文摘

背景。由重金属环境污染已经成为一个世界性的问题,近年来由于工业和农业发展导致谷类作物通过它们的废物污染。有毒重金属的存在在谷类作物体内积累长期的时间,造成急性和慢性的健康风险。这项研究的目的是评估的重金属水平选择谷物出售德勃雷马科斯当地市场,在埃塞俄比亚。方法。样本准备分析采用干灰化法,镉,铅,铬,铜内容分析了利用微波诱导等离子体原子发射光谱(MP-AES)和在mgkg表示⁻¹干重。分析了方法的准确性的恢复测试。结果。比例恢复铬、铜、铅、和Cd在每个样本从112.8%至85.6不等。重金属的含量(平均数±标准差)如下:铬、2.20±0.072、2.22±0.061、1.57±0.48、1.84±0.26;铜、2.94±0.19、2.31±0.06、1.28±0.13、1.52±0.035、2.31±0.06;铅、0.49±0.031、0.34±0.121、0.52±0.029、0.37±0.15;和镉、2.01±1.73、1.84±1.60、1.95±1.69、1.93±1.67,大麦、画眉草,小麦,玉米,分别。这项研究显示,铬和铜的含量一般低于允许的限度。然而,Pb和Cd的水平在所有谷物样品被发现是粮农组织/世卫组织设定的容许极限以上,0.2和0.1毫克公斤⁻¹,分别。结论。这个研究的发现表明,大多数分析作物包含不安全水平的铅和镉,超过了允许的极限。因此,定期监测这些有毒金属的谷类作物应防止重金属毒性与消费相关的一些谷类作物销售德勃雷马科斯当地市场,埃塞俄比亚。

1。介绍

由重金属环境污染已成为全球问题,近年来由于重金属是不能生物降解1),生物半衰期很长,可以通过生物积聚链(2]。重金属是食品的主要污染物之一,对环境可能是一个大问题。重金属进入人体通过食用被污染的饮用水,谷物和蔬菜生长在metal-contaminated土壤、工业废液和沉积物(1,2]。重金属是潜在的环境污染导致人类健康问题如果出现在粮食的比例更高,这意味着食品质量和安全已经成为一个主要关注世界范围内(3]。

铜等金属(铜)和铬(Cr-III)所需的必需营养素,各种生化和生理功能。但这些微量元素的供给不足导致各种缺陷的疾病或症状(4]。然而,一些有害重金属,如铅、Cd、铬(VI)被归类为不重要的代谢和其他生物功能(5,6]。各方面,这些金属是有害的,他们因此被包含在前20名的危险物质列表由美国环境保护署和有毒物质与疾病登记处联合机构(5,6]。所有微量金属的毒性作用的强度主要取决于吸收,最终毒物的浓度,和坚持它的位置的行动(7]。

很明显,长期消费的食品不安全浓度的重金属可能导致慢性重金属积累在人类的肾脏和肝脏,引起各种疾病在许多生化过程(8,9]。许多有毒金属,如镉、铅和铬(VI)是致癌物质,参与各种传染病和非传染性疾病(阿尔茨海默病、帕金森病、骨质疏松症,发育障碍,和失败的几个器官如心脏、肾、肺和免疫系统)(10,11)由于金属分析食品是食品质量控制的一个重要方面12,13]。

农业是农民的主要研究区农业土地退化的一个主要问题,但在这个领域并导致自然有机物质的损耗影响土壤肥力和作物生产的产量。所以,保持农田肥力和增加作物产量,农民经常使用现代实践,比如堆肥(59.23%)和化肥(磷酸氢二铵和尿素)(98.46%),他们也使用其他化学物质(杀虫剂和除草剂)重金属的主要来源和被认为是最重要的健康问题14]。最近的研究在不同的国家表现出不同的污染食品特别是谷类作物含有重金属如镉、铬、铜和铅。然而,在埃塞俄比亚,没有法规和深入调查重金属积累在谷类作物和其他食品特别是在研究区域(1- - - - - -7]。

因此,这项研究的主要意义是提供具体信息的重金属和健康风险水平对人口食用谷类作物种植农业农田。它还提供了一个线索为进一步研究在研究区土壤和谷物种植的不同部分地区。此外,这项研究的结果将更有利通过创造意识不仅给消费者,而且农业机构对重金属的毒性作用。

2。材料和方法

2.1。材料

2.1.1。设备和仪器

一个微波诱导等离子体原子发射光谱仪(美国MP-AES安捷伦4210),电子分析天平(梅特勒-托利多、Me204、瑞士),旋涡混合器(生产商。美国S1-p236),聚乙烯袋,热板(美国热电电子数码电炉),真空干燥箱(数字热、j.p. Selecta、西班牙),绘画纸滤纸(英国男人™,41号),马弗炉(饱和科学、英国),陶瓷坩埚,电子与不锈钢搅拌机叶片,研钵和研杵和筛(Retsch®,不锈钢,850μ米,德国)被用于谷物样品中重金属的决心。

2.1.2。化学药品和试剂

所有的化学物质和在整个实验中用到的试剂均为分析纯。标准参考金属铬(Cr)、铜(铜)、铅(Pb)和镉(Cd)的1000 ppm原液(英国BDH化工有限公司,默克公司)是来自埃塞俄比亚的公共卫生机构(EPHI),埃塞俄比亚的亚的斯亚贝巴。本研究中使用的溶剂和化学品试验超纯水(Milli-Q™水系统、达姆施塔特,德国)、盐酸(37%,西格玛奥德里奇,Sp。重力1.19,美国),和HNO₃西格玛奥德里奇(70%,Sp。重力1.4,美国)。

2.2。方法

2.2.1。研究区和时期

这项研究是由德勃雷马科斯当地市场从2019年10月到2020年8月。德勃雷马科斯是东方的首都Gojjam区,阿姆哈拉地区,埃塞俄比亚西北部,距Bahir Dar 254公里,首都的阿姆哈拉地区,并从亚的斯亚贝巴305公里,埃塞俄比亚的首都(图1)。这座城市的纬度和经度10°20′N 37°43′E和海拔2446米的海拔高度。一年一度的城市的温度和降雨量15.9°C和1321毫米,分别。根据2007年的人口普查由中央统计机构埃塞俄比亚东部Gojjam区总人口2153937 (14),这是在1994年的人口普查增加了26.68%,其中有1066716男性和1087221女性面积14004平方公里。有18个区东Gojjam阿姆哈拉区国家地区(14]。

2.2.2。样品收集

代表四个谷物大麦样品,画眉草,小麦和玉米(表1,图2)收集随机德勃雷马科斯当地市场从2月1日到2月28日,2020年,在收获的季节。大约一公斤样品每种类型的谷物随机购买从40商人(40公斤,每10公斤)市场区域内可用的样本收集期间和样本混合在一个宽,扁平的盘约10公斤的一大块样品从每个样本。从总样本(10公斤),子样品(1公斤,每个)被认为是相当代表每种类型的谷物样品,并储存在聚乙烯袋,把实验室分析(15,16]。

2.2.3。样品消化和分析

分析样品,1公斤,被随机的复合样品和直接用电动混合接地装置。然后,粉末是通过0.850毫米筛和接地和均质粉5克样品称重和转移到酸洗瓷坩埚是根据样本的类型标记。样本加热热板在110°C下30分钟罩去除水分和干燥样品。干样品被转移到马弗炉和干灰化法进行了马弗炉在350°C,直到样品被烧焦的,然后进行逐步增加温度高达550°C的两个小时。一毫升的水润湿和2毫升的浓硝酸(HNO₃)被添加到火山灰和热板是蒸发干燥引擎盖下面,然后再加热放在马弗炉氧化和破坏剩余的有机物。样本留给灰30分钟在550°C,然后坩埚冷却干燥机。灰化完成后,获得的产品是溶解在5毫升的6 m盐酸和消化热板干燥30分钟,直到白色烟雾停止和解决方案是无色的17]。冷却后,解决方案是使用绘画纸滤纸过滤不。标准41到50毫升容量瓶稀释至50毫升的标志。最后,铅的浓度,Cd,铬,铜在每个样本确定使用微波等离子体原子发射光谱仪从埃塞俄比亚获得公共卫生机构(EPHI)(亚的斯亚贝巴(埃塞俄比亚)。空白的解决方案包含唯一集中HNO的混合物₃和HCl还准备遵循同样的程序用于消化样品,用去离子水稀释50毫升。所有的实验进行了一式三份。

2.2.4。校准曲线过程

中间的100 ppm标准溶液制备标准参考股票的1000 ppm解决方案的每个金属稀释10毫升的标准参考与超纯水生产100 ppm 100毫升的解决方案。从这些中间股票的解决方案(100 mg / L),五个工作标准的解决方案(1 ppm、5 ppm, 10 ppm, 15 ppm,和20 ppm)的金属准备校准曲线。空白溶液制备与标准的解决方案。最后,校准曲线构造用五点标定通过标准浓度的金属对金属的排放强度。

2.2.5。决定的重金属

消化样品分析确定浓度的铬,铜、铅、微波等离子体原子发射光谱和Cd。基于平均值的三个复制,每个样品中重金属的浓度测定校准曲线和最终的重金属浓度5 g的每个样本的使用以下方程(毫克/公斤决心1]: 在哪里C(毫克/升)的浓度从校准曲线,获得样品是最后的体积(50 mL),然后呢最初的重量(5克)为样本分析。

2.2.6款。恢复测试

复苏的研究分析方法是由一个已知数量的激增标准溶液(1.25毫升的每个标准重金属)的谷物样品每个样品(5克),和上升样本进行分析,采用干灰化法处理相同的程序用于未加料的样本。复苏的样品比例计算评估分析方法的准确性。回收率计算通过使用下列方程(2]:

2.2.7。数据分析

所有质量控制措施包括校准检查措施,恢复测试,测定和复制的分析样本。数据分析使用SPSS版本23。结果表示为平均值±标准偏差(毫克/公斤干重)一式三份分析。

3所示。结果与讨论

3.1。准确度和精密度

回收率结果重金属从112.8%至85.6不等的大麦、画眉草,小麦和玉米样品(表2),可接受范围内的值是120%到80的金属分析(17,18),也相对标准偏差百分比(%相对标准偏差)值飙升样本中的所有金属是低于5%所需的控制限制(≤10%)19]。这表明该分析方法是准确和精确的分析重金属。因此,该方法所获得的结果可靠,准确,精确。相关系数(R²)铬、铜、铅、和Cd范围从0.9966到0.9983,大于标准的验收极限(≥0.995)(20.),这表明有一个良好的重金属浓度之间的相关性和原子中各重金属的排放强度(表指定的浓度范围2,数据3- - - - - -6)[20.]。

3.2。谷类食品样品中重金属的浓度

平均水平的铬、铜、铅、和Cd选择谷物样品收集作为研究区域的平均值±标准偏差(毫克/公斤)的干重和测定使用方程(1建立线性回归方程(表后)2,数据3- - - - - -6)通过消化一式三份,一式三份的标准解决方案分析和展示在表3。观察到浓度的铬、铜、铅、和Cd的谷物而建立的建议限制粮农组织/世卫组织评估水平的污染(21]。

铬中检测出所有谷物检查样品和它的值的范围从1.57毫克/公斤2.22毫克/公斤。Cr的平均水平如下:2.20,2.22,1.57,和1.84毫克/公斤大麦、画眉草,小麦和玉米,分别(表3),这是低于联合国粮农组织/世卫组织允许的极限,2.3毫克/公斤,但铬水平基线的大麦和画眉草是粮农组织/世卫组织限制。它可能给消费者带来健康风险由于逐渐积累在体内通过这些谷物食品的消费21]。

铜在所有谷类食品样品检测,其值的范围从1.28到2.94毫克/公斤。铜的平均水平如下:2.94,2.31,1.28,和1.52毫克/公斤大麦、画眉草,小麦和玉米,分别(表3),这是低于联合国粮农组织/世卫组织允许的极限,30毫克/公斤。这个结果还表明,大麦样品中的铜水平高于其他谷物样品(21]。

铅在所有谷类食品样品检测,其值的范围从0.34到0.52毫克公斤⁻¹。领导这项研究的水平如下:0.49,0.34,0.52,和0.37毫克/公斤大麦、画眉草,小麦和玉米(表3)。领导这项研究的平均水平高于粮农组织/世卫组织允许的极限,0.2毫克公斤⁻¹。因此,谷物不适合人类食用。它可能会导致脑损伤等问题,癫痫,中枢神经系统疾病,肾脏疾病,肠胃失调,轻微的肝损伤,损伤孩子的中枢神经系统和生殖系统21]。

镉在所有谷类食品样品检测,其价值从1.84到2.01毫克公斤不等⁻¹。Cd在样本的平均水平2.10,1.84,1.95,和1.93毫克/公斤大麦、画眉草,小麦和玉米,分别如表所示3。这一研究获得的结果是高于规定的容许极限粮农组织/世卫组织,0.1毫克/公斤谷物和0.2毫克/公斤小麦谷物。所以,谷物的消费者很有可能遇到健康风险,因为人类食用的谷类食品不安全因高Cd水平(21]。

4所示。结论

在这项研究中,收集的样本选择谷物德勃雷马科斯当地市场进行分析的重金属(铬、铜、铅和Cd)的内容,和分析的结果显示,大多数作物包含不安全水平的铅和镉,超过了粮农组织/世卫组织允许的极限。因此,定期监测这些有毒金属的谷类作物应防止重金属毒性与一些谷类作物的消费市场在德勃雷马科斯当地市场,埃塞俄比亚。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

伦理批准

收到一封伦理批准从罗大学的伦理审查委员会,信不。不啻1209/02/12,知情同意的形式,和一个来自官方的合作也取得Bahir Dar城市城市农业办公室后简要说明研究的目的。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

作者非常感谢埃塞俄比亚公共卫生研究所(EPHI)捐赠的标准,为本研究提供实验室设施工作。最后,他们要感谢阿姆哈拉民族地区卫生局全面赞助这项研究。