《Journal of Xenobiotics》：ICP-MS Profiling and Probabilistic Dietary Risk Assessment of Potentially Toxic Elements in Root, Tuber, and Bulb Vegetables
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采用ICP-MS法测定了塞尔维亚市场洋葱、大蒜、韭葱、根芹、欧芹根、甜菜根、马铃薯和胡萝卜共32份混合样品中12种潜在有毒元素（Hg、Pb、Mn、Cr、Ni、Cu、Zn、Co、Fe、Al、Cd和As）的含量。采用确定性方法和蒙特卡洛（Monte Carlo）方
采用ICP-MS法测定了塞尔维亚市场洋葱、大蒜、韭葱、根芹、欧芹根、甜菜根、马铃薯和胡萝卜共32份混合样品中12种潜在有毒元素（Hg、Pb、Mn、Cr、Ni、Cu、Zn、Co、Fe、Al、Cd和As）的含量。采用确定性方法和蒙特卡洛（Monte Carlo）方法评估非致癌风险和致癌风险。Fe、Mn和Zn为主要元素，而Cd、Pb和As一般以较低浓度存在，根芹中Cd浓度最高。成人的危害指数（HI）范围为7.96 × 10?4至2.16 × 10?1，儿童为9.68 × 10?4至3.84 × 10?1。成人的总致癌风险（TCR）范围为5.69 × 10?8至5.14 × 10?5，儿童为1.61 × 10?8至2.14 × 10?5。蒙特卡洛模拟显示，两个年龄组的P90 HI均低于1，而仅在成人聚合暴露情景下P90 TCR超过10?4。在一个市场情景下，终生累积TCR超过10?4。敏感性分析表明摄入率是聚合风险变异性的主要驱动因素，其次是Cd，As对TCR变异性亦有额外贡献。总体而言，研究结果支持对Cd和As进行针对性监测，但致癌风险估计仍取决于所假设的Cd斜率因子。
**研究背景与意义**
蔬菜是均衡膳食的重要组成部分和必需营养素的主要来源，其中地下蔬菜作物（鳞茎、块茎或其他可食地下根）是矿物质、维生素、膳食纤维及生物活性营养素的 significant 来源，马铃薯、洋葱和胡萝卜在全球消费最为广泛。然而，此类作物可能通过土壤—根系途径吸收并积累潜在有毒元素（PTEs），其吸收后经质外体和共质体途径向维管组织迁移，膜转运蛋白调控其进入木质部，韧皮部介导的再分配亦有报道，细胞壁结合和根系液泡隔离则可限制进一步转运并促进PTEs在可食根部滞留。土壤特性、农业实践和环境污染共同决定污染物的迁移性与生物有效性。PTEs暴露因广泛存在和显著生物持久性而成为重要公共卫生问题，其既来源于含金属矿石等自然源，也来源于农业、工业、制药及生活污水等人类活动，其中Hg、Cd、Pb和As因高毒性和强生物蓄积倾向被认为尤其危险，慢性暴露与神经、生殖、胃肠及黏膜系统的不良效应相关。现有文献显示，虽然单一地下蔬菜的元素组成已被广泛研究，但同时分析多种地下蔬菜并采用确定性与概率性方法进行健康风险评估的研究仍十分缺乏，本研究正是为填补这一空白而设计，旨在测定12种PTEs浓度并评估塞尔维亚市场8种地下蔬菜的相关致癌与非致癌健康风险。
**关键技术方法**
研究人员于2025年9月在塞尔维亚贝尔格莱德四个露天市场（Bajloni、Zeleni Venac、Kaleni?和Palilula）采集洋葱、大蒜、韭葱、根芹、欧芹根、甜菜根、马铃薯和胡萝卜样品，每种蔬菜在每个市场由10个单独单元组合为一份混合样，共32份混合样。样品经微波辅助消解后采用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测定12种元素，并以认证参考物质进行方法验证；采用确定性模型计算危害商（HQ）、危害指数（HI）、致癌风险（CR）和总致癌风险（TCR），并进行每日、每周和每月摄入量与毒理学参考值的比较；采用蒙特卡洛模拟（10,000次迭代）进行概率风险评估，置信水平设定为95%，并进行敏感性分析。
**研究结果**
**方法验证**：方法线性良好（r
2为0.9920–0.9999），检出限（LOD）为0.03 μg/kg（Cd）至21.5 μg/kg（Al），定量限（LOQ）为0.09–65.2 μg/kg，精密度以相对标准偏差（%RSD）表示为2.1%–13.9%，加标回收率为90%–109.3%。
**描述性统计**：Fe、Zn和Mn平均浓度最高（分别为7.10、3.22和3.15 mg/kg），多数元素均值大于中位数并呈正偏态，Zn和Cd偏度分别为4.27和3.17。大蒜多数元素平均浓度最高（Mn、Fe、Cu、Zn分别为7.34、20.6、2.40和10.7 mg/kg），根芹Cd平均浓度最高（0.134 mg/kg）且单样Cd和Pb最高（0.248和0.0396 mg/kg），马铃薯Co平均浓度最高（0.0151 mg/kg）。结果仅描述样品元素谱差异，未确立固有积累能力差异。
**多变量分析**：相关分析显示Fe–Al相关性最强（r = 0.89），Zn–Cr和Al–Cr（各r = 0.87）、Mn–Cr（r = 0.85）等呈强正相关，Cd与Pb中度正相关（r = 0.64）；因合并8种蔬菜分析，相关性被解释为探索性关联。层次聚类分析（HCA）显示两个元素簇和三个样品簇，大蒜样品单独成簇，特征为Fe、Zn、Mn和Cu浓度较高。
**与既往研究比较**：各蔬菜元素浓度与不同地区研究存在显著差异；根芹Cd浓度范围（0.023–0.25 mg/kg）涵盖土耳其报道值，最大值约高5倍。依据欧盟委员会条例（EU）2023/915，所有样品Pb和Ni均低于最大限量，除根芹外各蔬菜Cd均低于限量，根芹最大Cd浓度0.248 mg/kg约为限量0.15 mg/kg的1.65倍。
**健康风险评估**：确定性评估中，成人HQ为1.24 × 10
?7（Al）至1.91 × 10
?1（Cd），儿童为4.20 × 10
?7至3.40 × 10
?1，均低于1；HI成人范围7.96 × 10
?4至2.16 × 10
?1，儿童9.68 × 10
?4至3.84 × 10
?1，聚合情景HI*成人1.84 × 10
?1至2.92 × 10
?1、儿童3.61 × 10
?1至5.31 × 10
?1，均低于1；Cd为累计非致癌风险主要贡献者（52.7%），其次为As（19.4%）。TCR成人5.69 × 10
?8至5.14 × 10
?5、儿童1.61 × 10
?8至2.14 × 10
?5，聚合TCR*成人4.84 × 10
?5至8.17 × 10
?5、儿童2.32 × 10
?5至3.41 × 10
?5，均在10
?6–10
?4筛查范围内；As和Cd分别贡献52.8%和46.1%。终生累积TCR在Zeleni Venac情景为1.16 × 10
?4，超过10
?4基准。
**摄入安全性**：Cd每周摄入量成人最高为TWI的5.57%、儿童9.91%，均未超过参考值；Pb儿童最大暴露为发育神经毒性BMDL01的1.02%；As与EFSA BMDL05（0.06 μg/(kg bw × day)）比较时，一份洋葱样品成人、儿童最大贡献分别为5.99%和9.95%；Hg和Al贡献较小。
**蒙特卡洛模拟与敏感性分析**：HI和TCR模拟分布右偏，儿童非致癌风险高于成人，聚合情景儿童P90 HI接近但低于1；中位TCR均在10
?6–10
?4范围内，仅成人聚合情景P90 TCR超过10
?4。敏感性分析表明摄入率解释HI和TCR变异的约90%–93%，Cd为第二位影响因素（约3%–6%），As对TCR变异有额外贡献（约3%–4%）。研究局限性包括每种蔬菜仅4份混合样、采样仅一个月、复合采样掩盖个体差异及产地未知。
**讨论与结论**
讨论指出，矿物肥料可能通过引入痕量污染物（尤其磷肥中的Cd）及改变土壤条件影响PTEs积累，但其效应取决于肥料组成、施用量、土壤性质和作物特征；减控措施包括监测土壤和灌溉水质量、选用低污染物肥料及根据当地土壤条件调控pH和改良剂。癌症风险估计因假设的Cd斜率因子存在不确定性（该值源于吸入评估而非已确立的口服CSF）应解释为条件性筛查结果。结论部分译为：本研究采用确定性和概率性健康风险方法，全面评估了塞尔维亚市场地下蔬菜中潜在有毒元素污染。结果显示Fe、Mn和Zn平均浓度最高，其余元素一般处于较低水平，根芹最大Cd浓度超过适用的欧盟最大限量。所有确定性HI值（包括8种蔬菜联合消费的聚合估计）在成人和儿童中均低于1。个体和年龄别聚合TCR估计均低于10
?4，而结合儿童期和成年期暴露的终生累积TCR在Zeleni Venac情景下超过该基准。蒙特卡洛模拟显示两个人群P90 HI均低于1，仅成人聚合暴露情景下P90 TCR超过10
?4。敏感性分析表明摄入率是聚合HI和TCR变异的主要贡献因素，其次为Cd，As对TCR变异有额外贡献。由于假设Cd斜率因子的不确定性，癌症风险估计应解释为条件性筛查结果；采样期有限、每种蔬菜4份混合样及产品产地未知也限制了结果的推广。这些发现强调需要可靠的Cd和As含量数据以及准确的人群特异性消费数据。
