《Science of The Total Environment》:Lead leaching from traditional Mexican ceramics during cooking and implications for population health risk
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传统墨西哥烹饪使用黏土陶瓷锅,主要采用氧化铅(PbO)上釉,是铅暴露来源。研究人员旨在量化并比较传统铅釉陶瓷(LGC)、无铅釉陶瓷(LFGC)与塔拉韦拉陶瓷中的铅含量;评估这些陶瓷向烹饪模拟液中溶出铅的情况;并基于膳食摄入建模其对血铅水平(BLL)的潜在影响。
传统墨西哥烹饪使用黏土陶瓷锅,主要采用氧化铅(PbO)上釉,是铅暴露来源。研究人员旨在量化并比较传统铅釉陶瓷(LGC)、无铅釉陶瓷(LFGC)与塔拉韦拉陶瓷中的铅含量;评估这些陶瓷向烹饪模拟液中溶出铅的情况;并基于膳食摄入建模其对血铅水平(BLL)的潜在影响。分析了13件陶瓷制品。铅检测采用紫红酸钠(sodium rhodizonate)、Lumetallix?及X射线荧光光谱(XRF)。铅溶出经电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)定量,使用三种食品模拟液:去离子水、煮米饭及4%乙酸,加热15与30 min,并在长达24 h内多点取样。采用全年龄铅模型(AALM)基于平均米饭消费数据估算BLL。LGC锅内表面与外表面铅浓度中位数分别达202400 ppm与185000 ppm。LGC净铅溶出随时间显著增加,尤其在酸性溶液中,4%乙酸储存24 h后达637.4185 ppm。加热30 min后,LGC烹制米饭净铅溶出为1.2739 ppm,超出墨西哥0.5 ppm法规限值,较基线增加1882%。LGC加热期间所有净铅溶出浓度均超WHO或墨西哥法规对水与食品的适用安全限值。LFGC与塔拉韦拉锅呈极小或无净铅溶出。AALM生物动力学建模预测,食用LGC烹制米饭所致BLL估计为LFGC的11倍,各年龄组BLL中位理论升高1.6 μg/dL。LGC因烹饪与储存中大量铅溶出构成显著健康风险;LFGC提供更安全替代,虽非完全无铅。
研究背景方面,传统墨西哥烹饪自前西班牙时期沿用黏土锅,十六世纪后引入氧化铅(PbO)釉料以防渗并增饰,但家用窑炉温度不足使铅无法固结于釉层,导致烹饪、储存及盛放食物时铅向食品迁移,成为墨西哥人群铅暴露主要来源,被形容为“沉默的流行病”,造成儿童平均智商损失4.14点及相当于GDP 2.76%的负担。尽管墨西哥自2016年起执行NOM-231-SSA1-2016限值(0.5 ppm),且推广无铅釉(LFGC)与高温工业窑(>1150 ℃),2020—2024年ENSANUT仍报告15.8%儿童血铅>5 μg/dL,表明缓解不力,亟需量化三类陶瓷铅含量、溶出特征并建模膳食暴露对BLL贡献。该研究发表于《Science of The Total Environment》。
关键技术方法上,研究人员于2024年11月至2025年2月购自普埃布拉与瓦哈卡两州共13件500 mL陶瓷(LGC 4件、LFGC 6件、Talavera 3件)。定性检测用紫红酸钠与Lumetallix?显色,定量用便携XRF(Thermo Fisher NITON XL3T)测内外表面总铅;溶出实验以去离子水、煮米饭、4%乙酸(pH 2.7)为食品模拟液,LGC/LFGC燃气灶加热15/30 min并于室温存2/24 h取样,Talavera微波加热1/5 min,ICP-MS(Agilent 7800)测液样与消化米样铅浓度,基线扣除得净溶出;BLL建模采用美国EPA全年龄铅模型(AALM v3.0),输入ENSANUT 2022分年龄米饭摄入量(学龄前8 g/d、学童11 g/d、青少年及成人17 g/d),相对生物利用度(RBA)取1,胃肠吸收分数随龄由0.39降至0.12,仅计膳食途径跑程0—90岁。
研究结果部分,首先为陶瓷铅含量与检测:XRF显示LGC内表面中位202400 ppm、外185000 ppm,远超CPSC儿童产品100 ppm筛查基准;Lumetallix?内外表面均阳性,紫红酸钠内表面100%外25%阳性;LFGC三法皆未检铅;Talavera XRF内5605 ppm、外17300 ppm,但两显色法阴性,归因于工业窑>1200 ℃使铅固结于釉基、仅XRF可测总铅而显色法只捕表面可溶铅。其次为食品模拟液铅溶出:LGC在去离子水30 min净溶0.3260 ppm(超WHO水导则0.01 ppm),米饭30 min净1.2739 ppm、24 h升至5.2728 ppm,4%乙酸24 h净637.4185 ppm,较基线增幅最高18958%;LFGC米饭30 min净0.1148 ppm(低于0.5 ppm限值),水或乙酸中多现负值(吸附/沉淀致表观下降而非无溶出);Talavera微波加热水1 min净0.0149 ppm,乙酸皆负。分位数回归调整时间因素后LGC各液溶出p<0.001高于其余两类。再次为BLL建模:以米饭30 min中位溶出(LGC 1.27 ppm、LFGC 0.11 ppm)驱动AALM,LGC组全体中位BLL升1.60 μg/dL(女童1.85、女成人2.20、男童1.76),为LFGC组0.15 μg/dL约11倍。
讨论部分总结:研究首比三类墨陶铅含量、溶出与BLL影响,确认LGC釉铅数万至数十万ppm且酸性与长时接触协同释放,低温家用窑釉层未玻化是根源;LFGC虽标无铅仍因黏土本底或窑内交叉污染致米中微量上升(0.1148 ppm),非完全无铅;Talavera高温工业釉铅被固结,显色阴性但XRF阳性,提示总铅高不等于即时释放。作者主张更新NOM-231限值、强制不合格品标“含铅勿盛食物”、补贴工匠换高温气窑与无铅釉,兼顾文化遗产与公共卫生。
结论部分译文:本研究证明LGC锅铅含量显著高于LFGC与Talavera,加热与储存时向食物溶出铅可构成健康风险;结果凸显需强化法规监督、监测与预防策略,淘汰LGC并推广安全替代以减膳食铅暴露及相关不良健康效应。