新常态下探析稻米重金属镉的含量预警
江文华++沈露露+++徐斌
在众多的重金属类型中镉属于一种有毒的元素，一旦人们不小心食用后会对人们的身体健康及安全造成很大的危害，最近几年频繁发生的镉中毒事件为人们敲响了警钟，因此，国家对稻米中镉含量多少进行了明确的规定。随着环境污染越来越严重，我国农作物镉污染问题也更加严重化，水稻是中国主要的粮食作物之一，约占粮食作物的38%，其种植面积已达到0.3亿hm2，约占粮食作物的27%，而水稻是对镉富集较强的粮食作物，2013年南方日报报道了湖南的“问题大米”，其实就是稻米镉含量超标的事件，“镉米危机”引起群众恐慌，一度引起70%的米商停产，农民不敢再种水稻，几乎成了严重的社会问题，这反映了人们对大米质量安全的高度重视，同时也反映出在粮食质量安全事件应急中存在的不足，如果在水稻收割前提前预知某区域稻米中镉含量，就会为管理部门在管理上赢得时间，提前做好预警方案，将不同镉污染水平区域的稻米分类储存，这在稻米质量分级管理中具有指导作用。前人对水稻镉的研究主要内容有：不同水稻品种对镉吸收差异性及导致吸收差异的机理研究、低镉品种筛选研究、镉与其他矿物元素间的交互作用研究、镉在水稻各器官中的分配规律与水稻耐镉之间的关系研究等，这些研究为低镉品种筛选和水稻镉污染治理提供了理论依据，具有重要意义，但对于稻米镉含量预警方面的研究报道很少。本文主要以不同土壤条件下的不同水稻种类在在灌浆期间重金属镉的积累规律，以期寻找到稻米镉含量数据有效采集期，为水稻籽粒成熟期镉含量预测提供可靠的科学依据，为监管部门赢得时间，提前对不同镉风险水平的大米分储管理起到预警的作用。
材料与方法
田间试验方法。本次研究中所选择的样品分别是从指定的农作物种植基地进行采取，选择了三种不同性质的大田土壤进行四种水稻的栽种。进行田间栽培管理时均按照大田常规措施进行，在每个试验点处都种植中稻，在水稻开花后的十六天、二十天、二十四天、二十八天、三十二天分别采集稻子进行镉含量测定。
测试项目及方法。所有采集到的样品都是按照国家相关计量规定进行的，均通过正规的食品质量监督检验测试中心进行稻米镉含量的检测。
土壤理化性质的检测。利用多点法对耕层土壤进行采集，在风干磨细过筛后按相关要求对各项指标进行测定，所设置的水土比例为2.5：1，采用玻璃电极法进行测定；有机质则用重络酸钾容量法；全氮采用凯氏法；全磷采用碱溶-钼锑抗比色法；全钾采用酸溶-火焰光度法测定；阳离子代换量采用EDTA-乙酸铵盐交换法测定；土壤全镉采用酸溶、土壤有效镉采用DTPA浸提，石墨炉原子吸收法测定。
测定稻谷中的镉含量。将采集到的试样进行一定温度的烘干，并进行脱壳、粉碎处理，采用硝酸-高氯酸进行消解，石墨炉原子吸收法光度法对试样中的镉含量进行测定。采用统计学软件JMP6.0进行统计学计算，差异性显示（P<0.05）。
结果与分析
采样结果及超标率。通过测定结果对比显示，所有的品种在三种不同稻田土壤区域的镉含量超标率分布规律相似，稻米中镉含量均没有超出国家规定的标准，超标率为0%；而有的样品测试结果超出了国家规定标准，超标率为100%。（详情见图1）
采样差异显著性检定结果。通过上图可以清楚的看出，每个稻米品种种植在不同土壤区的镉含量都存在一定的差异，但不同时间段的采样结果对比差异不明显，不具有统计学意义（P>0.05）。
结论与讨论
根据我国相关规定的稻米标准含量（0.2mg/kg），在进行稻米含量测定时要将镉含量控制在适当的范围内，一般镉含量在0.2mg/kg-0.4mg/kg之间的定义为低风险，而超出0.4mg/kg的则定位为高风险，从上图上看出，其中一组土壤种植的水稻品种的不同时间段采样结果，镉含量均符合国家标准要求，属于无风险级别；而另外两组土壤所种植的四种类型水稻经不同时间段采样测定后发现，其中一组镉含量在0.2-0.4之间，超标率虽为100%，但归纳为低风险级别，另一组不同种类水稻不同时间段采样测定结果显示镉含量超出了0.4mg/kg，应归纳为高风险级别，所以3种不同风险级别的稻米可以分别储存。
通过测定后每个稻米品种在不同的土壤种植后的采样结果所得出的测定结论一致，但是统计学检验结果表明，所有的品种只有第二次至第六次的采样结果才统一表现出无显著差异，从更严谨的角度出发，应从第二次采样时间开始预测，时间大概是收获前二十天左右。因此，完全可以提前二十天任何阶段采集稻谷样本预测完熟期稻米镉含量，为管理部門赢得时间，对稻米安全管理起到预警作用。陈娟等利用原子吸收光谱法和电镜能谱仪法分析重金属Pb、Cd在水稻颖果不同部位中的分配，两种方法均显示：胚镉含量显著高于胚乳，镉在稻米胚中的含量是胚乳的12倍，曾有研究也表明，镉在胚中的浓度是胚乳的5倍。而胚实际在灌浆早期就已形成，在稻谷的腊熟期和完熟期，主要是大量淀粉的积累形成期，整个籽粒镉增加不显著，可能这是导致水稻籽粒中后期镉含量变化不显著的主要原因，有待进一步研究。
在众多的重金属类型中镉属于一种有毒的元素，一旦人们不小心食用后会对人们的身体健康及安全造成很大的危害，最近几年频繁发生的镉中毒事件为人们敲响了警钟，因此，国家对稻米中镉含量多少进行了明确的规定。随着环境污染越来越严重，我国农作物镉污染问题也更加严重化，水稻是中国主要的粮食作物之一，约占粮食作物的38%，其种植面积已达到0.3亿hm2，约占粮食作物的27%，而水稻是对镉富集较强的粮食作物，2013年南方日报报道了湖南的“问题大米”，其实就是稻米镉含量超标的事件，“镉米危机”引起群众恐慌，一度引起70%的米商停产，农民不敢再种水稻，几乎成了严重的社会问题，这反映了人们对大米质量安全的高度重视，同时也反映出在粮食质量安全事件应急中存在的不足，如果在水稻收割前提前预知某区域稻米中镉含量，就会为管理部门在管理上赢得时间，提前做好预警方案，将不同镉污染水平区域的稻米分类储存，这在稻米质量分级管理中具有指导作用。前人对水稻镉的研究主要内容有：不同水稻品种对镉吸收差异性及导致吸收差异的机理研究、低镉品种筛选研究、镉与其他矿物元素间的交互作用研究、镉在水稻各器官中的分配规律与水稻耐镉之间的关系研究等，这些研究为低镉品种筛选和水稻镉污染治理提供了理论依据，具有重要意义，但对于稻米镉含量预警方面的研究报道很少。本文主要以不同土壤条件下的不同水稻种类在在灌浆期间重金属镉的积累规律，以期寻找到稻米镉含量数据有效采集期，为水稻籽粒成熟期镉含量预测提供可靠的科学依据，为监管部门赢得时间，提前对不同镉风险水平的大米分储管理起到预警的作用。
材料与方法
田间试验方法。本次研究中所选择的样品分别是从指定的农作物种植基地进行采取，选择了三种不同性质的大田土壤进行四种水稻的栽种。进行田间栽培管理时均按照大田常规措施进行，在每个试验点处都种植中稻，在水稻开花后的十六天、二十天、二十四天、二十八天、三十二天分别采集稻子进行镉含量测定。
测试项目及方法。所有采集到的样品都是按照国家相关计量规定进行的，均通过正规的食品质量监督检验测试中心进行稻米镉含量的检测。
土壤理化性质的检测。利用多点法对耕层土壤进行采集，在风干磨细过筛后按相关要求对各项指标进行测定，所设置的水土比例为2.5：1，采用玻璃电极法进行测定；有机质则用重络酸钾容量法；全氮采用凯氏法；全磷采用碱溶-钼锑抗比色法；全钾采用酸溶-火焰光度法测定；阳离子代换量采用EDTA-乙酸铵盐交换法测定；土壤全镉采用酸溶、土壤有效镉采用DTPA浸提，石墨炉原子吸收法测定。
测定稻谷中的镉含量。将采集到的试样进行一定温度的烘干，并进行脱壳、粉碎处理，采用硝酸-高氯酸进行消解，石墨炉原子吸收法光度法对试样中的镉含量进行测定。采用统计学软件JMP6.0进行统计学计算，差异性显示（P<0.05）。
结果与分析
采样结果及超标率。通过测定结果对比显示，所有的品种在三种不同稻田土壤区域的镉含量超标率分布规律相似，稻米中镉含量均没有超出国家规定的标准，超标率为0%；而有的样品测试结果超出了国家规定标准，超标率为100%。（详情见图1）
采样差异显著性检定结果。通过上图可以清楚的看出，每个稻米品种种植在不同土壤区的镉含量都存在一定的差异，但不同时间段的采样结果对比差异不明显，不具有统计学意义（P>0.05）。
结论与讨论
根据我国相关规定的稻米标准含量（0.2mg/kg），在进行稻米含量测定时要将镉含量控制在适当的范围内，一般镉含量在0.2mg/kg-0.4mg/kg之间的定义为低风险，而超出0.4mg/kg的则定位为高风险，从上图上看出，其中一组土壤种植的水稻品种的不同时间段采样结果，镉含量均符合国家标准要求，属于无风险级别；而另外两组土壤所种植的四种类型水稻经不同时间段采样测定后发现，其中一组镉含量在0.2-0.4之间，超标率虽为100%，但归纳为低风险级别，另一组不同种类水稻不同时间段采样测定结果显示镉含量超出了0.4mg/kg，应归纳为高风险级别，所以3种不同风险级别的稻米可以分别储存。
通过测定后每个稻米品种在不同的土壤种植后的采样结果所得出的测定结论一致，但是统计学检验结果表明，所有的品种只有第二次至第六次的采样结果才统一表现出无显著差异，从更严谨的角度出发，应从第二次采样时间开始预测，时间大概是收获前二十天左右。因此，完全可以提前二十天任何阶段采集稻谷样本预测完熟期稻米镉含量，为管理部門赢得时间，对稻米安全管理起到预警作用。陈娟等利用原子吸收光谱法和电镜能谱仪法分析重金属Pb、Cd在水稻颖果不同部位中的分配，两种方法均显示：胚镉含量显著高于胚乳，镉在稻米胚中的含量是胚乳的12倍，曾有研究也表明，镉在胚中的浓度是胚乳的5倍。而胚实际在灌浆早期就已形成，在稻谷的腊熟期和完熟期，主要是大量淀粉的积累形成期，整个籽粒镉增加不显著，可能这是导致水稻籽粒中后期镉含量变化不显著的主要原因，有待进一步研究。
