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本研究针对富硒大米在补充必需微量元素硒的同时可能伴随摄入有毒元素砷(As)和镉(Cd)的潜在风险，系统评估了中国14个省份54份市售富硒大米样品中硒、砷、镉的含量及硒的生物可给性，并进行了概率健康风险评价。结果表明，尽管样品砷、镉平均含量低于国家安全限值，但仅46.3%的样品达到国家富硒谷物标准（≥0.04 mg/kg），且硒的生物可给性均值仅为14.6%，提示其营养生物有效性受限。健康风险评价显示，砷、镉的估计每日摄入量(EDI)和危害商(HQ)总体可接受，但儿童对有毒元素的暴露风险最高而硒摄入量最低，凸显了该人群的潜在脆弱性。此研究强调了富硒大米作为功能食品和有毒元素潜在暴露途径的双重性，对加强市场监控和制定针对性膳食指导具有重要意义。
硒(Se)是维持人体健康不可或缺的微量营养素，在维持氧化还原平衡和延缓癌症进展等方面发挥着关键作用。然而，全球范围内硒缺乏问题普遍，据世界卫生组织报告，中国是硒缺乏严重的国家，约有72%的地区存在不同程度的硒缺乏，影响人口超过1.05亿。通过膳食补充硒被认为是安全有效的干预措施，而大米作为全球超过50%人口的主食，尤其是亚洲国家70%以上的粮食来源，成为人体获取硒的重要渠道。因此，发展富硒大米产业对改善人群硒营养状况、预防相关疾病具有重要意义。
然而，一个不容忽视的问题是，自然界中的硒常常与砷(As)、镉(Cd)等有毒元素伴生。这是由于它们相似的地球化学行为以及在成矿过程中往往源于相同的母质材料，如碳质硅质黑色页岩和黄铁矿。特别是在一些天然高硒地区，土壤中重金属和类金属的背景值通常较高。水稻田对镉表现出显著的生物富集能力，使得大米 consumption 成为人体暴露于镉和砷等有毒元素的主要途径之一。因此，富硒大米在带来营养益处的同时，也可能成为有毒元素摄入的潜在通道，这种双重特性引发了研究者对市售富硒大米产品安全性与有效性的深入关切。
为了解决这一问题，由重庆工程学院的谢清、田小松和程清等研究人员领导的研究团队在《Scientific Reports》上发表了一项研究，系统评估了中国市售富硒大米中硒与有毒元素（砷、镉）的共现情况，并进行了全面的健康风险评价。该研究旨在明确三个关键问题：市售富硒大米的硒含量是否达到国家标准，有毒元素（砷、镉）是否超标；量化富硒大米中硒的生物可给性；以及通过概率评估方法，综合评价通过食用富硒大米进行营养补充和暴露于有毒金属的健康风险。
研究人员于2023年2月至4月从中国主要电商平台采购了54个标称为“富硒”的大米商品样本，这些样本覆盖了包括东北、华中、华南、西南、东部和西北在内的14个省份，具有较好的市场代表性。对每个样本，研究人员测定了其总硒(Se)、总砷(As)和总镉(Cd)的浓度。值得注意的是，为了更准确地评估硒的实际营养效益，研究还采用体外生理提取实验(PBET)模拟人体胃肠消化过程，测定了硒的生物可给性部分，即能被人体肠道吸收的那部分硒。在健康风险评价部分，研究采用了基于蒙特卡洛模拟的概率风险评估方法，计算了不同地区、年龄和性别人群通过食用富硒大米对砷、镉的估计每日摄入量(EDI)和危害商(HQ)，以及对硒的摄入量，并与国际权威机构设定的参考值进行了比较。
3.1 富硒大米中硒、砷、镉的赋存状况
研究结果显示，富硒大米中砷的算术平均浓度为0.11±0.04 mg/kg，仅有一个样本（0.21 mg/kg）超过了中国国家标准（GB 2762-2022）规定的最大允许浓度（0.20 mg/kg）。镉的浓度范围为未检出至0.39 mg/kg，算术平均值为0.073±0.071 mg/kg，虽然平均值低于国家标准（0.20 mg/kg），但有两个分别来自贵州和江西的样本超标。这表明在天然高硒地质背景下生产的富硒大米，确实存在镉含量超标的风险。硒的算术平均浓度为0.13±0.14 mg/kg，变化范围很大。令人关注的是，仅有46.3%的样本满足中国富硒稻谷标准（0.04-0.30 mg/kg），有37.1%的样本甚至低于富硒标准的下限值（0.04 mg/kg），反映出部分市售“富硒”大米名不副实，产品质量监管有待加强。空间分布上，砷、镉、硒的浓度均表现出显著的地理差异。相关性分析发现，硒与砷、硒与镉的浓度之间均无显著相关性，说明水稻对硒的富集过程并未显著影响其对镉和砷的积累，未观察到明显的协同效应。
3.2 富硒大米中硒的生物可给性
硒的生物可给性是决定其营养功效的关键。本研究测得硒的生物可给性算数平均值仅为14.6%±8.7%，意味着摄入的硒大部分未能被人体有效利用，营养价值大打折扣。不同地区间硒的生物可给性也存在显著差异。进一步分析发现，总硒浓度与生物可给性硒浓度呈显著正相关，表明提高大米中的总硒含量可能有助于提升其生物可利用性。
3.3 健康风险评价
健康风险评价是本研究的核心。对于有毒元素，砷的估计每日摄入量(EDI)算术平均值为0.45±0.20 μg/kg bw/天，低于世界卫生组织设定的暂定每日耐受摄入量(PTDI, 2.1 μg/kg bw/天)。镉的EDI算术平均值为0.35±0.36 μg/kg bw/天，虽然平均值低于JECFA设定的PTDI（1.0 μg/kg bw/天），但在97.5百分位数的高暴露情景下，所有年龄-性别组的镉EDI均超过了PTDI，其危害商(HQ)大于1，提示对于高频食用特定富硒大米的人群，存在镉暴露的潜在健康风险。危害指数(HI)的均值均小于1，表明砷和镉的联合非致癌风险在总体上处于可接受水平。
对于营养元素硒，其EDI算术平均值为33.3±34.8 μg/天，仅有20.4%的研究人群通过食用这些富硒大米能达到中国营养学会推荐的每日60 μg的摄入量下限。不同年龄组比较发现，儿童和青少年（2-18岁）对砷和镉的暴露水平最高，而对硒的摄入量却最低，表明该年龄段人群是潜在的脆弱群体，需要给予更多关注。
本研究通过对中国市售富硒大米进行系统抽样和综合分析，揭示了一个重要现实：富硒大米在作为功能性食品补充硒的同时，确实存在伴随有毒元素（尤其是镉）暴露的潜在风险，且其补硒的有效性因硒含量不足和低生物可给性而大打折扣。研究强调，虽然对大多数消费者而言，通过食用市售富硒大米暴露于砷和镉的健康风险较低，但对于高暴露情景下的消费者（如特定地区、特定消费习惯的人群），尤其是儿童，镉的暴露风险不容忽视。因此，在推广富硒大米以改善公众硒营养的同时，必须加强对产品中硒含量达标情况以及有毒元素（特别是镉）污染水平的监控，并针对不同人群（如儿童）提供科学的膳食指导，以确保其在发挥营养功能的同时，最大限度地降低潜在的健康风险。这项研究为富硒农产品的质量安全监管和风险交流提供了重要的科学依据。
