贵州麻江县蓝莓主栽区果实重金属含量及安全性评价

2019-08-05张文华苟体忠

山东化工 2019年13期

张文华，周丽，苟体忠

(凯里学院资源与环境研究所，贵州凯里 556011)

蓝莓是世界粮农组织推荐的五大健康水果之一[1]，在栽培过程中也可能会产生重金属污染。贵州省麻江县是中国南方最早引种栽培蓝莓的地区，经过近20年的发展，目前麻江县已经形成包括蓝莓引种、规范化种植、科研和深加工的系列产业链，其栽培面积和产量在贵州乃至中国南方都位列前茅，也是贵州省率先实施蓝莓有机栽培的地区，麻江蓝莓已成为中国地理标志产品。然而由于经济利益的驱动，在蓝莓种植的早期，一些农户为了作物增收、增产，不同程度使用各种肥料、杀虫剂、除草剂等，从而引入了外源重金属，导致土壤开始遭受到了各种重金属不同程度的污染，已有研究表明，贵州省黔东南州施秉县、雷山县中药材种植基地土壤Hg、Cd、As和Pb的含量高于贵州省土壤重金属背景值[2-3]，而黔东南州麻江县蓝莓种植基地土壤重金属分布特征及其风险评价尚未见报道，土壤中是否存在有不同程度的重金属污染从而导致蓝莓果实存在重金属污染风险，值得研究。ICP-MS法已广泛运用于测定蓝莓、茶叶、油菜籽等的重金属元素[1,4-5]。对果蔬食品开展重金属污染分析与评价以保证消费者的食物安全日益受到重视[6-10]。

鉴于此，本研究以麻江蓝莓果实为研究对象，选择麻江县栽培面积较为集中的具有代表性的6个蓝莓种植基地，在蓝莓成熟时期采取这6个主要栽培区18件蓝莓果实样品，采用ICP-MS分别测定蓝莓果实中的6种重金属元素含量，并采用单因子污染指数法和内梅罗污染指数法对蓝莓果实重金属元素富集程度和安全性进行了评价。

1 材料与方法

1.1 样品采摘区域

麻江县位于贵州省中部清水江上游，东经107°18′～107°53′、北纬26°17′～26°37′，属亚热带季风湿润气候区，冬无严寒、夏无酷暑、雨量充沛、四季分明，年平均气温14～16℃，年降雨量1200～1500 mm，相对湿度80%左右。

研究样本区为6个点，每个点各取3个样，共18件样品，其样品分布如图1所示。

图1 麻江蓝莓基地采样点分布图

1.2 样品采集与分析方法

蓝莓果实采摘时间为2016年七月13日至19日，蓝莓品种为园蓝，每个样本点采摘的果粒尽量保持大小均一，成熟度一致。每个取样点在采集果实时，以取样点的坐标点为圆心点，划定直径3 m的圆圈，在圆圈包含的范围内采摘果实。每个样本点采摘的果实用“四分法”缩分至1 kg，装入自封袋，每个蓝莓种植基均采集3件样本，六个蓝莓种植基共采集样本18袋，重量共18 kg，带回实验室。每个1 kg的样本在实验用烘箱在105℃下干燥至恒重，同时测定纪录每件样品的含水率。将每个1Kg样本干燥的果实全部经不锈钢粉碎机粉碎成粉末，过35目筛(颗粒直径<0.5 mm)，粉末充分混合后，用"四分法"缩减，取10 g装入密封袋于干燥器中保藏，备用。果实中的Cr、Cu、Zn、As、Pb和Cd测定时，取干燥备用的样品0.2 g，用ICP-MS分析，分析方法见文献[2]，测定的数值为果实以干重计的重金属含量，再根据每个样品的含水率，换算成以果实鲜重计的重金属含量。共分析了18个样品。

1.3 重金属污染评价方法

浆果中重金属含量限量标准是以《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB2762 -2017)[11]作为参照，农作物污染物程度评价方法主要有单因子污染指数法及内梅罗综合污染指数法[6]。通过计算单因子污染指数和综合污染指数，再根据水果中重金属污染程度标准[7]评价麻江蓝莓主栽区蓝莓果实重金属污染程度。

1.3.1 单因子污染指数法

单因子污染指数法是目前国内评价农作物的污染指数运用得最多的方法，污染指数越大，农作物中重金属的超标率越高，农作物污染程度越大，农作物就越不安全，计算公式为：

Pi=Ci/Si

式中：Pi-蓝莓中污染物的单项污染指数；Ci-为污染物i的实测值，mg/kg；Si-为污染物i的最大限量值，mg/kg (参照GB2762-2017)[11]。

1.3.2 综合污染指数法(内梅罗指数法)

内梅罗指数法是根据6个蓝莓种植基地所得的18个单因子污染指数求得平均值和全部单因子污染指数中的最大值计算所求出的，最终用来评价蓝莓的污染等级和水平的重要参数。综合污染指数越高，蓝莓所受污染程度越大，食用安全性越差。计算公式为：

式中：P综-蓝莓质量综合污染指数；(Ci/Si)max-蓝莓各项污染指数中的最大值，mg/kg；(Ci/Si)ave-蓝莓各项污染指数中的平均值，mg/kg[4,9-10,12-15]。

1.4 数据分析与处理

采用SPSS 19.0对蓝莓果中的重金属含量及其污染指数进行统计分析；采用GPS结合Coreldraw X7对蓝莓果样品的采样位置进行绘制。

2 结果与讨论

2.1 蓝莓果实中重金属含量

麻江蓝莓主栽区蓝莓果实中重金属含量是否超标均是根据《食品安全国家标准水果中食品污染限量》(GB2762-2017)[11]来衡量，将标准与6个样点18件蓝莓果实样品中Cr、Cu、Zn、As、Pb和Cd的测定结果进行比较，结果如表1所示。

表1 蓝莓浆果中重金属元素含量(n=3) mg/kg

由表1可知麻江蓝莓主栽区6个样点的蓝莓果实中Cr、Cu、Zn、As、Pb和Cd的平均值分别是0.2228、0.2644、0.6067、0.4100、0.0417和0.0011 mg/kg。根据《食品安全国家标准水果中食品污染限量》(GB2762-2017)[11]，浆果中重金属元素的限量标准：Cr≤0.5 mg/kg、Cu≤10 mg/kg、Zn≤20 mg/kg、As≤0.5 mg/kg、Pb≤0.2 mg/kg、Cd≤0.05 mg/kg，可以看出，6个样点蓝莓果实中Cr、Cu、Zn、As、Pb和Cd的含量均未超过GB2762-2017标准。

蓝莓对土壤中As和Zn的吸收能力较强，尤其是Zn，其平均值达0.53 mg/kg。且同种重金属在不同主栽区蓝莓果实中的含量差异比较大，所测6个蓝莓主栽区蓝莓果实中Cr含量的平均值大小为：乌羊麻村>龙山乌卡蓝莓庄园>宣威陡坡坪>宣威陈家山>碧波甘溪>龙山白竹林；6个蓝莓主栽区蓝莓中Cu含量的平均值大小为：宣威陈家山>龙山白竹林>龙山乌卡蓝莓庄园>碧波甘溪>宣威陡坡坪=乌羊麻村；Zn含量的平均值大小为：龙山乌卡蓝莓庄园>碧波甘溪>宣威陈家山>龙山白竹林>乌羊麻村>宣威陡坡坪,其中龙山乌卡蓝莓庄园蓝莓中Zn的含量远超于其他五个种植地区，几乎是它们的2倍。As含量的平均值大小为：龙山白竹林>龙山乌卡蓝莓庄园>宣威陈家山>宣威陡坡坪、乌羊麻村>碧波甘溪；Pb含量的平均值大小为：乌羊麻村>龙山乌卡蓝莓庄园>宣威陡坡坪>宣威陈家山>碧波甘溪>龙山白竹林；6个蓝莓主栽区蓝莓果实中Cd的含量远低于As的含量。