攀西采矿区芒果中几种典型元素积累特征与健康风险评估

潘声旺，宋一鸣，孙晋涛，周钰潇，毛勇坡，李 娟,2，董仕萍,3**

(1.成都大学 食品与生物工程学院，四川 成都 610000；2.四川省煤田地质工程勘查设计研究院，四川 成都 610072；3.曲靖市生态环境局 会泽分局，云南 会泽 654200)

芒果（Mangifera indicaL.）是热带、亚热带地区典型的经济作物[1]，香甜可口，营养丰富，素有“热带果王”之称.攀西地区光热充足、沟壑纵横，是发展热带经济作物的理想场所[2].近年来，随着矿产资源的持续开发、采矿区面积日益剧增，各种尾矿库、排土场、矸石堆场纵横交错、星罗棋布[3].因攀西地区人多地少、耕地稀缺，种植芒果、枇杷（Eriobotrya japonica(Thunb.) Lindl）等经济作物已成为当地矿区治理与可持续利用的重要途径，仅采矿区内的芒果种植面积就高达9.2×104hm2.国内外学者对矿区周边农作物的潜在健康风险进行了系列研究[4-5]，在部分蔬菜、谷物中检测出Cd、Pb含量严重超标[6].潘俊[7]等还对白肉灵芝（Ganoderma leucocontextumT.H.Li et al.）等药用植物中重金属含量与毒性进行了风险评估.但迄今为止，有关矿区环境对芒果品质、食品安全以及人体健康风险的评估还鲜见报道.本文拟以攀西地区热销的芒果品种“凯特”（Keitt）为例，对比分析种植在矿区矸石堆场、普通果园的芒果（即矿区芒果、普通芒果）中砷（As）、汞（Hg）、铬（Cr）、镉（Cd）、铅（Pb）、铜（Cu）、锌（Zn）、钙（Ca）、镁（Mg）等元素含量及积累特征，评估矿区环境对芒果品质、食品质量安全以及人体健康的潜在风险，澄清消费者疑虑，为攀西地区芒果产业的健康发展及矿区土地资源的可持续利用提供依据.

1 研究对象及方法

1.1 研究区域概况研究区域位于攀枝花市西区，26°06′～27°19′N、102°15′～108°08′E，年均气温21.7 ℃、年均降雨量818.9 mm，干季、雨季分明，降雨集中（6—10 月）.土壤类型主要为中性黄棕壤土，其pH、速效钾（AK）、速效磷（AP）、碱解氮（AN）、有机质（OM）及阳离子交换量（CEC）分别为7.2、72.24 mg/kg、11.98 mg/kg、57.84 mg/kg、1.05%和21.47 cmol/kg[8].

矿区芒果采样于攀枝花市西区灰槽子矸石堆场芒果种植区内.该种植区（879 hm2）为矸石堆表层（0～90 cm）经客土（黄棕壤土，源于攀枝花市农易达青年创业农业开发有限公司新庄村片区废弃耕地）混层稀释（m客土∶m矸石=1∶1）后的生态治理区，土层贫瘠、OM 含量（0.05%）低，土质偏酸（pH=6.1），主要成分为SiO2（43.56%）、Al2O3（15.78%）、Fe2O3（14.64%）、CaO（12.17%）和MgO（5.08%），土壤Cr、Pb、As、Hg、Cd、Cu、Zn、Ca 和Mg 质量分数分别为264.45、19.05、7.52、0.65、0.88、94.27、211.01、17 867.50 mg/kg 和7 274.53 mg/kg.

普通芒果样品来源于攀枝花市农易达青年创业农业开发有限公司新庄村芒果种植区.该种植区（551 hm2）距矿区芒果种植区最小间距12 km，土壤类型为典型的中性黄棕壤土，土壤中Cr、Pb、As、Hg、Cd、Cu、Zn、Ca 和Mg 含量与矿区芒果种植区略有不同，质量分数分别为119.34、15.34、4.29、0.03、0.19、59.81、91.50、1 428.01 mg/kg 和254.42 mg/kg.

1.2 设备与材料

1.2.1 主要仪器 AFS-9330 原子荧光光度计（AFS），配有 AS-90 自动进样器，北京吉天仪器有限公司；OPTIMA 7000 电感耦合等离子分析仪（ICP），PerkinElmer 股份有限公司；ICS-1500 离子色谱仪（ICS），戴安中国有限公司.

1.2.2 试剂 HNO3（G.R.）、HCl（G.R.）、CH4N2S（G.R.），天津市科密欧化学试剂有限公司；C6H8O6（A.R.），成都市科龙化工试剂厂；KBH4（G.R.），天津市大茂化学试剂厂；NaOH（G.R.），成都市科隆化学品有限公司；CH3SO3H（A.R.），成都联禾化工医药有限责任公司；As、Hg、Pb、Cd、Cr、Ca、Mg、Cu、Zn 标准液.

1.2.3 样品采集 样品芒果品种为攀西地区广泛种植的栽培品种“凯特”（Keitt），该品种果实硕大、皮薄核小、果肉纤维少、口感顺滑软糯且味道甜美，深受广大消费者喜爱.

采样方法：基于2021 年的预备实验，在芒果完全成熟（果皮金黄、果肉橙黄、手感柔软，可食率75%以上）季节（2022 年7 月下旬）进行批量采摘.采样时，在采矿种植区、普通果园内分别选择5 个地势平坦、采光均匀、树龄相同、生境条件相近的芒果种植小区（面积大于30 hm2），每个小区内随机选择间距500～600 m 的20 株5 年龄果树，每株各摘取1 个着生位置相同（三级侧枝）、色泽均匀、大小相近、成熟度相近、无病虫害的芒果，单区采集量为8.2～9.4 kg.经自来水冲洗干净后，将芒果可食部分剪碎后混合均匀，以小区为单位分别装入10 个保鲜盒、放置冰箱保鲜层中0 ℃条件下保鲜、备用.

1.3 测定方法

1.3.1 样品前处理将保鲜盒中芒果样品 用去离子水清洗3 次后，85 ℃条件下烘干、备用.精确称取烘干后的待测样品5.00 g 于坩埚中，350 ℃炭化至无烟后、550 ℃灰化4～5 h；冷却后，加入数滴HNO3润湿，再次灰化2 h.取出灰化好的试样、冷却，加入HNO3溶解，定容至25 mL，混匀、备用.

1.3.2 仪器工作条件 AFS 工作参数：As、Hg 元素灯电流分别为60、30 mA，负高压270 V，原子化器预热温度200 ℃，载气流量400 mL/min，屏蔽器流量900 mL/min.

ICP 工作参数：发射功率1 150 W，载气流量0.7 L/min，辅助气流量1.0 L/min，冷却器流量12.0 L/min.

ICS 工作参数：色谱柱为阳离子分离柱和阳离子保护柱，淋洗液为0.02 mol/L 的CH3SO3H 溶液，流速1.0 mL/min，进样量25 μL，检测器为抑制型电导检测器.

1.3.3 绘制Hg、As 测定工作曲线 将质量浓度为1 000 mg/L 的As 和Hg 标准储备液用1% HNO3溶液稀释成20 μg/L 和2 μg/L的使用液，再分别逐级稀释成0、1、2、4、8、10 μg/L和0、0.1、0.2、0.4、0.8、1.0 μg/L 标准液.以5%HCl 溶液为载流，As 以KBH4溶液B（0.5 g NaOH 和2.0 g KBH4溶于100 mL 水）为还原剂，Hg 以KBH4溶液A（0.5 g NaOH 和1.0 g KBH4溶于100 mL 水）为还原剂.以荧光强度为纵坐标、质量浓度为横坐标，绘制标准曲线.As、Hg的线性范围和相关系数（r2）分别为0～10、0～1.0 μg/L 及0.999 7、1.000 0.

1.3.4 绘制Pb、Cr、Cd、Cu、Zn 测定工作曲线 由仪器将Pb、Cr、Cd、Cu、Zn 使用液逐级稀释到0、0.05、0.10、0.50、1.00、3.00 mg/L；以平均校准强度为纵坐标、质量浓度为横坐标，绘制标准曲线.三者的线性范围及相关系数（r2）均为0～3.00 mg/L和1.000 0.

1.3.5 绘制Ca、Mg 测定工作曲线 将质量浓度为1 000 mg/L 的Ca 和Mg 标准储备液分别用水稀释成250 mg/L 和50 mg/L 的混合使用液，再分别逐级稀释成0、0.5、1.0、2.5、5.0、10 mg/L 和0、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0 mg/L 标准液.在自动设置的程序下测量，以峰面积为纵坐标、质量浓度为横坐标，绘制标准曲线.Ca、Mg 的线性范围和相关系数（r2）分别为0～12.0、0～2.5mg/L 及0.999 5、1.000 0.

1.3.6 测定步骤 （1）Hg 的测定：吸取10 mL 样液于比色管中，依照工作条件，使用AFS-9330 测定荧光强度.

（2）As 的测定：吸取5 mL 样液于比色管中、加入2 mL CH4N2S-C6H8O6溶 液、2 mL HCl溶液（6 mol/L）；定容至10 mL，混匀，依照工作条件，使用AFS-9330 测定其荧光强度.

（3）Cr、Cd、Pb、Cu、Zn 的测定：将试样注入ICP 分析仪中，依照工作条件测定其平均校准强度.

（4）Ca、Mg 的测定：将试样注入ICS，依照工作条件测定阳离子浓度.

1.4 评价方法

1.4.1 单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法 单因子污染指数法(Pi)[9]：样品中被检测元素i的实测浓度与果蔬中元素i限量的比值.

式中：Pi为果蔬中被监测元素i的单因子污染指数；wi为果蔬中被监测元素i的实测质量分数(mg/kg)；Si为被监测元素i在果蔬中的质量分数限值(mg/kg)，限量标准参考《食品安全国家标准 食品中污染物限量（GB 2762—2017）》.Pi>1.0 表明果蔬受到污染；Pi≤1.0 表明未受到污染；Pi值越大，污染物的积累情况越严重.

内梅罗综合污染指数法（Pc）[9]是结合食品安全国家标准和污染物含量进行综合评价的方法之一.

式中：Pc为内梅罗综合污染指数；Pimax为果蔬中被监测元素最大单因子污染指数；Piave为果蔬中被监测元素单因子污染指数平均值.

单因子污染指数、内梅罗综合污染指数评价体系与分级标准见表1.

表1 单因子污染指数、内梅罗综合污染指数及其评价标准Tab.1 Evaluation criteria of single factor pollution index and Nemero comprehensive pollution index

1.4.2 污染负荷指数法 污染负荷指数(PLI)根据Tomlinson 等[10]的方法进行计算.

式中：CF 为污染因子，即受污染样本（如矿区芒果）与对照组样本（如普通芒果）中目标元素含量的比值；n为目标元素种类数量；PLI 表示污染样本受总目标元素污染的影响程度.评价标准：PLI<1，未受目标元素污染的影响；13，受目标元素污染的影响严重.

1.4.3 生物积累系数 生物积累系数(Bioaccumulation factor，BAF)为果蔬可食用部位中目标元素含量与根际土壤中该元素含量的比值，可表征果蔬从土壤中积累目标元素的能力[11-12]；也是描述化学物质在生物体内积累趋势的重要指标.

其中：BAF芒果为芒果对目标元素生物积累系数；wi为芒果可食用部位中目标元素质量分数；wsoil为种植土壤中目标元素质量分数.

1.4.4 危害商法 使用危害商（HQi）法[13]对果蔬摄入健康风险进行评价，可反映果蔬中污染物含量对各类人群健康的危害程度.危害指数（HI）用于全面评价目标元素对人体的健康风险.

式中：HQi为单一目标元素的危害商；ADI 为目标元素经果蔬摄入的平均日摄取量[mg/(kg·d)]；HI为多种目标元素复合污染的危害指数；wi为芒果中被监测元素i质量分数（mg/kg）；RfD 为被监测目标元素i平均每日摄入参考剂量[μg/(kg·d)]；EF为暴露频率（d/a）；FI为摄入分数，表明食用研究区域芒果占食用芒果总量的比值，本研究默认该值为1，即食用芒果全部为研究区域芒果；ED为持续暴露时间（a）；IR为平均每日水果摄入量（kg/d）；BW为平均体重（kg）；AT为平均暴露时间（d）.儿童、成人对污染物摄入的风险系数相关参数见表2.

表2 危害商法参数Tab.2 Hazard quotient method parameters

其中，HQi<1：没有明显的健康风险；HQi≥1：存在潜在健康风险.HI≤1：没有明显的负面影响；110：存在慢性毒性效应[17].

1.5 数据处理数据经Excel 软件基础处理后，GraphPad Prism 8 绘图，在SPSS 20 中用新复极差检验法（Duncan's Multiple Range Test,DMRT）检验不同处理间的差异显著性分析.

2 结果与分析

2.1 不同种植区域芒果被监测元素含量采用AFS、ICP 和ICS 对待测样品中目标元素含量进行检测，检测结果如图1 所示.

图1 不同种植区域芒果中目标元素质量分数Fig.1 Content of target elements in mangoes in different planting areas

由图1 可以看出，矿区芒果被监测元素含量均高于普通芒果，Mg 质量分数（36.82±3.25 mg/kg）最高、Ca（34.62±2.44 mg/kg）次之，Hg（0.9±0.3 μg/kg）最低.差异显著性分析显示，矿区芒果除Hg、Mg质量分数与普通芒果差异不显著外（n=5，P>0.05），其余被监测元素（Cr、Pb、As、Cd、Cu、Zn 和Ca）均高于普通芒果（n=5，P<0.01）.

根据《食品安全国家标准 食品中污染物限量（GB 2762—2017）》中污染物限量标准，由图1 可以看出，除矿区芒果中Pb 质量分数（0.107 9±0.001 6 mg/kg）高于限量标准（0.10 mg/kg）外，其余元素均低于限量标准（Cr、As：0.50 mg/kg；Cd：0.05 mg/kg；Hg：0.01 mg/kg）.

基于国家标准化管理委员会2011 年第3 号中国国家标准公告中有关废止《食品中锌限量卫生标准（GB 13106—1991）》《食品中铜限量卫生标准（GB 15199—1994）》的相关规定，本研究拟参考粮食重金属元素含量限量部颁标准（NY 861—2004）对芒果中Cu、Zn 含量进行评价.图1 显示，普通芒果、矿区芒果中Cu（3.67±0.20、4.73±0.27 mg/kg）、Zn（4.37±0.33、7.60±0.42 mg/kg）质量分数均低于NY 861—2004 限量标准（Cu：5.00 mg/kg；Zn：15.00 mg/kg）.

矿区芒果中，Mg 质量分数（36.82±3.25 mg/kg）略高于普通芒果（34.28±2.15 mg/kg）（n=5，P>0.05）；Ca 质量分数（34.62±2.44 mg/kg）高于普通芒果（22.55±1.55 mg/kg）（n=5，P<0.01）.若仅就Ca、Mg 作为营养元素而言，矿区芒果营养价值略高于普通芒果.

2.2 芒果目标元素污染状况评价

2.2.1 芒果单因子污染指数和内梅罗综合污染指数 基于单因子污染指数（Pi）、内梅罗综合污染指数（Pc），分别对攀西地区普通芒果、矿区芒果污染状况（不包括Ca、Mg）对比分析，结果如图2 所示.

图2 芒果中目标元素的单因子污染指数Fig.2 Single factor pollution index of target elements in mangoes

图2 显示，矿区芒果的单因子污染指数（Pi）均大于普通芒果；除矿区芒果PHg与普通芒果差异不显著外（n=5，P>0.05），其余元素（Cr、Pb、As、Cd、Cu 和Zn）Pi值均显著高于普通芒果（n=5，P<0.01）.普通芒果中7 种目标元素的单因子污染指数（Pi）以PPb最高（0.785 4±0.021 6），PCu次之（0.611 9±0.033 8），PCd最低（0.022 4±0.001 7），表现为PPb>PCu>PCr>PZn>PHg>PAs>PCd变化趋势；矿区芒果中，7 种目标元素的Pi值以PPb最高（1.079 0±0.034 7），PCu次之（0.788 5±0.044 4），PAs最低（0.040 3±0.001 5），表现为PPb>PCu>PZn>PCr>PHg>PCd>PAs变化趋势.所有目标元素中，除矿区芒果的PPb（1.079 0±0.034 7）轻度超标（1.0）、处于轻污染状态外，其余元素Pi均未超标，处于安全状态.

进一步分析不同种植区域芒果中目标元素的内梅罗综合污染指数（Pc）可知，普通芒果的Pc（0.597 2±0.013 7）小于0.7，为未污染的安全等级；矿区芒果的Pc（0.822 1±0.024 2）大于0.7，已超越食品安全警戒线.

2.2.2 芒果生物积累系数及污染负荷指数 生物积累系数（BAF）是描述化学物质在生物体内累积趋势的重要指标，可用来表征果蔬从土壤中积累目标元素的能力.刘春林[11]、陈亮[12]等在对茶叶、蔬菜进行风险评价时，均采用BAF 表征农作物对目标元素的吸收能力，以及不同环境条件下化学物质在生物体内累积趋势的变化差异.

污染因子（CF）是未污染样本（如普通芒果）与污染样本（如矿区芒果）的比值，可表征未污染样本受单一元素污染影响的程度.污染负荷指数（PLI）表示污染样本所受总目标元素污染影响的程度.不同种植区域芒果的BAF、CF 和PLI 数值见表3.

表3 不同种植区域芒果的BAF、CF 和PLI 值Tab.3 BAF,CF and PLI values of mangoes in different planting areas

由表3 可知，普通芒果中各元素积累系数（BAF）表现为Mg>Cu>Zn>Hg>Ca>Cd>Pb>As>Cr；矿区芒果中各元素的BAF 表现为Cu>Zn>Pb>Mg>Cd>As>Ca>Hg>Cr.总体上，除普通芒果中Pb 的BAF 小于矿区芒果（n=5，P<0.05）外，其余元素的BAF 均高于矿区芒果（n=5，P<0.01）.说明在矿区环境中，芒果对Pb 表现出更强的累积趋势.

表3 显示，矿区芒果中各元素污染因子（CF）依次为Cd>Zn>Pb>Cr>As≥Cu>Hg，表明矿区芒果受土壤中Cd 污染的影响较其他元素严重；其PLI值（1.51±0.07）大于1.00、小于2.00，表明矿区环境中芒果的品质已受到目标元素污染影响，但影响程度较轻.

2.3 芒果摄入健康风险评价土壤中污染物可通过根系吸收进入植物体内，并在不同组织、器官中积累，若果蔬可食用部分污染物积累量过高，则可能对食用者的人体健康造成影响.依据前文评价方法，分别对成人、儿童食用不同区域种植芒果后产生的危害商（HQi）、危害指数（HI）值进行分析，结果如图3、图4 所示.其中，Tac、Tam、Tcc和Tcm分别表示成人摄入普通芒果、成人摄入矿区芒果、儿童摄入普通芒果和儿童摄入矿区芒果时的健康风险状况.

图3 芒果中目标元素的危害商Fig.3 Hazard quotients of target elements in mangoes

图4 芒果中目标元素的危害指数Fig.4 Hazard index of target elements in mangoes

图3 显示，在摄入相同剂量芒果时，不同种植区域、不同目标元素对不同年龄段摄入人群所产生的危害商（HQi）也不一样：相同种植区域的不同目标元素间，以Cu 的HQi（0.036 6～0.103 7）最高，Cr 次之（0.024 5～0.032 1），Hg 最低（0.000 3～0.000 8），表现为HQCu>HQCr>HQAs>HQPb>HQZn>HQCd>HQHg；同种目标元素对儿童所产生的HQi均高于成人（n=5，P<0.01），表现为Tcc>Tac、Tcm>Tam.不同种植区域间，矿区芒果中的Cd 元素对摄入人群所产生的HQCd均高于普通芒果、儿童高于成人，表现为Tac

图4 显示了摄入芒果时目标元素对人体潜在健康风险的危害指数（HI），全面评价目标元素对人体的健康风险.可以看出，儿童摄入矿区芒果时危害指数（HI=0.270 0±0.003 3）最大、最易引发健康风险，成人摄入普通芒果时HI 值（0.102 6±0.001 8）最低、健康风险最小，表现出Tac

综合图3、图4 可以看出，摄入同种芒果产生的HQi、HI 值，儿童均高于成人；对于不同年龄段的食用者而言，摄入矿区芒果产生的HQi、HI 值均高于普通芒果.

3 讨论

3.1 不同种植区芒果中目标元素含量差异本研究显示，矿区芒果目标元素含量均高于普通芒果，尤其是Pb（0.107 9±0.001 6 mg/kg），其质量分数已超过国家限量标准.通常，矿山开采和矿石冶炼产生的废弃物中Pb 含量较高，导致其对周边环境造成较为严重的污染，进而影响农作物中对应目标元素的含量.黄楚珊等[18]在对西南某矿区周边家庭谷物和豆类重金属含量进行研究时也发现，矿区周边村庄大米中Pb 污染较为严重，与本文结果类似.

本实验中矿区芒果目标元素含量较高，除矿业活动的直接影响外，矿区土壤pH、目标元素存在形态以及土壤有机质（OM）含量等因素也在一定程度上影响了吸收过程.矿区土壤pH 值会影响土壤中被监测元素的活性，使其更易（或更难）被芒果吸收.Ali 等[19]在对水稻（Oryza sativaL.）Cd 吸收影响因素进行研究时发现，当培养液pH=6.0 时，水稻对Cd 的吸收量最高.矿区内煤炭燃烧产生的SO2等有害物质，通过沉降作用使得矿区内土壤酸化，其pH 为6.1，弱酸性环境下土壤中被监测元素的活性增加，导致芒果对Cd 的吸收量增大.土壤中元素的存在形式一般为残渣态、铁锰氧化物结合态、有机结合态、碳酸盐结合态和离子交换态等多种形态，其中离子交换态、碳酸盐结合态元素易被植物吸收利用[20].金焰等[21]在研究中发现土壤中各元素的长时间累积，会导致各元素形态向离子交换态、碳酸盐结合态转变.本研究区域矿区自2000 年从事矿业活动至今，目标元素在土壤中长年累积，导致部分元素由其它形态转变为离子交换态和碳酸盐结合态，使得芒果对其吸收量增加.土壤有机质的存在也会影响芒果对目标元素的吸收，有研究显示，土壤中的OM 对各种矿质元素具有较强吸附力，能够阻碍矿质元素向植物体内迁移[22].本文研究区域矿区土壤OM 含量（0.05%）较低，导致土壤颗粒对矿质元素吸附能力较弱，未能有效阻碍矿质元素向芒果中迁移.

3.2 不同种植区芒果中目标元素富集差异生物积累系数（BAF）是描述化学物质在生物体内累积趋势的重要指标，可表征果蔬从土壤中富集目标元素的能力以及不同环境条件下目标元素在生物体内累积趋势的变化差异[11-12].本研究显示，普通芒果各目标元素的BAF 值除Pb 外，均高于矿区芒果.其原因可能与复合污染下不同重金属间的相互作用会影响植株对目标元素的富集能力及其累积趋势有关.研究表明，Pb-Cd 复合污染时，Pb 能够使萱草（Hemerocallis fulvalL.）、鸢尾（Iris tectorumMaxim.）、美人蕉（Canna indicaL.）等3 种观赏植物地上部分对Cd 的富集能力降低，而Cd 则能够增强植物地上部分对Pb 的富集能力[23].段亚萍等[24]在研究中发现，蜀葵（Aleaca rosea(Linn.) Cavan）在Pb-Zn 复合污染处理下，Zn 能够促进蜀葵对Pb的富集能力，而Pb 的加入则会降低植株对Zn 的富集能力.研究矿区芒果中Pb 的BAF 值高于普通芒果，Cd、Zn 的BAF 值低于普通芒果，是由三者之间的相互作用导致，其作用原理是植物根系表面的Cd、Zn 吸附位点可以被Pb 占据，从而出现植物对Pb 的富集能力提升而对Cd、Zn 富集能力下降的现象.但各元素之间的相互作用较为复杂，各种相互作用效应又和多种因素有关.如Chen[25]等在研究中发现，Pb-Zn 复合污染下，两种元素能够相互促进杨树（PopuluscathayanaRehd）对二者的富集能力，与段亚萍等的研究结果不同.有关各元素之间相互作用的具体机理还有待进一步的研究.芒果对Ca、Mg 的富集能力降低，可能与受到矿区环境因素影响有关.研究矿区土壤贫瘠、速效磷AP 含量低，在低磷胁迫下，芒果对Ca、Mg 的吸收能力降低，导致二者在矿区芒果中的BAF 值低于普通芒果.孟祥祥等[26]的研究证实了这一结论.水分作为植物新陈代谢的溶剂，能够间接引起土壤中各类元素的分配、迁移，从而影响植物对各元素的富集能力.董馨岚等[27]的研究表明，黑麦草（Lolium perenneL.）在80%或90%含水率土壤中对Cu 的富集系数较大，在低含水率土壤中对Cu 的富集系数则有所下降.本研究矿区土壤中含有大量矿渣、矸石，土壤保水能力差、含水率较低，导致矿区芒果中Cu 的富集系数低于普通芒果.

本研究结果表明普通芒果Cr 的BAF 值高于矿区芒果，这可能与普通芒果种植土壤中碱解氮AN 含量（57.84 mg/kg）相对较高、AN 的存在能够提升芒果对Cr 的富集能力有关.文雅等[28]的研究也证实了这一结论.As 在矿区芒果中富集能力较弱，可能与土壤中的As 被芒果树吸收后，向果实的运输过程中与其它元素形成螯合物有关.有研究显示，植物韧皮部中，As 与S 有很强的共定位现象，且形成的As3+−巯基螯合物被区隔在伴胞细胞液泡中，导致As 向筛管中的运输受限，进而限制了As向籽粒的运输[29]；本研究涉及的矿区环境中，煤炭燃烧产生的大量硫化物随大气沉降作用，被芒果树吸收，因而易于在其体内形成As3+-巯基螯合物，降低了芒果对As 的富集能力.矿区芒果相较于普通芒果，其对Hg 富集能力明显下降，这可能是矿区土壤中多种重金属元素对芒果的胁迫作用导致，使芒果对Hg 的富集能力下降.程俊伟等[30]在相关研究中发现，矿区土壤中Zn 质量分数与植物中Hg质量分数呈极显著负相关关系（P<0.01），即矿区土壤中Zn 对植物的胁迫作用会导致植物对Hg 的富集能力降低.研究矿区土壤中Zn 含量较高，其对芒果的胁迫作用，导致芒果对Hg 的富集能力降低.

3.3 芒果污染风险评价本研究通过对采矿区、普通果园等不同种植区域芒果的单因子污染指数（Pi）进行对比分析时发现，矿区芒果主要污染风险源自Pb 污染，其PPb超过1.0，处于轻污染状态.相关研究表明，果蔬因自身的生理特性、遗传特性及栽培特点等原因，对各种元素的吸收、耐受程度差异较大[31].例如，矿区芒果PPb出现超标现象，但其污染因子CF（1.37±0.14）在所有目标元素中处于较低水平，表明矿区芒果受土壤中Pb 元素的污染影响较弱，对其耐受程度较高；而矿区芒果PCd虽然并未表现出污染风险，但其CF 值（3.29±0.25）在所有目标元素中最大，表明矿区芒果受土壤中Cd 污染影响最大，对其耐受程度较低.总体来看，普通芒果内梅罗综合污染指数（Pc）为0.597 2±0.013 7，由分级标准（表1）可知，普通芒果处于可安全食用等级；而矿区芒果Pc值（0.822 1±0.024 2）大于0.7，超过食物安全警戒线等级.究其原因，可能与Pb 的污染程度较高有关，即农作物的总污染风险指数往往会被其中含量较高的元素影响.余飞等[32]的研究证实了这一观点.矿区芒果PLI 值为1.51±0.07，相较于Nawab 等[33]的研究中，受污染区域蔬菜PLI值达到2～3 而言，本研究矿区芒果受矿区环境的污染影响程度较弱.

3.4 芒果摄入健康风险评价本研究被监测的元素中，Ca、Mg 是人体生长必需元素，由《中国居民膳食营养素参考摄入量 第2 部分：常量元素（WS/T 578.2—2018）》可知，除婴幼儿（4 岁以下）外，人体对Ca、Mg 每日摄入耐受上限极高（Ca 为2 000 mg/d，Mg 为160～370 mg/d），一般不存在摄入健康风险.Cu、Zn 也属于人体必需元素，摄入过量较多时才会对人体造成危害.根据前人研究表明，即使Cu、Zn 摄入过量，仍可以被人体自身免疫系统以及体内稳态机制代谢出体外，使得日常仅通过口服摄入Cu、Zn 几乎无法对人体造成伤害[34].Cr、Pb、Cd、Hg 和As 元素，其危害程度要远高于Ca、Mg、Cu 和Zn，国际癌症研究机构（IARC）还将Cr、Cd 和As 认定为致癌物，一旦摄入过量，就可能对人体造成危害.

本研究显示，对成人和儿童来说，芒果单一元素污染、多元素复合污染均不会引起摄入健康风险（HQi<1、HI<1）；当地居民可能通过摄入芒果产生健康风险的主要元素为Cu、Cr 和As.儿童摄入芒果产生的危害商HQi、危害指数HI 明显高于成人，即使儿童每日通过芒果摄入目标元素的量低于成人，但由于身体各组织器官尚未发育完全，尤其是代谢器官功能相对较弱，更易诱发健康风险[35].王浩[36]等在分析铝土矿复垦区居民食用当地果蔬而诱发的健康风险时也发现了类似现象.HI 是对多种污染物进行综合健康风险评价的指数，HI 值大小受各元素HQi值以及污染元素种类数量影响.贾艳丽等[37]在研究中发现，白菜中仅HQSb一项指标过高，就导致其HI 超标；贾亚琪等[38]的研究则表明，目标元素污染种类较多时，即使各元素的HQi值均未超标，最终仍会导致HI 超过限定值.因此，在HI 值的计算过程中，参评元素的含量越多、种类越多，所产生的风险等级就越高.本研究区域矿区芒果中参评元素较多，但各元素HQi值均远低于警戒值，故综合计算得出HI 值均小于1，未超标，不足以对人体产生摄入健康风险.

4 不确定性分析

本次针对攀西地区某矿区芒果种植区和现代农业果园种植区的研究，所考察的对象仅限市面热销的“凯特”品种，未考虑其他热销品种，如“椰香”、“金煌”、“贵妃”等，代表性相对局限.同时，本文只研究了7 种（Pb、Cr、Cd、As、Hg、Cu 和Zn）可能对人体产生危害的目标元素，未考虑锰（Mn）、钒（V）、钛（Ti）等其他元素对人体健康的影响.在进行元素剂量测定、计算时，未考虑重金属的赋存形态，如残渣态、铁锰氧化物结合态、有机结合态、碳酸盐结合态、离子交换态等，直接采用总量进行计算，可能会对评价结果造成偏差.除此之外，本研究未对研究区域进行实地问卷调查，部分数据，例如年龄、每日芒果摄入量以及个体体重等，可能与实际情况存在误差.最后，本研究默认食用芒果全部为采矿区或普通果园种植区的芒果（即FI=1），而实际生活中人们食用的芒果可能来自更多不同种植区域，造成结论和实际情况有所偏差.

5 结论

（1）本研究显示，攀西地区普通芒果中Pb、Cr、Cd、As、Hg、Cu、Zn 等被监测元素含量均未超过《食品安全国家标准 食品中污染物限量（GB 2762—2017）》规定的限量标准；矿区芒果中除Pb 的质量分数（0.107 9±0.001 6 mg/kg）高于限量标准（0.10 mg/kg）外，其余元素均未超标.

（2）普通芒果中被监测元素的生物积累系数（BAF）除Pb 低于矿区芒果外，其余元素BAF 值均高于矿区芒果.总体上，普通芒果、矿区芒果对Cu、Zn 有较强积累能力.其中，Cu 的BAF 值分别为0.061 4±0.006 9、0.050 2±0.005 1，Zn 的BAF 值分别为0.047 8±0.003 7、0.036 2±0.002 7.

（3）本研究显示，用于表征矿区芒果受单一元素污染影响程度的污染因子CF 值中，矿区芒果中Cd 的CF 值最大，为3.29±0.25，表明矿区芒果受Cd 影响最大；而用于表征矿区芒果受总目标元素污染影响程度的污染负荷指数PLI 值为1.51±0.07，大于1.00，小于2.00，说明矿区芒果受矿区目标元素污染，但污染程度较轻.

（4）攀西地区普通芒果中被监测元素单因子污染指数Pi均小于1.0，处于清洁状态；矿区芒果中仅PPb（1.079 0±0.034 7）超过1.0，处于轻污染状态，其余被监测元素污染程度均为清洁等级（Pi<1.0）.普通芒果内梅罗综合污染指数Pc（0.597 2±0.013 7）小于0.7，未受污染；矿区芒果受到一定程度污染，其Pc（0.822 1±0.024 2）大于0.7，超过食品安全警戒线.

（5）本研究中，被监测的目标元素在不同种植区域芒果中的危害商HQi、危害指数HI 值均未超过1，尚不足以对人体产生健康风险.