我国南方主要蔬菜重金属毒性评估与食用风险对策研究

The consumption of foodcrops produced in contaminated soils is a principal factor contributing to human metals exposure. Potential health risks to humans and animals from consumption of crops can be due to heavy metal uptake from contaminated soils via plant roots as well as direct deposition of contaminants from the atmosphere onto plant surfaces. The environmental risk by consuming soil and contaminated vegetables can be assessed by measuring their bioaccessbility. This research proposal will use the Physiologically Based Extraction Test (In Vitro) to determine the oral bioaccessibility of heavy metals in contaminated vegetables. The present study aimed to investigate the influences of different cooking methods and different food combination treatments on the bioaccessibility concentrations and potential biological toxicity of heavy metals. In Vitro test is used to verify the results of the In Vitro assays, and to assess actual toxicity of heavy metals to animals. We linked daily intake of vegetables and bioavailability of heavy metals in a unified approach (Target Hazard Quotients established by USEPA) to develop accurate and reliable methods for risk assessment of metal-contaminated vegetables. Through understanding the sequence of heavy metals toxicity of different vegetalbes, some good diet scheme will be provided to guide the proper consume of vegetables from Southern China, in order to reduce the protetial human health risk to the local inhabitants.

由于我国农业环境的恶化,农产品污染已成为我国城市人体健康的重大威胁。本研究应用以生理学为基础的离体胃肠模拟技术(In Vitro法)，评估南方主要蔬菜中重金属对人体的生物有效性和潜在生物毒性，研究不同烹饪方法以及不同食物组合对蔬菜重金属毒性的影响；并以动物活体试验（In Vivo法）验证分析In Vitro方法对蔬菜重金属生物毒性的评估结果，评估重金属在动物体内实际的被吸收利用程度和生物有效性。结合本地居民蔬菜消费量、蔬菜重金属生物有效性等，估算通过蔬菜消费进行人体消化道的重金属暴露剂量，全面评估本地居民通过消费蔬菜而产生的重金属受害风险度，排列出南方常见蔬菜的重金属毒性大小，提出通过烹饪习惯与食物结构的适度调整降低重金属受害风险的饮食方案。

重金属污染是全球性的环境问题，农产品的重金属污染问题成为关系到国计民生的热点课题。土壤中的重金属经农作物吸收并被食用消费而进入人体，农产品消费成为民众暴露重金属的最主要渠道。污染治理的根本目标是让民众消除或最大程度减少实际危害。本项目是以人体健康为导向的重金属污染对策研究，以离体胃肠模拟技术研究农产品中重金属生物有效性及不同食材配置的螯合效应，据此形成降低人体吸收重金属策略。本研究取得重要结果如下：1）珠三角地区大部分市售蔬菜重金属含量没有超标现象，但韶关地区的市售大米中重金属超标严重，烹调前蔬菜中重金属镉和铅的生物可给性（分别是35–66 % 和20–51 %）高于烹调处理后的生物可给性（对于Cd和Pb分别34–64 % 和11–48%），同时因蔬菜种类而存在差异性。蔬菜中镉在胃阶段的生物可给性均显著高于肠阶段，而铅表现为胃阶段显著低于肠阶段；2）烹调处理能够降低大米中镉和砷的生物可给性，大米中的镉在胃阶段的生物可给性均显著高于肠阶段，而胃阶段的砷显著低于肠阶段。假设成人每天摄入389g污染大米，摄入超标大米中镉和砷对消费者的PTDI贡献率为34%和53%，摄入大米中镉和砷对消费者的PTDI贡献率为212%和280%，揭示了由污染区周边农田生产的大米对人体存在巨大的健康风险；3）通过比较了十多种食材与镉大米的配置模式，胃肠平均降低幅度从高到低的顺序是：西红柿（平均为87.5%）> 青瓜（87.3%）> 胡萝卜（85.6%）> 黑木耳（83.3%） >菠菜（82.8%） > 土豆（81.6%）> 通心菜（81.5%）> 红薯（80%）> 花菜（75.3%）> 西兰花（72.4%）> 金针菜（72.3%）> 生菜（63.6%），西红柿、青瓜、胡萝卜、木耳等对污染大米中镉具有较好的螯合作用，具有降低食物中重金属生物毒性的效能；4）在食物链前端，发现采用硅酸钙可以显著抑制苋菜吸收重金属镉，并调控了镉在苋菜体内的化学形态和亚细胞分布。本项目成果在应用上为我国南方人群提供规避重金属健康风险的技术策略，并为各地污染治理提供重要科学指导。