陳雅慧, 王華靜

(四川師范大學(xué) 地理與資源科學(xué)學(xué)院, 四川 成都 610101)

蔬菜含有豐富的維生素、礦物質(zhì)、纖維素和蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),是人們?nèi)粘ｏ嬍持斜夭豢缮俚闹参镄允称?成都市位于四川省中部,屬于亞熱帶季風(fēng)氣候,冬無嚴(yán)寒,夏熱多雨,四季分明,土壤肥沃,都江堰自流灌溉,水熱條件優(yōu)越,非常適合蔬菜的生長(zhǎng).20世紀(jì)90年代以來,蔬菜產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展,已成為成都市農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分[1].

但近年來成都城市化、工業(yè)化進(jìn)程的加快給當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境帶來了一定的負(fù)面影響,且蔬菜生產(chǎn)規(guī)?；?biāo)準(zhǔn)化、組織化程度低,存在大量化肥、農(nóng)藥不合理施用的情況,對(duì)蔬菜衛(wèi)生品質(zhì)的影響較大[1].在解決食物總量的同時(shí),蔬菜的安全也越來越引起社會(huì)的關(guān)注.為此,本研究對(duì)成都市蔬菜的常見品質(zhì)(硝酸鹽、重金屬含量)進(jìn)行調(diào)查研究,并引用相關(guān)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)、分級(jí),一方面幫助市民們了解成都蔬菜的衛(wèi)生品質(zhì)狀況,另一方面為蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供科學(xué)的著眼點(diǎn).

1 樣品采集和試驗(yàn)方法

1.1樣品的采集及預(yù)處理根據(jù)蔬菜的農(nóng)業(yè)生物學(xué)分類方法,從葉菜類中選取青菜、菠菜和豌豆尖,瓜類中選取佛手瓜、南瓜和黃瓜,根菜類中選取胡蘿卜、白蘿卜和土豆,茄果類中選取西紅柿、茄子和青椒,共4類12種常見蔬菜進(jìn)行試驗(yàn).

上述蔬菜樣品全部從成都市幾個(gè)主要蔬菜銷售市場(chǎng)進(jìn)行采購,各取約1 kg.用自來水洗凈后,取可食部分,用去離子水洗3遍,晾干.取0.5 kg左右上述蔬菜樣品稱鮮重后于80 ℃烘干24 h,稱取干重并用植物粉碎機(jī)粉碎后置于磨口瓶中,用以測(cè)定重金屬含量.剩下部分用保鮮樣品袋進(jìn)行包裝,放入冰箱冷藏保存,標(biāo)記采樣時(shí)間,并在3 d內(nèi)完成所采集蔬菜樣品硝酸鹽含量的測(cè)定.測(cè)定前將上述蔬菜樣品搗碎并充分混合,以供分析測(cè)定用.

1.2實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及方法

1.2.1蔬菜中重金屬含量的測(cè)定方法 所采蔬菜樣品(每種0.5 kg)用自來水洗凈,用去離子水洗3遍,晾干,去除表面粘附水后切取可食部分,稱鮮重.再次用去離子水洗凈,風(fēng)干萎焉后,將樣品放入烘箱中,70 ℃烘干24 h,稱干重計(jì)算水分含量.烘干后的蔬菜樣品經(jīng)植物粉碎機(jī)磨碎后,置于磨口瓶中備用.樣品測(cè)定前再在80 ℃烘干,蔬菜中重金屬含量以鮮重計(jì).采用干法灰化消解.用電子天平準(zhǔn)確稱取烘干蔬菜樣品0.5 g于瓷坩堝中,置于加熱板上低溫加熱排煙,直至樣品呈現(xiàn)黑色顆粒后取出,轉(zhuǎn)移至馬弗爐中550 ℃下灰化12～16 h.冷卻后加5 mL 50%稀硝酸酸化溶解,將坩堝內(nèi)樣品無損轉(zhuǎn)入25 mL容量瓶中,并定容刻度.全過程用空白樣作為對(duì)照.

取上述經(jīng)過預(yù)處理的樣品于原子吸收分光光度計(jì)上進(jìn)行測(cè)定,Cu、Zn采用火焰原子吸收光譜法,Pb、Cd采用石墨爐原子吸收光譜法[2].

1.2.2蔬菜中硝酸鹽含量的測(cè)定方法 測(cè)定水、植物和土壤中 NO3-N 的方法多種多樣,如酚二磺酸法、電極法、離子色譜法和比色法等[3].磺基水楊酸比色法就是其中一種常用的方法,但該方法耗時(shí)多,操作繁瑣,很難應(yīng)用于大批量樣品的分析.

近年來,新型連續(xù)流動(dòng)分析儀在分析化學(xué)領(lǐng)域作為一種革命式的創(chuàng)新開始逐漸進(jìn)入分析實(shí)驗(yàn)室,將繁瑣的手動(dòng)操作轉(zhuǎn)化成自動(dòng)化的儀器檢測(cè),能夠?qū)悠愤M(jìn)行連續(xù)批量測(cè)試,不僅加快測(cè)定分析速度,節(jié)省人力、物力,而且準(zhǔn)確度高,減少了對(duì)環(huán)境的影響[4].

本次實(shí)驗(yàn)運(yùn)用流動(dòng)分析儀與傳統(tǒng)方法對(duì)比測(cè)定蔬菜中的硝酸鹽含量,在實(shí)踐中體會(huì)2種方法的優(yōu)劣,并進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性.

1) 磺基水楊酸比色法[5].取適量蔬菜樣品用去離子水洗凈、晾干后,取可食部分搗碎并混勻,準(zhǔn)確稱取2～3 g分別放入3支刻度試管中,加入10 mL去離子水,用玻璃珠封口防止爆沸,置于沸水浴中提取30 min,取出后水浴冷卻,將過濾提取液轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中,并用去離子水多次沖洗殘?jiān)?最后定容至刻度.

移取0.1 mL樣品液至顯色管中,加入0.4 mL質(zhì)量濃度為5%水楊酸-硫酸溶液,搖勻,室溫下放置20 min后,加入8%氫氧化鈉溶液9.5 mL,搖勻冷卻至室溫后,以空白做對(duì)照,置于分光光度計(jì)上(設(shè)置波長(zhǎng)為410 nm)測(cè)定吸光度,并從所作標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得相應(yīng)的硝酸鹽濃度.

2) AA3連續(xù)流動(dòng)分析儀[6].蔬菜樣品處理方式同磺基水楊酸比色法.以空白做對(duì)照,將適量上述樣品液置于流動(dòng)分析儀上進(jìn)行測(cè)定.

顯色劑的配置:稱取2 g磺胺溶入約120 mL去離子水中,加入0.1 g N-1-萘基乙二胺二鹽酸(NEDD)并混合均勻.將20 mL磷酸緩慢加入上述溶液中,并加去離子水稀釋至200 mL,于棕色瓶避光儲(chǔ)存.一周或試劑吸收超過0.1 AU時(shí)及時(shí)更換.

2 結(jié)果與分析

2.1蔬菜重金屬含量分析本文以國(guó)家頒布的蔬菜重金屬衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[7],如表1所示.

對(duì)本次實(shí)驗(yàn)采集的12種蔬菜的4種重金屬含量的測(cè)定結(jié)果表明(見表2):重金屬Cu的含量變化范圍為0.13～2.09 mg/kg,平均0.96 mg/kg,略低于標(biāo)準(zhǔn)限量值,Cu檢出量最高值為2.09 mg/kg,是標(biāo)準(zhǔn)限量值的2倍.所調(diào)查蔬菜的重金屬含量除Cu外都在污染物限值含量以內(nèi).對(duì)不同類別蔬菜重金屬含量檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,發(fā)現(xiàn)不同類別的蔬菜重金屬含量具有明顯的差異,其中葉菜類對(duì)上述4種重金屬的富集程度均高于瓜菜類、根菜類和茄果類,葉菜類Cu的超標(biāo)率高達(dá)100%.Jinadasa等[8]對(duì)29種市售蔬菜的研究結(jié)果以及王麗鳳等[9]對(duì)沈陽市10種蔬菜的調(diào)查結(jié)果均表明葉菜類的重金屬富集程度高于根莖類和瓜果類等其他種類的蔬菜.

表 2 成都市不同類別蔬菜重金屬含量檢測(cè)結(jié)果(鮮重)

2.2蔬菜重金屬污染健康風(fēng)險(xiǎn)分析本文采用單因子污染指數(shù)法、內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法對(duì)成都市市售蔬菜重金屬污染的現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià).

單因子污染指數(shù)法[10]是以國(guó)家頒布的蔬菜重金屬衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(表1)為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)價(jià)蔬菜中重金屬元素的富集污染程度,表達(dá)式為

Pi=Ci/Si,

其中,Pi為蔬菜中污染物i的單項(xiàng)污染指數(shù),Ci為蔬菜中污染物i的實(shí)測(cè)含量,Si為污染物i在蔬菜重金屬衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的臨界值.若Pi≤1.0,則重金屬含量低于標(biāo)準(zhǔn)限定值,未受到污染或污染較輕;若Pi>1.0,則重金屬含量已超過標(biāo)準(zhǔn)限定值,蔬菜已受到污染,指數(shù)值越大則說明蔬菜中重金屬富集污染水平越高.

內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法[11]的公式為

其中,(Ci/Si)max為蔬菜各污染指數(shù)最大值,(Ci/Si)ave為各污染指數(shù)平均值.P綜合≤0.7為安全,0.73.0為重度污染.

表 3 蔬菜重金屬污染狀況

由表3可知,青菜、菠菜、豌豆尖和土豆4種蔬菜中的P綜合>1.0,污染程度達(dá)輕度污染.從單項(xiàng)污染指數(shù)看,青菜、菠菜、豌豆尖和土豆中Cu的Pi均大于1.0,土豆高達(dá)2.09,而上述4種蔬菜的其他重金屬的Pi均小于0.7,說明青菜、菠菜、豌豆和土豆開始受到Cu的污染.茄子的P綜合=0.86,達(dá)警戒線.其中Cu的Pi為1.11,處于輕度污染水平.可見,成都市市售蔬菜重金屬污染整體為安全水平,但部分蔬菜重金屬污染達(dá)輕度污染和警戒水平,且主要受Cu污染影響.

本次研究共采集葉菜類、瓜菜類、根菜類和茄果類的12種蔬菜,結(jié)果表明不同種類蔬菜中的重金屬的含量有很大差異,其中葉菜類>根菜類>茄果類>瓜菜類.調(diào)查的3種葉菜類蔬菜均處于輕度污染程度,這可能與葉菜類蔬菜的生理特性有關(guān).

2.3蔬菜硝酸鹽含量分析本研究采用AA3流動(dòng)分析儀與傳統(tǒng)方法對(duì)比測(cè)定蔬菜中的硝酸鹽含量,兩種方法的測(cè)定結(jié)果如表4和表5所示.由表4和表5知,磺基水楊酸比色法和流動(dòng)分析儀測(cè)定結(jié)果基本一致,但流動(dòng)分析儀測(cè)定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差顯著小于磺基水楊酸比色法,相對(duì)誤差小,結(jié)果準(zhǔn)確性高.另外,新鮮蔬菜中硝酸鹽含量是隨著其品種不同而有區(qū)別的,其中葉菜類(青菜、菠菜、豌豆尖)硝酸鹽含量明顯高于其他蔬菜類型,這一結(jié)果和其他報(bào)道相似[12].根菜類和茄果類蔬菜屬于低富集硝酸型蔬菜,其特點(diǎn)是有著較高的硝酸還原酶活力以及較弱的根系對(duì)硝酸鹽的吸收能力;而葉菜類蔬菜的特點(diǎn)則與其相反,屬于高富集硝酸型蔬菜.

表 4 成都市蔬菜硝酸鹽含量(磺基水楊酸比色法)

表 5 成都市蔬菜硝酸鹽含量(AA3連續(xù)流動(dòng)分析儀)

2.4蔬菜硝酸鹽污染健康風(fēng)險(xiǎn)分析引用目前國(guó)內(nèi)普遍采用的蔬菜硝酸鹽類衛(wèi)生評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),分級(jí)情況詳見表6.該標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所沈明珠等[13]在ADI值的基礎(chǔ)上,根據(jù)中國(guó)蔬菜的實(shí)際情況以及中國(guó)人的飲食習(xí)慣提出的,目前已獲得國(guó)內(nèi)外的認(rèn)可.

表 6 我國(guó)蔬菜硝酸鹽污染程度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

表 7 不同種類蔬菜硝酸鹽檢測(cè)結(jié)果

對(duì)成都市4類12種蔬菜硝酸鹽污染的檢測(cè)結(jié)果表明(表7):處于輕度污染水平(1級(jí))的有8種,占檢測(cè)總數(shù)的66.7%;處于中度污染程度(2級(jí))的有2種,占檢測(cè)總數(shù)的16.7%;處于重度污染程度(3級(jí))和嚴(yán)重污染程度(4級(jí))的各有1種,各占測(cè)定總數(shù)的8.3%.

葉菜類、瓜菜類、根菜類和茄果類蔬菜中,葉菜類硝酸鹽污染最為嚴(yán)重,嚴(yán)重污染的比例為33.3%,中度污染的比例為66.7%,輕度污染的比例為0;其次為根菜類,處于重度污染的占該類蔬菜檢測(cè)種數(shù)的33.3%;瓜菜類和茄果類均處于輕度污染程度.

3 結(jié)論與建議

3.1主要結(jié)論1) 成都市市售蔬菜重金屬污染整體為安全水平,但部分蔬菜重金屬污染達(dá)輕度污染和警戒水平,且主要受Cu污染影響.

2) 蔬菜種類不同,Cu、Zn、Pb、Cd的平均含量有很大差異,其中葉菜類>根菜類>茄果類>瓜菜類.調(diào)查的3種葉菜類蔬菜均處于輕度污染水平,這可能與葉菜類蔬菜的生理特性有關(guān).

3) 新鮮蔬菜中硝酸鹽含量是隨著其品種不同而有區(qū)別的,其中葉菜類(青菜、菠菜、豌豆尖)硝酸鹽含量明顯高于其他蔬菜類型,嚴(yán)重污染的比例為33.3%,中度污染的比例為66.7%,輕度污染的比例為0;其次為根菜類,處于重度污染的占該類菜檢測(cè)種數(shù)的33.3%;瓜菜類和茄果類均處于輕度污染程度.

4) 使用AA3型連續(xù)流動(dòng)分析儀能夠準(zhǔn)確快速地測(cè)定蔬菜中的硝態(tài)氮含量,與磺基水楊酸比色法相比主要有操作上的便捷性和結(jié)果上的準(zhǔn)確性兩大特點(diǎn).由于AA3型流動(dòng)分析儀采用空氣片段連續(xù)流動(dòng)分析技術(shù)進(jìn)行樣品自動(dòng)分析,能夠?qū)崿F(xiàn)樣品溶液與試劑的充分混合,無需逐個(gè)樣品添加顯色劑等反應(yīng)所需藥品,操作簡(jiǎn)便、省時(shí)[14].磺基水楊酸比色法所用藥品全部手動(dòng)添加,不僅操作繁瑣,且人為因素干擾大,在一定程度上影響了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性.由3個(gè)平行樣變異系數(shù)的計(jì)算結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),用流動(dòng)分析儀的相對(duì)誤差明顯減小.

3.2意見和建議根據(jù)成都市市售蔬菜存在的問題和本次的調(diào)查結(jié)果,提出如下建議.

1) 根據(jù)蔬菜種類合理布局蔬菜生產(chǎn)基地.由于每一種蔬菜種類對(duì)重金屬和硝酸鹽的富集程度都呈現(xiàn)其個(gè)性,其中葉菜類屬于高富集型,因此應(yīng)減少在污染區(qū)域內(nèi)種植青菜、菠菜等葉菜類蔬菜.

2) 科學(xué)施肥.根據(jù)實(shí)際需求,合理施肥,增施有機(jī)肥.上述做法能增加土壤對(duì)重金屬的吸附作用,降低硝酸鹽的積累[15].科學(xué)施用氮肥,選用適當(dāng)?shù)牡势贩N,在此基礎(chǔ)上探究合理的氮肥施用時(shí)間和施用量.

3) 加強(qiáng)對(duì)蔬菜品質(zhì)的監(jiān)控.完善對(duì)蔬菜品質(zhì)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng),并對(duì)蔬菜實(shí)行合理的分級(jí)(如可生食、不可生食、不合格),嚴(yán)禁質(zhì)檢不合格的蔬菜流入市場(chǎng).

4) 合理選擇食用方式.有研究表明,在食用前多次用自來水沖洗能明顯減少附著在蔬菜表面的重金屬[16].同時(shí),腌漬或用沸水焯等處理方式能有效降低食用時(shí)蔬菜中的硝酸鹽含量,有利于食用者的身體健康.

致謝四川師范大學(xué)大精設(shè)備開放基金項(xiàng)目(DJ2015-52)對(duì)本文給予了資助,謹(jǐn)致謝意.