涼山州17個縣(市)及攀枝花市的2縣3區，至2009年底，攀西地區核桃種植面積97 333 hm2，每年產量約2.2萬噸，產值約3億元[2]。至2015年，攀西地區具有一定規模的核桃基地已有110家以上。然而，隨著經濟全球化的迅速發展，攀西地區長期的礦產開采、 加工以及工業化進程中形成了一定量的重金屬積累，在環境中難以降解。核桃中的重金屬鉛(Pb)來源與產地土壤環境密切相關[3]。究其原因，一是核桃產地土壤熟化程度不高，二是山區礦藏資源豐富，這2個原因都會造成重金屬含量較高，另外，核桃林木往往扎根到母質、 基巖，容易成為濃縮毒物的載體，通過食物鏈轉移至人體，長期攝入即使很低濃度也會危害人類健康[4-5]。目前國內外對核桃的研究多集中在營養素、 生物活性成分、 功能性成分及加工等方面，還未見有核桃中重金屬遷移特性及食用風險方面的研究。本研究取攀西地區核桃基地為試驗點，以試驗點的土壤、 樹皮、 葉、 青皮、 殼和仁作為研究對象，測定其中Pb的含量，分析其在核桃各主要組織的積累分布情況，同時開展風險評估，為今后建立核桃的安全評價體系積累基礎數據，旨在促進攀西地區核桃產業的健康發展。

1 試驗與分析評價方法

1.1 試驗點布設與采樣

查閱文獻，采用問卷調查和野外實地調查相結合的方式，對攀西地區主要核桃生產基地進行調查。截至2015年上半年，攀西地區具有一定規模的核桃基地已有112家。在攀西所有核桃基地中，均勻選擇9個試驗點，試驗點布設要求為管理規范、 核桃林木分布均勻、 樹齡基本一致且有20畝以上規模。根據布點要求，試驗點分別選在涼山州鹽源縣干海鄉馬廠村(160畝，記為A)、 涼山州冕寧縣城廂鎮茶藥村7組(70畝，記為B)、 攀枝花市米易縣草場鄉仙山村(60畝，記為C)、 攀枝花市仁和區平地鎮白拉古村(80畝，記為D)、 攀枝花市鹽邊縣紅果鄉省棚子村(60畝，記為E)、 涼山州德昌縣德州鎮角半村(20畝，記為F)、 涼山州西昌市民勝鄉麻棚村(20畝，記為G)、 涼山州喜德縣冕山鎮洛發村2組(80畝，記為H)、 涼山州越西縣大花鄉斯覺村3組(30畝，記為K)。

每個試驗點按照對角線法定3個范圍點選擇代表性核桃樹(可代表該試驗點整體核桃的樹齡和長勢，且生長健康的)，訂上試驗標識牌，然后進行土壤、 樹皮、 葉和果實的采取。土壤采樣參照《農田土壤環境質量監測技術規范》(NY/T 395—2012)的規定執行[6]。土壤采集深度為0～40 cm，當場剔除表層的石子、 樹根和草根等雜物，在土壤剖面內自下而上均勻挖取，各分點土壤混合均勻后按四分法取2 kg混合土壤作為1個檢驗樣品；樹皮采樣統一用近地面10 cm處環周近地莖(3 cm×5 cm規格)兩處作為1個樹皮檢驗樣品；葉子采樣統一隨機取3小枝樹葉混合作為1個葉子檢驗樣品；收獲季節采集標識核桃樹帶青皮果實500 g混勻后分別作為1個青皮檢驗樣品、 1個核桃殼檢驗樣品和1個核桃仁檢驗樣品。采樣完畢后，將樣品放于干凈的聚乙烯塑料袋內，樣品袋內外兩面顯著位置分別貼上標簽。

1.2 分析儀器及方法

1.2.1 儀器與試劑 AA 240DUO原子吸收分光光度計，安捷倫科技；DigiPREP LS 72位石墨消解儀，SCP SCIENCE公司；JYL-C50T組織搗碎機，九陽股份有限公司；B180馬弗爐，Nabertherm公司。硝酸、 高氯酸、 鹽酸、 氫氟酸等試劑均為分析純，鉛標準溶液(GSB)，水為雙蒸水。

1.2.2 分析檢驗方法 從產區采取植物鮮樣和土壤，稍作處理后用保鮮袋帶回實驗室。植物樣用去離子水清洗干凈后陰干，土樣在自然條件下晾干，然后分別用組織搗碎機磨碎并過0.147 mm篩后存放于干凈的鋁盒中，備用。

土壤樣品中Pb的含量測定按照GB/T 17141—1997《土壤質量 鉛、 鎘的測定 石墨爐原子吸收分光光度法》規定執行，判定標準為LY/T 1678—2014(≤50 mg/kg)[7-8]；樹皮、 樹葉、 青皮、 殼中Pb的含量測定按照GB/T 5009.12—2010《食品中鉛的測定》濕法消解執行[9]；核桃仁中Pb的含量測定按照GB/T 5009.12—2010《食品中鉛的測定》干法灰化執行，判定標準為LY/T 1777—2008(≤0.20 mg/kg)[10]。

1.3 風險評價方法

1.3.1 核桃產地土壤質量風險評價 采用單項污染指數法進行評價[11]：

P=C/S

(1)

式中：P—土壤中污染物Pb的污染指數；C—土壤中污染物Pb的實測量，mg/kg；S—污染物Pb的評價標準，mg/kg。

質量分級標準采用HJ 332—2006《食用農產品產地環境質量評價標準》中的土壤污染分級標準(見表1)[11]。

表 1 核桃產地土壤質量分級標準

1.3.2 核桃仁中Pb污染綜合評估 采用單項污染指數法評價核桃仁中Pb的污染：

P′=C′/S′

(2)

式中：P′—核桃仁中重金屬元素Pb的污染指數；C′—核桃仁中重金屬元素Pb的實測量，mg/kg；S′—核桃仁中重金屬元素Pb的限量標準值，mg/kg。

當P′≤0.7時，表示核桃仁未受污染；當0.71時，表示核桃仁受到污染，且其值越大則污染越嚴重[12]。

1.3.3 核桃產品關于Pb食用健康風險評價 依據國家對重金屬的限量標準，結合我國居民樹堅果的消費量，并與世界衛生組織(WHO)/聯合國糧農組織(FAO)食品添加劑聯合專家委員會(JECFA)推薦的每日可能攝入量(EDI)比較，分析出攀西地區核桃仁中Pb的目標風險系數(THQ)。

每日可能攝入量是以核桃仁中重金屬Pb濃度和每日樹堅果的攝入量作為參考變量，目標風險系數是污染物檢測量與參考劑量的比值，是表征核桃中重金屬含量可能帶來健康風險的一個系數，如果目標風險系數大于1.0，則表示可能帶來明顯的不利于健康的效應，它是由USEPA(2009)提供，其計算式分別為：

MEDI=CV×Wf

(3)

ITHQ=MEDI/(NRfD×BW)

(4)

式中：MEDI—每日可能攝入量，mg/d；CV—核桃仁中含重金屬的量，mg/kg；Wf—該地區核桃的每日消費量，成年人為50 g/d，兒童為30 g/d；ITHQ—目標風險系數；NRfD—參考劑量，Pb的RfD值為0.004 mg/(kg·d)(FAO/WHO 1993)；BW—體重，成年人和兒童平均體重分別取63.9 kg和32.7 kg[13]。

2 結果與分析

2.1 攀西核桃土壤及各組織部位Pb累積特性分析

采樣試驗點分別用A、 B、 C、 D、 E、 F、 G、 H、 K表示，分析攀西核桃土壤及各組織部位中Pb的積累特性。攀西地區核桃基地各試驗點土壤及核桃各組織部位含Pb量結果如表2所示。

分析表2中各試驗點樣品含Pb量數據發現：A基地核桃樣品各組織含Pb量差異顯著性依次為葉>樹皮>青皮、 仁>殼，B基地核桃樣品各組織含Pb量差異顯著性依次為葉>樹皮>青皮>殼>仁，C基地核桃樣品各組織含Pb量差異顯著性依次為葉、 樹皮>青皮>殼>仁，D基地核桃樣品各組織含Pb量差異顯著性依次為葉>殼>仁>樹皮、 青皮，E基地核桃樣品各組織含Pb量差異顯著性依次為葉>青皮、 樹皮>殼>仁，F基地核桃樣品各組織含Pb量差異顯著性依次為樹皮>葉>殼、 青皮>仁，G基地核桃樣品各組織含Pb量差異顯著性依次為樹皮>葉>青皮>殼>仁，H基地核桃樣品各組織含Pb量差異顯著性依次為樹皮>青皮、 葉>仁、 殼，K基地核桃樣品各組織含Pb量差異顯著性依次為葉>殼>樹皮、 青皮、 仁。

從表2還可以看出：1)攀西核桃基地試驗點采樣土壤、 樹皮、 葉、 青皮、 殼、 仁中均檢出Pb，證明都有檢測的必要性；2)攀西核桃基地試驗點采樣土壤中檢測出的Pb含量均顯著高于核桃樹各組織部位，但除了基地B土壤Pb含量超標以外，其他基地土壤Pb含量均在國標限量以下；3)各試驗點核桃葉樣品中的Pb含量均顯著高于各點核桃青皮、 殼和仁中的Pb含量；4)各試驗點核桃葉與樹皮含Pb量之間沒有顯著相關性；5)各試驗點核桃青皮、 殼和仁中的Pb含量之間沒有顯著相關性。

表 2 攀西核桃土壤及各組織部位含Pb量分析1)

1)樣品含Pb量為采樣地點的各類別3個樣品的均值，不同字母表示各組織部位在0.05水平存在顯著性差異the Pb content was the average of the three samples of sampling point,the different letters in the same column indicated the significant difference at 0.05 level

圖1為產地土壤與核桃各組織部位含Pb量的關系圖。從圖1可以看出：1)整體來看，核桃樹皮、葉、 青皮、 殼和仁隨著土壤Pb含量的增加并未呈現明顯的富集規律，這可能與核桃樹品種較多有較大關系；2)土壤的含Pb量多少并不直接影響核桃各組織部位的含Pb量，土壤只是提供了產品Pb含量超標的潛在風險，但核桃各組織部位的遷移富集風險可能還與核桃樹的品種和代謝能力有關；3)隨著土壤Pb含量的增加，核桃仁的含Pb量并無顯著變化，與其他核桃主要組織部位比較，核桃仁富集Pb的能力比較弱。

圖 1 產地土壤與核桃各組織部位含Pb量的關系

2.2 攀西核桃產地土壤Pb污染評估

根據內梅羅指數評價方法中的單因子污染指數，土壤Pb的S限量標準值取50 mg/kg，計算出攀西核桃試驗點土壤樣品Pb的污染情況，結合土壤質量分級標準，得到攀西試驗點土壤中Pb的內梅羅污染指數評價結果，如表3所示。

表 3 攀西試驗點土壤中Pb的內梅羅污染指數評價

續表3

采樣點samplingpoint樣品sample檢測含Pb量/(mg·kg-1)Pbcontent平均含Pb量/(mg·kg-1)averagePbcontent污染指數(P)pollutionindex污染等級pollutiondegreeDD146.42D249.28D345.6947.130.940尚清潔(警戒限)almostnon-pollution(warninglimit)EE123.03E224.20E322.5723.270.470清潔(安全)clean(safe)FF142.62F236.97F349.2842.960.860尚清潔(警戒限)almostnon-pollution(warninglimit)GG134.75G239.46G331.0035.070.700清潔(安全)clean(safe)HH121.64H224.98H319.4222.010.440清潔(安全)clean(safe)KK146.53K239.22K349.2745.010.900尚清潔(警戒限)almostnon-pollution(warninglimit)

從表3可以看出，攀西核桃基地的9個試驗點中，核桃產地土壤的Pb污染情況如下：清潔(安全)有5個，尚清潔(警戒限)3個，輕度污染1個。雖然從2.1節中分析可知，核桃產地土壤Pb含量并不直接導致核桃可食用部分的Pb含量超標，但從整體情況來看，核桃產地土壤仍然需要嚴格控制，防止污染加重，并適時監測，以減小污染產品的概率。

2.3 攀西地區核桃仁Pb污染評估

根據內梅羅指數評價方法中的單因子污染指數公式，核桃仁Pb的S′限量標準值取0.2 mg/kg，計算出攀西地區核桃試驗點核桃仁中Pb的污染情況，結果如表4所示。

從表4可以看出，攀西核桃基地的9個試驗點中，核桃仁的Pb污染情況如下：1)核桃仁Pb的污染指數P′值均<1，表示攀西核桃基地試驗點的核桃仁樣品均未受Pb污染；2)核桃仁Pb的污染指數P′值等級顯示，安全的有6個基地，警戒限的有3個基地。雖然從2.1節中分析可知，核桃可食用部分(核桃仁)的Pb富集遷移能力較其他組織部位要弱，但從整體情況來看，核桃產品的可食用部分仍然需要嚴格抽樣監測，以降低損害人體健康的概率。

表 4 攀西試驗點核桃仁中Pb的內梅羅污染指數評價

續表4

采樣點sampling樣品sample檢測含Pb量/(mg·kg-1)Pbcontent平均含Pb量/(mg·kg-1)averagePbcontent污染指數(P')pollutionindex污染等級pollutiondegreeEE10.159E20.169E30.1390.1560.780警戒限warninglimitFF10.053F20.059F30.0490.0540.270安全safeGG10.066G20.074G30.0590.0660.330安全safeHH10.077H20.069H30.0790.0750.375安全safeKK10.031K20.029K30.0340.0310.155安全safe

2.4 攀西核桃產品關于Pb食用健康風險評價

表 5 攀西試驗點核桃仁中Pb的健康風險評價

根據表4及中國現行標準，盡管部分基地試驗點核桃仁樣品中Pb的內梅羅污染評價處于警戒限范圍內，而且Pb有時在很低的濃度就對人體健康產生極大危害，但結合我國居民樹堅果的低消費量，擴大化至推薦值(根據中國疾病預防控制中心霍軍生研究，2002年平均每人堅果炒貨消費量僅為3.8 g/d，現擴大至成年人50 g/d，兒童30 g/d)，計算EDI值和THQ值，得到攀西試驗點核桃仁中Pb的健康風險評價結果如表5所示。

由表5可知，無論是成年人還是兒童，關于核桃仁中Pb的目標風險系數(THQ)都遠低于1.0，說明核桃仁中重金屬Pb含量對我國消費者的健康暫時是風險極低的。

3 結 論

3.1 采用原子吸收光譜法測定攀西地區核桃產地9個試驗點土壤、 樹皮、 葉、 青皮、 殼和仁中Pb的含量，分析了攀西地區核桃中Pb的積累特性及食用風險。結果表明，產地土壤中含Pb量顯著高于核桃樹各組織部位中的含Pb量，且有1個試驗點的土壤含Pb量超標；核桃葉樣品含Pb量均顯著高于各點核桃青皮、 殼和仁樣品；隨著土壤含Pb量的增加，核桃樹皮、 葉、 青皮、 殼和仁并未有明顯的富集規律。

3.2 根據內梅羅指數評價方法中的單因子污染指數公式，結合質量分級標準，攀西核桃基地的9個試驗點中，核桃仁中Pb的污染指數P′值均<1，表明攀西核桃基地試驗點的核桃仁樣品均未受Pb污染；核桃仁中Pb的污染指數P′值等級顯示，安全的有6個基地，警戒限的有3個基地。

3.3 參照中國現行標準，結合我國居民樹堅果的消費量，將其擴大化至推薦值，計算發現無論是對成年人還是兒童，核桃仁中Pb的目標風險系數(THQ)都遠低于1.0，說明核桃仁中Pb含量對我國消費者的健康暫時是風險極低的。但從整體情況來看，核桃產地土壤和產品的可食用部分仍需要嚴格抽樣監測，以降低污染產品和損害人體健康的概率。

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Accumulation Characteristics and Eating Health Risk Assessment of Lead in Walnut from Panxi Production Areas

YANG Xuebing, WU Bin, LUO Yachuan, YANG Ling, ZHANG Sibi, XIE Jinhua, FU Zhuorui

(Sichuan Academy of Forestry, Chengdu 610081, China)

The contents of lead(Pb) in the soil,bark,leaf,walnut peel,shell,and kernel in Panxi region′s walnut were determined by using the atomic absorption spectrometry to study the accumulation characteristics and consumption risk. The results showed that the contents of Pb in the soil were significantly higher than those in the organs of the walnut tree,and one of the soil samples was exceed the national standard;the contents of Pb in the leaves were significantly higher than those in the walnut peel,shell,and kernel;with the increase of Pb content in the soil,the Pb contents in bark,leaf,walnut peel,shell,and kernel didn′t show an obvious enrichment regularity,and the accumulation ability of Pb in the walnut kernel was weaker compared with the other main organs. The results of the Nemerow Index Method showed that the pollution index of Pb in the walnut kernel was less than 1,which indicated that the kernel samples of the experimental point in Panxi production base were out of Pb pollution. Referring to China′s current standards,the target risk factor of Pb in the walnut was figured out by extending the tree nuts consumption of Chinese residents to the recommended value and much lower than 1.0, which meant the content of heavy metal Pb in the edible parts of walnut was temporarily risk-free for Chinese consumers′ health.

walnut;lead;accumulation characteristics;risk assessment

10.3969/j.issn.1673-5854.2017.03.008

2016-12-14

四川省公益性科研院所基本科研項目(JB201515)

楊學兵(1959— )，男，四川眉山人，高級工程師，從事林產品質量安全檢驗監測工作；E-mail:yangxuebing001@126.com

*通訊作者：付卓銳(1983— )，女，高級工程師，從事林產品質量安全檢驗監測工作；E-mail:85908408@qq.com。

TQ35

A

1673-5854(2017)03-0048-07