山东某轻稀土矿区粮食、蔬菜、水果中稀土元素含量研究

摘要

稀土元素(rare earth elements，REEs)包括元素周期表ⅢB族中原子序数从57至71的15个镧系元素，即镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)，以及与其电子结构和化学性质相近的钪(Sc)和钇(Y)，总共17个元素。通常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕称为轻稀土元素;钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇称为重稀土元素。我国是世界上稀土资源最丰富的国家，到目前为止我国稀土储量、产量和出口量均列全球之首，稀土应用也位居世界第二。20世纪70年代，我国首次将轻稀土元素（主要为La、Ce、Pr、Nd等）用于农业，使多种农作物产量增加、品种改善，取得了明显的经济效益。由于我国稀土的开采、稀土元素作为微肥及饲料添加剂的普遍使用以及稀土元素在医学上的广泛应用，环境中稀土元素污染日益加剧，容易造成食物链富集，进而进入人体。因此，稀土对人类健康近期和远期的潜在影响日益引起人们的广泛关注。
　　通过食物进入人体的各种致病因子（含有毒化合物）引起的食源性疾病在国际上已给予广泛关注，食源性疾病的监测问题也得到高度重视，认为它不仅影响人类健康，还产生巨大的经济影响，从而提出“从农田到餐桌”，进而又提出“从农田到医院”的监测与评估方针，这些提法无疑强调食品安全应从源头抓起。尤其是近几年，国民对我国食品安全的关注更是与日俱增。对可能影响血液中稀土含量的因素进行分析，发现家庭与稀土矿的距离是影响血稀土含量的主要因素。长期生活在高稀土暴露环境的人群体内稀土元素含量将会增加。
　　山东的郗山稀土矿是全国著名的轻稀土基地之一。稀土矿物以氟碳铈矿为主，矿物含有17种稀土元素，其种镧、铈、镨、钕四种元素稀土总量的98％以上。迄今国内大部分对稀土的研究局限于动物实验和细胞实验，缺乏详尽的流行病学资料，中国疾病预防控制中心在白云鄂博稀土矿做的研究以稀土元素钍为主，而山东的稀土矿以氟碳铈矿为主，而且高稀土暴露、环境饮食和疾病三者之间关系的研究更是少见。为了解稀土元素是否对当地居民的健康产生影响，获得当地居民疾病状况及环境、饮食中稀土元素含量的详细资料，从而为今后采取有效的预防控制措施提供科学依据，组织开展稀土元素在矿区的环境以及粮食、蔬菜中的含量及对周围居民健康影响的流行病学研究是十分必要的。
　　目的:
　　本研究的主要目的是获得矿区和非矿区粮食、蔬菜、水果中的稀土元素含量，并比较稀土元素在矿区和非矿区样品中的含量差异，为我国粮食、水果、蔬菜等产品中稀土元素的含量标准的制修订提供科学依据。
　　方法:
　　以郗山稀土矿周围5km为界，5km以内为矿区（研究区），距稀土矿5km以外的地区为非矿区（对照区）。在研究区选择5个尽量靠近稀土矿的村庄（郗山二村、运河村、许庄村、大黄庄村、南谢庄村）为研究区调查点;在对照区随机选择5个乡村为对照区调查点，合计选择10个村作为本次的调查点。
　　在所选取的自然村内随机选择住户，所采样品均为住户自产。采样人员详细了解被采集样品的特性以及采样要求，采样由2名及以上采样人员同时完成，贴好样品标签，尽快送至实验室进行检测。检测采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)。因数据属于偏态分布，统计方法主要采用Wilcoxon符号秩和检验。
　　结果:
　　1.粮食中稀土元素
　　研究区粮食中总稀土元素平均含量为（269.74±423.57）μg/kg，中位数为101.84μg/kg;对照区粮食中总稀土元素平均含量为（386.60±941.46）μg/kg，中位数为69.09μg/kg，研究区和对照区粮食中稀土元素含量差异无统计学意义(P＞0.05)。同一地区不同粮食中稀土元素含量差别较大，研究区不同粮食中稀土元素含量由大到小为:小麦、豆类、玉米。研究区小麦和玉米中稀土元素含量差异有统计学意义（P＜0.05）;对照区小麦和玉米、玉米和豆类中稀土元素含量差异有统计学意义(P＜0.05)，小麦和豆类中稀土元素含量差异无统计学意义(P＞0.05)。
　　2.蔬菜中稀土元素
　　研究区蔬菜中总稀土元素含量为（1555.7±10328.00）μg/kg，对照区蔬菜中总稀土元素含量为（82.07±252.22）μg/kg，差异有统计学意义(P＜0.05)，研究区蔬菜中稀土元素含量高于对照区。不同蔬菜中稀土元素含量差别较大，含量由大到小为:叶菜类＞根菜类＞豆类＞茄果类＞瓜果类。
　　3.水果中稀土元素
　　研究区水果中总稀土元素含量为（19.50±29.20）μg/kg，中位数为12.06μg/kg，对照区水果中总稀土元素含量为（168.43±521.88）μg/kg，中位数为18.96μg/kg。研究区与对照区水果中稀土元素含量差异有统计学意义（P＜0.05），研究区核果类水果稀土元素含量高于对照区。
　　4.研究区/对照区粮食、蔬菜、水果中稀土元素的比较
　　研究区粮食与蔬菜、粮食与水果、蔬菜与水果之间稀土元素含量差异均有统计学意义。对照区粮食与蔬菜、粮食与水果之间稀土元素含量差异有统计学意义，蔬菜与水果的稀土元素含量差异无统计学意义(P＞0.05)。
　　结论:
　　1.研究区和对照区粮食中稀土元素含量差异无统计学意义，研究区不同粮食中稀土元素含量由大到小为:小麦、豆类、玉米。
　　2.研究区和对照区蔬菜中稀土元素含量差异有统计学意义，不同蔬菜中稀土元素含量由大到小为:叶菜类＞根菜类＞豆类＞茄果类＞瓜果类。
　　3.研究区和对照区水果中稀土元素含量差异有统计学意义，研究区核果类水果稀土元素含量高于对照区。
　　4.研究区粮食与蔬菜、粮食与水果、蔬菜与水果之间稀土元素含量差异均有统计学意义。对照区粮食与蔬菜、粮食与水果之间稀土元素含量差异有统计学意义，蔬菜与水果的稀土元素含量差异无统计学意义。

目录

声明

摘要

符号说明

前言

1 吸收、分布、代谢和排泄

2 毒性

3 稀土元素的人群健康指导值

4 我国食品中稀土元素的限量标准

5 研究目的

研究内容与方法

1．调查地区

2．调查时间

3．调查内容

4．实验室检测

5．统计分析

6．质量控制

7．技术路线

结果

1．稀土元素检出情况

2．稀土元素含量分析

讨论

1．粮食中稀土元素含量

2．蔬菜中稀土元素含量

3．水果中稀土元素含量

创新与不足

1 本研究的创新之处

2 本研究的不足之处

结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文