贵州省市售豆类中铅、镉污染和健康风险评价

徐孟怀，朱明，周富强，游元丁，冉茂乾，焦彦朝2,*

1. 六盘水市口岸服务中心（六盘水 553000）；2. 国家果蔬检测重点实验室（六盘水）（六盘水 553000）；3. 贵阳海关综合技术中心（贵阳 550081）

我国豆类资源丰富，主要有大豆、绿豆、红豆、芸豆、豌豆、蚕豆，全国各地均有种植，种植的品种较多，在国民生活和经济发展中占有重要地位[1-4]。豆类营养丰富，除了含有丰富的蛋白质、碳水化合物、膳食纤维，还含有糖类、矿物质，维生素、脂肪和一些有益于人的健康的生物活性物质如多酚、黄酮等，对人类营养平衡起着重要作用[1-5]。随着生活质量的提高，人们对豆类需求量呈增加，可用于制作植物油、豆芽、豆腐、豆浆、八宝粥、豆豉、酱等各类制品，因此其食品安全问题应受到广泛关注，特别是重金属污染问题。豆类作物在生长过程中会富集种植区土壤、肥料、农药、灌溉水及周边环境输入的重金属，容易受其污染。农作物的重金属污染具有隐蔽性，一般不会引起急性中毒，同时又具有生物不可降解的特性，通过食物链富集后在人体蓄积，长期进食重金属污染的食物极易对机体产生健康危害，造成不可逆的损伤[6]。因此应加倍重视重金属污染引起的健康风险。目前我国有部分地区对农产品中重金属进行污染分析[6-12]、健康风险评价[13-19]，但是未见贵州地区豆类重要卫生指标铅、镉的相关文献报道。为了解贵州市售豆类中铅、镉污染情况，以贵阳市、黔南州、黔西南州三地常见市售芸豆、绿豆、红豆和大豆为研究对象，采用石墨炉原子吸收光谱法测定其铅（Pb）、镉（Cd）含量，采用单项污染指数法和内梅罗综合污染指数法按食品中豆类相关限量标准对其进行污染等级评价，并用目标危害系数法进行人体的健康风险评价，以期为豆类农产品中重金属污染控制、居民膳食摄入选择提供科学指导依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

样品：从贵阳市、黔南州、黔西南州三地农贸市场、超市等随机采集市售豆类样品，共146个，其中芸豆36个（贵阳12个、黔南10个、黔西南14个），绿豆41个（贵阳18个、黔南11个、黔西南12个），红豆24个（贵阳9个、黔南8个、黔西南7个），大豆45个（贵阳20个、黔南13个、黔西南12个）。

1.2 试剂与仪器设备

铅、镉标准溶液，购自国家有色金属及电子材料分析测试中心。硝酸、高氯酸、磷酸二氢铵、硝酸钯等，优级纯试剂，购自国药集团化学试剂有限公司。试验用水为超纯水。

Milli-Q超纯水系统[默克化工技术（上海）有限公司]；XPE204天子分析天平（梅特勒-托利多上海有限公司）；ZEEnit 650 P石墨炉原子吸收光谱仪（德国耶拿公司）；EG37C电热板（北京莱伯泰科仪器股份有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 样品的测定方法

样品中铅、镉含量用石墨炉原子吸收光谱法测定，分别按照GB 5009.12—2017《食品安全国家标准食品中铅的测定》[20]和GB 5009.15—2014《食品安全国家标准 食品中镉的测定》[21]进行检测。

1.3.2 污染评价方法

以GB 2762—2017《食品安全国家标准 食品中污染物限量》[22]中0.2 mg/kg限量标准作为豆类铅、镉污染评价的标准值。单因子评价和综合评价，单因子评价可以反映某一种污染物对农产品的污染状况，综合评价可以反映多种污染物对农产品品质质量的综合作用，尤其可以突出高质量分数污染物的影响，在农产品的重金属污染评价中被广泛应用[6-12]。研究参考周富强等[10]使用单项污染指数（Pi）法和内梅罗综合污染指数（P综）法对豆类中铅、镉污染进行评价。污染指数Pi和P综分别按式（1）和（2）进行计算。

式中：Pi为污染物i（铅或镉）的单项污染指数；Ci为样品中污染物i的含量实测值；Si为污染物的评价标准值（也即0.2 mg/kg）。

式中：P综为污染物铅、镉的综合污染指数；Pmax为样品中铅、镉单项污染指数（Pi）最大值；Pave为样品中铅和镉单项污染指数（Pi）的平均值。

农产品单项污染指数及内梅罗综合污染指数对应的污染等级划分标准[10]见表1。

表1 重金属污染等级划分

1.3.3 健康风险评价方法

为评估通过食用豆类产生的铅、镉健康风险，运用靶标危害系数法（target hazard quotients，THQ）对豆类的重金属健康风险进评价。该方法通过评估人体摄入食物中污染物的剂量是否超出相应的参考剂量来判断人体的暴露风险，能同时评价单一重金属和多种重金属复合暴露的健康风险评估，在农产品中重金属暴露的健康风险评价中应用广泛[14-19]。THQ按式（3）计算，TTHQ按式（4）计算。

式中：THQ为单一重金属铅或镉的靶标危害系数；TTHQ为铅、镉2种重金属的复合危害系数。如果THQ、TTHQ小于1，说明暴露人群没有明显的健康风险，反之，则说明暴露人群存在健康风险。EF为重金属暴露频率，取值通常为365 d/a。ED为重金属暴露时间，通常为人均寿命（70 a），参考徐承香等[16]取贵州省居民人均寿命71.10 a；FIR为人均日消耗量，根据2016版《中国居民膳食指南》建议全谷物和杂豆类日摄入量为50～150 g，假设贵州人日常饮食中有50%（75 g）为豆类，其中芸豆类杂豆和大豆制品较为常见，假设其人均日消耗量为豆类的1/3（也即25 g），而红豆、绿豆类食品相对较少，假设其人均日消耗量为豆类的1/10（也即7.5 g），因此此处取值FIR（芸豆）、FIR（大豆）为25 g/（d·人），FIR（绿豆）、FIR（红豆）为7.5 g/（d·人）；Ci为豆类中重金属含量，各豆类的重金属含量平均值见表2；RFD为重金属摄入参考剂量，参考文献[15-17]等取值，RFD（Pb）=0.004 mg/（kg·d），RFD（Cd）=0.001 mg/（kg·d）；WAB为人均平均体重，以成人60 kg/人计；TA为平均暴露时间，TA=EF×ED=2 5951.5 d。

1.3.4 数据处理

数据均使用Excel 2010软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 豆类中铅、镉含量分析

所测贵州4种豆类样品中铅、镉含量检测结果见表2。样品中铅、镉含量均低于标准限量值，未超标属于安全水平。4种样品重金属含量平均值均表现为铅＞镉。样品中铅含量平均值表现为红豆＞大豆＞芸豆＞绿豆，检出率趋势与平均值一致；豆类产品中镉含量平均值和检出率均表现为大豆＞芸豆＞绿豆＞红豆。4种豆类铅镉含量差异较大，或与其重金属富集能力、土壤重金属背景有关。

表2 豆类产品中铅、镉的含量

2.2 豆类中铅、镉污染评价情况

用单项污染指数法和内梅罗综合污染指数法评价调查豆类样品中铅、镉污染情况，结果见表3。虽然所测样品中铅、镉均未超过国家食品安全标准限量值，其对应的单项污染指数和内梅罗综合污染指数均小于等于1.0，但仍有一定比例的样品铅、镉污染指数处于警戒线（0.7＜P≤1.0）。铅单项污染指数评价污染级别处于警戒水平的比例为红豆29.2%（7/24）、芸豆25.0%（9/36）、大豆24.4%（11/45）、绿豆19.5%（8/41）、总样品24.1%（35/145）。铅单项污染指数平均值从高到底依次为红豆＞大豆＞芸豆＞绿豆。所测豆类样品中仅有大豆中2.2%（1/44）样品中镉污染指数处于警戒线（0.7＜P≤1.0），占总样品的0.7%，其余均污染水平均处于清洁安全级别。镉单项污染指数平均值从高到底依次为大豆＞芸豆＞绿豆＞红豆。铅、镉内梅罗综合污染指数综合评价结果表明，各豆类样品均有一定比例处于警戒线污染水平，从高到底依次为红豆8.3%（2/24）、绿豆7.3%（3/41）、大豆6.7%（3/45）、芸豆5.6%（2/36），占总样品的7.6%，综合污染指数平均值从高到底依次为红豆＞大豆＞芸豆＞绿豆。

表3 豆类样品中铅、镉污染评价

2.3 豆类中铅、镉健康风险评价

运用靶标危害系数法对所测豆类中铅、镉的健康风险进行评价，结果见表4。贵阳、黔西南、黔南三地区市售豆类铅的健康危害系数THQ为大豆＞芸豆＞红豆＞绿豆，镉的健康危害系数THQ为大豆＞芸豆＞绿豆＞红豆。铅、镉复合的健康危害指数TTHQ与铅单独的健康危害指数一致，为大豆＞芸豆＞红豆＞绿豆。所调查的贵州市售4种豆类中铅、镉对人体的靶标危害系数THQ和复合危害系数TTHQ均小于1，居民食用其暴露于铅、镉的风险总体处于较低水平，日常食用不会对人体造成明显的健康危害。

表4 豆类中铅、镉危害系数

3 结论

贵阳、黔西南、黔南州三地区4种豆类样品中铅、镉含量均未超出标准限量值，属于安全水平。铅含量平均值和检出率均为红豆＞大豆＞芸豆＞绿豆，镉含量平均值和检出率均为大豆＞芸豆＞绿豆＞红豆。

所测样品的铅、镉单项污染指数和内梅罗综合污染指数均小于等于1，未受污染，但仍有24.1%的铅单项污染指数、0.7%的镉单项污染指数和7.6%的综合污染指数，介于0.7和1.0之间，处于尚清洁警戒水平，应继续关注其铅、镉的污染以确保食品安全。铅单项污染指数平均值为红豆＞大豆＞芸豆＞绿豆。镉单项污染指数平均值为大豆＞芸豆＞绿豆＞红豆。铅、镉内梅罗综合污染指数平均值为红豆＞大豆＞芸豆＞绿豆。

靶标危害系数评价表明贵阳、黔西南、黔南州三地区4种豆类中铅、镉对人体的靶标危害系数和复合危害系数均小于1，日常食用不会对人体造成明显的健康风险。

综上，贵州市售豆类中铅、镉均受到不同程度的污染，日常食用不会造成明显的健康危害，但需加监测与监管力度以确保豆类的产品质量安全。豆类农产品的重金属污染源于种植土壤、灌溉水、肥料等，因此为有效降低豆类中重金属的含量，应采取有效措施对其重金属污染源头进行控制：加强对种植区土壤重金属含量的监测，优先选择土壤本底值低的区域进行种植，在高本底值地区种植对重金属吸附性低的豆类；严格含有重金属灌溉水、农药和化肥的使用，避免因种植管理带入的污染。同时，建议有关部门加强对超市、农贸市场等市售豆类的重金属污染监测力度，掌握污染情况，保障其食品安全质量。

重金属的膳食健康风险不仅仅与豆类中所含浓度有关，还与摄入量、暴露年限、暴露频率、多种重金属复合暴露等多因素共同作用，此次评估仅采用简单的点评估方法，初步评估了贵州三地区4种豆类中铅、镉的健康风险，可以供其他地区豆类食品或其他食品中重金属健康风险评估模型参考，但仍存在一定的局限性：豆类摄入量是根据中国居民膳食指南和贵州地区豆类农产品消费习惯假设的，高估其消费量以从严评估豆类重金属污染的潜在健康风险；此次评估是对全人群的平均膳食暴露水平的评估，并未针对不同年龄、消费群体进行区分，有研究表明铅和汞暴露接触对儿童的健康风险高于成年人[19]；此次评估仅对豆类产品中的铅、镉进行了重金属健康风险评估，由于重金属广泛存在，且豆类在种植过程中易受生态环境输入的多种重金属的污染，因此想要全面评估豆类中重金属膳食健康风险，还需综合考虑汞、砷、铬等重金属的健康风险。