基于食品重金属赋存水平的人群膳食暴露及健康风险评价

来源 :兰州大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:zhaolong0804
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由于重金属元素的难降解性,高富集性以及毒性,会对人体健康造成严重且长期的威胁,重金属污染作为食品安全及人体健康的重点关注问题,得到世界各国的广泛关注。由于生物本身对重金属的的富集特征有异,且不同地区、不同季节和不同食材中重金属污染不尽相同。为此本文针对兰州市城关区和榆中县某村的调查对象,开展基本信息和行为参数调查以及食材和膳食样品的采集,采用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)和原子荧光光谱仪对食材和膳食中汞(Hg)、铬(Cr)、砷(As)、镉(Cd)、铅(Pb)的含量进行测定,并运用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法评价对食材重金属污染现状,在此基础上,利用美国国家环境保护局(US EPA)推荐的健康风险评价模型对膳食重金属暴露量和健康风险进行评价,主要结果如下:(1)调查地区不同食材重金属赋存水平存在差异且存在部分超标。调查地区不同食材重金属赋存水平基本呈现城市较农村高,冬季略高于夏季,Hg、Cr和As均存在不同程度的超标;水产品中Hg、豆类及制品中Cr、蛋类中As、蔬菜类中Cd以及肉类中Pb的赋存水平较高,分别为0.0343mg/kg(占比51.16%)、21.7872 mg/kg(占比57.27%)、0.1639mg/kg(占比30.02%)、0.0187mg/kg(占比29.66%)和0.0433mg/kg(占比22.39%);豆类及制品、谷物和蔬菜类中Cr(3.5553mg/kg~21.7872 mg/kg)、蛋类中As以及蔬菜中Hg(0.0156 mg/kg)均超过国家允许限值,仅Pb和Cd未超标。(2)污染评价显示,调查地区不同食材均存在一定程度的重金属污染。除部分种类蔬菜,其余食材综合污染指数均呈现城市较农村高,且仅豆类及豆制品中重金属综合污染指数存在明显的季节差异,即夏季(20.890)明显高于冬季(13.944)。谷物碾磨品(6.371)、稻谷大米(7.688)、豆类及豆制品(16.259)、蔬菜中的豆类薯类(11.503)以及芸薹类叶菜类(4.363)属于重度污染食材;新鲜蔬菜(2.792)和芹菜(2.246)属于中度污染食材;水产(1.167)属于轻度污染食材。谷物碾磨品、稻谷大米、豆类及制品、新鲜蔬菜、芸薹类叶菜类、豆类薯类蔬菜中Cr及芸薹类叶菜类蔬菜中Hg单因子污染指数均>3,达到重度污染水平,谷物(除去稻谷)和芹菜中Cr则呈中度污染;水产品中As呈轻度污染。(3)调查地区不同金属膳食暴露水平差异较大且存在城乡和季节差异。调查地区人群膳食重金属暴露水平由高到低依次为:Cr(2.76mg/kg)>Pb(1.44×10-1mg/kg)>As(2.73×10-2mg/kg)>Cd(7.08×10-3mg/kg)>Hg(4.88×10-3mg/kg),城乡差异不存在数量级差别,除Cr外,Hg、As、Cd和Pb均呈现为城市较农村高;城市Hg、Cd和Pb暴露水平以及农村地区Hg暴露水平均呈现为男性较女性高,其余金属暴露水为女性高于男性;除Cr外,其余四种金属均在45~59岁人群膳食中暴露水平较高。除Cd外,其余金属暴露水平存在季节差异,夏季Hg和Pb较冬季高,Cr和As则相反,男性冬季Hg、Cr和Cd以及夏季Cd和Pb暴露水平较女性低,女性冬季As和Pb以及夏季Hg和Cr则相反;45~59岁人群在两季Hg、Cr和冬季Cd暴露水平均较高,Cd暴露水平在夏季呈现为18~44岁=45~59岁>60岁及以上。(4)调查地区重金属膳食日均暴露量(ADI)存在城乡和季节差异,且Cr暴露量处于较高水平。调查地区膳食重金属的ADI由高到低依次为Cr>Pb>As>Cd>Hg,其中Cr暴露量最高,为4.18×10-2mg/(kg·d)。城乡差异方面,除Pb农村略高于城市外,Hg、Cr、As和Cd均为城市较农村高,除Hg的ADI呈现为男性较女性高外,其余金属均为女性高于男性;45~59岁人群在城市地区五种金属和农村地区Cr和Cd和Pb的ADI均处于较高水平,介于6.84×10-5~5.19×10-2,农村地区60岁以上人群Hg和As的ADI值较高。季节差异方面,除Cr冬季较夏季高外,其余金属为夏季较冬季高;除夏季男性Hg的ADI较女性高,其余均呈现为女性高于男性;冬季45~59岁人群除As外的四种金属以及夏季Cr、Cd和Pb的ADI处于较高水平,夏季18~44岁人群Hg的ADI较高,两季60岁及以上人群As的ADI均较高。(5)调查地区膳食As暴露存在潜在非致癌风险,Cr和As可能存在致癌风险。调查地区仅As膳食暴露的非致癌风险HQ>1,Cr和As暴露的致癌风险均超过10-4,可能存在致癌风险;健康风险均呈现为城市高于农村,女性高于男性,60岁及以上>45~59岁>18~44岁。综上,调查地区食材对重金属赋存水平受食物种类、城乡差异影响较大,且存在不同程度的超标;膳食重金属暴露水平和暴露量城乡、季节、性别和不同年龄人群不尽相同;膳食As暴露存在潜在的非致癌风险,Cr和As存在致癌风险,因此,针对调查地区需重点关注重金属超标的食材以及造成致癌和非致癌风险的重金属污染防治。
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