海南热带水果芒果重金属含量特征分析

摘 要：目的：了解海南热带水果芒果中重金属含量特征以及受污染程度。方法：采用微波消解-电感耦合等离子体质谱技术对海南热带水果芒果中重金属的含量进行检测，然后采用污染指数对其受污染程度进行评价分析。结果：建立的检测方法在0～50 μg·L-1线性关系良好，相关系数大于0.995；在加标水平为5 μg·mL-1时，回收率为91.2%～108.0%，RSD为0.14%～4.53%。芒果中重金属含量变化范围较宽，重金属Cu平均含量最高，为2.72 mg·kg-1，Hg和As未检出。结论：所建立的方法精密度高，操作简单、快速，可同时测定芒果中多种重金属含量。所测芒果样品重金属含量均低于相应的规定限值，没有超标现象，属于清洁安全食品。

关键词：芒果；微波消解-电感耦合等离子体质谱；重金属；污染指数

Analysis of Heavy Metal Content Characteristics of Tropical Fruit Mangoes in Hainan

LIANG Qiong1， ZHANG Yuxia2， LIN Shuxiu1， GU Mantun3*

（1.Hainan Academy of Inspection and Testing， Haikou 570311， China; 2.Hainan Technology and Business College， Haikou 570203， China; 3.Hainan Institute for Food Control， Key Laboratory of Tropical Fruits and Vegetables Quality and Safety for State Market Regulation， Haikou 570314， China）

Abstract： Objective： To understand the characteristics of heavy metal content and pollution level in tropical fruit mangoes in Hainan. Method： The contents of eight heavy metals in Hainan tropical fruits and mangoes were determined by microwave-inductively coupled plasma mass spectrometry （MD-ICP-MS）. Then the pollution index is used to evaluate the pollution degree. Result： The established method showed good linearity in the concentration range of 0～50 μg·L-1 with the correlation coefficients greater than 0.995. The recoveries ranged from 91.2% to 108.0% at the spiked level of 5 μg·mL-1， and the RSD were from 0.14% to 4.53%. The heavy metal contents in mango varied over a wide range， with the highest average content of heavy metal Cu at 2.72 mg·kg-1， and Hg and As were not detected. Conclusion： The established method has high precision， simple and rapid operation， and can be used for the simultaneous determination of various heavy metals in mango. The heavy metal contents of the measured mango samples were lower than the corresponding prescribed limits and did not exceed the limits， which are clean and safe foods.

Keywords： mangoes; microwave digestion-inductively coupled plasma mass spectrometry; heavy metal; pollution index

我国南部和西南地区大多都是芒果的产地，其中海南省是我国芒果主要产区之一，其芒果种植面积全国占比超过60%[1]。近年来，随着城市发展，人类的生活污水不规范排放、农作物的灌溉以及农药化肥使用不合理、工业废料废水排放增多导致海南各地土壤受到不同程度的重金属污染[2-3]。杨剑洲等[4]研究发现，海南省集约化种植园中的芒果铅含量超标率较高。人体对重金属的代谢慢，积累过量的重金属会诱发疼痛病、肌肉萎缩和免疫系统损害等健康疾病[5-6]。因此，本文旨在采用微波消解-电感耦合等离子体质谱技术（Microwave Digestion-Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry，MD-ICP-MS）建立同步测定海南本地主要芒果品种中8种重金属含量的方法，分析芒果果实中8种重金属的污染特征及受其污染程度，为海南芒果的安全性评价提供数据支持，为其深加工产品的研究与开发提供思路。

1 材料与方法

1.1 样品采集

采集的芒果品种有金煌芒、贵妃、澳芒、台农、青芒和象牙等，所有样品的采集均按照《农、畜、水产品污染监测技术规范》（NY/T 398—2000）[7]规定执行。

1.2 试剂与仪器

硝酸：GR，美国Merk公司；多元素标准使用液：100 μg·mL-1，国家有色金属及电子材料分析测试中心。

微波消解仪：MARS6，美国CEM安培有限公司；电感耦合等离子体质谱仪：7900，美国Agilent公司。

1.3 测定方法

参考《食品安全国家标准 食品中多元素的测定》（GB 5009.268—2016）[8]测定，同时做空白实验。

1.4 质量评价标准及方法

根据NY/T 398—2000选取Hg、Ni、Zn、Cu、As、Pb、Cd和Cr等8种重金属元素为监测指标，其相应的限值如表1所示。

采用农产品监测指标单因子污染指数Pi和内梅罗综合污染指数PN对海南芒果果实中重金属污染程度进行评价分析。相应的计算公式为

式中：Pi为重金属i的单因子污染指数；Ci为重金属i的检测值，mg·kg-1；Si为重金属i的限值指标，mg·kg-1；PN为重金属i的内梅罗综合污染指数；Pi，max为Pi的最大值；Pi，ave为Pi的平均值。

1.5 数据处理

数据采用Microsoft Excel软件进行整理统计，进行计算分析。

2 结果与分析

2.1 线性范围与检出限

采用ICP-MS法测定标准溶液（0 μg·L-1、2 μg·L-1、5 μg·L-1、10 μg·L-1、20 μg·L-1和50 μg·L-1），内标法校正定量分析，得到标准曲线，拟合回归方程。结果表明，8种重金属元素的线性范围为0～50 μg·L-1，在线性范围内各元素的质量浓度与其信号响应强度呈较好的线性关系，相关系数均在0.995以上。仪器检出限均在0.1 µg·L-1以下。

2.2 精密度、加标回收率

待测样按样品处理方法进行处理，连续测定6次，测量精密度；在样品中分别加入多元素标准使用液标准液，使待测元素浓度为5 μg·mL-1，按样品处理方法进行处理，每种元素重复测量2次，结果取两次的平均值计算加标回收率，结果见表2。

由表2可知，加标回收率在91.2%～108.0%，符合《实验室质量控制规范 食品理化检测》（GB/T 27404—2008）[9]的回收率要求，说明所建立的方法回收率好，准确可行。所测元素的相对标准偏差均＜5%，说明所建立的方法的精密度好、重复率高。

2.3 芒果中重金属含量检测结果

如表3所示，芒果中8种重金属的含量差异较大，且变化范围较宽。重金属Cu平均含量最高，为

2.72 mg·kg-1，Hg和As未检出。各元素含量的平均值由高至低排序为Cu＞Zn＞Cr＞Pb＞Ni＞Cd。所检测的海南芒果中的Hg、As和Cd含量相对较低，此结果与王鹏等[3]的研究结果一致。样品中8种重金属元素含量均低于规定的限值，均未超标。Cd的变异系数最大，说明不同种类芒果对Cd的富集能力不同，存在很大差异；Cr、Ni、Cu和Pb的变异系数相近，说明芒果对这4种元素的累积能力相近；Zn的变异系数最小，说明该元素受外界因素产生累积的影响较小。

2.4 芒果质量评价

由于海南芒果中Hg和As的含量为未检出，故不对其进行分析。芒果中其他元素的单因子污染指数和内梅罗综合污染指数见表4。按照单因子污染指数分级标准，当Pi≤1时，污染程度为清洁[10]。其中Ni的单因子污染指数最小，Pb最大。各个元素的单因子污染指数相对较低，均＜1，可判定所有元素的污染程度为清洁。按照内梅罗综合指数分级标准，当PN≤0.7时为安全级[11]。海南芒果的内梅罗综合污染指数PN=0.29＜0.7，因此可判定海南芒果污染程度为安全。

3 结论

本文建立了MD-ICP-MS同步测定芒果中8种重金属元素的方法，在0～50 μg·L-1，8种重金属元素线性关系良好，相关系数大于0.995。该方法操作简单、快速，回收率好、精密度高，适用于同时测定芒果中多种重金属元素含量。同时，本研究抽检的海南省芒果中8种重金属的含量均低于相应规定限值，没有超标现象，芒果的单因子污染指数和内梅罗综合污染指数都达到等级标准的最高级别，属于清洁安全食品。

参考文献

[1]朱杰.海南芒果产业关键技术[J].农业工程，2020，10（2）：125-127.

[2]李福燕，李许明，杨帆，等.海南岛农田土壤重金属污染的评价及其来源分析[J].海南大学学报（自然科学版），2013，31（3）：211-217.

[3]王鹏，赵志忠，王军广，等.海南岛西部地区砖红壤中重金属分布特征及潜在生态风险评价[J].安徽农业科学，2011，39（9）：5210-5212.

[4]杨剑洲，王振亮，高健翁，等.海南省集约化种植园中谷物、蔬菜和水果中重金属累积程度及健康风险[J].环境科学，2021，42（10）：4916-4924.

[5]KIM H S，KIM Y J，SEO Y R.An overview of carcinogenic heavy metal： molecular toxicity mechanism and prevention[J].Journal of Cancer Prevention，2015，20（4）：232.

[6]TIMOFEEV I，KOSHELEVA N，KASIMOV N.Health risk assessment based on the contents of potentially toxic elements in urban soils of Darkhan， Mongolia[J].Journal of Environmental Management，2019，242：279-289.

[7]中华人民共和国农业部.农、畜、水产品污染监测技术规范：NY/T 398—2000[S].北京：中国标准出版社，2000.

[8]张永发，邝继云，谢茵，等.海南省农产品重金属污染评价与特征分析[J].中国土壤与肥料，2018（5）：169-176.

[9]国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.实验室质量控制规范 食品理化检测：GB/T 27404—2008[S].北京：中国标准出版社，2008.

[10]周国华，曾道明，贺灵，等.福建铁观音茶园生态地球化学特征[J].中国地质，2015，42（6）：2008-2018.

[11]LIU B L，AI S W，ZHANG W Y，et al.Assessment of the bioavailability， bioaccessibility and transfer of heavy metals in the soil-grain-human systems near a mining and smelting area in NW China[J].Science of the Total Environment，2017，609：822-829.

基金项目：国家市场监管重点实验室（热带果蔬质量与安全）基础应用研究课题（KF-2023015）。

作者简介：梁琼（1981—），女，广西玉林人，硕士。研究方向：食品检验检测。

通信作者：谷满屯（1991—），男，河南信阳人，硕士。研究方向：食品检验检测。E-mail：gumantun-zx@163.com。