湖南地区蚕桑产品重金属污染监测及风险研究

韩晓磊　刘阳　肖珂　林树花　谭欢　何双　王龙泉　尚雪波

摘 要 为了加强蚕桑产品质量安全监管，科学指导生产，正确引导消费，对湖南省境内的桑蚕生产基地进行实地调研取样，并进行了重金属风险监测研究。结果表明：湖南地区桑蚕基地的蚕蛹（干样）中的重金属总砷含量较高，但换成鲜样中重金属残留风险较小；桑园土壤中镉污染严重；桑树的叶、枝等重金属污染风险极小；桑树能在镉污染严重的土壤环境中正常生长，且在叶枝中残留污染极小，桑树可作为土壤控镉的有效替代品种。整体上湖南省蚕桑产品重金属污染风险较低，但要重视土壤镉、汞元素的污染及蚕蛹砷的残留，建议对直接食用的蚕蛹进一步进行重点污染监测与评估。

关键词 桑树；蚕蛹；土壤；重金属残留；风险监测；湖南地区

中图分类号：S888；X53 文献标志码：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.25.027

我国现有桑园76.57万公顷，是世界上最大的蚕桑生产国，栽桑养蚕已有4 000多年的历史。蚕桑产品是湖南省传统特色产业，有着深厚的产业基础，目前，全省122个市县区中有40多个地区存在桑园基地，桑园总面积达0.82万公顷，每年发种量达5万盒，生产蚕茧2 000余吨；收购、加工、营销企业有20多家，年销售收入达2亿多元[1]。湖南是有名的有色金属大省，产业链发达，有色金属产业为湖南带来了巨大经济效益的同时也带来了非常严重的土壤重金属污染问题[2]，湖南省受金属污染的耕地面积高达71.52万公顷，占全省耕地总面积的23.7%。土壤中过量的重金属能抑制植物的生长，造成作物减产甚至绝收，重金属还能通过食物链严重危害人体健康[3]。桑树作为多年生阔叶型落叶性木本植物，通过近几年的研究和评价，发现其对重金属毒性具有一定的耐受性和富集性，在种植过程中对土壤重金属具有一定的吸附作用，如此，通过生物界的食物链关系，生产出来的蚕桑产品重金属含量也相应增加，存在一定的污染风险。开展湖南地区蚕桑产品的风险研究，对特色农产品质量安全保障和重金属污染治理具有重大意义[4]。本文通过对湖南地区主要蚕桑产区的重金属进行监测，旨在为蚕蛹食用安全风险和桑树改善土壤环境功效提供科学依据。

1 调查方法及基本情况

采集湖南地区7市12个区（县）的30多个栽桑养蚕基地的蚕桑产品（桑叶、桑枝、土壤、蚕蛹）样本，通过实验室IPC-MS多金属元素分析仪器对95个不同样品中的5种重金属（铅、镉、总砷、总汞、总铬、锰）进行检测；对采集到的500多条有效数据进行验证分析。湖南地区主要采集地区分布见表1，长株潭作为湖南经济较发达地区，重金属污染现象较严重，故此次采样主要集中在长株潭及其周边市县，可以看出，长株潭地区样品占整个湖南地区样品数的47.3%，余下样品来自长株潭周边城市及湘西地区。

2 结果与分析

2.1 桑叶、桑枝重金属污染情况

此次调研评估对湖南地区25个桑叶、25个桑枝、25个土壤、20个蚕蛹共计95个样品进行了5种重金属含量测定。从图1可知：在对全部桑叶、桑枝样品的检测中，5种重金属平均值含量均明显小于国家标准（GB 13078—2001家禽、猪配合饲料）中所规定的限量值。目前桑叶还没有相应的污染物限量国家标准，以桑叶主要作为喂养桑蚕及家禽的饲料，采用国标（GB 13078—2001家禽、猪配合饲料）进行判断，结合风险评估分析，可以推断叶片及嫩枝条作为蚕饲料其有害金属含量存在食用安全隐患的风险很小，且桑叶作为药食同源部分的产品占蚕桑产品量很小比例，风险隐患极小。

2.2 桑园土壤重金属污染情况

此次调研评估中的25个土壤样品均采自桑叶、桑枝、蚕蛹的桑园基地土壤，采样按照梅花型采样法分别采集5个表层土壤（5～20 cm ）样品合并为1个土壤样品并做好标记，土壤经自然风干后，磨细过100目尼龙筛，存储于密封袋内备用待测，使样品具有充分的代表性。按照Hakanson潜在生态危害指数法[5]定量划分出潜在生态危害的程度，该指数不仅反映了某一特定环境中每种污染物的影响，而且也反映了多种污染物的综合影响。经实验室检测得到全部样品5种重金属含量及对应pH值，参照《中华人民共和国国家标准 土壤环境质量标准》（GB 15618—1995）中的相关规定，按重金属含量偏高严重程度和二级土壤的标准衡量，从图2可知：所检测桑园土壤样品中镉、总汞、总砷的检测结果偏高百分率为58.3%、16.7%、8.33%。从偏高率结果来看，目前土壤已经受到了较多重金属不同程度的污染，其中镉的污染情况最为严重，占所有偏高重金属元素的70%以上，说明土壤中重金属污染以镉为主，总砷和铅有一定污染，其余重金属污染較小；同时我们对25个土壤样品的锰元素也进行了检测，发现个别基地存在锰元素含量较高，可能与当地进行锰矿开采有关，锰的污染情况虽然没有现行国标进行相应的界定，但从此次的检测结果来看，检出值依旧较大，存在一定的污染风险。据相关文献报道指出，镉污染是已知的危害最严重的农田重金属污染类型之一，对生态系统和人类健康产生了巨大的威胁[6]。此次调研评估中桑园土壤镉污染相当严重，也印证了相关文献报道，究其产生的原因主要还是湖南地区是有名的有色金属之乡，土壤的镉、汞、砷等生物毒性较大的重金属原有含量较高，更易产生耕地重金属污染[7]。汞也存在一定程度的污染，在关注镉污染的同时要警惕汞污染的上升。同时，据文献报导，桑树在镉浓度小于40.6 mg·kg-1的土壤中都能正常生长，且在此土壤浓度下蚕的生长发育和蚕茧质量均较好[8]。从此次污染监测数据来看，桑叶中镉污染程度很低，但全部的桑树在镉含量较高的土壤中均能正常生长，且没有提高饲养桑蚕的重金属含量，说明桑树对高镉土壤具有耐受性，表明桑树可在镉污染严重地区进行替代种植，产生较高的经济效益。

2.3 蚕蛹重金属污染情况

对此次调研评估中的20个蚕蛹样品进行检测分析，参照最新的《食品安全国家标准 食品中污染物限量》（GB 2762—2017）中有关肉类和脂类的规定，按重金属含量偏高严重程度分析可知：蚕蛹样品中总砷、铅的检测结果偏高百分率分别为55%、30%，未见样品有铬、镉、汞含量偏高现象，锰元素未见相关标准。但由于本次检测结果是以干样计算，考虑到鲜样中的水分含量（一般水分可占80%左右），可以推断蚕蛹食用整体风险较小，食用蚕蛹产品安全风险较上年度有所改善（见图3），总体上说是安全可靠的，且至今无食用安全事件发生。随着现代社会对食用昆虫的需求量与日俱增，生产企业对食用蚕蛹的安全标准越来越重视，从蚕蛹所食用的桑叶种选取更加安全可靠的来源，在未来蚕蛹的重金属安全风险应保持在较低水平[9]。虽然风险污染水平较低，但不能排除存在个别安全隐患，所以建议有关部门参照现有的国家标准启动对蚕蛹制品食品安全污染物限量标准的制定，包括重金属残留量和其他安全性指标，以规范食用蚕桑产品的生产、加工，保证其食用安全性，保证其产品质量风险安全可控。

3 结论与建议

3.1 结论

此次湖南地区蚕桑产品重金属污染监测及风险专项研究表明，蚕蛹作为食用昆虫还没有现行的食品安全标准作为评判依据，若与国家相关标准《国家食品安全国家标准 食品中污染物限量》（GB 2762—2016）中肉类或脂类比较，总砷和铅等重金属相对较高，但本次检测结果是以干样计算的，因此来说蚕蛹食用是安全的，且至今无食用安全事件发生。目前建议对食用蚕蛹进一步进行比对研究，并与食品专家讨论进行标准制定；桑园土壤样品中检出镉和总汞含量偏高，但叶片有害金属含量很低，风险极小[10]，本项目组专家认为把桑树作为治理土壤重金属污染的树种，值得深入研究。

3.2 建议

1）加大采集、检测蚕蛹、叶片和土壤样品数量，以增加检验结果代表性和可信度。

2）参照现有的相关国家标准，启动对蚕蛹制品中食品安全污染物限量标准的制定，包括重金属残留量和其它安全性指标，以规范食用蚕蛹的生产、加工，保证其食用安全性，并供今后定性产品检验结果之用。

3）重视土壤中重金属污染情况，在全国范围内进行农业用地的全面普查，对土壤进行综合治理。此外，土壤质量的现行参考标准陈旧，已不能适于目前的土质，亟待依据普查状况制定有效的新标准。

4）逐步开展对蚕蛹体内农药残留量的检测分析，进一步探索将桑树作为治理土壤重金属污染树种的可行性。

参考文献：

[1] 鲁成.中国现代农业产业可持续发展战略研究（蚕桑分册）[M].北京：中国农业出版社，2013.

[2] 艾均文，龚昕，丁伟平，等.湖南蚕桑产业现状及十三五期间发展建议[J].湖南农业科学，2015（4）：135-139.

[3] 潘雨齐，黄仁志，雷鸣，等.镉在桑树体内的迁移与分布特征研究[J].农业环境科学学报，2016，35（8）：1480-1487.

[4] 龙唐忠，黄仁志，李萍，等.重度污染耕地“替代种植区”种植结构调整研究[J].农村经济与科技，2016，27（23）：14-15.

[5] Hakanson L. An ecology risk index for aquatic pollution control： a sed-iment logicalapproach[J]. Water Research， 1980， 14（8）： 975-1001.

[6] 廖曉勇，陈同斌，阎秀兰，等.提高植物修复效率的技术途径与强化措施[J].环境科学学报，2007，27（6）：881-893.

[7] 胡菲菲.湖南土壤重金属污染及修复技术探究[J].农村经济与科技，2017，28（1）：31-33.

[8] 陈朝明，龚惠群，王凯荣，等.桑蚕系统中镉的吸收、累积与迁移[J].生态学报，1999，19（5）：664-669.

[9] 田秀铭，田光辉.桑树的合理密植与桑叶产量、蚕茧质量之间关系的调查[J].北方蚕业，2008，29（3）：15-16.

[10] 唐翠明，王振江，戴凡伟，等.桑树在土壤污染和大气污染修复中的应用潜力[J].广东蚕业，2014，48（3）：38-41.

（责任编辑：丁志祥）