食用菌培养料中重金属的含量分析

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摘要：为使食用菌栽培科学化和绿色化，测定了黔西北食用菌培养料重金属含量，并利用ＳＰＳＳ软件对数据进行相关性分析和主成分分析。结果表明，培养料中重金属含量差异较大，变异系数在１２．９％～７３．７％之间，Ｐｂ和Ｃｄ的相关系数为０．９４７，呈显著性相关。说明Ｐｂ和Ｃｄ这两种元素可能存在相同的来源或复合污染，推测培养料重金属的污染可能主要受外源因素影响。

关键词：食用菌；培养料；重金属

中图分类号：Ｏ６５７．３１文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０11）12－2541-03

Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｅａｖｙ Ｍｅｔａｌ ｉｎ ｔｈｅ Ｃｕｌｔｕｒｅ Ｍｅｄｉｕｍ ｏｆ Ｅｄｉｂｌｅ Ｆｕｎｇｕｓ

ＷＡＮＧ Ｘｉａｏ－ｌｉ，ＬＩ Ｃｕｎ－ｘｉｏｎｇ，ＷＵ Ｄｉ，ＹＡＮＧ Ｊｉａｎｇ－ｊｉａｎｇ，ＬＩＡＯ Ｈｏｎｇ－ｋａｉ

（Ｋｅｙ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｅｃｏ－ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ ５５０００１， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Tｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌｓ ｉｎ ｔｈｅ ｃｕｌｔｕｒｅ ｍｅｄｉｕｍ ｏｆ ｅｄｉｂｌｅ ｆｕｎｇｕｓ ｉｎ Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ Ｇｕｉｚｈｏｕ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ａｎｄ ｇｒｅｅｎ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｄｉｂｌｅ ｆｕｎｇｕｓ， ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｐｒｉｎｃｉｐａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｗｅｒｅ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ｂｙ ＳＰＳＳ ｓｏｆｔｗａｒｅ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌｓ ｉｎ ｔｈｅ ｃｕｌｔｕｒｅ ｍｅｄｉｕｍ ｗａｓ ｏｂｓｅｒｖｅｄ， ａｎｄ ｉｔｓ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｒａｎｇｅｄ ｆｒｏｍ １２．９％ ｔｏ ７３．７％． Ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｗａｓ ０．９４７ ｗｈｉｃｈ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｒｅｌａｔｅｄ ｏｆ Ｐｂ to Ｃｄ． Ａｓ ａ ｒｅｓｕｌｔ， ｔｈｅ ｐｏｌｌｕｔｉｎｇ ｓｏｕｒｃｅ ｏｆ Ｐｂ ａｎｄ Ｃｄ ｍｉｇｈｔ ｂｅ the ｓａｍｅ ｏｎｅ ｏｒ ｓｅｐａｒａｔｅｄ， ｗｈｉｃｈ ｍｅａｎｔ ｔｈａｔ ｔｈｉｓ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｕｌｔｕｒｅ ｍｅｄｉｕｍ ｍｉｇｈｔ ｂｅ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｉｎｆｌｕｅｎｔｉａｌ ｆａｃｔｏｒｓ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｅｄｉｂｌｅ ｆｕｎｇｕｓ； ｃｕｌｔｕｒｅ ｍｅｄｉｕｍ； ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ

食用菌是一种可供人类食用的大型真菌。菌丝能从腐竹、腐木、竹根、竹鞭及腐殖质土中吸收所需碳、氮和无机盐等营养。人工栽培使用的培养料包括竹类、段木、甘蔗渣、木屑等，培养方式包括：箱栽、床栽和露天竹林地等［１－３］。目前，重金属污染已成为影响生态系统的重要污染物，而农作物对重金属具有富集作用，进而通过食物链进入人体，危害人体健康。重金属的积累及其对农产品安全性的影响备受关注［４］。虽然当前许多研究都是集中于评价食用菌本身的安全性，往往忽略了食用菌培养料中可能存在的潜在问题。本文通过研究食用菌培养料的重金属含量，探讨培养料中重金属残留的相关性，为保障人类健康和改善生态环境提供科学依据。

１材料与方法

１．１样品采集

本样品来自黔西北食用菌培养料，包括木材，竹和松叶。共取７个样品。样品经烘干，除杂和粉碎后，保存在密封塑料袋中，备用。

１．２仪器与试剂

ＡＡ ８００原子吸收光谱仪（美国ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ公司）；ＡＦ－６４０原子荧光光谱仪（北京瑞利分析仪器公司）；ＦＷ－１００型粉碎机（天津市华鑫仪器厂）；盐酸、硝酸与高氯酸为优级纯，其余试剂皆为分析纯。

１．３分析方法

根据我国《食用菌卫生标准》（ＧＢ ７０９６－２００３）对重金属残留的限量种类，确定Ｐｂ、Ｃｄ、Ｃｕ、Ｈｇ和Ａｓ五种重金属的总量为本文研究的对象。培养料采用混酸消解。Ｐｂ和Ｃｄ采用石墨炉原子吸收光谱法测定［５，６］，Ｃｕ采用火焰原子吸收光谱法测定［７］，Ａｓ采用原子荧光光谱法测定，Ｈｇ采用冷原子原子荧光光谱法测定［８］。

２结果与分析

２．１食用菌培养料重金属含量

利用Ｅｘｃｅｌ和ＳＰＳＳ软件分析培养料中总汞（Ｈｇ）、总砷（Ａｓ）、总铅（Ｐｂ）、总镉（Ｃｄ）和总铜（Ｃu）的平均值，标准差（SD）及变异系数（CV），结果如表１所示，并以箱形图表示如图１。

由表１可知，培养料中的重金属残留水平差异较大，其变异系数在１２．９％～７３．７％之间。其最大值与最小值相差数倍。就变异系数而言，Ｃｄ的差异最大，Ｃｕ的差异最小。五种重金属含量大小顺序为Ｃｕ＞Ｐｂ＞Ｃｄ＞Ａｓ＞Ｈｇ。

２．２培养料重金属间的相关性分析和主成分分析

为了探讨培养料重金属元素间的相互关系，本文利用ＳＰＳＳ统计软件包［９－１０］，对所有培养料样品的５种重金属含量进行了Ｐｅａｒｓｏｎ相关分析，结果列于表２，主成分分析（Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ，ＰＣＡ）结果分别列于表３和表４。

由表２可知，重金属含量的相关系数有四个是负相关，分别为Ｐｂ～Ｃｕ，Ｐｂ～Ａｓ，Ｃｄ～Ｃｕ和Ｃｄ～Ａｓ，其余为正相关。Ｐｂ～Ｃｄ的相关系数为０．９４７，呈显著性相关，其他正相关系数在０．２～０．６之间，相关性一般。说明Ｐｂ和Ｃｄ这两种元素可能存在相同的来源或复合污染。由于这些元素共存而产生的复合污染比单一重金属污染的情况更为复杂［１１］，危害也较大，例如：重金属的复合污染可能对土壤中其他营养元素如Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｆｅ、Ｃａ和Ｍｇ等的化学行为会产生影响，进而影响菌体的正常生理活动。

由表３可知，前２个主成分包含原有所有信息的８４．３９％，即前两个因子已经基本保留了原来五种重金属的相关信息，所以确定主成分个数为２个。

由旋转后的正交因子载荷矩阵结果可知：第一主成分中Ｐｂ～Ｃｄ的载荷指标很高，因子载荷值分别为０．８７２和０．９２９，说明这两种元素的具有较好的同源性。而Ｃｕ～Ａｓ有明显的负载荷，表明Ｐｂ～Ｃｄ与Ｃｕ～Ａｓ的相关性较差。这与前面的相关性分析结果一致，即该主成分主要体现了外源污染因素；第二主成分中高载荷的指标有Ｃｕ～Ｈｇ，因子载荷值分别为０．７０１和０．９１１，该主成分主要体现了培养料的自然本底性质。

３小结

１）培养料重金属含量差异很大，其变异系数在１２．９％～７３．７％之间。就变异系数而言，Ｃｄ的差异最大，Ｃｕ的差异最小。五种重金属含量平均值高低顺序为Ｃｕ＞Ｐｂ＞Ａｓ＞Ｃｄ＞Ｈｇ。

２）Ｐｂ～Ｃｄ的相关系数为０．９４７，呈显著性相关，说明Ｐｂ和Ｃｄ这两种元素可能存在相同的来源或为复合污染。

３）由于污染的复杂性，想要准确地判定污染来源较为困难。本文分析的结果表明，培养料重金属的污染可能主要为外源污染。

参考文献：

［１］ 黄晨阳，张金霞． 食用菌重金属富集研究进展［Ｊ］． 中国食用菌，２００4，２３（４）：７－9．

［２］ 雷敬敷，杨德重． 食用菌重金属含量与土壤培养料重金属含量的相关性研究［Ｊ］． 四川环境，１９９０，９（４）：１９－２8．

［３］ 连宾，袁生． 红托竹荪的食品安全分析［Ｊ］．食品科学，２００３， ２４（８）：２１２－２１4．

［４］ 马光，贺旭峰，胡斌，等． 焦作博爱农场与中马村矿土壤及玉米重金属污染分析［Ｊ］． 农业环境科学学报，２００７，２６（B03）：４３－４６．

［５］ ＧＢ ５００９．１２－２０１０ 食品安全国家标准 食品中铅的测定［Ｓ］．

［６］ ＧＢ／Ｔ ５００９．１５－２００３ 食品中镉的测定 ［Ｓ］

［７］ 李苏峰，马运宏，独霖，等．火焰原子吸收光谱法测定污泥中铜和锌［Ｊ］． 理化检验－化学分册，２０００，３６（６）：２８２－２８４．

［８］ 李艳． 双道氢化物发生原子荧光光谱法同时测定土壤中的砷和汞［Ｊ］． 农业环境与发展，２００４，21（１）：４１－４２．

［９］ 李志辉，罗平． ＳＰＳＳ ｆｏｒ Ｗｉｎｄｏｗｓ统计分析教程（第二版）［Ｍ］． 北京：电子工业出版社，２００５．

［１０］ 高祥宝，董寒青． 数据分析与ＳＰＳＳ应用［Ｍ］． 北京：清华大学出版社，２００７．

［１１］ 王芸． 沈阳市土壤重金属污染状况及评价研究［Ｄ］．北京：北京科技大学，２００７．

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