《Journal of Food Composition and Analysis》：Dynamic changes of volatile,
β-glucosidase enzyme activity and regulatory gene expression during the processing of Wuyi black tea
编辑推荐：
本研究针对土耳其市售谷物中重金属污染引发的健康风险问题，采用EDXRF技术对5类40份谷物样本的毒性重金属（Cr、Co、Cu等）和放射性核素（U、Th）进行定量分析，并通过HI、EEff和LCR模型评估健康风险。结果显示小麦和玉米的HI>1，且年有效剂量超全球均值，提示需加强谷物安全监控与消费指导。
谷物作为人类重要的营养来源，其安全性直接关系到公众健康。然而，随着工业化和农业现代化进程，重金属污染已成为全球性的环境问题。这些毒性重金属（Heavy Metals, HMs）和放射性核素（如铀-238、钍-232）通过土壤-植物系统迁移至谷物中，进而通过膳食进入人体，可能引发慢性中毒、癌症等健康风险。土耳其作为重要的谷物生产国和消费国，其谷物安全性备受关注，但现有研究多集中于单一谷物类型或有限金属种类，缺乏对多品类谷物中毒性和放射性重金属的系统评估及健康风险的整合分析。
为此，土耳其卡斯泰纳蒙大学（Kastamonu University）物理系的?eref Turhan等人开展了一项创新性研究，论文发表于《Journal of Food Composition and Analysis》。该研究首次在土耳其范围内，同步量化了五种主要消费谷物（小麦、大米、玉米、大麦、燕麦）中的毒性重金属（Cr、Co、Cu、Fe、Mn、Ni、Zn）和放射性重金属（U、Th）浓度，并综合评估了其非致癌性健康风险（通过危害指数HI评估）和放射性健康风险（通过年有效剂量EEff和终身癌症风险LCR评估）。
研究团队采用了能量色散X射线荧光光谱仪（EDXRF）对40份市售谷物样本进行元素分析。样本覆盖了土耳其本土多个产区的谷物以及部分进口谷物，确保了样本的代表性。分析方法严格遵循质量保证/质量控制程序，使用NIST SRM 2709土壤标准物质进行仪器校准，并计算了方法检出限（LOD）和定量限（LOQ）。健康风险评估模型主要依据美国环境保护署（USEPA）推荐的方法，计算了平均每日摄入量（ADD）、危害商（HQ）、危害指数（HI）、年有效剂量（EEff）和终身癌症风险（LCR），并进行了统计学分析（如Shapiro-Wilk检验、Kruskal-Wallis检验、Dunn's事后检验、Pearson相关性分析）以识别元素间的关联及风险的显著性差异。
3.1. 毒性及放射性重金属在谷物中的含量
研究人员发现，致癌性重金属（As、Cd、Hg、Pb）在所有样本中均低于检测限。毒性重金属的平均浓度排序为：Cr < Co < Ni < Cu < Zn < Fe < Mn。锰（Mn）、铁（Fe）、锌（Zn）的浓度显著高于其他元素，且变异范围较大。放射性核素铀-238（238U）和钍-232（232Th）的活性浓度普遍较低，平均值分别为12.2 Bq/kg和5.7 Bq/kg。相关性分析显示，大多数毒性重金属之间存在显著正相关，表明它们可能有共同的来源或相似的植物吸收机制；而放射性核素与其他重金属的相关性较弱，提示其地球化学行为或植物吸收途径可能不同。
3.1.1. 铬
铬（Cr）浓度范围从低于检测限到4.4 mg/kg，平均值为2.7 mg/kg。不同谷物类型间的铬含量存在显著差异。
3.1.2. 锰
锰（Mn）浓度范围在5.6至114.4 mg/kg之间，平均值为49.4 mg/kg。燕麦样本中的锰含量最高。
3.1.3. 铁
铁（Fe）浓度变化范围大，最高达154.1 mg/kg，平均值为49.8 mg/kg。
3.1.4. 钴
钴（Co）浓度平均为6.4 mg/kg，在不同谷物类型间无显著差异。
3.1.5. 镍
镍（Ni）平均浓度为7.6 mg/kg，在某些谷物间比较显示显著差异。
3.1.6. 铜
铜（Cu）平均浓度为7.9 mg/kg，在不同谷物类型间存在显著差异。
3.1.7. 锌
锌（Zn）平均浓度为40.4 mg/kg，是含量较高的必需元素之一。
3.1.8. 铀和钍
铀（U）和钍（Th）的活性浓度普遍较低，且在不同谷物类型间无显著统计学差异。
3.2. 非致癌性潜在健康风险评估
非致癌风险评估结果显示，铜（Cu）、铬（Cr）、锰（Mn）、镍（Ni）的平均危害商（HQ）均大于1，表明存在潜在非致癌风险。危害指数（HI）计算表明，约58%的样本HI值超过安全限值（HI>1）。小麦（CER1）的平均HI值最高（24.6），显著高于其他谷物，提示消费小麦带来的健康风险最为突出。
3.3. 放射性健康风险评估
放射性风险评估表明，因摄入谷物所致的总年有效剂量（EEff）平均为151.6 μSv/y，其中钍-232的贡献（77%）远高于铀-238（23%）。此平均值高于全球报道的平均水平（120 μSv/y）。相应的终身癌症风险（LCR）平均为6.0×10-4，也高于全球参考水平（4.8×10-4）。小麦（CER1）再次显示出最高的放射性风险。
结论与讨论
本研究系统评估了土耳其市售谷物中重金属污染水平及其健康风险，是土耳其首项同步评估多种谷物中毒性和放射性重金属并整合非致癌与放射性风险的研究。主要结论指出，小麦由于其较高的重金属含量和高消费量，对消费者构成显著的潜在健康风险（HI>1，EEff和LCR超全球均值）。相关性分析揭示了毒性重金属间的共同来源或相似的地球化学行为，而放射性核素则表现出独特的分布模式。研究结果强调了持续监测谷物中重金属污染、制定针对性监管措施以及引导消费者均衡膳食的重要性，为保障土耳其乃至类似地区谷物食品安全提供了关键科学依据。研究的局限性在于未将金属浓度与种植土壤特性直接关联，未来研究可结合地理信息与农业实践进行更深入的溯源分析。
