貴州山地特色農產品中鉛與砷含量及污染評價

(貴陽海關,貴州貴陽 550081)

農產品是人們日常生活中必不可少的食物,也是非常重要的經濟作物[1]。近年來,貴州省充分發揮山地特色農業資源優勢,大力發展優質茶葉、優質蔬菜、特色雜糧及特色林果等山地現代高效產業,已逐步成為貴州省經濟社會發展的著力點。農產品對重金屬有一定的富集能力,且重金屬可通過食物鏈進入人體,給人類健康帶來危害[2-4];隨著物質生活水平的提高,人們對農產品的質量提出了更高的要求,特別是對農產品中重金屬污染研究十分關注。目前,我國已有部分地區對農產品中重金屬的污染情況進行了調查研究,但是貴州山地特色農產品中重金屬的污染評價國內還未見文獻報道[5-7]。

因此,開展貴州山地特色農產品中重金屬的污染狀況調查并對其安全進行評價具有非常重要的現實意義。我關在長期檢驗監管過程中發現,部分農產品中鉛與砷的含量較高,已經超過食品安全國家標準GB 2762-2017《食品中污染物限量標準》中規定的限量值[8],農產品中鉛與砷的測定已成為主要的衛生檢測指標。

為了解貴州山地特色農產品中重金屬的污染狀況,本文以貴州六種主要山地特色農產品為研究對象,考察了220個茶葉、350個薏苡仁、60個竹蓀、150個辣椒、50個馬鈴薯及200個獼猴桃樣品中鉛與砷的含量并對其污染程度做出了分析評價,以期為農產品中重金屬的污染控制提供指導依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

茶葉、薏苡仁、竹蓀、辣椒、馬鈴薯、獼猴桃 采樣時間為2018年5月～2018年11月。采樣地點主要設在貴州遵義、織金、興義、六盤水等農產品種植基地,采集部位均為可食用部分;硝酸、高氯酸 均為優級純,國藥集團化學試劑有限公司;實驗用水 超純水。

ZEEnit 650 P石墨爐原子吸收光譜儀 德國耶拿公司;AF 610 D2原子熒光光譜儀 北京北分瑞利分析儀器公司;XPE204電子分析天平 梅特勒-托利多公司;EG37C可調溫式電熱板 北京萊伯泰科公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品預處理 采集茶葉樣品220個、薏苡仁樣品350個、竹蓀樣品60個、辣椒樣品150個、馬鈴薯樣品50個及獼猴桃樣品200個,采集好的樣品運回實驗室,用蒸餾水沖洗干凈后放置通風處晾干,經粉碎機粉碎,儲于塑料瓶中,保存備用。

1.2.2 鉛含量的測定 參照國家標準GB 5009.12-2017《食品中鉛的測定》,稱取樣品2.00 g,加入 20 mL硝酸-高氯酸(1+9)混合酸,靜置過夜,采用濕式消解法進行消解,每個設置2個平行樣,用石墨爐原子吸收光譜儀測定其鉛的質量濃度[9-10]。石墨爐升溫程序見表1。

表1 石墨爐升溫程序Table 1 Program of temperature elevation of graphite furnace

1.2.3 砷含量的測定 參照國家標準GB 5009.11-2014《食品中砷的測定》,稱取樣品2.00 g,加入20 mL硝酸-高氯酸(1∶5)混合酸,再加入1.5 mL硫酸,靜置過夜,采用濕式消解法進行消解,每個設置2個平行樣,用原子熒光光譜儀測定其砷的質量濃度[11-12]。原子熒光光譜儀的工作條件見表2。

表2 原子熒光光譜儀的工作條件Table 2 Operation conditions of atomic fluorescence spectrometer

1.2.4 農產品重金屬污染評價方法與標準

1.2.4.1 農產品重金屬污染評價方法 采用單因子污染指數法和綜合污染指數法[13-14]評價農產品中鉛和砷的含量。這兩種方法已經在農產品重金屬污染評價方面得到廣泛的應用[15-16]。

單因子污染指數計算方法為:

Pi=Ci/Si

式(1)

式中,Pi為農產品中污染物i的單項污染指數;Ci為農產品中污染物i的實測值;Si為污染物的評價標準,評價標準見表3中的限量值。

表3 農產品中重金屬限量標準Table 3 The limit standard of heavy metal in agricultural products

綜合污染指數法可以全面反應各污染物的作用,突出高濃度重金屬對農產品品質的影響,其計算方法為:

式(2)

式中,P綜為農產品綜合污染指數;Pi max為農產品中污染物i的單項污染指數最大值;Pi ave為農產品中污染物i的單項污染指數平均值。

1.2.4.2 農產品的污染等級劃分 根據綜合評價指標對農產品的污染等級進行劃分,具體劃分標準[19-20]見表4。

表4 農產品的污染等級劃分Table 4 The grade of pollution level of agricultural products

1.3 數據處理

實驗數據采用Excel 2007軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 貴州省主要山地特色農產品中鉛與砷的含量分析

所調查的6種農產品中鉛與砷的含量狀況見表5。從表5可以看出,所調查的6種農產品中Pb、As的含量有較大差異。其中,Pb在農產品中的最高含量依次為:茶葉>竹蓀>薏苡仁>辣椒>馬鈴薯>獼猴桃;As在農產品中的最高含量依次為竹蓀>茶葉>薏苡仁>辣椒>馬鈴薯>獼猴桃。與國家標準GB 2762-2017《食品中污染物限量標準》相比,所檢的薏苡仁中有2.6%的樣品Pb含量超標,含量范圍在0.041～0.21 mg·kg-1之間,平均含量為0.056 mg·kg-1;竹蓀中有18.3%的樣品Pb含量超標,含量范圍在0.043～1.2 mg·kg-1之間,平均含量為0.44 mg·kg-1;竹蓀中有33.3%的樣品As含量超標,含量范圍在0.068～1.1 mg·kg-1,平均含量為0.40 mg·kg-1。所檢的茶葉、辣椒、馬鈴薯及獼猴桃中Pb與As的含量均未超標。

表5 貴州省山地特色農產品中鉛與砷的含量Table 5 The content of lead and arsenic in the agricultural products with mountain characteristics in Guizhou province

本次調查中有少量的薏苡仁樣品受到了Pb污染,主要可能是由于種植薏苡仁的土壤遭受了污染。重金屬經污水灌溉和工業、礦業廢渣的排放等各種渠道進入土壤,造成土壤中重金屬元素的積累,薏苡仁的生長周期較長,主要是通過根系從土壤中吸收富集重金屬造成重金屬含量超標的。所以加強產地環境整治管理力度,從源頭上杜絕重金屬對產地環境,尤其是產地土壤和灌溉水的污染,是有效控制薏苡仁中重金屬含量超標的基本措施。而竹蓀中的重金屬主要來源于其培養基及生長的土壤,竹蓀中Pb與As的含量超標率較高,原因可能是其培養基和生長的土壤受到了Pb與As的污染,通過菌絲的富集作用將Pb與As轉移到了竹蓀子實體中。因此控制好竹蓀的培養基和生長的土壤中重金屬的水平可以提高竹蓀的品質。總體來說,所調查的6種貴州山地特色農產品中,菌類產品比其他谷物、蔬菜、水果等農產品更容易富集重金屬,這與朱瓊仙等[21]、蒲云霞等[22]的相關研究結果相一致。

2.2 貴州省主要山地特色農產品中鉛和砷的污染評價

根據式(1)和式(2),計算出貴州主要山地特色農產品中Pb與As的單因子污染指數(Pi)和綜合污染指數(P綜),結果見表6。

從表6可以看出,以單因子污染指數分析,茶葉、薏苡仁、竹蓀、辣椒及馬鈴薯中Pb含量的單項污染指數分別為:0.17、0.28、0.44、0.51及0.15,均小于1,屬于清潔水平,表明這幾種農產品中Pb含量均為安全等級;不同農產品中Pb含量的單項污染指數大小順序為:辣椒>竹蓀>薏苡仁>茶葉>馬鈴薯;茶葉、薏苡仁、竹蓀、辣椒及馬鈴薯中As含量的單項污染指數分別為:0.01、0.03、0.80、0.02及0.02,均小于1,屬于清潔水平,表明這幾種農產品中As含量均為安全等級,不同農產品中As含量的單項污染指數大小順序為:竹蓀>薏苡仁>辣椒=馬鈴薯>茶葉。

表6 貴州省山地特色農產品中鉛與砷的污染評價Table 6 The pollution evaluation of lead and arsenic in the agricultural products with mountain characteristics in Guizhou province

以綜合污染指數分析,茶葉、薏苡仁、辣椒及馬鈴薯的綜合指數分別為:0.14、0.23、0.41及0.12,均小于0.7,屬于清潔水平,表明這幾種農產品的品質均屬于安全等級。但是竹蓀的綜合污染指數為0.72,在0.7～1.0之間,屬于尚清潔水平,表明竹蓀的污染等級屬于警戒等級;不同農產品的綜合污染指數大小順序為:竹蓀>辣椒>薏苡仁>茶葉>馬鈴薯。貴州山地特色農產品中,竹蓀較其他農產品容易受到重金屬的污染,這可能與菌類產品極易富集重金屬有一定的關系。

3 結論

本研究結果表明,貴州山地特色農產品中重金屬鉛(ND～2.6 mg·kg-1、)與砷(ND～1.1 mg·kg-1)的污染程度總體較輕,除了竹蓀以外,絕大部分農產品的綜合污染指數均小于0.7,屬于清潔水平,安全等級,可放心食用;竹蓀屬于尚清潔水平,警戒等級,存在一定的健康風險。不同農產品對重金屬的富集程度不同,茶葉、薏苡仁、辣椒、馬鈴薯及獼猴桃均屬于清潔水平,安全等級;只有竹蓀屬于尚清潔水平,警戒等級,存在一定的健康風險竹,蓀比茶葉、薏苡仁、辣椒、馬鈴薯及獼猴桃更易富集重金屬,這需引起相關部門的重視,應重點關注竹蓀等菌類產品中重金屬的污染,進一步加強對竹蓀等菌類產品中重金屬含量的監測。