貴州省市售豆類中鉛、鎘污染和健康風險評價

徐孟懷，朱明，周富強，游元丁，冉茂乾，焦彥朝2,*

1. 六盤水市口岸服務中心（六盤水 553000）；2. 國家果蔬檢測重點實驗室（六盤水）（六盤水 553000）；3. 貴陽海關綜合技術中心（貴陽 550081）

我國豆類資源豐富，主要有大豆、綠豆、紅豆、蕓豆、豌豆、蠶豆，全國各地均有種植，種植的品種較多，在國民生活和經濟發展中占有重要地位[1-4]。豆類營養豐富，除了含有豐富的蛋白質、碳水化合物、膳食纖維，還含有糖類、礦物質，維生素、脂肪和一些有益于人的健康的生物活性物質如多酚、黃酮等，對人類營養平衡起著重要作用[1-5]。隨著生活質量的提高，人們對豆類需求量呈增加，可用于制作植物油、豆芽、豆腐、豆漿、八寶粥、豆豉、醬等各類制品，因此其食品安全問題應受到廣泛關注，特別是重金屬污染問題。豆類作物在生長過程中會富集種植區土壤、肥料、農藥、灌溉水及周邊環境輸入的重金屬，容易受其污染。農作物的重金屬污染具有隱蔽性，一般不會引起急性中毒，同時又具有生物不可降解的特性，通過食物鏈富集后在人體蓄積，長期進食重金屬污染的食物極易對機體產生健康危害，造成不可逆的損傷[6]。因此應加倍重視重金屬污染引起的健康風險。目前我國有部分地區對農產品中重金屬進行污染分析[6-12]、健康風險評價[13-19]，但是未見貴州地區豆類重要衛生指標鉛、鎘的相關文獻報道。為了解貴州市售豆類中鉛、鎘污染情況，以貴陽市、黔南州、黔西南州三地常見市售蕓豆、綠豆、紅豆和大豆為研究對象，采用石墨爐原子吸收光譜法測定其鉛（Pb）、鎘（Cd）含量，采用單項污染指數法和內梅羅綜合污染指數法按食品中豆類相關限量標準對其進行污染等級評價，并用目標危害系數法進行人體的健康風險評價，以期為豆類農產品中重金屬污染控制、居民膳食攝入選擇提供科學指導依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

樣品：從貴陽市、黔南州、黔西南州三地農貿市場、超市等隨機采集市售豆類樣品，共146個，其中蕓豆36個（貴陽12個、黔南10個、黔西南14個），綠豆41個（貴陽18個、黔南11個、黔西南12個），紅豆24個（貴陽9個、黔南8個、黔西南7個），大豆45個（貴陽20個、黔南13個、黔西南12個）。

1.2 試劑與儀器設備

鉛、鎘標準溶液，購自國家有色金屬及電子材料分析測試中心。硝酸、高氯酸、磷酸二氫銨、硝酸鈀等，優級純試劑，購自國藥集團化學試劑有限公司。試驗用水為超純水。

Milli-Q超純水系統[默克化工技術（上海）有限公司]；XPE204天子分析天平（梅特勒-托利多上海有限公司）；ZEEnit 650 P石墨爐原子吸收光譜儀（德國耶拿公司）；EG37C電熱板（北京萊伯泰科儀器股份有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品的測定方法

樣品中鉛、鎘含量用石墨爐原子吸收光譜法測定，分別按照GB 5009.12—2017《食品安全國家標準食品中鉛的測定》[20]和GB 5009.15—2014《食品安全國家標準 食品中鎘的測定》[21]進行檢測。

1.3.2 污染評價方法

以GB 2762—2017《食品安全國家標準 食品中污染物限量》[22]中0.2 mg/kg限量標準作為豆類鉛、鎘污染評價的標準值。單因子評價和綜合評價，單因子評價可以反映某一種污染物對農產品的污染狀況，綜合評價可以反映多種污染物對農產品品質質量的綜合作用，尤其可以突出高質量分數污染物的影響，在農產品的重金屬污染評價中被廣泛應用[6-12]。研究參考周富強等[10]使用單項污染指數（Pi）法和內梅羅綜合污染指數（P綜）法對豆類中鉛、鎘污染進行評價。污染指數Pi和P綜分別按式（1）和（2）進行計算。

式中：Pi為污染物i（鉛或鎘）的單項污染指數；Ci為樣品中污染物i的含量實測值；Si為污染物的評價標準值（也即0.2 mg/kg）。

式中：P綜為污染物鉛、鎘的綜合污染指數；Pmax為樣品中鉛、鎘單項污染指數（Pi）最大值；Pave為樣品中鉛和鎘單項污染指數（Pi）的平均值。

農產品單項污染指數及內梅羅綜合污染指數對應的污染等級劃分標準[10]見表1。

表1 重金屬污染等級劃分

1.3.3 健康風險評價方法

為評估通過食用豆類產生的鉛、鎘健康風險，運用靶標危害系數法（target hazard quotients，THQ）對豆類的重金屬健康風險進評價。該方法通過評估人體攝入食物中污染物的劑量是否超出相應的參考劑量來判斷人體的暴露風險，能同時評價單一重金屬和多種重金屬復合暴露的健康風險評估，在農產品中重金屬暴露的健康風險評價中應用廣泛[14-19]。THQ按式（3）計算，TTHQ按式（4）計算。

式中：THQ為單一重金屬鉛或鎘的靶標危害系數；TTHQ為鉛、鎘2種重金屬的復合危害系數。如果THQ、TTHQ小于1，說明暴露人群沒有明顯的健康風險，反之，則說明暴露人群存在健康風險。EF為重金屬暴露頻率，取值通常為365 d/a。ED為重金屬暴露時間，通常為人均壽命（70 a），參考徐承香等[16]取貴州省居民人均壽命71.10 a；FIR為人均日消耗量，根據2016版《中國居民膳食指南》建議全谷物和雜豆類日攝入量為50～150 g，假設貴州人日常飲食中有50%（75 g）為豆類，其中蕓豆類雜豆和大豆制品較為常見，假設其人均日消耗量為豆類的1/3（也即25 g），而紅豆、綠豆類食品相對較少，假設其人均日消耗量為豆類的1/10（也即7.5 g），因此此處取值FIR（蕓豆）、FIR（大豆）為25 g/（d·人），FIR（綠豆）、FIR（紅豆）為7.5 g/（d·人）；Ci為豆類中重金屬含量，各豆類的重金屬含量平均值見表2；RFD為重金屬攝入參考劑量，參考文獻[15-17]等取值，RFD（Pb）=0.004 mg/（kg·d），RFD（Cd）=0.001 mg/（kg·d）；WAB為人均平均體重，以成人60 kg/人計；TA為平均暴露時間，TA=EF×ED=2 5951.5 d。

1.3.4 數據處理

數據均使用Excel 2010軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 豆類中鉛、鎘含量分析

所測貴州4種豆類樣品中鉛、鎘含量檢測結果見表2。樣品中鉛、鎘含量均低于標準限量值，未超標屬于安全水平。4種樣品重金屬含量平均值均表現為鉛＞鎘。樣品中鉛含量平均值表現為紅豆＞大豆＞蕓豆＞綠豆，檢出率趨勢與平均值一致；豆類產品中鎘含量平均值和檢出率均表現為大豆＞蕓豆＞綠豆＞紅豆。4種豆類鉛鎘含量差異較大，或與其重金屬富集能力、土壤重金屬背景有關。

表2 豆類產品中鉛、鎘的含量

2.2 豆類中鉛、鎘污染評價情況

用單項污染指數法和內梅羅綜合污染指數法評價調查豆類樣品中鉛、鎘污染情況，結果見表3。雖然所測樣品中鉛、鎘均未超過國家食品安全標準限量值，其對應的單項污染指數和內梅羅綜合污染指數均小于等于1.0，但仍有一定比例的樣品鉛、鎘污染指數處于警戒線（0.7＜P≤1.0）。鉛單項污染指數評價污染級別處于警戒水平的比例為紅豆29.2%（7/24）、蕓豆25.0%（9/36）、大豆24.4%（11/45）、綠豆19.5%（8/41）、總樣品24.1%（35/145）。鉛單項污染指數平均值從高到底依次為紅豆＞大豆＞蕓豆＞綠豆。所測豆類樣品中僅有大豆中2.2%（1/44）樣品中鎘污染指數處于警戒線（0.7＜P≤1.0），占總樣品的0.7%，其余均污染水平均處于清潔安全級別。鎘單項污染指數平均值從高到底依次為大豆＞蕓豆＞綠豆＞紅豆。鉛、鎘內梅羅綜合污染指數綜合評價結果表明，各豆類樣品均有一定比例處于警戒線污染水平，從高到底依次為紅豆8.3%（2/24）、綠豆7.3%（3/41）、大豆6.7%（3/45）、蕓豆5.6%（2/36），占總樣品的7.6%，綜合污染指數平均值從高到底依次為紅豆＞大豆＞蕓豆＞綠豆。

表3 豆類樣品中鉛、鎘污染評價

2.3 豆類中鉛、鎘健康風險評價

運用靶標危害系數法對所測豆類中鉛、鎘的健康風險進行評價，結果見表4。貴陽、黔西南、黔南三地區市售豆類鉛的健康危害系數THQ為大豆＞蕓豆＞紅豆＞綠豆，鎘的健康危害系數THQ為大豆＞蕓豆＞綠豆＞紅豆。鉛、鎘復合的健康危害指數TTHQ與鉛單獨的健康危害指數一致，為大豆＞蕓豆＞紅豆＞綠豆。所調查的貴州市售4種豆類中鉛、鎘對人體的靶標危害系數THQ和復合危害系數TTHQ均小于1，居民食用其暴露于鉛、鎘的風險總體處于較低水平，日常食用不會對人體造成明顯的健康危害。

表4 豆類中鉛、鎘危害系數

3 結論

貴陽、黔西南、黔南州三地區4種豆類樣品中鉛、鎘含量均未超出標準限量值，屬于安全水平。鉛含量平均值和檢出率均為紅豆＞大豆＞蕓豆＞綠豆，鎘含量平均值和檢出率均為大豆＞蕓豆＞綠豆＞紅豆。

所測樣品的鉛、鎘單項污染指數和內梅羅綜合污染指數均小于等于1，未受污染，但仍有24.1%的鉛單項污染指數、0.7%的鎘單項污染指數和7.6%的綜合污染指數，介于0.7和1.0之間，處于尚清潔警戒水平，應繼續關注其鉛、鎘的污染以確保食品安全。鉛單項污染指數平均值為紅豆＞大豆＞蕓豆＞綠豆。鎘單項污染指數平均值為大豆＞蕓豆＞綠豆＞紅豆。鉛、鎘內梅羅綜合污染指數平均值為紅豆＞大豆＞蕓豆＞綠豆。

靶標危害系數評價表明貴陽、黔西南、黔南州三地區4種豆類中鉛、鎘對人體的靶標危害系數和復合危害系數均小于1，日常食用不會對人體造成明顯的健康風險。

綜上，貴州市售豆類中鉛、鎘均受到不同程度的污染，日常食用不會造成明顯的健康危害，但需加監測與監管力度以確保豆類的產品質量安全。豆類農產品的重金屬污染源于種植土壤、灌溉水、肥料等，因此為有效降低豆類中重金屬的含量，應采取有效措施對其重金屬污染源頭進行控制：加強對種植區土壤重金屬含量的監測，優先選擇土壤本底值低的區域進行種植，在高本底值地區種植對重金屬吸附性低的豆類；嚴格含有重金屬灌溉水、農藥和化肥的使用，避免因種植管理帶入的污染。同時，建議有關部門加強對超市、農貿市場等市售豆類的重金屬污染監測力度，掌握污染情況，保障其食品安全質量。

重金屬的膳食健康風險不僅僅與豆類中所含濃度有關，還與攝入量、暴露年限、暴露頻率、多種重金屬復合暴露等多因素共同作用，此次評估僅采用簡單的點評估方法，初步評估了貴州三地區4種豆類中鉛、鎘的健康風險，可以供其他地區豆類食品或其他食品中重金屬健康風險評估模型參考，但仍存在一定的局限性：豆類攝入量是根據中國居民膳食指南和貴州地區豆類農產品消費習慣假設的，高估其消費量以從嚴評估豆類重金屬污染的潛在健康風險；此次評估是對全人群的平均膳食暴露水平的評估，并未針對不同年齡、消費群體進行區分，有研究表明鉛和汞暴露接觸對兒童的健康風險高于成年人[19]；此次評估僅對豆類產品中的鉛、鎘進行了重金屬健康風險評估，由于重金屬廣泛存在，且豆類在種植過程中易受生態環境輸入的多種重金屬的污染，因此想要全面評估豆類中重金屬膳食健康風險，還需綜合考慮汞、砷、鉻等重金屬的健康風險。