贵州麻江蓝莓叶重金属含量及污染评价
2020-10-12张文华严红光苟体忠
张文华，严红光，苟体忠
(凯里学院 资源与环境研究所，贵州 凯里 556011)
蓝莓叶具有较高的食用和药用价值[1]，蓝莓叶含有维生素、氨基酸、矿物质、粗蛋白、多糖、甾醇、萜稀及酚类物质，特别是蓝莓叶富含多酚，Ehlenfeldt等[2-3]，其多酚的抗氧化活性和清除自由基能力均显著强于蓝莓果实[3]。为此，对蓝莓叶的研究与加工利用[4-11]，已成为蓝莓精深加工和产业链延申的一个重要邻域。由于蓝莓叶的生物学特性和食品营养特性，比较适合于用来加工成茶类食品[11-12]。然而蓝莓叶在生长过程中会吸收环境中的重金属元素，通过饮用会使蓝莓叶茶中的重金属向人体中迁移，危害人们的健康。根据国家强制性标准GB2762-2017《食品中污染物限量》和农业部标准NY659-2003《茶叶中铬、镉、汞、砷及氟化物限量》、NY/T288-2012《绿色食品茶叶》，对茶叶中重金属元素的安全性评价，主要考虑具有显著生物毒性的铅、砷、镉、铬和铜等[13]。
贵州省麻江县是我国南方最早引种栽培蓝莓的地区之一，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[14]。由于在蓝莓种植的早期，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，黔东南州麻江县蓝莓种植基地土壤中存在有不同程度的重金属污染[15]，从而导致蓝莓叶也存在重金属污染风险，值得研究。ICP-MS法广泛运用于测定蓝莓、茶叶、油菜籽等的重金属元素[14，16-17]测定，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[19-21]。鉴于此，为全面了解贵州省麻江县蓝莓主要栽培区蓝莓叶中重金属污染情况,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件蓝莓叶样品，应用ICP-MS分别测定蓝莓叶中的5种重金属元素含量，并采用单因子污染指数法对蓝莓叶铅、砷、镉、铬和铜5种具有显著生物毒性的重金属元素含量及污染程度进行评价，以期为蓝莓叶的综合利用和污染防治提供参考。
1 材料与方法
1.1 样品采摘
样品采摘区域为贵州省麻江县，样本区为6个点，每个点各取3个样，共18件样品，样品采集点的经纬度与海拔如表1所示。
表1 采样点经纬度及海拔Table 1 Latitude，longitude and altitude of sampling sites
表1(续)
蓝莓叶的采摘时间为2016年七月13日至19日，每个样本点采摘叶片尽量保持成熟度、大小均一。在取样点在采集叶片时，以取样点的坐标点为圆心点，划定直径3m的圆圈，在圆圈包含的范围内采摘叶片。每个样本点采摘的叶片用“四分法”缩分至1kg，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，每袋样本1kg。
1.2 样品处理与分析方法
每个1kg的样本在实验用烘箱在105℃下干燥至恒重。将每个1kg样本干燥的叶片用不锈钢粉碎机处为成粉末，过35目筛(颗粒直径<0.5mm)，过筛粉末充分混合，用"四分法"缩分至10克，装入密封袋，备用。叶片中的Pb、As、Cr、Cd、Cu、测定时，取干燥备用的样品0.2g，用ICP-MS分析，分析方法见文献[17]，测定的数值为蓝莓叶以干重计的重金属含量。
1.3 重金属污染评价方法
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[17]，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：
式中：PI——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 (Pb参照GB2762-2017[21]，As、Cr、Cd参照NY659-2003)[13]，Cu参照NY/T288-2012《绿色食品茶叶》[23],其限量值见表2。其分级标准为PI≤0.7，清洁；0.7
1.4 数据分析与处理
采用SPSS 19.0对蓝莓叶中的Pb、As、Cr、Cd和Cu等5种重金属含量及其污染指数进行统计分析。
表2 蓝莓叶中重金属元素的限量标准Table 2 Limit Standard of heavy metal elements in blueberry leaves /mg/kg
2 结果与讨论
2.1 蓝莓叶中重金属含量
麻江蓝莓主栽区蓝6个样点18件蓝莓叶样品中Pb、As、Cr、Cd和Cu的测定结果结果如表3所示。
表3 蓝莓叶中重金属元素含量Table 3 Heavy metal concentrations in blueberry leaf
由表3可知，6个蓝莓基地蓝莓叶中Pb、As、Cr、Cd和Cu的平均值变化差异不显著，其值分别为1.2±0.4 mg/kg、4.4±0.2 mg/kg、0.7±0.6 mg/kg、0.0±0.0 mg/kg和3.9±0.6 mg/kg。
2.2 单因子污染指数评价
麻江6个蓝莓主栽区蓝莓叶中Pb、As、Cr、Cd和Cu等5种重金属的单因子污染指数评价结果见表4。从表4可见，6个蓝莓基地蓝莓叶中平均As含量是茶叶限量标准值的2.2倍，而其他重金属元素未超标。Pi评价结果显示，蓝莓叶中的As已达中度污染水平，其他重金属元素处于清洁水平。蓝莓叶As污染较严重，有待进一步对蓝莓叶中As污染来源进行深入研究，并从源头上防止As污染，从而提高麻江蓝莓的品质。
表4 单项污染指数(PI)评价结果Table 4 Evaluation results of single pollution index(PI)
3 结论
(1)6个蓝莓基地蓝莓叶中Pb、As、Cr、Cd和Cu的平均值变化差异不显著，其值分别为1.2±0.4 mg/kg、4.4±0.2 mg/kg、0.7±0.6 mg/kg、0.0±0.0 mg/kg和3.9±0.6 mg/kg。
(2)PI评价结果显示，蓝莓叶中的As已达中度污染水平，其他重金属元素处于清洁水平。
(3)麻江蓝莓叶中As已达中度污染水平，有待近一步对其污染来源进行研究。
