四川地区低镉富集蔬菜品种分析及安全性评估

张泽锦，唐 丽*，李跃建，刘小俊

(1. 四川省农业科学院 园艺研究所/蔬菜种质与品种创新四川省重点实验室，四川 成都 610066；2. 农业部西南地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室，四川 成都 610066)

四川地区低镉富集蔬菜品种分析及安全性评估

张泽锦1,2，唐 丽1,2*，李跃建2，刘小俊1,2

(1. 四川省农业科学院 园艺研究所/蔬菜种质与品种创新四川省重点实验室，四川 成都 610066；2. 农业部西南地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室，四川 成都 610066)

选取四川地区常用的5大类46种蔬菜品种，分别种植在镉超限和镉未超限土壤中，测定可食部分的镉含量，分析不同蔬菜类型的镉富集能力，探讨其食用安全性，为镉污染土壤中蔬菜种植规划提供支持。结果表明，不同类型蔬菜对重金属的富集能力顺序为：叶菜类>茄果类>根茎类>瓜类>豆类。在镉含量较高的土壤中应避免种植叶菜类中高镉富集型蔬菜品种，建议种植豆类和瓜类低镉富集型蔬菜品种。对普通人群而言，在土壤镉超限[土壤镉含量<0.977±0.090 mg/kg]区域内，摄入蔬菜量442.8 g/d以下通过食用蔬菜而摄入的镉含量是相对安全的。

镉含量；蔬菜；土壤；食用安全性

土壤中重金属来源主要由两方面因素引起，一是土壤成土母质中自带；二是近年来，随着中国经济的迅速发展、城市规模日益扩大，工农业活动过程中排放到环境中的重金属，在土壤中逐渐积累，使其我国农村土壤环境面临重金属污染的威胁。其中镉(Cd)是毒性最强的几种重金属之一，它在自然界中的含量十分稀少，分布却很分散，土壤和水体中一般都含有微量的镉存在。镉为动植物的非必需元素，农田镉含量超标会影响作物生长、产量及品质[1]。人体摄入过量镉会引起机体突变、畸形及癌症[2]，因此联合国环境规划署曾经提出12种具有全球性意义的危险化学物质，其中镉列在首位。我国土壤镉污染形式严峻，《全国土壤污染状况调查公报》(2014)年报道，在土壤重金属污染中，镉的点位超标率最高，为7.0 %。镉污染在四川地区已经成为不容忽视的问题[3]。存在于土壤中的镉不易分解，因此在镉污染地区，选择种植低镉富集能力的作物是应对土壤镉污染，保证食品安全的有效措施之一。

蔬菜作为居民日常饮食中必不可少的食品类型，在饮食结构中占据举足轻重的地位。据四川省农业统计年鉴(2013)报道，2013年四川蔬菜年产量为3910.7万t，已成为四川省优势特色产业和现代农业的重要组成部分。不同的蔬菜种类、同一蔬菜不同品种及同一品种的不同器官，由于外部形态及内部结构不一，以及生长发育特点和代谢类型不同等原因，造成其对重金属的吸收富集能力有较大差异[4]。有报道指出，叶菜类的吸收能力大于果菜类蔬菜，叶菜类蔬菜的吸收变异性较大，而果菜类较小[5]。成都地区蔬菜重金属污染分析标明，9种蔬菜对镉的吸收大小为：菠菜>芹菜>大白菜>韭菜>黄瓜>油菜>花菜>番茄>甘蓝[6]。但已有报道只针对四川蔬菜镉含量进行了调查，未能涉及适应四川地区种植蔬菜镉富集能力的探讨。因此，本文在镉超限和镉未超限土壤中种植冬、春两季，不同种类蔬菜(瓜类、茄果类、豆类、叶菜类等)以筛选适宜四川地区种植的低镉富集蔬菜品种，同时探讨其食用安全性，为镉超限土壤中蔬菜种植规划提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 供试材料

瓜类(8种)，豆类(10种)，叶菜类(14种)，茄果类(9种)，根茎类(5种)播种分秋冬季和春夏季进行(表1)。

表1 供试品种

表2 实验地土壤镉含量

1.2 栽培与取样方法

试验地点：分别选取四川省德阳市A点和南充市B点为试验地，面积分别为0.13 hm2。按照5点采样法对试验地块进行采样，测定土壤镉含量。

秋冬季试验2013年9月种植，2014年3月试验结束；春夏季试验2014年3月至2014年6月。试验随机区组排列，3次重复，每个小区8 m2(稀植作物种植不低于20株)。为避免化学肥料施入带来的污染所用肥料种类：尿素、磷酸二氢钾，按常规管理作底肥和追肥施入。蔬菜按商品正常成熟后各小区取样，混和后测定可食部分镉含量。

1.3 镉含量测定

土壤样品按照石墨炉原子吸收分光光度法(GB/T17141-1997)进行总镉含量测定；蔬菜样品按照食品中镉的测定(GB/T 5009.15-2003)方法进行总镉含量测定。

1.4 数据处理与分析

实验数据的处理及分析利用Microsoft Excel 2010和SPSS 18.0软件完成。利用SPSS 18.0软件进行组内聚类分析。

2 结果与分析

2.1 试验地土壤镉含量

A点试验地和B点试验地土壤全镉的平均值分别为(0.977±0.090) 和(0.100±0.012)mg/kg，pH分别为6.45和6.62。依据食用农产品产地环境质量评价标准(HJ332-2006)中土壤镉含量的限定值，A点试验地和B点试验地土壤分别为镉超限土壤和镉未超限土壤(表2)，分别为蔬菜生产土壤镉限量标准的3.3倍和33 %。

2.2 不同蔬菜种类镉富集差异

从表3可以看出，在超限土壤中叶菜类可食部分镉含量最高，平均值为(0.1752±0.1277)mg/kg，分别比根茎类、瓜类及豆类蔬菜高333.6 %，134.8 %和428.0 %。未超限土壤中叶菜类可食部分镉平均含量为(0.0300±0.0285) mg/kg，比瓜类和豆类蔬菜高126.4 %和177.5 %。蔬菜可食部分镉含量从高到底为：叶菜类>茄果类>根茎类>瓜类>豆类。

从镉富集能力来看，叶菜类蔬菜的富集能力最高，其次为茄果类，根茎类，瓜类和豆类(表3)。通过不同蔬菜品种可食部分镉富集系数的聚类分析(图1)，可把5个不同类型的蔬菜分为为高、中、低镉富集类型。豆类和瓜类为低镉富集型蔬菜，根茎类和茄果类蔬菜为中镉富集型蔬菜，叶菜类为高镉富集型蔬菜。

表3 不同蔬菜可食部分的镉含量和富集系数

注：由于菠菜镉含量与其它叶菜类镉含量差距太大，不便计算，因此在此统计中未纳入。富集系数=蔬菜可食用部分重金属含量/土壤重。

2.3 不同蔬菜品种镉富集差异

不同蔬菜品种可食部分镉含量如图1所示，叶菜类和茄果类蔬菜在镉超限土壤种植后，可食部分镉含量普遍超过食品中污染物限量的国家标准(GB2762-2012)(豌豆苗除外)(表4)。

叶菜类中莴笋叶、芹菜以及空心菜在镉超限土壤种植后可食部分镉含量均超过了安全限值(图2，表4)。以菠菜含量最高，在镉未超限土壤中为0.2300 mg/kg，比安全限量值高15 %，在镉超限土壤中达到了1.3000 mg/kg，为安全限值的6.5倍；空心菜可食部分镉含量是0.4 mg/kg，为安全限量值的2倍，位列菠菜之后；莲白(品种：日本平头王)的镉含量较低，在镉未超限和镉超限土壤中可食部分镉含量分别是0.0076和0.0170 mg/kg，为安全限量值的3.8 %和8.5 %；豌豆苗在镉超限土壤中，可食部分镉含量为0.016 mg/kg，是安全限量值的8.0 %，为叶菜中含量最低，达到了食品镉含量安全标准(图2)。

茄果类蔬菜在镉污染土壤中种植，可食部分全部超过安全限值，其中茄子(品种：黑剑)可食部分的镉含量最高，是0.2700 mg/kg，为安全限量值的5.4倍；最低的为樱桃番茄，含量是0.0550 mg/kg，为安全限量值的110 %；其余辣椒、番茄及茄子品种不同程度的超过镉含量安全限量值(图2)。

此外，根茎类、瓜类及豆类蔬菜在两种镉含量土壤中，可食部分均未超过安全限量值。从本次试验结果来看，十字花科和葫芦科的作物在镉超限土壤种植后其可食用部分镉含量不容易超限，但要得出此结论，还需更多的试验数据进行论证。

2.4 蔬菜镉摄入量及其食用安全性评价

根据《四川省食物与营养发展实施计划(2014-2020年)》报道，2010-2012年，我省年人均消费蔬菜321.7 g/d。四川地区冬季主要以叶菜和根茎类蔬菜为主，春季主要以瓜类，茄果类和豆类蔬菜为主。假设烹调不影响蔬菜镉含量，参照郑娜等(2007)的推算方法[7]，针对成人(人均质量以55. 9 kg)来说，在本次实验的镉超限和镉未超限地区普通居民食用蔬菜的镉摄入量平均值分别为冬季摄入量43.59和8.68 μg/d，为世界卫生组织和美国环境保护署规定的成人镉最大允许摄入量(60 μg/d)的72.7 %和14.5 %。春季蔬菜摄入量14.99 和2.21 μg/d为允许摄入值的25.0 %和3.7 %。采用镉最大摄入值进行反推，当蔬菜可食部分镉量高于0.1865 mg/kg时，人体镉摄入量才会超标。本文供试的蔬菜品种中超过此含量的蔬菜只有8个，占实验品种的18 %。但这是有前提的，按照风险评估理论，只有人群长期食用这种高污染物含量的食品时，才可能产生潜在的健康风险，但出现这种情况的概率较低。可见，对于普通人群而言，通过食用生产于镉超限土壤的蔬菜(镉含量<(0.977±0.090) mg/kg以下的土壤)，在摄入蔬菜442.8 g/d以下，平均摄入镉的量是相对安全的。

图2 不同蔬菜品种的镉含量Fig.2 Cd content of vegetable

种类Type镉含量(mg/kg)Cdcontent叶菜类Leafvegetables0.20根茎类Rhizomevegetables0.10瓜类Melonvegetables0.05豆类Beanvegetables0.10茄果类Solanberryvegetables0.05

3 讨论与结论

本研究表明，镉超限土壤所种植蔬菜的可食部分镉富集能力因蔬菜种类差异较大，存在镉含量安全、超限或严重超限情况。四川地区主栽蔬菜种类的镉含量和富集能力与罗晓梅等(2003)[6]和李明德等(2005)[8]的结果类似，叶菜类最高，豆类最低。不同蔬菜镉含量与其可食部分相关，廖自基(1993)认为镉在植物新陈代谢旺盛器官积蓄量最大，而营养贮存器官积蓄量最少，各部位分布依次为：根>叶>枝>花>果实>籽粒[9]。同种类蔬菜不同品种，其镉富集能力有所不同，这可能由于不同品种基因型间耐镉性存在差异所导致[10-11]。对镉污染的这类土壤宜选择种植豆类和瓜类以及其他类蔬菜中低镉富集型蔬菜品种，应尽量避免种植高镉富集型蔬菜品种。

在镉未超限土壤区域，种植的大部分蔬菜是安全的，但叶类中的菠菜，其镉含量仍然超限，在镉未超限土壤中亦应避免种植这类高镉富集型的蔬菜品种。虽然，在镉超限土壤区(土壤镉含量<(0.977±0.090) mg/kg)，居民通过食用蔬菜的人均镉摄入量，对普通人群而言，镉摄入量是相对安全的，但在不同镉含量污染土壤中种植蔬菜应根据蔬菜种类有所选择，使镉超限土地达到高效利用，确保食品安全和农户利益。

[1]李素霞，胡正立，胡承孝，等. 镉污染条件下不同种类氮肥对克菜品质的影响[J].中国农学通报，2009，25(22):182-185.

[2]郭海涛. 不同蔬菜吸收积累镉的差异研究[D]. 首都师范大学, 2009:8.

[3]金立坚，李向龙，印 悦，等. 2011年四川省农村土壤中铅和镉含量调查[J]. 环境与健康杂志，2012，29(12):1112-1115.

[4]尚爱安，刘玉荣，梁重山，等. 土壤中重金属的生物有效性研究进展[J]. 土壤，2000(6):294-300，314.

[5]欧阳喜辉，赵玉杰，刘凤枝，等. 不同种类蔬菜对土壤镉吸收能力的研究[J].农业环境科学学报，2007，27(1):67-70.

[6]罗晓梅，张义蓉，杨定清. 成都地区蔬菜中重金属污染分析与评价[J]. 四川环境，2003，22(2):49-51.

[7]郑 娜，王起超，郑冬梅. 基于THQ的锌冶炼厂周围人群食用蔬菜的健康风险分析[J]. 环境科学学报，2007，27(4):672-678.

[8]李明德，汤海涛，汤 睿，等. 长沙市郊蔬菜土壤和蔬菜重金属污染状况调查及评价[J]. 湖南农业科学，2005(3):34-36.

[9]廖自基. 微量元素的环境化学及生物效应[M]. 北京：中国环境科学出版社, 1993. 299-302.

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[11]王凯荣，龚惠群. 两种基因型水稻对环境镉吸收与再分配差异性比较研究[J]. 农业环境科学保护, 1996，15(4):145-149，176.

(责任编辑 李 洁)

Analysis of Low Cadmium Collection Capacity Vegetables and Food Safety Assessment of Vegetables in Sichuan Province

ZHANG Ze-jin1, 2, TANG Li1, 2*, LI Yue-jian2, LIU Xiao-jun1, 2

(1. Horticulture Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences / Vegetable Germplasm Innovation and Variety Improvement Key Laboratory of Sichuan Province, Sichuan Chengdu 610066, China; 2. Key Laboratory of Horticultural Crop Biology and Germplasm Enhancement in Southwest, Ministry of Agriculture, Sichuan Chengdu 610066, China)

The 45 cultivated varieties of vegetables were planted in cadmium (Cd)-over standard soil and no cadmium-over standard soil to analyze the Cd collection capacity in different varieties of vegetables and eating safety. The results showed that the sequence of Cd collection capacity was that leaf vegetables > solanberry vegetables > rhizome vegetables > melon vegetables > bean vegetables. The low Cd collection capacity vegetables such as leaf vegetables should be planted in Cd-over standard area. On average，the residents of cadmium-over standard [Cd<(0.977±0.090)mg/kg] ingest 43.59 μg/d in sumner and 14.99 μg/d in winter per person through this study varieties, which did not pose any health risk to common people．

Cadmium content; Vegetable; Soil; Food safety

1001-4829(2016)10-2483-05

10.16213/j.cnki.scjas.2016.10.042

2015-08-20

四川省科技支撑项目(2014NZ0008)

张泽锦(1984-)，男，四川成都人，助理研究员，主要从事蔬菜栽培研究工作，E-mail：zejinzhang@hotmail.com；*为通讯作者：唐 丽(1963-)，女，四川成都人，研究员，主要从事蔬菜栽培及水肥一体化技术等研究工作，E-mail：tangli-999@163.com。

S63

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