大棚种植铁皮石斛的重金属含量与健康风险评价

2016-06-21倪张林何玲吉汤富彬

浙江农业科学 2016年6期

关键词：铁皮石斛重金属

倪张林，喻晴，何玲吉，汤富彬

（中国林业科学研究院亚热带林业研究所国家林业局经济林产品质量检验检测中心（杭州），浙江杭州 311400）

大棚种植铁皮石斛的重金属含量与健康风险评价

倪张林，喻晴，何玲吉，汤富彬

（中国林业科学研究院亚热带林业研究所国家林业局经济林产品质量检验检测中心（杭州），浙江杭州 311400）

摘要：为研究重金属对铁皮石斛食用安全性的影响，利用ICP-MS技术测定了浙江地区大棚种植铁皮石斛的重金属含量，结果发现，所调查的4个地区铁皮石斛样品中，重金属Pb，Cd和As符合浙江省的地方标准DB33 635.4—2007《无公害铁皮石斛第4部分安全质量要求》，利用日摄入量和目标风险指数（THQ）对浙江省大棚种植铁皮石斛中进行健康风险评价，发现日摄入量远低于FAO/WHO推荐的参考剂量；THQ估算结果显示，单一重金属的THQ值均低于1，表明正常消费铁皮石斛基本不产生健康风险。

关键词：ICP-MS；铁皮石斛；重金属；健康风险评价

文献著录格式:倪张林，喻晴，何玲吉，等.大棚种植铁皮石斛的重金属含量与健康风险评价［J］.浙江农业科学，2016，57（6）: 844-846.

随着人类回归大自然的浪潮日益高涨，人们对传统药物保健品日益重视，中药保健品的逐步全球化已是必然趋势，但近年来由于环境污染和栽培方式等原因，中药材中重金属含量时有超标［1-2］，严重影响着药材的品质及出口。铁皮石斛是一种具有较高食用和药用价值的草本植物，可用于治疗慢性萎缩性胃炎、高血压、糖尿病、抗肿瘤和抗衰老等［3-4］。由于其独特的功效，被列为“中华九大仙草”之首，在业界享受“北人参南枫斗”的美誉。铁皮石斛的消费量每年增速较快。至2014年，浙江铁皮石斛基地面积超过2 000 hm2。

铁皮石斛属于多年生草本植物，与传统中草药的种植方式不同，铁皮石斛采用松树皮作为培养基质，栽培期间施用一定量的有机肥或者缓释肥；一般从小苗到可采收需要3年时间，3年后每隔8—12个月可进行1次采收。茎干是铁皮石斛主要入药和可食用部分，作为保健品可洗净后直接新鲜食用，也可干制后食用。本研究针对浙江省内13个规模铁皮石斛种植基地的石斛样品及其基质进行取样，对其5种重金属（Pb，Cd，As，Hg和Cu）污染状况进行调查，采用日摄入量和目标风险指数对铁皮石斛的食用安全进行健康风险评价，为居民铁皮石斛食用安全提供可靠的依据。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

AL104万分位天平（瑞士METTLERTOLEDO公司）；NexIon 300DICP-MS（美国PerkinElmer公司）；Mars6微波消解仪（美国CEM公司）；试验纯水由Milli-Q纯水仪（美国Merck Millipore公司）制备，用于定容的50 mL刻度离心管（美国Corning公司）为聚丙烯材质，使用前用5%硝酸清洗2次，自然晾干待用。硝酸（优级纯，德国CNW公司）；过氧化氢（优级纯，国药集团化学试剂有限公司）；重金属单元素标准溶液、内标物、GBW10020柑橘叶标准物质（国家标准物质中心）；质谱调谐液（美国PerkinElmer公司）。

1.2 样品采集

采集时间为2015年5和6月，根据浙江省铁皮石斛种植基地的规模和数量样品采集于浙江省温州市（5个基地，22个样品）、台州市（3个基地，11个样品）、金华市（3个基地，9个样品）和杭州市（3个基地，13个样品）的铁皮石斛大棚种植基地，采集粗壮且长度不小于15 cm的茎干，同时采集其种植基质，根据基地规模，每个基地采集不少于3份石斛样品及其对应的基质。采集后的样品及时带回实验室，样品用食品粉碎机粉碎，装入封口袋置于冰箱中-18℃低温保存。

1.3 样品前处理

称取约0.2 g样品（精确到0.000 1g）于聚四氟乙烯消化管中，加入5 mL硝酸，放置于赶酸炉上150℃预消解30 min，冷却后加入2 mL硝酸和1 mL过氧化氢，密封好消化管，放入微波消解器，微波消解程序见表1，消解完毕后，再放置到赶酸炉上，再以160℃赶酸至管内液体剩余1 mL左右，冷却后，用纯水少量多次洗涤定容至25 mL，上机备用，每个样品至少做3个平行，同时做样品空白。

表1　微波消解程序

1.4 样品分析

在进行样品分析前，仪器工作条件见表2。

表2　ICP-MS工作参数

1.5 方法检出限、准确度和精密度

按1.4所述的方法制备11个独立的空白溶液，然后对其进行测定，计算其标准偏差，最低检出浓度为其3倍的标准偏差（表3），最后再根据称样量和定容体积计算其方法检出限。由表可知，各元素的方法检出限均满足检测要求。在上述仪器条件下，采用实际样品进行精密度测试，除Hg元素外（由于实际样品中Hg含量都在检出限附近），各元素的精密度在0.5%～4.2%（n =6），方法稳定。为证实方法的准确度，测定了与铁皮石斛样品同时处理的有证标准物质豆角（GBW10021）。从表4中可看出，测定值均在标准值范围之内，表明方法准确。

表3　ICP-MS法测定的检测限、精密度和准确度

2 结果与分析

2.1 铁皮石斛中重金属分布情况

由表4可知，6种重金属在温州、杭州、金华地区的铁皮石斛中平均含量水平顺序为Cu＞Cr＞Cd＞Pb＞As＞Hg，而台州地区的样品中Cu＞Cr＞Pb＞Cd＞As＞Hg。浙江省的地方标准DB33 635.4—2007《无公害铁皮石斛第4部分安全质量要求》［5］规定了其中Pb，Cd和As限量分别为0.2，0.2和0.5 mg·kg-1。此次分析的4个地区的55份样品中均未出现超标情况，且大部分样品远低于限量标准。就这3个元素而言，Pb的平均含量为杭州＞台州＞温州＞金华，温州和金华地区的含量无显著性差异；Cd的平均含量为金华＞杭州＞温州＞台州；金华、杭州和台州地区的As含量无显著性差异，温州地区样品略低于这3个地区。另外，Hg元素在大部分铁皮石斛样品中未检出，Cr的含量与许多植物性产品含量相当［5］。

2.2 日摄入量和目标风险指数的评价

重金属对人体的毒害程度依赖于日摄入量（DIR）。

DIR=（C×D）/B［6］。

式中: C，D，B分别代表重金属在铁皮石斛中的含量（metal）、每人日摄入的铁皮石斛的量（food intake）和平均体重（averageweight）。按照浙江人铁皮石斛食用习惯，本文中铁皮石斛的D值为0.05 kg·人-1），B取值为60 kg。估算结果表明，大棚种植铁皮石斛对重金属的日摄入量远低于FAO/WHO推荐的参考剂量（表5），表明食用大棚种植铁皮石斛的风险较低。

表4　铁皮石斛样品中重金属的分布

表5　铁皮石斛日摄入量和目标风险指数值

利用目标风险指数（THQ）可以评价当地居民消费铁皮石斛后产生的健康风险。

THQ=10-3×（EF×ED×FIR×C/RFD×WA× TA）。

式中: EF是暴露频率（365 d·a-1）［1］；ED是暴露持续时间，相当于平均寿命（70 a）；FIR是食物摄入量（kg·人-1·d-1）；C是食物中重金属的含量（mg·kg-1）；RFD是日参考剂量（mg·kg-1· d-1）（数据来源于USEPA）；WA是平均体重（60 kg）；TA为平均暴露时间（本研究设为30 a）。由表可知，重金属THQ值远小于1，意味着日常食用铁皮石斛健康风险很低。