上海某大學駱肇蕘大學生科技創(chuàng)新基金申請書

1、編號： 上海海洋大學駱肇蕘大學生科技創(chuàng)新基金申請書基金項目名稱：上海市各大市售品牌大米中金屬元素的調(diào)查研究項目負責人姓名： 黎遠超 所 在 院 系： 食品學院 專 業(yè)： 食品質(zhì)量與安全 電 子 郵 件： 535935615 電 話：填 表 人(簽 章)： 填 報 時 間： 2011 年 3 月 17 日一、項目申報人（第一責任人）基本情況姓 名黎遠超性別男（1寸免冠照片）出生年月1990.03籍貫廣西學號0938230學歷本科身份證號碼主要科研經(jīng)歷項目成員姓名專業(yè)承擔工作何棟琛食品質(zhì)量與安全大米樣品采集潘守輝食品質(zhì)量與安全大米品牌市場調(diào)查邱肖依食品質(zhì)量與安全文獻檢索盧

2、 青食品質(zhì)量與安全金屬含量測定吳明會國貿(mào)數(shù)據(jù)分析指導導師姓名職稱（職務(wù)）研究方向喻勇新實驗員食品安全檢測二、立項依據(jù)項目主要研究內(nèi)容（包括：研究意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、主要問題、關(guān)鍵技術(shù)、解決方案、創(chuàng)新點和主要參考文獻等，可附頁說明）：1 研究意義1.1 及時檢測大米中有害元素的污染大米（rice）是經(jīng)清理、礱谷、碾米、成品整理等工序后制成的成品。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)統(tǒng)計，大米是世界第一大糧食作物，世界上一半以上的人口都是以大米為主食。大米等食品中的污染物是造成食源性疾病的重要因素，和其他糧食作物相比，水稻更易受到重金屬的污染。生長在水中的水稻具有較大的根系表面積和較多的表面電荷，通過離子

3、交換、表面吸附、螯合、膠溶和絮凝等過程對重金屬污染物有強大的吸納作用。加之近年來，隨著我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，工業(yè)“三廢”的排放、城市生活生產(chǎn)的污水和垃圾的污染以及含有重金屬的農(nóng)藥、化肥的不合理使用，使農(nóng)田土壤中重金屬的含量急劇增加。更為嚴重的是，土壤中的重金屬在污染后的弱酸性條件下更加容易通過水稻等植物的吸收，進而經(jīng)食物鏈進入人體，從而威脅人體的健康。由于重金屬在環(huán)境中不會被降解，只會發(fā)生形態(tài)和價態(tài)變化，因而可在環(huán)境中長期存在，成為具有潛在危害的重要污染物。重金屬(包括類金屬元素) 與生物大分子基團和遺傳物質(zhì)的相互作用可導致多器官的畸變、突變和癌變效應(yīng)其通過食物鏈的傳遞危害人類健康，并已成為一

4、個主要的公共關(guān)注的問題。近年來，我國食品安全問題相當突出，很多食品制造與加工廠家為了利益而很少顧及食品的衛(wèi)生安全狀況，從“蘇丹紅”到“地溝油”，從“三聚氰胺”到“皮革奶”，方方面面都給我國人民帶來了巨大生活壓力，“搶購洋奶粉”的出現(xiàn)更進一步體現(xiàn)出人們?nèi)罕娭饾u對我國食品市場失去信任。研究我們身邊最常見、食用最廣泛的大米中的重金屬等含量是否合理，對確保我國食品的衛(wèi)生安全、建造安全穩(wěn)定的食品市場具有深遠的意義。1.2 準確鑒定大米中的摻假問題據(jù)報道，上海市“市場上拿江蘇產(chǎn)的珍珠米假冒東北產(chǎn)的珍珠米的情況很多”；“北大荒”、“盤錦”、“梅河口”、“五?！钡绕放拼竺准倜捌贩N泛濫成災。一般認為，人類攝取的

5、重金屬主要通過土壤-作物-食物途徑。最近10年來，關(guān)于土壤環(huán)境中重金屬的生物有效性研究已由有環(huán)境化學制約性轉(zhuǎn)向植物制約性研究，并試圖按照不同作物對不同元素的生育期全程積累特點進行評估。有研究表明，不同作物及不同品種對土壤環(huán)境重金屬的吸收積累的差異，對于制約農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)和保障食物安全是十分迫切的任務(wù)。不同植物無論在養(yǎng)分元素的吸收還是有毒污染物的吸收上都存在植物種類和品種的差異（生態(tài)型差異和基因型差異）。根據(jù)我們的初步調(diào)查和研究，發(fā)現(xiàn)各地區(qū)大米中的金屬含量可能具有地域性特征。為此，我們依托本次基金通過實驗對該假設(shè)進行驗證。如果該發(fā)現(xiàn)能得到驗證，可能為我國大米地域摻假的鑒定添加新的方法，有望應(yīng)用到

6、食品檢驗，食品溯源，食品打假等各個方面。因此，研究大米中金屬等元素含量是否具有地域性或品種特征也是我們這一科研項目的亮點所在。1.3 系統(tǒng)調(diào)查大米中微量有益元素的含量一直以來，一些專家學者大多只關(guān)注大米中重金屬等有害元素的含量研究，缺乏對大米中有益元素（銅、鋅、鐵、鎂等人體所需元素）的系統(tǒng)探索，我們這一項目不僅研究大米中重金屬的含量，還將深入研究其中鐵、鋅、銅等人體必需元素的含量，探討大米對人體各方面的營養(yǎng)價值，指導人們更恰當更有效的利用大米。2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2.1 大米中重金屬的分布及污染狀況潘根興等人在一份隨機抽取國內(nèi)部分市場的精米樣品（44個秈米和47個粳米樣品），結(jié)果表明，91個樣品中

7、鎘Cd含量超標的達10%左右，據(jù)USEPA推薦的成人RfD值計算，則70%的大米潛存著Cd食物暴露風險問題。 李正文等人采用田間試驗法，研究了江蘇省57個水稻品種籽粒對太湖地區(qū)烏柵土中Cd、Cu、Se的吸收積累。表明水稻籽粒的Cd、Cu、Se含量的變化范圍分別為0.099、4.86、0.035 mg/Kg，不同水稻籽粒對同一土壤中Cd、Cu、Se的吸收及其籽粒中的積累存在顯著的差異。不同品種籽粒中重金屬含量的差異可能影響到人類重金屬食物攝取的健康風險。 謝文彪等人研究了福建沿海重金屬高含量的水稻樣品的區(qū)域分布規(guī)律，以該區(qū)10個流域兩側(cè)的水稻種植區(qū)為研究對象，系統(tǒng)采集了福建沿海水稻的185件，分

8、析了籽粒中的Cd、Hg、Pb、As、Cu、Zn等重金屬元素的含量，結(jié)果表明其平均值分別為0.005、0.08、0.33、0.17、2.94和14.62 mg/Kg。根據(jù)國家大米標準限量，發(fā)現(xiàn)有16.8%的樣品Pb超標；有11.4%的樣品Cd超標。Hg和As的超標率相對較低，均只為0.5%。 楊宇等人比較研究了爆米花、米糠、大米糖漿、米糠油、米醋、米粉、大米甜點、米酒、大米餅干、意大利通心粉、米糊和米茶等國內(nèi)外大米制品中重金屬Cd和Pb的含量，發(fā)現(xiàn)90%的樣品都在合格的濃度以內(nèi)，但是個別的米酒和米醋中的Cd和Pb濃度均嚴重超標。 盧鋼等人研究了吉林省江源、長白、磐石、永吉、舒蘭、撫松6個市縣隨機

9、選取的60份大米樣品中的Al、Ba、Cu、Fe、Mg、Mn、K、Na、Zn十種金屬元素的含量。結(jié)果表明，吉林省大米中Zn、Mn、Fe元素含量與全國平均水平接近，而Ca、Mg、Cu、K含量要顯著性地低于全國平均水平。而且推測吉林省高發(fā)的大骨節(jié)病和克山病是由于大米中缺乏Se導致的。 南京農(nóng)業(yè)大學農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所的潘根興教授，對稻米的鎘污染進行過系統(tǒng)的研究，這是緣于種植水稻的土壤中發(fā)現(xiàn)了重金屬超標的狀況，而土壤關(guān)系著食用大米的品質(zhì)，水稻自身的獨特的“基因”，也影響著水稻米粒吸收土壤中特殊物質(zhì)的能力，而其中稻米對于鎘污染的吸附作用明顯強于玉米、大豆等其他的作物品種。在2007年的時候，他們曾針對中

10、國六個地區(qū)(華東、東北、華中、西南、華南和華北)縣級以上市場的170多個大米樣品進行了隨機的采購和科學調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在抽調(diào)的這170多個大米樣品中，有10%的市售大米存在著鎘超標的問題。另外，中國地質(zhì)大學2008年研究顯示，綿竹、什邡等地居民大米、小麥鎘攝入量超標2倍至10倍。中科院地球化學所2010年研究顯示，貴州銅仁萬山特區(qū)成人通過稻米平均每天攝入汞49微克之多。廣西陽朔興坪鎮(zhèn)多位村民疑似“骨痛病”初期癥狀。中山大學2010年研究顯示，廣東大寶山礦區(qū)21個水稻品種鎘和鉛超標率分別達100%和71%。中科院地理所2008年研究表明，湘西鳳凰鉛鋅礦區(qū)稻米鉛、砷污染嚴重。湖南株洲馬家河鎮(zhèn)新馬村

11、，稻米鎘污染主要來自一公里外的湘江。遼寧石油化工大學2008年研究顯示，遼寧李石開發(fā)區(qū)水稻中鉛含量超標。浙江麗水衛(wèi)生防疫站1987年研究顯示，遂昌金礦附近污染區(qū)稻米鎘含量嚴重超標。江西有色地質(zhì)4隊1997年研究顯示，江西大余鎢礦區(qū)水稻鎘超標。2.2 大米中重金屬元素的分析方法大米中微量污染元素的檢測主要依靠先進的儀器檢測分析方法，如原子吸收光譜法（AAS）、原子熒光光譜法（AFS）、離子色譜法（IC）、原子發(fā)射光譜法（AES）以及電感偶和等離子體色譜法（ICP-MS），這些儀器分析方法都得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。由于稻米中微量污染元素的含量較低，要求儀器的靈敏度較高，所以研究不同的元素常常選用不

12、同的檢測手段，有些元素還需要特殊的處理。如低溫元素Hg、Se、As的檢測需要用氫化物發(fā)生AFS檢測靈敏度較高，而且干擾相對較少。具體大米中不同元素的檢測對應(yīng)的儀器范圍及要求見下表：檢測項目檢測方法As，Ba，Cd，Co，Cr，Cu，Li，Pb，Sb，Sn，Sr，V，GeICP-MSHg，Pb，Cd，Cr，Ni，Co，SeAASHg，Se，AsAFSMn，ZnICP-AES2.3 大米中重金屬污染對食用安全的影響砷，汞，鉛，鎘，鉻等有害元素通過食品的污染，對人體危害很大，影響機體代謝，使其發(fā)生紊亂，誘發(fā)疾病，甚至死亡。例如砷是一種毒性很大的元素，已查明砷對人的心肌，呼吸，神經(jīng)，生殖，造血，免疫系

13、統(tǒng)都有不同程度的損傷作用。汞中毒主要危害人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，引起人的死亡率可高達到40%。鉛中毒引起動脈硬化及癡呆現(xiàn)象。兒童對鉛影響特別敏感，當兒童長期接觸低濃度的鉛，會引起學習困難，綜合能力下降，運動失調(diào)，多動，易沖動，注意力下降，智商下降等，直接影響兒童的生長發(fā)育。鎘中毒常伴有貧血；骨骼中過量鎘積累會使骨骼軟化，變形，萎縮，鎘被科學家認定為世界上第三大類致癌物質(zhì)。六價鉻對人主要是慢性毒害，它可以通過消化道、呼吸道、皮膚和粘膜侵入人體，在體內(nèi)主要積聚在肝、腎和內(nèi)分泌腺中。通過呼吸道進入人體，積存在肺部時，可能引起肺癌。3 主要問題及關(guān)鍵技術(shù) 目前，在上海地區(qū)的大米在金屬尤其是有害重金屬方面尚沒

14、有系統(tǒng)地進行過調(diào)查研究。而且上海市面上銷售的大米種類繁多，參差不齊，大米的好壞僅僅依靠商家的劃價和有關(guān)質(zhì)監(jiān)部門的有限檢測。當前很多研究僅僅限于在大米中金屬元素含量的簡單測定上，并沒有在從深層次發(fā)掘元素含量與產(chǎn)地或品牌之間的相關(guān)性。因此，為了規(guī)范上海市市售大米的市場和有效建立基于大米中金屬元素含量指紋特性對大米原產(chǎn)地的溯源性研究，本研究小組決定利用原子吸收法對目前上海市市售的主要品牌大米中金屬元素進行系統(tǒng)調(diào)查。4 解決方案4.1 大米中金屬元素含量的測定采樣干燥均質(zhì)稱樣消化體積稀釋或定容原子吸收法測定4.2大米中各金屬元素含量與品牌之間的相關(guān)分析采樣主成分分析法（PCA）、聚類分析法（CA）等對

15、大米中的各種金屬元素含量進行統(tǒng)計分析，找到有效區(qū)分不同品牌或不同產(chǎn)地大米的標志性金屬元素。4.3大米中重金屬元素的含量比較參考相關(guān)國家標準（GB），針對上海市市售品牌大米中重金屬含量進行有效評估，得出上海地區(qū)大米中有害重金屬元素的風險暴露水平。5 創(chuàng)新點（1）第一次比較系統(tǒng)的研究調(diào)查上海地區(qū)市售大米中有害金屬元素的含量及風險暴露水平；（2）首次嘗試利用金屬元素含量與品牌和產(chǎn)地的相關(guān)性，得出大米中金屬元素的指紋特性，并利用基于這種元素指紋性對上海市市售大米進行可追溯性研究；6 參考文獻1董彥.雙波長雙指示劑催化動力光度法測定大米中痕量鐵 淮北煤炭師范學院學報(自然科學版) 2009.092周崇松

16、 劉文宏 范必威 羅麗.川稻中銅鐵鋅錳四種微量元素的研究 廣東微量元素科學 2003 10 -0056-043陳歷程 楊方美 張艷玲 胡秋輝 潘根興.我國部分大米含硒量分析及生物硒肥對籽粒硒水平的影響 中國水稻科學 2002,16(4):3413454陸勤豐 鋅強化大米的研究開發(fā) 糧油食品科技 2004 5侯晉 高壓消解火焰原子吸收光譜法測定大米中的痕量鉛鎘鉻鎳和鈷 理化實驗化學手冊 20036倪小英等，微波消解石墨爐原子吸收法測定大米中的鎘 鉻 微量元素與健康研究 20087 李優(yōu)琴，李榮林，石志琦 市售大米重金屬污染狀況及健康風險評價 江蘇農(nóng)業(yè)報 20088宗水珍，錢小英，陳俊 示波極譜法

17、連續(xù)測定太湖流域大米中鋅、鐵、錳、銅、鉛、鎘含量 常熟理工學院學報(自然科學) 20089中華人民共和國國家標準肥料中砷、鎘、鉛、鉻、汞生態(tài)指標10.遼寧省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的遼寧省地方標準土壤有效銅、鋅、鐵、錳、硼含量分級11中華人民共和國衛(wèi)生部發(fā)布食品安全國家標準食品添加劑亞鐵氰化鉀（黃血鹽鉀） 12中華人民共和國衛(wèi)生部發(fā)布食品安全國家標準食品中鉛的測定13中華人民共和國農(nóng)業(yè)部發(fā)布糧食(含谷物、豆類、薯類)及制品中鉛、鎘、鉻、汞、硒、砷、銅、鋅等八種元素限量14中華人民共和國衛(wèi)生部發(fā)布食品中鉻的測定15生物樣品中汞含量檢測方法的研究進展高宇 等16海藻中無機砷檢測方法的研究進展陳財珍 等1

18、7宗水珍，錢小英，陳俊 示波極譜法連續(xù)測定太湖流域大米中鋅、鐵、錳、銅、鉛、鎘含量 常熟理工學院學報(自然科學) 2008 08-0051-07三、項目時間進度安排和預算時間節(jié)點階段目標（階段考核指標）經(jīng)費預算4.185.18文獻檢索2005.19-5.31樣品采集及市場調(diào)查10006.1-7.15元素測定25007.16-7.31數(shù)據(jù)分析及整理8.1-9.1撰寫調(diào)查報告200經(jīng)費合計3900簡要預算說 明樣品采集費用：（1）包括需要到上海市各大賣場或超市采購，來回路費 （2）大米樣品元素測定費用：（1）購買標準品（各種元素標準品80-200元不等） （2）消化試劑（分析純硝酸、硫酸、高氯酸等） （3）燃氣費用等四、項目與其成果/考核指標請在序號前劃“”1、論文論著2、研究報告3、新產(chǎn)品（或農(nóng)業(yè)新品種）4、新裝置5、新材料6、新技術(shù)（新方法、新工藝）7、計算機軟件8、其他： 五、審批情況導師推薦意見導師簽名：年 月 日學院意見學院公章：年 月 日專家評分表（各評價單