《Journal of Food Composition and Analysis》：Comparative Assessment of Heavy Metal Contamination and Non-Carcinogenic and Carcinogenic Health Risks in Guava (
Psidium guajava L.) from Home Gardens and Commercial Farms in Rajshahi Division, Bangladesh
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摘要：番石榴（*Psidium guajava* L.）是孟加拉国消费最广泛的水果之一，也是日常饮食的重要组成部分，因此该水果中的重金属污染成为一个重要的食品安全问题。本研究评估了从孟加拉国拉杰沙希区家庭菜园和商业农场采集的番石榴样品中重金属的污染水平。采用电
摘要：番石榴（*Psidium guajava* L.）是孟加拉国消费最广泛的水果之一，也是日常饮食的重要组成部分，因此该水果中的重金属污染成为一个重要的食品安全问题。本研究评估了从孟加拉国拉杰沙希区家庭菜园和商业农场采集的番石榴样品中重金属的污染水平。采用电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）定量金属浓度，并使用美国环境保护署（USEPA）标准指标评估健康风险。农场种植的番石榴中重金属浓度始终高于家庭菜园番石榴，As、Pb、Cd和Cu的最高平均浓度分别为3.84、2.05、1.88和9.04 mg/kg。约30%的农场样品As含量超过允许限值，Pb超标率为70%，Cd超标率为90%，而家庭菜园样品大多在可接受范围内，仅20%的样品Cd超标。目标危害商数（THQ）结果显示，90%的农场样品和30%的家庭菜园样品对成人存在潜在非致癌风险，几乎所有样品对儿童均构成风险。此外，农场样品的总目标致癌风险（TTCR）超过1.0 × 10??，表明可能存在致癌效应。有必要对重金属污染的水果作物进行监管，并鼓励农民采取安全措施。
**基于《Journal of Food Composition and Analysis》论文的解读：孟加拉国番石榴重金属污染与健康风险评估**
**一、研究背景与问题提出**
番石榴（*Psidium guajava* L.）属桃金娘科（Myrtaceae），是原产于中美洲和墨西哥的热带及亚热带速生果树，现已广泛栽培于亚洲、非洲和南美洲。在孟加拉国，番石榴是消费最广泛的水果之一，富含维生素C、膳食纤维及具有抗氧化和抗菌活性的生物活性化合物，且全年供应、价格低廉，是各社会经济群体尤其是儿童和育龄女性日常饮食的重要组成部分。然而，水果中的重金属污染已成为突出的食品安全问题。孟加拉国拉杰沙希区是该国主要的番石榴产区，果园集约化种植与城市扩张、农产品加工和轻工业活动并存，灌溉水源取自地表水和地下水，这些条件增加了当地水果重金属负荷的风险。番石榴容易通过自然和人为途径受到砷（As）、铅（Pb）、镉（Cd）和铜（Cu）等有毒重金属的污染。农业土壤可通过长期施用磷肥、农药和污水污泥累积金属，而孟加拉国地下水砷污染问题已有充分文献记载，大气沉降也是金属输入的途径之一。重金属进入根际后被根系吸收并转运至可食用组织。食物作物中的重金属累积对健康构成显著风险，尤其对儿童而言，因其单位体重的膳食暴露量更高。慢性Cd暴露与肾毒性、骨密度降低和肺癌相关；过量Cu摄入可引起恶心、肝毒性和黏膜刺激；Pb是公认的神经毒物，损害成人认知并导致儿童不可逆的发育损伤；As被国际癌症研究机构（IARC）列为第一类人类致癌物。尽管番石榴在孟加拉国消费广泛，但关于不同种植制度下重金属污染的信息仍然有限，此前尚无研究比较孟加拉国家庭菜园与商业农场番石榴的重金属累积差异。因此，本研究旨在测定拉杰沙希区各精选县番石榴样品中As、Pb、Cd和Cu的浓度，比较两种生产系统间的污染水平，并利用估算每日摄入量（EDI）、总估算膳食摄入量（TEDI）、目标危害商数（THQ）和总目标致癌风险（TTCR）评估相关非致癌和致癌健康风险。
**二、研究内容与主要技术方法**
研究人员于2025年在孟加拉国拉杰沙希区开展研究，从该区8个县的10个采样点采集成熟番石榴果实，覆盖拉杰沙希、诺多尔、诺奥冈、查派纳瓦布甘杰、帕布纳、锡拉杰甘杰、博古拉和焦伊普尔哈特。博古拉和锡拉杰甘杰为番石榴种植面积最大的县，各设2个采样点，其余县各设1个采样点。每个采样点设置相距约1公里的两个样地：一个家庭菜园和一个相邻商业果园。从每棵随机选择的树上采集3个约250克成熟果实。实验室玻璃器皿预先用10%硝酸清洗，样品采用含HNO?（69%）、H?SO?（98%）和HClO?（70%）的三酸溶液（5:1:1）在180–200°C下湿法消解至澄清。消解液冷却后用Whatman无灰滤纸（No. 42）过滤，用去离子水定容至50 mL（干重基）。使用电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES；Thermo Fisher ICAP 6300/DUO）分析As、Cu、Cd和Pb。以多元素标准溶液进行五点校准，各元素相关系数（R2）均超过0.999。加标回收率介于95%–103%之间，验证了方法的准确性。低于检测限（LOD）的数值以LOD/2替代。健康风险评估参照USEPA模型，EDI按公式EDI = (DFC × MC)/BW计算，其中孟加拉国每日食品消费量（DFC）为95.4 g/人/天，成人体重60 kg，儿童体重27 kg。THQ按USEPA公式计算，非致癌风险以危害指数（HI）表示；致癌风险以TCR计算，并采用10,000次迭代的蒙特卡洛模拟（MCS）提高评估可靠性。统计分析使用SPSS 29.0，包括Shapiro–Wilk正态性检验、单样本t检验、Pearson相关分析和主成分分析（PCA）。
**三、主要研究结果**
**3.1 重金属浓度比较分析**
农场种植番石榴的金属浓度始终高于家庭菜园样品。As最高浓度（3.84 mg/kg）见于样品F5，最低（0.0020 mg/kg）见于H4；所有家庭菜园样品As含量均低于FAO/WHO允许限值（1.0 mg/kg），而30%农场样品超标。Pb浓度范围为0.0004 mg/kg（H6）至2.05 mg/kg（F7），家庭菜园样品均未超过限值（0.1 mg/kg），约70%农场样品超标。Cd最高浓度（1.88 mg/kg）见于F8，约20%家庭菜园和90%农场样品超过FAO/WHO限值（0.05 mg/kg）。Cu浓度范围为0.0530 mg/kg（H1）至9.04 mg/kg（F9），家庭菜园样品均低于限值（4.5 mg/kg），半数农场样品超标。农场样品中重金属浓度升高可能反映了农药和污染灌溉水等人为输入的影响。
**3.2 主成分分析（PCA）**
PCA结果表明前两个主成分解释了80.5%的总方差，其中PC1占44.9%，PC2占35.6%。Pb和Cu是PC1的主要贡献因子，As和Cd对PC2贡献更强。农场样品的离散度大于家庭菜园样品，表明农场样品变异性更大、重金属污染相对更高。
**3.3 相关性分析**
Pearson相关分析显示Pb与Cu呈强正相关（r = 0.72），表明这两种金属可能具有相似的污染来源，也可能反映植物体内相似的根系吸收和转运行为。As与Cd（r = 0.44）和Pb（r = 0.36）呈中等正相关，Pb与Cd呈弱负相关（r = –0.09），Cu与As（r = –0.02）和Cd（r = –0.03）几乎无相关性。
**3.4 估算膳食摄入量（EDI）**
多数样品的TEDI值远低于As、Cu、Cd和Pb的最大耐受每日摄入量（MTDI）值（分别为0.13、30、0.021和0.21 mg/kg）。但某些样品（F7和F9）对儿童的As和Pb TEDI值超过MTDI，提示长期暴露风险值得关注，尤其对儿童而言。
**3.5 非致癌健康风险评估**
THQ结果显示，约30%家庭菜园样品和90%农场样品对成人的THQ > 1；对儿童而言，约30%家庭菜园样品和所有农场样品超过此阈值。TTHQ排序显示农场番葫芦通常比家庭菜园水果具有更高的非致癌风险，这归因于农场样品暴露于更高水平的农用化学品、污染灌溉源或污染土壤。
**3.6 致癌风险评估（TCR）**
所有农场种植番石榴样品的TTCR值对成人和儿童均超过1.0 × 10??，表明食用这些水果可能产生不良健康效应。家庭菜园样品（H1–H10）的TTCR值分别为As 1.38E?04、Pb 2.49E?03、Cd 1.82E?04、Cu 1.95E?03；而农场样品（F1–F10）的TTCR值显著更高，分别为1.76E?02、1.27E?02、7.02E?03和1.07E?02。儿童的TTCR值普遍高于成人。
**四、讨论与结论**
本研究表明，商业农场栽培的番石榴中As、Pb、Cd和Cu浓度显著高于家庭菜园番石榴，多个农场样品超过FAO/WHO允许限值。尽管EDI值保持在可接受范围内，但THQ和TTCR结果表明存在潜在的非致癌和致癌健康风险，尤其对儿童而言，因其单位体重的膳食暴露量更高。这些发现强调了对水果作物重金属进行常规监测、改进农业投入品和灌溉水管理以及推广良好农业规范的必要性，以最大限度地降低消费者健康风险。未来研究应通过土壤、灌溉水和植物组织的综合分析，结合金属形态分析和源解析方法调查污染来源，以支持有效的缓解策略和可持续番石榴生产。研究结论指出，商业农场番石榴中As、Pb、Cd和Cu的含量显著高于家庭菜园样品，多项农场样品超过FAO/WHO允许限值；EDI值虽在可接受范围内，但THQ和TTCR指标提示存在潜在的非致癌和致癌健康风险，尤其对儿童影响更为显著；有必要加强水果作物重金属的常规监测，改善农业投入品和灌溉水管理，并推广良好农业实践以降低消费者健康风险。
