塘沽地区日常膳食中重金属安全风险评估

塘沽地区日常膳食中重金属安全风险评估

岳晏伊 李 纯 天津科技大学食品工程与生物技术学院

以电感耦合等离子体质谱（ICPMS）为检测手段，对塘沽地区日常膳食中植物类和动物类食品共117种样品进行砷和镉两种重金属检测，分析不同重金属对于不同类别食品的污染分布情况。选用Crystal Ball评估软件，对两种重金属的暴露量进行非参数概率评估，计算摄入不同食品的成人的单位体重周暴露量及MOS值。结果表明，目前塘沽地区居民膳食中摄入的砷、镉含量在安全范围内；但当摄入量较大时，砷、镉的MOS值均会不同程度的低于1，可推断过量摄入可能会存在潜在危险。

随着科技的发展，重金属正逐渐污染着环境，并通过食物链的传递作用，最终进入人体，危害人体正常新陈代谢和内脏器官。近年来，我国相继出台一系列有关食品重金属污染的标准和规范，如国家食品安全标准《食品中污染物限量》。本研究检测某时段内塘沽地区所采集样品的砷、镉含量，根据MOS值评估塘沽地区居民膳食中不同类别食品的风险程度，给出重金属超标食品的最大周摄入量，分析此情况下可能存在的潜在危害，正确引导居民食品消费。

材料与方法

样品的采集

样品采集点为塘沽的大型超市和农贸市场，时间为2015年秋季。样品随机采集，按照每种动物类食品1 kg/次、每种植物类食品1.5 kg/次的标准量取样。样品采集后置于聚乙烯塑料袋中密封，标记后运回实验室。

样品选取塘沽地区居民日常膳食中的蔬菜、水果、薯类、豆类等79种植物类食品和禽畜、鱼虾、蛋类等38种动物类食品。

样品的处理与测定

用去离子水洗净样品，取可食部分匀浆。准确称取0.5 g匀浆后的样品于聚四氟乙烯消解内罐中，加入5.0 mL HNO3后加盖浸泡1 h，再加入2.0 mL H2O2，微波消解，消解结束后，将内罐置于恒温电热板上100 ℃赶酸，冷却后消化液转移至50 mL容量瓶中定容，同时做试剂空白。用0.45 μm的水系滤膜进行过滤，采用电感耦合等离子体质谱ICP-MS（7500cx 美国安捷伦）进行测定。

结果与分析

不同种类食品重金属污染分布

通过测定的117种样品中的镉、砷重金属含量，分析动物类食品及植物类食品的重金属污染分布情况，见表1。从表1可看出，日常膳食中，动物类食品中砷含量远大于植物类食品，两类食品的镉含量相差无几。整体上看，动物类食品砷污染较为严重。

概率评估模型

暴露评估一般使用点评估或概率评估。采用样品中砷、镉重金属测得的数据，运用基于Monte Carlo模拟的Crystal Ball评估软件进行分布拟合，确定最佳拟合分布，利用Bootstrap方法量化评估模型的不确定度，计算摄入不同食品成人单位体重周暴露量。

1 参数设定

概率评估模型以污染物和消费量均为分布数据，其数学表达式为：PTWI=C×IR/（BW×1000）。式中，PTWI表示重金属的周暴露量，mg/kg/week；C表示日常膳食中重金属的含量，mg/kg；IR表示食品的平均周摄入量，g/week；BW表示人体平均体重，根据WHO推荐的成年人平均体重60 kg的报道，体重以60 kg/person计算。

对于未检出的样品，按照世界卫生组织和美国环境保护署建议进行测算。本实验中有＜60%的检测结果实测值低于方法的检出限（LOD），因此以1/2LOD值计算，两种重金属的最低检出限分别为砷 0.004 7 mg/kg、镉0.000 5 mg/kg。

表1 塘沽地区日常膳食中重金属污染分布情况

表2 重金属的每周参考剂量取值

2 塘沽地区日常膳食重金属暴露分析

动物类食品砷周均暴露量概率分布图显示，在10 000次模拟实验中共获得9 900个可用再生样本，动物类食品砷周均暴露量平均值为0.823 7 μg/kg/week，中值为0.638 7 μg/kg/week；75百分位、95百分位和99百分位砷周均暴露量分别是1.082 4、2.182 1、3.455 9 μg/kg/week；99百分位即最高暴露点低于每周参考剂量。

动物类食品镉周均暴露量概率分布图显示，在10 000次模拟实验中共获得9 900个可用再生样本，动物类食品镉周均暴露量平均值为1.187 9 μg/kg/week，中值为0.384 0 μg/kg/week；75百分位、95百分位和99百分位镉周均暴露量分别是1.095 9、4.646 8、12.856 0 μg/kg/week；99百分位即最高暴露点高于每周参考剂量。

植物类食品砷周均暴露量概率分布图显示，在10 000次模拟实验中共获得9 900个可用再生样本，植物类食品砷周均暴露量平均值为5.175 6 μg/kg/week，中值为4.414 1 μg/kg/week；75百分位、95百分位和99百分位砷周均暴露量分别是6.982 9、12.209 1、16.740 4 μg/kg/week；99百分位即最高暴露点低于每周参考剂量。

植物类食品镉周均暴露量概率分布图显示，在10 000次模拟实验中共获得9 900个可用再生样本，植物类食品镉周均暴露量平均值为3.533 4 μg/kg/week，中值为2.727 3 μg/kg/week；75百分位、95百分位和99百分位镉周均暴露量分别是4.699 8、9.277 1、15.370 2 μg/kg/week；99百分位即最高暴露点高于每周参考剂量。

塘沽地区居民日常膳食重金属的风险描述

以计算重金属的每周参考剂量（PTWI）与周暴露量的比值为评价标准。根据风险值MOS=PTWI/周暴露量可知，如果MOS值＞1，说明食品中重金属含量对食品安全影响的风险可接受的；如果MOS值＜1,说明重金属含量超出可接受的程度，应采取一定的风险管理措施。

根据《中国居民膳食指南（2016年）》中食品的摄入推荐量计算，在最小摄入量的情况下，动物类食品砷、镉的MOS值的平均值分别为36.081 4和42.206 9，MOS值的最小值分别为0.420 6和3.498 1；植物类食品砷、镉的MOS值的平均值分别为8.272 2和5.028 9，MOS值的最小值分别为1.733 8和1.733 8。在最大摄入量的情况下，动物类食品砷、镉的MOS值的平均值分别为21.648 8和25.324 2，MOS值的最小值分别为0.252 4和2.098 8；植物类食品砷、镉的MOS值的平均值分别为4.866 0和2.958 2，MOS值的最小值分别为1.019 9和0.789 6。

以上数据表明，按目前塘沽地区居民日常膳食摄入动物类、植物类食品砷、镉重金属的含量在正常膳食中不会存在健康风险；但是当摄入量较大时，砷、镉这2种重金属的MOS值均会不同程度的低于1，可以推断过量摄入可能会存在潜在危险。其中，八带鱼、平鱼、切蟹、6-8虾4种食品砷重金属MOS值＜1，需降低摄入量至353 g/week 或与砷重金属MOS值较大的禽畜类食品搭配食用；韭菜、荷兰豆、平菇、大蒜、四季豆、土豆和油菜7种食品镉重金属MOS值＜1，需降低摄入量至4 698 g/week或与镉重金属MOS值较大的鱼虾类食品搭配食用。

结论

通过对塘沽地区117种常见食品样品中砷、镉的检测，发现鱼虾类食品砷含量超标率达66.7%，且动物类食品中砷含量远高于植物类食品，但两类食品砷、镉的平均含量均小于中国食品安全标准。通过MOS值的比较分析，发现部分砷、镉含量超标的食品MOS值＜1（动物类食品砷周暴露量的99百分位为3.455 9 μg/kg/week，植物类食品镉周暴露量的99百分位为15.370 2 μg/kg/week）,说明重金属含量超出可接受范围，应采取一定风险管理措施，在日常膳食中应注意菜品用量和搭配。