受铅污染的地衣：全球决明子香料供应链中的危险途径

《Journal of Hazardous Materials》：Lead-Contaminated Lichens as a Hazardous Pathway in the Global Cassia Spice Supply Chain

　　摘要
桂皮制品中的铅（Pb）污染已引起广泛关注，这使得全球供应链中的质量控制变得更加严格，以确保食品安全。我们的初步研究表明，铅污染与大气沉降有关，这一点从桂皮树上的地衣中发现的铅含量升高可以得到证实。本研究在此基础上进一步展开，重点评估了越南北部桂皮生态系统中的地衣群落中的铅含量——该地区工业和采矿活动不断增加，占全球桂皮供应量的大约三分之一。地衣中的铅含量范围为0.4至52.6毫克/千克（中位数约为7.55毫克/千克），这比树皮和木材中的铅含量高出至少20倍。光合生物和微生物组成的复合结构有效地捕获了含铅粉尘，形成了一个持续的铅污染源。这突显了含铅地衣作为有害生物材料的性质，并强调了在铅进入全球食品链之前进行预处理去除地衣的必要性。鉴于附生植物在热带地区的普遍存在以及环境条件的恶化，这种来自地衣的铅污染问题显得尤为严峻。迫切需要国际或地区性的干预措施来解决这一问题，从而保护桂皮的质量并降低全球消费者的健康风险。

引言
近年来，越南已成为全球桂皮贸易的领导者，贡献了全球总产量的约30%。根据越南胡椒和香料协会（VPSA）及越南海关总署（2024年数据）的数据，越南的桂皮出口额达到了3亿美元的历史新高，年贸易量约为12万吨。主要出口市场包括印度、美国、欧盟、中东和东亚（尤其是日本和韩国）（图1）。然而，越南的桂皮产业面临着越来越大的压力，需要满足国际安全标准，因为产品质量不稳定以及重金属污染（特别是铅污染）对其高价值出口市场构成了威胁。2024年3月，美国食品药品监督管理局（FDA）在检测到某些桂皮产品中铅含量过高后发出了警告。通过对磨碎桂皮中铅和铬含量的分析，FDA建议召回六家经销商的产品，这些产品中的铅含量在2.03至3.4毫克/千克（干重）之间。该机构警告称，长期接触这类产品可能对健康造成严重危害，包括血液中铅含量升高和其他不良影响，尤其是对儿童。此外，FDA还向美国所有从事桂皮相关业务的企业发出了正式通知，强调必须实施严格的质量控制措施，以防止食品（包括磨碎桂皮）受到化学污染。因此，越南和其他主要桂皮出口国必须迅速采取行动，消除产品中的铅和其他有毒化合物，以维护全球市场的信任并确保消费者安全。

尽管目前对桂皮产品中铅污染的认识仍然有限，但这一问题似乎并不仅限于一个国家，而是全球多个桂皮生产地区普遍存在的问题。监管机构如ARCSA和FDA ??对此问题发出了警报，厄瓜多尔最近的一项研究也指出了这一点[1]。铅污染可能通过多种途径发生，包括在种植过程中从受污染的土壤或空气中吸收、加工过程中的暴露，或为了增加产品重量而故意掺杂。我们在越南北部的初步研究发现，桂皮树中的铅含量沿着两个空间梯度增加：从树心（木材）到树皮，以及从树干（老部分）到树冠（年轻部分）[2]。研究表明，藻类和地衣是捕获含铅粉尘的重要介质，这可能增强了铅在树皮表面的滞留，并成为桂皮产品中空气传播铅污染的一个途径（图1）。如果这些附生植物不被严格清除，它们就会成为全球香料供应链中铅污染的意外入口。

地衣广泛分布于各种基质上，包括树皮和岩石，存在于热带、温带和极地地区。它们适应了地球上最极端的环境，从北极苔原和干旱沙漠到多岩石的海岸线和有毒矿渣堆。由于地衣与宿主植物没有维管连接，并且具有捕获空气微粒的能力，因此它们成为监测空气质量的优秀“生物传感器”[3]、[4]、[5]。在热带桂皮生态系统中，藻类和真菌的地衣共生关系被认为加剧了桂皮树皮上的铅富集[2]。然而，地衣的覆盖范围及其对铅污染的贡献程度仍不明确。据推测，铅的积累始于铅颗粒的物理捕获。随后，这些被捕获的铅会经历生物地球化学变化——具体包括溶解、阳离子交换和络合——最终在细胞外基质和细胞内被代谢吸收和稳定[6]、[7]、[8]。这些过程在整个典型的桂皮种植周期（大约15至20年）中持续存在，可能受到地衣微环境[9]、[10]、环境因素[11]以及人为压力（尤其是重金属采矿和加工活动的扩张[12]、[13]的综合作用。因此，阐明地衣结合的铅的动态至关重要，因为它揭示了铅进入桂皮香料供应链的关键途径。这类见解对于制定针对性的技术干预措施以减轻铅污染和确保香料生产的安全性至关重要。

为了配合FDA在全球范围内识别和减轻桂皮中铅污染的努力，我们对越南北部的主要种植区域进行了全面调查。该地区占全球供应量的大约四分之一，并出口到超过100个国家，为我们提供了一个评估附生植物分布及其与铅富集相关性的关键案例研究。本研究进一步评估了地衣密度以及附生植物与树皮之间的相对铅富集情况。此外，我们还研究了地理分布、风向依赖性和元素相关性，以确定铅积累的驱动因素。这些发现为桂皮产业提高产品质量提供了坚实的科学基础。通过阐明铅积累的途径并制定主动策略，本研究有助于有针对性地清除受铅污染的附生植物层。

调查与采样
调查在9个主要桂皮种植地进行，分别是Bao Nhai、Tang Loong、Vo Lao、Bao Ha、Lang Uech、Chau Que Ha、Dai Phac、Vien Son和Minh Quan（图2）。所有采样点都位于海拔100至300米的丘陵地带，位于红河谷沿线，该河谷由西北至东南方向的一系列平行地质断层形成，尤其是红河和Chay河断层。

地衣群落特征
在越南北部研究区域的桂皮系统中，地衣普遍存在。它们在树皮上的高丰度引发了人们对质量下降的担忧，正如先前研究中所指出的[2]。形态观察显示，主要的地衣类型为壳状地衣（图3a）。这些样本形成一层薄而粘附牢固的地衣层，表现为连续或斑块状的覆盖。正如Sinha等人[14]所提到的，这种形态的特点是……

讨论
针对FDA的召回令，桂皮生产商和分销商正在将产品转移到监管要求较低的市场，并寻求缓解策略。稀释已成为处理桂皮树皮中铅含量的“捷径”，即通过将受污染的材料与纯净材料混合来降低整体浓度。虽然这种方法符合新的FDA法规的要求，但它并不能完全消除桂皮产品中的铅污染或解决根本问题。

资金声明
本研究最初由美国香料贸易协会（ASTA）资助，后续扩展得到了国家科学技术发展基金（NAFOSTED）的支持，项目编号为105.08-2025.62。

作者贡献声明
Phuong M. Nguyen：监督、概念设计。
Tien M. Tran：监督、资源安排、项目管理、方法论、经费获取、概念设计。
Duc N. Nguyen：调查工作。
Dung D. Nguyen：资源安排、方法论、经费获取、概念设计。
Trang T. Vu：监督、概念设计。
Yen N. Nguyen：调查工作。
Minh N. Nguyen：撰写、审核与编辑、初稿撰写、可视化、验证、监督、软件使用、资源管理。

利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢
我们感谢越南国立大学地质学院的Nguyen Van Huong博士和Nguyen Thuy Duong博士在地质材料方面的宝贵专业知识。语言检查采用了Grammarly和Gemini平台。

利益冲突声明
作者声明没有利益冲突。

意义声明
桂皮制品中的铅（Pb）污染已引起广泛关注，这使得全球供应链中的质量控制变得更加严格。本研究聚焦于越南北部的桂皮生态系统，旨在……