零售供应链节点驱动的孟加拉国市售水果重金属污染差异及其健康风险评估——以Chattogram五种商业水果为例

《Journal of Food Composition and Analysis》:Retail-driven variations in heavy metal contamination of commercial fruits and associated health risks in Bangladesh

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月22日 来源:Journal of Food Composition and Analysis 5.3

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  • Cr为最普遍的重金属,并在超市芒果中达到峰值。 • 零售番石榴和香蕉中的Hg超过安全限值20倍以上。 • 危险指数(Hazard Index,HI)为24.60,表明存在严重非致癌风险。 • 所有水果的致癌风险(carcinogenic ris

  
• Cr为最普遍的重金属,并在超市芒果中达到峰值。
• 零售番石榴和香蕉中的Hg超过安全限值20倍以上。
• 危险指数(Hazard Index,HI)为24.60,表明存在严重非致癌风险。
• 所有水果的致癌风险(carcinogenic risk)均超过1.0 × 10?4阈值。
Arthita Barua等研究人员围绕孟加拉国Chattogram市售水果重金属污染及其零售来源差异开展研究。水果是维生素、矿物质和膳食纤维的重要来源,但地质与人为来源的重金属可通过农业径流、工业排放、采矿、城市化及大气沉降进入土壤—水—作物系统。Chattogram集中制革、纺织和沿海拆船等工业,Karnaphuli河灌溉可能受影响;摄入污染水果可损伤神经、肾脏、心血管和消化系统,儿童更敏感,Cd、Hg、As和Cr与致癌、致突变、致畸等长期危害相关。既有研究多为碎片化数据,缺乏对同一水果在Hill Tract生产地、Local Market传统市场和Supermarket现代零售节点等不同供应链节点间的比较,也缺少多变量源识别。因此,该研究旨在量化五种商业水果中As、Cd、Cr、Pb和Hg浓度,比较三类商业来源差异,评估非致癌和致癌健康风险,并识别共现模式。

方法概括:样本来自孟加拉国Chattogram三类供应链节点:Hill Tract(Rangamati生产地)、Local Market和Supermarket,2024年11月至2025年6月采集香蕉、番石榴、芒果、木瓜和菠萝共N=45复合样本;全果含皮经湿酸消解后,以电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定As、Cd、Cr、Pb和Hg,并结合标准参考物质(SRM)、内标、碰撞/反应池及LOD/LOQ进行质量保证;按美国环境保护署(USEPA)框架计算估计每日摄入量(EDI)、目标危害商(THQ)、危险指数(HI)、目标致癌风险(TCR)和累积致癌风险(CCR);采用双因素方差分析及Tukey检验、Pearson相关、主成分分析(PCA)和层次聚类分析(HCA)。

结果部分如下。**3.1 Heavy metal concentrations(重金属浓度)**:通过ICP-MS定量并与最大允许浓度(MAC,Maximum Allowable Concentration)比较,Cr在所有水果中浓度最高,芒果达1.399 mg/kg,其次为木瓜、番石榴、香蕉和菠萝;Cd最低且低于0.200 mg/kg MAC;部分水果Hg超过0.03 mg/kg安全阈值。结论为Cr普遍占优、Cd较低而Hg存在超标。**3.2 Heavy metal concentrations and variation by location and species(重金属浓度的地点与物种差异)**:通过双因素方差分析,水果类型、地点及二者交互对五种金属均有显著影响;Cr在Supermarket芒果(1.958±0.098 mg/kg)和Hill Tract番石榴(1.542±0.077 mg/kg)最高,Pb最高于Hill Tract番石榴(1.687±0.067 mg/kg),As最高于Supermarket番石榴(0.272±0.014 mg/kg),Cd最高于Hill Tract番石榴(0.074±0.004 mg/kg),Hg最高于Supermarket番石榴(0.691±0.035 mg/kg)和Supermarket香蕉(0.478±0.024 mg/kg),远超0.03 mg/kg。结论为污染呈显著果种×零售来源异质性。**3.3 Multivariate analysis and source identification(多变量分析与源识别)**:**3.3.1 Correlation analysis(相关分析)**显示总体As与Hg正相关(r=0.69),但相关不能确认源解析;番石榴中Pb、Cd、Cr、Hg多正相关而As与Pb/Cr负相关;芒果多数金属正相关;木瓜As-Hg强正相关(r=0.97)而Cd与As/Hg负相关;菠萝Pb、Cd、Cr、Hg强正相关而As与Cr/Hg负相关;香蕉As与Cd/Hg正相关、与Pb负相关,Pb与Cr强负相关。结论为金属间关系具果种特异性。**3.3.2 Principal component analysis (PCA)(主成分分析)**:前两主成分解释70.13%总方差(PC1 42.54%,PC2 27.59%);As与Hg同向强载荷于PC2,Pb与Cd耦合且负向载荷于PC1,Pb表现独立;Supermarket和Hill Tract番石榴沿PC1/PC2分散。结论为统计上提示共现模式,但原文强调不能据此确认具体污染源。**3.3.3 Hierarchical Cluster Analysis (HCA)(层次聚类分析)**:HCA以Ward法在欧氏距离4.0处分为两簇:低污染簇包括所有地点芒果和木瓜;高污染离群簇为Supermarket番石榴和Hill Tract番石榴,前者具高Hg/高As多金属特征,后者高Pb。结论为番石榴对局部环境或特定实践更敏感,需局部监测。**3.4 Estimated daily intake (EDI) of heavy metals(重金属估计每日摄入量)**:以成人水果摄入95.4 g/day、体重65 kg计算EDI,各单一金属EDI均低于最大耐受每日摄入量(MTDI,Maximum Tolerable Daily Intake):总EDI为As 0.001016、Cd 0.0006254、Pb 0.01494、Cr 0.02542和Hg 0.004932 mg/kg bw/day。结论为单一金属未显示急性风险,但多金属累积仍需评估,EDI与HI并不矛盾。**3.5 Non-carcinogenic health risk assessment(非致癌健康风险评估)**:THQ显示As在番石榴超过1(1.323);Hg在Supermarket番石榴(3.36)、Supermarket香蕉(2.327)、Local Market木瓜(1.997)和Local Market菠萝(1.653)超过1;总THQ以Supermarket番石榴最高(5.086),其次Supermarket香蕉(2.792)和Local Market木瓜(2.565)。总HI为24.602,Hg贡献16.166(65.7%),远超1。结论为存在严重非致癌风险,主要由As和Hg驱动。**3.6 Carcinogenic health risk assessment(致癌健康风险评估)**:TCR范围为As 1.97×10?5至6.00×10?4、Cd 8.91×10?6至6.00×10?4、Pb 3.40×10?6至2.13×10?5、Cr 0.0002–0.0012;As、Cd和Cr常超过1.0×10?4,Pb均低于该阈值。CCR均超过1.0×10?4,Hill Tract番石榴为2.76×10?3,Supermarket番石榴为1.80×10?3,Hill Tract芒果为2.40×10?3,最低Local Market菠萝为6.84×10?4。Cr在多数木瓜和芒果中对总致癌风险贡献超过80%,Supermarket芒果Cr贡献88.49%;Hill Tract香蕉以Cd为主(57.63%);Supermarket番石榴As、Cd、Cr各贡献33.16%;Pb贡献低于1.5%。结论为存在潜在致癌风险,Cr为主要驱动,但总Cr测定使TCR/CCR呈保守上界,需形态分析确认。

讨论部分指出,该研究优势在于跨三类市场采样、采用多变量统计识别共现与高风险水果—地点组合,并整合EDI、THQ、CCR等指标。局限包括:样本量N=45(每供应链节点15个复合样本)限制统计功效;采样跨三季但每种水果未跨季重复,物种差异与采样日期及季节因素部分混杂;单地区且未分析土壤、灌溉水、肥料、包装或大气沉降,统计结果仅为共现而非确认源解析,不能将超市样品高值归因于特定储运或包装机制;ICP-MS测总Cr和总Hg,致癌与非致癌指标为保守上界;Hg缺乏认证标准值且未独立重复,Hg结果及风险指标(包括HI中65.7%贡献)为初步;全果含皮分析可能高于实际去皮/清洗暴露;暴露模型采用统一65 kg体重和95.4 g/day摄入,未分层儿童和孕妇,HI为保守加和上界;风险为确定性点估计,未做概率或敏感性分析。因此结果应视为Chattogram指示性基线,不宜外推。未来需扩大地理监测、纵向和多季节采样、成对采集潜在污染源并开展形态分析,强化监管和建立与Codex Alimentarius一致的国家最大残留限量。

研究结论部分(翻译):本研究成功确定了Chattogram三个不同采购地点五种常见水果中关键重金属(Cr、As、Pb、Cd和Hg)的累积特征。结果揭示,Cr在所有检测重金属中浓度最高,凸显其在当地食品供应中的显著存在。多变量分析显示As与Hg显著正相关,这与共同环境来源一致,但不能确认共同来源。重金属累积高度异质,受水果种类和市场地点影响。值得注意的是,番石榴对金属固存表现出更高易感性,而芒果和木瓜持续保持较低浓度特征。健康风险评估显示,As的THQ超过关键安全阈值,超过其他检测金属的风险水平,表明显著潜在非致癌健康并发症。同时,致癌风险分析表明,As、Cd和Cr在若干样品中超过既定安全限值,而Pb始终低于该限值。这些发现表明消费者通过长期摄入受污染水果存在潜在致癌风险,尽管铬驱动部分为保守上界,因为测定的是总铬而非六价铬。因此,有效干预策略必须处理农业实践、环境介质和市场来源之间的复杂相互联系,以减轻与长期摄入这些有毒金属相关的观察到的健康风险。鉴于横断面设计、有限复合样本数以及汞的分析限制,这些结论应视为指示性基线,需通过更大规模、多季节和形态分辨研究确认。重要的是,本研究结果为制定针对性监测策略和基于风险的商业水果安全监管决策提供了初步证据基础。未来监测计划应优先采用商品特异性、供应链分辨采样,以在个体分销节点检测污染;建立与Codex Alimentarius标准一致的、可执行的新鲜水果重金属国家最大残留限量,将大幅加强该情境下的食品安全治理。
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