渭河濕地野菜重金屬元素測定及安全性分析

袁羽平，李吉鋒，李天孜

（1.渭南師范學院化學與材料學院，陜西渭南 714099；2.陜西省河流濕地生態環境重點實驗室，陜西渭南 714099；3.陜西學前師范學院化學化工學院，西安 710100；4.西北大學附屬中學，西安 710075）

渭河發源于甘肅省渭源縣，自西向東依次流經天水、寶雞、咸陽、西安、渭南后在渭南市潼關縣匯入黃河。渭河流經關中后河道變寬，水流流速趨緩，形成了沖積平原，使得關中平原物產豐富。渭河在流經天水-關中城市群過程中，工農業生產的廢水匯入其中，對水體造成了一定污染。尤其是重金屬，一旦進入水體后，會隨著泥沙沉積進入土壤，進而被植物吸收，對農業生產、人類健康造成危害。渭河河灘濕地地形開闊，土壤肥沃，生長著眾多藥食兩用植物，每到春季渭河兩岸居民經常采摘野菜食用，比較常見的野菜有薺菜、蒲公英、白蒿、灰灰菜、車前草等。當渭河及周邊濕地土壤被重金屬污染后，重金屬很容易被渭河河灘上生長的野菜吸收富集，從而對食用者造成健康風險。本研究選取處于渭河下游的渭南市臨渭區渭河河灘濕地為采樣點，對薺菜、蒲公英、白蒿、灰灰菜、車前草5 種常見野菜重金屬含量進行分析，用單因子污染指數和綜合污染指數評價重金屬的污染情況，同時對該河段野生蔬菜食用健康風險進行評價，以期為渭河濕地野菜重金屬污染情況分析提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣品的采集、制備和消解

于4 月在渭南市臨渭區沿渭河濕地分別采集薺菜、蒲公英、白蒿、灰灰菜、車前草1 000 g 以上（避開污染源），將采集的樣品分別放入樣品袋中進行密封，返回實驗室后，立即用自來水和二次蒸餾水清洗，控干水分后85 ℃干燥24 h，將樣品粉碎后混勻。每種樣品分別準確稱取1.00 g 置于小燒杯中，用硝酸-高氯酸混酸低溫消解后用二次蒸餾水定容到容量瓶中。相同條件下制作空白溶液一份。

1.2 測定方法

1.2.1 樣品測定 用原子吸收分光光度計分別測定各元素標準溶液吸光度，在Excel軟件中以濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標繪制工作曲線，同時求得回歸方程。用原子吸收分光光度計再分別測定各樣品溶液中元素的吸光度，根據前面得到的回歸方程計算各樣品中元素的含量。

1.2.2 準確度試驗 稱取制備好的各野菜樣品1.00 g，加入一定量各元素標準溶液，按照“1.1”和“1.2.1”的過程消解、測定并計算加標回收率。各元素回收率均在92%～105%。

1.2.3 精密度試驗 選取消解后的各野菜樣品，對各元素均連續進樣5 次，計算精密度，RSD均小于1.7%。

1.3 重金屬污染程度評價

采用單因子污染指數和綜合污染指數［1］（內梅羅綜合污染指數）對所采集的渭河濕地野菜樣品中重金屬污染等級進行評價，因國家未對食品中Mn 限量作出規定，在此對Mn 的污染情況不進行討論。

單因子污染指數計算式如下。

式中，Pi為第i種污染物的污染指數，Ci為第i種污染物的實測值，Si為第i種污染物的國家限量標準。Pi≤1，表示無污染；1＜Pi≤2，表示輕度污染；2＜Pi≤3，表示中度污染；Pi＞3，表示重度污染，且Pi越大表示受到污染越嚴重。單因子污染指數可以反映蔬菜中重金屬超標倍數和污染程度。

綜合污染指數評價計算式如下。

式中，P綜為綜合污染指數，Pimax為最大單項污染指數，Pˉ為平均單項污染指數。綜合污染指數法是一種評價綜合污染水平的方法，根據P綜的大小，可將重金屬污染分成5 個等級（表1）。

表1 重金屬綜合污染指數等級

1.4 食用安全性評價

采用危害系數（HQ）和危害指數（HI）評價所采集的渭河濕地野菜的食用安全性［2］。

式中，EDIi為成年人每千克體重每日攝入體內第i種重金屬的量（mg/kg·d）；X為成年人每日野菜食用量（kg/d），按照0.200 kg/d 計算；Ci為野菜重金屬測定值；AW為成年人平均體重（設為65 kg）。

式中，HQi為第i種重金屬的危害系數；RfDi為第i種重金屬健康風險參考劑量。Pb為0.004 mg/kg·d，Cd 為0.001 mg/kg·d，Cr 為0.003 mg/kg·d，Cu 為0.040 mg/kg·d，Zn 為0.300 mg/kg·d。

當HQi≤1 時，表明該重金屬不會造成人體健康風險，是安全的；當HQi＞1 時，表明該重金屬會造成人體健康風險，是不安全的；HQi越大，表明該重金屬對人體健康風險越大，也就越不安全。

式中，HI為重金屬危害指數，評價標準同危害系數HQ。

2 結果與分析

2.1 渭河濕地野菜樣品中重金屬元素測定結果

食品安全國家標準中有關葉類蔬菜中重金屬Pb、Cd、Cr、Cu 和Zn 的限量有明確規定［3-5］，但是對于Mn 的限量沒有明確規定。將渭河濕地野菜樣品中重金屬元素測定結果（表2）與食品安全國家標準限量（表3）對比發現，所測定樣品中，除白蒿中Zn 含量略超標外，其余野菜樣品中4 種重金屬含量均未超過限量。薺菜、蒲公英和灰灰菜中Mn 含量差異不大，白蒿和車前草中Mn 含量相對較高，但是與國內其他研究結果比較，5 種野菜中Mn 含量在正常范圍［6，7］。

表2 渭河濕地野菜樣品中重金屬元素測定結果（n=3）（單位：mg/kg）

表3 國家農產品安全食用標準

2.2 重金屬污染程度評價

由表4 可知，渭河濕地野菜樣品中5 種重金屬單因子污染指數（Pi）中，只有白蒿中Zn 的單因子污染指數大于1.00，為1.11，其余野菜的重金屬單因子污染指數均小于1.00。

表4 渭河濕地野菜樣品中5 種重金屬單因子污染指數（Pi）

通過對渭河濕地野菜樣品中重金屬綜合污染指數（P綜）進行判斷，得出薺菜、蒲公英、白蒿、灰灰菜、車前草的重金屬綜合污染指數分別為0.74、0.74、0.90、0.80、0.66。研究區域中車前草處于重金屬綜合污染指數Ⅰ優良級（P綜≤0.7），其他4 種野菜處于重金屬綜合污染指數安全級［0.7＜P綜≤1.0，Ⅱ安全（警戒）級］。

2.3 食用安全性評價

由表5 可知，在渭河濕地采集的野菜樣品中，5種重金屬的HQ均小于1.000，表明各種野菜中單獨每一種重金屬對人類的食用健康不構成風險。通過對野菜樣品中5 種重金屬危害指數（HI）進行測定，得到薺菜、蒲公英、白蒿、灰灰菜、車前草的HI分別為0.33、0.75、1.63、3.11、0.85，其中，白蒿和灰灰菜的HI均大于1.00，說明5 種重金屬綜合作用結果導致以上2 種野菜存在食用健康風險。

3 小結

綜上所述，對渭河濕地臨渭區采集的5 種野菜重金屬測定發現，除白蒿中Zn 含量略超標外，其余野菜樣品中重金屬含量均未超過國標限量。白蒿中只有Zn 的單因子污染指數大于1.00，其余野菜的重金屬單因子污染指數均小于1.00。研究區域中車前草處于重金屬綜合污染指數Ⅰ優良級，其他4 種野菜處于重金屬綜合污染指數Ⅱ安全（警戒）級。所采集野菜5 種重金屬的HQ均小于1.000，表明各種野菜中單獨一種重金屬對人類的食用健康不構成風險，但是白蒿和灰灰菜的HI均大于1.00，說明5 種重金屬綜合作用導致以上2種野菜存在食用健康風險。

土壤中的重金屬是野菜重金屬污染的主要來源。河流及沉積物中的重金屬元素經過生物鏈逐級傳遞后會影響處于生物鏈頂端的人類健康。在已經報道的研究成果中，發現了渭河所采集魚類樣品中Cd、Cr 含量明顯超標［8］，魚類重金屬污染來源于水體污染。結合本研究結果，渭河及渭河濕地重金屬污染的影響應該引起相關部門的警覺。