食用菌重金属污染对人体的健康风险分析
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摘要：对天津市食用菌中重金属水平进行了调查，评价其污染程度，并通过经食用菌途径重金属暴露接触对人体的健康风险进行系统评价。结果表明，食用菌中铅、镉、砷、汞含量分别为0.005～0.910 mg/kg、0.004～0.690 mg/kg、0.002～0.110 mg/kg、未检出～0.087 mg/kg。所采集的食用菌中铅、镉、砷、汞的含量均低于《GB 7096-2003食用菌卫生标准》和《NY 5095-2006无公害食品食用菌》的限量值，表明天津市场大型超市和食用菌生产基地的食用菌总体水平是安全的。重金属暴露接触对人体的健康风险评估结果表明，4种重金属元素铅、镉、砷、汞的靶标危害指数（THQ）值均低于1，即经食用菌途径摄入的铅、镉、砷、汞对天津市居民的健康风险比较低。但是THQ儿童>THQ成人，表明儿童经食用菌暴露途径摄入重金属的潜在健康风险较高。
关键词：食用菌;重金属;健康风险评价;污染评价
中图分类号：S646 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）02-0440-04
DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2015.02.047
Assessing Health Risk of Heavy Metals in Mushroom
LIU Ye-tong1，2，CHEN Qiu-sheng1，2，ZHANG Qiang1，2，YIN Ping1，2，MENG Zhao-fang1，2
[1. Tianjin Institute of Agricultural Quality Standard and Testing Technology Research， Tianjin 300381， China; 2. Laboratory of Quality & Safety Risk Assessment for Agro-products （Tianjin）， Ministry of Agriculture， Tianjin 300381，China]
Abstract： A systematic survey of Pb， Cd， As and Hg in mushrooms in Tianjin and the possible health risks of local inhabitants consuming of mushroom were analyzed based on target hazard quotients （THQ） and pollution index. The results showed that the contents of Pb， Cd， As and Hg in mushroom were 0.005～0.910 mg/kg， 0.004～0.690 mg/kg， 0.002 5～0.110 0 mg/kg and ND～0.087 mg/kg， below the threshold levels of China Quality Standard for mushrooms（GB 7096-2003 and NY 5095-2006）. The available edible mushrooms at supermarkets and in growing areas of Tianjin were generally safe. The health risks associated with heavy metal were assessed based on the target hazard quotients （THQ） of four heavy metals in mushrooms. All the THQ were less than 1， indicating that the local inhabitants had a relatively low potential of health risk by intaking heavy metals via consumption of these mushrooms. THQchildren>THQadult indicated that health risks for children caused by heavy metals were bigger than that for adults.
Key words：mushroom; heavy metal; health risk assessment; pollution evaluation
食用菌自古以来被称为山珍，其味道鲜美，富含蛋白质、氨基酸、多糖等功能性营养成分，具有药用保健价值，被联合国推荐为21世纪的健康食品。近年来中国食用菌产业发展迅速，目前产量和消费量均居世界首位。随着人们对农产品质量安全的重视，食用菌的质量安全问题，特别是重金属污染导致的安全问题引起了人们的广泛关注。研究表明，食用菌富集重金属的能力高于一般作物，再加上产地环境的不断恶化和基质材料的滥用，食用菌中重金属污染问题越来越突出[1]。因此，开展食用菌重金属污染状况的调查并对其安全进行评价具有重要的现实意义。
近几年，北京、四川、江苏、浙江、广州等省市对市场销售的主要食用菌进行了重金属污染调查与评价[2-6]，结果表明，不少地区存在食用菌重金属超标。近年来，天津市的食用菌产业得到了迅猛的发展，市民对食用菌的消费也日渐增加，但是天津市流通领域的食用菌重金属元素含量状况如何，是否对人体存在健康风险，目前尚缺乏相关文献资料。为了全面了解天津市食用菌的质量状况，于2012年6～9月采集了天津市部分大型超市销售的食用菌以及天津市部分食用菌生产基地的食用菌样品，分析了铅、镉、砷、汞的污染水平，并采用靶标危害指数法（Tanget hazand quotients，THQ）评价食用菌中重金属对人体的健康风险，以期为相关决策和标准制定提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料
采集食用菌品种主要以香菇、平菇、金针菇、茶树菇、杏鲍菇、白玉菇等消费量较大的品种为主，采样地点集中在规模化基地、农贸市场以及大型超市等，采用随机取样的方法。本次调查共采集样品70份（表1），采集的食用菌样品使用清洁食品袋保存，避免样品间交叉污染。
1.2 方法
食用菌样品经去除残留基质和杂质后，用自来水冲洗干净，再用去离子水冲洗3遍，擦净晾干后，切碎混匀取样。重金属测定方法均采用国家标准方法，其中铅采用GB 5009.12-2010[7]，镉采用GB/T 5009.15-2003[8]，砷采用GB/T 5009.11-2003[9]，汞采用GB/T 5009.17-2003[10]。测试过程中插入国家一级标准物质茶叶（GBW10016）和菠菜（GBW10015）以进行分析质量控制，质控样品测定值均需在规定要求范围内。
1.3 重金属污染评价标准
食用菌重金属的安全性评价标准以《GB 7096-2003食用菌卫生标准》[11]、《NY 5095-2006无公害食品食用菌》[12]、《NY 5247-2004无公害食品茶树菇》[13]和《GB/T 19087-2008 地理标志产品庆元香菇》[14]为评价依据。
1.4 重金属接触人体健康风险评价方法
（1）重金属的日人均摄入量与食物中重金属的含量和对应食物的消耗量有关。经食用菌摄入重金属量采用日人均摄入量（Daily intake，DI）来计算。公式表达如下：
DI=FIR×C （1）
式中：FIR为食用菌消耗量，C为本次调查食用菌中重金属含量平均值。
（2）靶标危害系数方法（Target hazard quotients，THQ）是一种用于评估人体通过食物摄取重金属风险评估方法，该方法假定污染物吸收剂量等于摄取剂量，以测定的人体摄入污染物剂量与参考剂量的比值作为评价标准，如果该值小于1，则说明暴露人群没有明显的健康风险，反之，则存在健康风险。THQ计算公式如下：
THQ=■×10-3 （2）
式中：EF为暴露频率（365 d/a），ED为暴露区间（70a），FIR为食物摄入率（g/d），C为食物的重金属含量（mg/kg，采用本次调查测得的各类食用菌的重金属含量平均值），RFD为参比剂量（mg/kg/d），WAB为人体平均体重（kg），TA为非致癌性平均暴露时间（365 d/a×暴露年数，本研究中假定为70年）。
2 结果与分析
2.1 食用菌中有害重金属含量分析
采集的食用菌样品中重金属含量结果见表2，由表可知，全部样品中均检出Pb、Cd、As，部分样品检出Hg，检出率为86.5%。总体上看，样品子实体中有害重金属的平均含量为Pb>Cd>As>Hg，其含量均低于《GB 7096-2003食用菌卫生标准》和《NY 5095-2006无公害食品 食用菌》限量，总体上安全，但部分样品的重金属接近限量值，值得关注。
另外，同一种重金属在不同食用菌中含量差异较大。如Pb在茶树菇中平均含量最高为0.350 mg/kg，而在平菇中平均含量为0.077 mg/kg，在真姬菇中平均含量为0.022 mg/kg，菌种之间含量差异显著，说明不同品种的食用菌对重金属的富集能力差别很大。此外，同品种食用菌中同一元素含量的差异也较大，如香菇中Cd的含量范围为0.037～0.180 mg/kg，变异系数为89.3%，Pb的含量范围为0.011～0.270 mg/kg，变异系数达到106%，进一步说明食用菌对重金属的累积不仅与食用菌品种有关，而且还受到环境条件、栽培技术等其他因素的影响。通过分析各重金属的总变异系数，发现其变异系数依次为Pb>Cd>As>Hg，其中Pb、Cd、As的变异系数均接近或超过了100%，说明其含量受食用菌品种和栽培环境的影响很大。
2.2 食用菌重金属污染评价
我国食用菌重金属污染的主要评价标准见表3，由表3可知，除Cd外，其余3种重金属限量是相同的。其中香菇参照《NY 5095-2006无公害食品 食用菌》与《GB/T 19087-2008 地理标志产品 庆元香菇》的限量要求一致。本次调查结果均低于限量值，说明天津市食用菌总体情况是安全的。
联合国粮农组织/世界卫生组织（FAO/WHO）联合食品添加剂专家委员会（JECFA）规定Pb、Cd、As、Hg的人体每周允许摄入量分别为50，7，15， 5 μg/kg[15]。按天津市成人平均体重55.9 kg计算[16]，每周摄入重金属的允许量分别为2.80 mg（Pb）p0.391 mg（Cd）p0. 838 mg（As）p0. 280 mg （Hg）。假定人均食用菌的摄取量为每周1 kg（鲜重），每人每周摄入重金属的平均量为0.10 mg的Pb（占允许量的3.6%）;0.094 mg的Cd（占允许量的24%）;0.026 mg的As（占允许量的3.1%）;0.017 mg的Hg（占允许量的6.1%），总体基本安全，但也可以看出，镉含量最高，摄入量所占比率也是最高的，应当引起重视。
2.3 食用菌途径摄入重金属的人体健康风险分析
采用靶标危害系数法对经食用菌途径摄入重金属对人体健康产生的危害风险进行分析，公式（2）中各项参数的取值及数据来源见表4。其中，食用菌摄入率（FIR）为估计值，假设食用菌摄入量占蔬菜摄入量的50%。以此为依据，计算天津市居民（成人、儿童）通过食用菌途径进入人体重金属Pb、Cd、As和Hg的THQ值见表5。由表可知，单一重金属的THQ大小为：Cd>As>Hg>Pb，说明Cd对人体健康产生危害的风险最大。但4种重金属元素的THQ值均低于1，说明经食用菌途径摄入的Pb、Cd、As和Hg对当地居民的身体健康产生危害的风险较低。虽然儿童摄入的重金属总量低于成人，但从计算结果可以看出儿童摄入Pb、Cd、As和Hg的THQ值均高于成人，说明通过食用菌摄入重金属对儿童的健康风险要大于成人。
3 讨论
总体上看，天津市流通领域食用菌中的Pb、Cd、As和Hg含量均低于国家高低标准限量值，总体质量安全，其样品中的平均含量为Pb>Cd>As>Hg，与北京市食用菌重金属含量调查结果一致[2]。另外，测定样品中的重金属在不同食用菌中含量差异较大，且在同品种食用菌中的差异也较大，其变异系数依次为Pb>Cd>As>Hg，其中Pb、Cd和As的变异系数均接近或超过了100%，表明食用菌具有富集重金属的特性，并且不同的品种对重金属的富集能力存在一定的差异，同一品种可能由于产地、栽培上的差异导致重金属含量差异较大。早期研究表明[19]，食用菌较植物更易富集重金属，重金属主要来源于生长基质。随着食用菌栽培数量的急剧增加，人工栽培食用菌所用的主要原料已从单纯使用木屑、段木等原料转向农副产品甚至工业废料。据报道[20，21]诸如棉子壳、稻草、废棉、野草、桑枝、甘蔗渣、甜菜渣、花生壳、葵花子壳、树根、砻糠、酒糟和柠檬酸废液，甚至有毒的工农业副产品如废纸浆、烟草茎杆等也都在尝试之列。由于木本植物对重金属有一定的吸收积累作用，使积累的重金属污染物不会短期内释放到环境中，可经过木屑进入食用菌的基质。由此可见，基质中重金属的含量显著影响了食用菌产品中的重金属含量，因此在食用菌生产过程中应控制好培养基及其生长环境中的重金属含量，这应是减少食用菌重金属富集污染的有效途径。
通过假定每周人均食用菌摄入量，计算天津市居民每周通过食用菌途径摄入的重金属含量，结果表明，每周摄入重金属的量低于JECFA规定的Pb、Cd、As、Hg的人体每周允许摄入量，总体是安全的。但镉摄入比率最高，占允许量的24%，应当引起重视。由于多数食用菌具有富集镉能力，所以食用菌中的镉污染已成为食用菌进入流通领域的限制性因素。因此，通过研究食用菌中镉的富集规律，制定相应的控制方法将是今后的研究方向之一。
重金属暴露接触对人体的健康风险评价结果表明，单一重金属的THQ大小为：Cd>As>Hg>Pb，说明Cd对人体的健康风险最大，这与浙江、北京、四川的报道一致。单一重金属的THQ值均低于1，说明经食用菌途径摄入的Pb、Cd、As和Hg未对天津市民健康构成危害，但多种重金属复合污染导致的潜在健康风险却不容忽视，通过计算得出成人和儿童食用食用菌中重金属的THQ值分别为0.639和0.838，接近于限定值1，明显高于单一重金属，应引起注意。另外，本调查只研究了经食用菌摄入的重金属，尽管DI未超出人体每周允许摄入量，THQ值也低于限定值1，但人体通过食物摄入重金属的途径不仅仅是食用菌，还包括蔬菜、水果、肉制品等途径，因此重金属的健康风险仍然较大。另外，通过比对成人和儿童的THQ值，发现儿童的食用菌摄入量虽低于成人，但儿童因摄入食用菌导致的重金属健康风险明显高于成人，儿童更易遭受重金属的暴露风险，因此后续研究应关注重金属对不同人群健康的影响。同时，通过THQ的计算公式可以看出，在所有参数中对THQ值影响最大的参数分别为FIR和C，也就是食用菌的消耗量和食用菌中重金属的含量，即人均摄入量DI。
随着人们生活水平的提高，食用菌的消耗量必将增加。从食用菌培养基质、生产环境等方面进行控制，减少食用菌中重金属的来源将是控制食用菌中重金属的有效途径。因此，后期研究将围绕食用菌中重金属的残留控制技术展开，以期能够降低消费者的重金属暴露水平，控制由重金属产生的健康风险。
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