重慶市大米（稻谷）及種植土壤中鎘含量的分析研究

摘 要：目的：了解重慶市大米中鎘的污染狀況，分析大米中鎘的可能來源，為監(jiān)管部門提供數(shù)據(jù)支撐。方法：隨機(jī)抽取重慶市大米主產(chǎn)區(qū)縣中12個(gè)區(qū)縣開展采樣，共采集大米、稻谷（以糙米計(jì)）311批次，大米、稻谷（以糙米計(jì)）對(duì)應(yīng)的種植土壤311批次，進(jìn)行樣品鎘元素含量檢測(cè)分析。結(jié)果：311批次大米、稻谷（以糙米計(jì)）檢出不合格樣品57批次，總體不合格率達(dá)18.3%；311批次稻谷對(duì)應(yīng)種植土壤中鎘含量的中位值和平均值分別為0.150 mg·kg-1和0.282 mg·kg-1。結(jié)論：本研究分析了重慶市各區(qū)縣所產(chǎn)大米（稻谷）及其對(duì)應(yīng)土壤中鎘含量情況，大米受鎘污染較嚴(yán)重的區(qū)域主要為礦產(chǎn)資源豐富的區(qū)縣和涉及化工園區(qū)的區(qū)縣，鎘含量較高的種植土壤中生長(zhǎng)出的稻谷（以糙米計(jì)）鎘含量可能較高，進(jìn)一步印證了水稻對(duì)土壤中重金屬鎘具有較強(qiáng)的富集作用。

關(guān)鍵詞：大米；土壤；鎘含量

Analysis and Study on Cadmium Content in Rice

（Brown Rice） and Planting Soil in Chongqing City

GU Shiwei， HU Yunjun， LIU Ding， ZHENG Qinyue， ZHOU Yanling

（Chongqing Institute of Food and Drug Inspection and Testing， Chongqing 400714， China）

Abstract： Objective： Understand the pollution status of cadmium in rice in Chongqing， analyze the possible sources of cadmium in rice， and provide data support for regulatory authorities. Method： Randomly select 12 counties from the main rice producing areas in Chongqing for sampling， including 311 batches of rice and brown rice， as well as 311 batches of corresponding planting soil for rice and brown rice， for cadmium content detection and analysis of the samples. Result： The monitoring and inspection of cadmium in 311 batches of rice and brown rice detected 57 batches of unqualified samples （see Annex

2 for details）， with an overall unqualified rate of 18.3%; The median and average values of cadmium content in the soil corresponding to 311 batches of rice were 0.150 mg·kg-1 and 0.282 mg·kg-1， respectively. Conclusion： This study analyzed the content of cadmium in rice and its corresponding soil produced in various districts and counties of Chongqing. The areas with severe cadmium pollution in rice are mainly those with abundant mineral resources and those involving chemical industrial parks. It indicates that the cadmium content in brown rice grown in planting soil with high cadmium content may be higher， This further confirms that rice has a strong enrichment effect on heavy metal cadmium in soil.

Keywords： rice; soil; cadmium content

鎘（Cadmium，Cd）廣泛存在于自然界中，是人體非必需的重金屬元素。鎘可在生物體內(nèi)富集，通過食物鏈進(jìn)入人體并引起慢性中毒。鎘在體內(nèi)的半衰期長(zhǎng)達(dá)20～40年[1]。機(jī)體中鎘積累到一定程度后，會(huì)引起腎臟和骨的病變，甚至還具有一定的致突變、致癌、致畸作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)鎘污染農(nóng)田面積達(dá)到28.0萬(wàn)hm2，年產(chǎn)鎘超標(biāo)農(nóng)產(chǎn)品數(shù)量超過150萬(wàn)t，稻田鎘污染情況日趨嚴(yán)重[2]。大氣降塵、污水灌溉、污泥農(nóng)用及農(nóng)業(yè)施肥已成為稻米鎘污染的主要污染源。環(huán)境中的鎘進(jìn)入農(nóng)業(yè)環(huán)境后，被水稻植株吸收并向上遷移，富集在稻米中，從而造成稻米鎘污染[3]。大米作為我國(guó)南方地區(qū)居民的主食，與人們的生活息息相關(guān)。“鎘大米”是人體通過膳食攝入鎘的主要來源之一。為保證人們的飲食安全，《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》（GB 2762—2022）規(guī)定大米、稻米（以糙米計(jì)）中鎘的限量為0.2 mg·kg-1[4]，與歐盟標(biāo)準(zhǔn)一致，低于聯(lián)合國(guó)食品準(zhǔn)則委員會(huì)的限量值0.4 mg·kg-1。為了解重慶市大米中鎘的污染狀況，評(píng)價(jià)鎘在重慶市的分布特征及暴露水平，本研究針對(duì)大米中鎘污染情況開展采樣檢測(cè)，確定風(fēng)險(xiǎn)分布范圍；通過稻谷種植土壤中鎘污染狀況調(diào)查，分析大米中鎘的可能來源，為監(jiān)管部門風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、風(fēng)險(xiǎn)排查及科學(xué)監(jiān)管提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 樣品來源

本次研究共完成622批次的采樣檢驗(yàn)任務(wù)，其中大米、稻谷（以糙米計(jì)）311批次，大米、稻谷（以糙米計(jì)）對(duì)應(yīng)的種植土壤311批次。采樣的區(qū)縣分別為G區(qū)、E區(qū)、D縣等12個(gè)區(qū)縣，涉及被采樣單位300余家，稻谷及其種植土壤采樣分布詳見表1。

1.2 試劑與儀器

ICAPQ電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，賽默飛；PE 900T原子吸收光度計(jì)；MARS6微波消解儀，CEM；超純水機(jī)，密理博；萬(wàn)分之一電子天平，賽多利斯。

硝酸，默克；鹽酸，川東化工；氫氟酸，川東化工；鎘單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院。

1.3 樣品預(yù)處理

樣品混合均勻后，稱取0.2～0.5 g試樣至消解管中，大米中加入9 mL濃硝酸，土壤中加入6 mL濃硝酸、3 mL濃鹽酸、2 mL氫氟酸[5]，進(jìn)行微波消解。樣液趕酸后加一級(jí)水定容至25 mL，混勻備測(cè)，同時(shí)做空白試驗(yàn)。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

參照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中鎘的測(cè)定》（GB 5009.15—2023）[6]，大米、稻谷（以糙米計(jì)）試樣經(jīng)消解后，注入樣品消化液，于石墨爐原子吸收分光光度計(jì)中測(cè)定，在一定濃度范圍內(nèi)，其吸光度值與鎘含量成正比，采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量。土壤試樣經(jīng)消解后，由電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測(cè)定，以元素特定質(zhì)量數(shù)（質(zhì)荷比，m/z）定性，采用內(nèi)標(biāo)法檢測(cè)，待測(cè)元素質(zhì)譜信號(hào)與待測(cè)元素的濃度成正比，進(jìn)行定量分析[5]。

2 結(jié)果與分析

2.1 線性回歸方程和相關(guān)性

按儀器操作規(guī)程，將儀器調(diào)至最佳狀態(tài)，分別測(cè)定校準(zhǔn)曲線系列溶液、空白溶液和樣品溶液。原子吸收分光光度計(jì)線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)分別為Y=30.410 23X+0.000 55，R2=0.999 840；電感耦合等離子體質(zhì)譜儀線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)分別為Y=2 591.840 4X+78.309 2，R2=0.999 6。

2.2 稻谷中鎘含量檢測(cè)結(jié)果

世界各國(guó)和組織均對(duì)大米中鎘含量進(jìn)行了限量規(guī)定。澳大利亞、新西蘭、俄羅斯等規(guī)定大米中鎘的限量為0.1 mg·kg-1；《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》（GB 2762—2022）規(guī)定大米、稻谷（以糙米計(jì)）中鎘的限量為0.2 mg·kg-1，與歐盟、韓國(guó)一致；國(guó)際食品法典委員會(huì)（Codex Alimentarius Commission，CAC）、日本、泰國(guó)、越南規(guī)定大米中鎘的限量為0.4 mg·kg-1。依據(jù)國(guó)標(biāo)、歐盟標(biāo)準(zhǔn)、CAC對(duì)大米中鎘的限量要求，對(duì)本次監(jiān)測(cè)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析，詳見表2。

本次共完成311批次大米、稻谷（以糙米計(jì)）的檢驗(yàn)，檢出不合格樣品57批次，總體合格率為81.7%，總體不合格率達(dá)18.3%。由表2可知，合格率最低的是K區(qū)，其次依次是C區(qū)、H區(qū)、E區(qū)、D縣、A區(qū)和F區(qū)，其合格率均低于總體合格率；而高于總體合格率的區(qū)縣分別為J區(qū)、G區(qū)、B區(qū)、L區(qū)和I區(qū)5個(gè)區(qū)縣。大米受鎘污染較嚴(yán)重的區(qū)域主要為礦產(chǎn)資源豐富的區(qū)縣（如K區(qū)、D縣、G區(qū)和I區(qū)）、涉及化工園區(qū)的區(qū)縣（如F區(qū)、E區(qū)和A區(qū)）。此次測(cè)得稻谷（以糙米計(jì)）中鎘含量的中位值為0.051 mg·kg-1，平均值為0.116 mg·kg-1。

2.3 土壤中鎘含量監(jiān)測(cè)結(jié)果

共完成311批次稻谷對(duì)應(yīng)種植土壤中鎘含量的檢驗(yàn)（土壤采樣涉及的區(qū)縣同上）。來自12個(gè)區(qū)縣的種植土壤中鎘含量的中位值和平均值分別為0.150 mg·kg-1和0.282 mg·kg-1。

依據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 15618—2018）[7]，土壤可依照農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值和農(nóng)用地土壤污染管制值劃分為3段。①土壤中鎘含量低于0.6 mg·kg-1，這類土壤對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、農(nóng)作物生長(zhǎng)、土壤生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)低，一般情況下可忽略。②土壤中鎘含量在0.6～3.0 mg·kg-1，這類土壤對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、農(nóng)作物生長(zhǎng)、土壤生態(tài)環(huán)境可能存在風(fēng)險(xiǎn)。③土壤中鎘含量大于3.0 mg·kg-1，這類土壤污染風(fēng)險(xiǎn)高，所產(chǎn)食用農(nóng)產(chǎn)品不符合質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)。因此，種植稻谷的土壤中鎘含量應(yīng)≤0.60 mg·kg-1。經(jīng)檢測(cè)，鎘含量超過0.60 mg·kg-1的種植土壤[簡(jiǎn)記為：種植土壤（R＞0.60 mg·kg-1）]共36批次，占種植土壤總批次（311）的11.6%。按占比從大到小的順序，種植土壤（R＞0.60 mg·kg-1）依次分布于E區(qū)（22.2%）、K區(qū)（20.0%）、D縣（17.9%）、I區(qū)（17.9%）、G區(qū)（15.4%）、F區(qū)（12.5%）和A區(qū)（10.7%）等區(qū)縣。

2.4 稻谷與對(duì)應(yīng)種植土壤中鎘含量比對(duì)分析

依據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)》（GB 15618—2018），當(dāng)種植土壤中鎘含量超過0.60 mg·kg-1時(shí)，土壤就不適用于種植水稻。通過SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)本次專項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并采用Pearson相關(guān)性分析討論大米（稻谷）鎘含量與種植土壤鎘含量、稻谷（以糙米計(jì)）不合格率以及種植土壤（R＞0.60 mg·kg-1）占比之間的關(guān)系，詳見表3。

稻米（以糙米計(jì)）鎘含量與稻谷（以糙米計(jì)）不合格率之間具有極顯著的相關(guān)性（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)為0.767。同時(shí)，稻米（以糙米計(jì)）鎘含量與種植土壤鎘含量、種植土壤（R＞0.60 mg·kg-1）占比之間也具有極顯著的相關(guān)性（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)分別為0.743和0.757，表明鎘含量較高的種植土壤中生長(zhǎng)出的稻谷（以糙米計(jì)）鎘含量可能較高，與相關(guān)研究[8]的結(jié)論一致。種植土壤鎘含量與稻谷（以糙米計(jì)）不合格率、種植土壤（R＞0.60 mg·kg-1）占比之間具有極顯著的相關(guān)性（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)分別為0.829和0.851。稻谷（以糙米計(jì)）不合格率與種植土壤（R＞0.60 mg·kg-1）占比之間具有極顯著的相關(guān)性（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)達(dá)0.875，表明種植土壤（R＞0.60 mg·kg-1）占比越大，從該土壤上種植出的稻谷（以糙米計(jì)）不合格率越高，即稻米（以糙米計(jì)）中鎘含量相對(duì)較高。進(jìn)一步印證了水稻對(duì)土壤中重金屬鎘具有較強(qiáng)的富集作用。

3 結(jié)論

本次采樣檢測(cè)分析工作很好地反映了重慶市各區(qū)縣所產(chǎn)大米（稻谷）及其對(duì)應(yīng)土壤中鎘含量情況，大米受鎘污染較嚴(yán)重的區(qū)域主要為礦產(chǎn)資源豐富的區(qū)縣和涉及化工園區(qū)的區(qū)縣，同時(shí)發(fā)現(xiàn)鎘含量較高的種植土壤中生長(zhǎng)出的稻谷（以糙米計(jì)）鎘含量可能較高，進(jìn)一步印證了水稻對(duì)土壤中重金屬鎘具有較強(qiáng)的富集作用。建議加強(qiáng)對(duì)鎘污染區(qū)縣地產(chǎn)大米企業(yè)原材料及成品的監(jiān)管力度。

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基金項(xiàng)目：重慶市大米（稻谷）及種植土壤中鎘含量專項(xiàng)監(jiān)測(cè)（渝科委發(fā)（2016）159號(hào)）。

作者簡(jiǎn)介：辜世偉（1983—），男，重慶人，本科，高級(jí)工程師。研究方向：食品、食品添加劑中無機(jī)分析檢測(cè)。