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本研究分为三个部分:
第一部分是对大米中砷的形态分析,第二部分是食物中元素含量,第三部分是日摄入重金属和对人体健康威胁的评估。
1.大米中砷的形态分析
本部分研究目的是采用简单实用的分析方法来分析大米中As(包括水洗中的和水煮中的)的形态,测试方法为色谱-电感耦合等离子质谱ICP-MS。不过,要特别注意在砷的不当存储中,砷的形态转换和可能的损失。在进行色析法分离之前,采用冻干提取并进行溶样。
此外,足量的稻谷样在进行微波消解和As 全量测试之前,已在研磨中被研磨2次,每次2分钟,达到测试粒度样求。
在水洗和水煮的实验中,用量为50克大米样。HR-ICP-MS 分析仪用于As的全量测定。砷的形态分析采用HPLC与HR-ICP-MS联用。
高效液相色谱对冷干水洗和水煮样品中砷的形态的分析结果为:水洗提取效率为60%,As(Ⅲ)>DMA>As(V)和水煮提取效率为80%,As(Ⅲ)=AsC>DMA>As(V)>MMA。
2.食物中重金属含量
采用电感耦合等离子体光谱仪(ICP-AES)法,测试了武汉的大白菜、葱、大米、鸡蛋和牛奶中大量和微量元素的含量,包括砷(As)、钡(Ba)、E(Ca)、镉(Cd)、钴(Co)、铬(Cr)、铜(Cu)、铁(Fe)、钾(K)、镁(Mg)、锰(Mn)、钠(Na)、镍(Ni)、铅(Pb)、锂(Li)、硒(Se)、锶(Sr)和锌(zn)。采用标准样GBW 07603 和 GBW07604 来控制方法的准确性。结果表明蔬菜中主量元素(Ca、K、Mg和Na)含量要高于鸡蛋、牛奶和稻谷。最高的检出值Mg(35515.5 μg/g),出现在春季白菜中;K(15864.15g/g)出现在冬季卷心菜中,钠含量在495至1945.6ug/g之间。
结果也揭示出牛奶中存在较高含量的K(4906.1μg/g)和Ca(3834.5μg/g),鸡蛋中存在较高含量的 Ca(1200 μg/g)和 Na(3895μg/g)。各微量营养元素在食物中的出现的最大值如下:Co(0.34μg/g),Cu(6.73μg/g),Mn(55.5μg/g)出现在卷心菜中,Cr(2.07 μg/g),Se(0.35μg/g)出现在大米中,Ni(4.04.μg/g)出现在洋葱中,Zn(50.8 μg/g)出现在鸡蛋中,Fe(82.6μg/g)出现在牛奶中。同其他食物的比较,稻谷中元素含量较低。不同种类的各食物元素含量不同,同一种类的食物不同季节的样品,元素分析结果也不一样。研究发现卷心菜和大米中元素含量随季节而变化。除了卷心菜中的 As、Cd、Pb,牛奶中的 As、Pb,大米和鸡蛋中的Pb之外,几乎所有评价元素的含量均在中国污染标准最高上限之下。蔬菜中某一元素的积聚也许会导致其它元素含量的减少。 3.重金属日摄入量和对人体健康威胁的评价依照1991 年武汉各阶层人口对食物的消耗量,以及本研究测试的武汉市各种食物中微量元素的平均含量,计算了每人每天平均摄入的微量元素量。
城市人口消耗了大量的蔬菜,从中摄入的 As、Cd、Pb 分别占每天摄入重量的56%,30.7%,8%,其他一些元素分别为37%(Co),2.6%(Cr),11.4%(Cu),32.3%(Fe),41.4%(Mn),8%(Se)and 23.4%(Zn)。
各类人群从鸡蛋和牛奶这类动物来源的食物中日摄入的所有重金属都很低,除了幼儿园的儿童之外,因为他们每天喝入大量的牛奶,从摄入As 28.2μg/d,Pb 116.7μg/d,Fe 2891μg/d,分别占每天摄入 As、Pb、Fe 总量的 74%,30%和75%。儿童从牛奶中每天摄入高含量的Fe说明他们使用的并不是婴儿专用的牛奶。
大量食用稻米的农村居民从中摄入的As、Cd、Pb分别占每天摄入As、Cd、Pb总量的51%,81%和88%,同时从稻米中摄入的其他元素分别占每天摄入总量百分比为68.8%(Co),92.2%(Cr),91%(Cu),33%(Fe),62.4%(Mn),61%(Se),95%(Ni)和 67%(Zn)。
结果表明,从食物中日摄入的元素量主要取决于食物中该元素的含量和所摄入的食物量。本研究评估的As、Cd、Cr、Co、Zn、Cu 和 Ni 等元素从食物中的日摄入量均未造成威胁,因为它们各自均低于人体日摄入该元素的允许值。
人体内的有毒元素含量常取决于人们消耗食物中不同元素的浓度,消耗的该类食物频率、消耗量和人体对污染有毒元素的解毒能力。