每公斤生菠菜中的镉含量约为带皮烤马铃薯(土豆)的五倍。但如果按照调查记录的食用份量计算,含镉更多的反而是马铃薯。我们还尝试比较不同国家的食品污染物水平,却因可比数据太少而放弃排名。
美国政府的食品检测结果乍看很明确:生菠菜每公斤约含 228 微克镉,带皮烤马铃薯则约为 45 微克/公斤。可实际吃饭时,很少有人一次吃下一公斤菠菜或马铃薯。
在美国膳食回顾调查中,食用者当天所吃份量的中位数分别为 25 克菠菜 和 285 克马铃薯。用实验室平均浓度乘以对应份量,排序就颠倒了:菠菜为 5.7 微克,马铃薯为 12.9 微克。
这些份量来自美国调查。本文使用美国及欧洲的食品检测资料;上述 25 克和 285 克是美国受访者在吃过相应食品的当天所吃份量的中位数,不代表中国、新加坡或马来西亚居民的日常食用量,也不是个人长期摄入量。
但份量只是其中一个陷阱。三文鱼和大米的总砷数据可能包含性质迥异的化学形态;“未检出”有时更多反映仪器能测到多低的浓度,而非食物中究竟有没有这种物质。我们也试过比较各国:荷兰一组成年人饮食调查中,能直接对应检测数据的食物仅占记录摄入重量的约 11%,丹麦约为 12%。这样的数据不足以排名。
一颗马铃薯,两种答案
为了弄清这一反转,我们结合了 FDA 2018—2022 年的检测结果 与 NHANES 美国国民健康与营养调查记录的成年人食用当天的份量中位数。两组中位数来自 不同的人群,不能拼成某个人的日常餐单。
烹调方式同样不能忽略:这里比较的是 生菠菜 和 带皮烤马铃薯。烹调和水分流失会同时改变浓度与重量。按质量计算时,1 微克/公斤相当于十亿分之一(ppb)。
按实验室浓度算,菠菜更高;按实际食用份量算,马铃薯更高。
约一把
约一个大马铃薯
我们制作 食品污染物图鉴 时,将 FDA 和欧洲监测结果与美国受访者实际食用当天的份量结合。图鉴包含 943 条食品记录和 9,248 条派生的“食品—分析物”资料。交互查询器能比较其中 165 种有对应份量数据的食品;其余记录保留在可下载的数据集中。我们没有开展新的实验室检测。
查看最初八种食品的对照计算(每公斤与每份)
| 食品 | 美国成年食用者当天的份量中位数 | 镉平均浓度(微克/公斤) | 该份量估算的镉含量(微克) |
|---|---|---|---|
| 带皮烤马铃薯 | 285 克 | 45 | 13 |
| 快餐薯条 | 110 克 | 60 | 6.6 |
| 生菠菜 | 25 克 | 230 | 5.7 |
| 水煮西兰花 | 155 克(约 1 美制杯) | 17 | 2.7 |
| 全麦切片面包 | 66 克 | 30 | 2 |
| 熟糙米 | 147 克 | 8.4 | 1.2 |
| 熟白米 | 158 克(约 1 美制杯) | 7.7 | 1.2 |
| 草莓 | 72 克 | 10 | 0.73 |
来源:FDA 2018—2022 年总膳食研究(本数据集中,每种食品与分析物对应的实验室结果数为 1—44)× NHANES 2021—2023 年膳食回顾调查(按调查权重计算食用者当天的份量中位数;菠菜 n = 106,马铃薯 n = 34)。数值保留两位有效数字。
每份含镉量最高的 20 种食品(按本图鉴估算)
在具有匹配美国数据的 165 种食品中,按模型估算的每份镉含量,烤马铃薯位居第一。第二名却有些出人意料:一份仅 23 克的烤葵花籽,估算含镉约 8.08 µg。不过,这个结果只依据 5 项 FDA 实验室结果和11 名 NHANES 食用者的份量中位数,具体名次因此仍有不确定性。生菠菜虽然每公斤镉浓度约是马铃薯的五倍,按份量却排第四。
从这些数据出发,你可以做的三件事
- 常吃米饭,可以换一种煮法。 美国 FDA 指出,煮 1 份米时加入 6—10 份水,煮好后沥掉多余的水,可使无机砷减少约 40%—60%。但强化米中添加的部分铁和 B 族维生素也会随水流失。
- 选鱼要看品种。 参考 FDA/EPA 的鱼类食用建议,尤其是为儿童和孕期饮食作选择时。这些测量结果并不支持“一种鱼都不吃”的做法。
- 日常主食别只吃一种。 马铃薯、谷物、面包和蔬菜都可能因单次份量与食用频率的累积,对长期摄入量产生影响。换掉某一种食品不一定能减少污染物暴露,因此保持整体饮食多样化更稳妥。
为什么排名会颠倒
选两种食品,看看实验室测得的浓度按美国调查记录的食用份量换算后,比较结果会怎样。这里收录 165 种具有可用份量数据的食品。其余 778 条经过实验室检测的食品记录仍在可下载的研究数据集中,但不能用于本次份量比较。
这里只列出有成年食用者份量记录的食品。例如, BF 代表婴儿食品;这类检测记录没有对应的成年人食用份量,因此只出现在完整的下载数据中。
蓝色 =第一种食品; 紫色 =第二种食品。下面逐项比较各物质的估算量。
如何阅读比较结果
灰色条表示模型估算比值处于编辑设定的 1.5 倍阈值以内,并不表示含量完全相同。比较不确定时会显示两种食品的数值区间。如果只有一种食品有检测数据,就不比较高低。每种物质都使用自己的刻度。
1.5 倍比较规则如何运作?
这里的 1.5 倍阈值只是编辑制定的比较规则,并非统计显著性检验。只有当一种食品“未检出”替代计算的下界至少达到另一种食品上界的 1.5 倍时,才标为“更多”。只有当上下界允许的所有比值都小于 1.5 倍时,才判为阈值以内;其余情况只显示两个区间,不作排名。模型未计入样本间差异、烹调方式或日常食用频率。
其他元素、营养素及化学形态
原始测量、样本、农药与放射性核素
两份原始记录列表可分别滚动。这里列出的是实验室报告结果,并非一条记录对应一件商品。选择一种食品,查看相应的实验室记录。
食品 A
食品 B
按实际食用份量计算:烤马铃薯含 12.9 微克镉,生菠菜含 5.7 微克。菠菜每公斤的浓度仍然更高。这不是营养价值排名。
140 克烤三文鱼约含 47.5 微克总砷,158 克熟白米约含 8.0 微克总砷。总砷不能直接用于比较无机砷的健康风险。
147 克熟糙米约含 10.3 微克总砷,158 克熟白米约含 8.0 微克。这种比较没有涵盖营养成分差异,也没有区分砷的化学形态。
数据来源:FDA TDS 2018—2022;德国 BfR MEAL;EFSA 监测(丹麦/荷兰);NHANES 2021—2023 年份量中位数。展开详情还可查看 FDA 测得的其他元素、农药检出情况和放射性核素活度。这些是历史监测数据和示意性的份量估算,不是法规合规检测工具,也不是个人医学评估。
查询 165 种具有实际食用当天份量记录的食品。可下载数据还包含 778 种没有匹配份量估计的食品。不同监测市场的数据分开保存;“未检出”不等于零。
同样叫“砷”,化学形态却不一样
要读懂这些数字,得先弄清是哪种砷。化学形态有时比总量更重要。
按我们的模型估算,一份 140 克烤三文鱼(约 5 盎司)含总砷约 47.5 微克;而一份 158 克熟白米约为 8.0 微克,一份 147 克熟糙米约为 10.3 微克。
海鲜与大米所含的砷,并不是同一种化学形态。 无机砷在部分大米样本中进行了检测;与鱼类常见的许多有机砷化合物相比,它在毒理学上更值得关注。根据我们的白米样本, 模型估算的 158 克一份约含 8.3 微克无机砷,但相关结果仅来自 6 份经过选择性检测的混合样本。
如何理解砷和汞的测量 · 数据来源、样本与 EFSA 参考点
海鲜中的砷常包括砷甜菜碱,但海鱼也可能含有 砷脂及其他有机砷化合物;这些物质的毒理特性不同,有些还没有得到充分研究。大米除其他砷形态外,也可能含有无机砷。 总砷浓度并不等于毒性当量。 本图鉴没有与烤三文鱼相匹配的无机砷测量值,因此无法就这种特定暴露对两种食品排名。
不过,FDA 数据确实 包含 部分大米食品的无机砷检测结果。 6 份经过分析的白米混合样本 平均约为 52 微克/公斤无机砷,换算为 模型中每份 158 克约 8.3 微克。另有 44 份混合样本的 总砷平均浓度约为 50 微克/公斤,折算每份 8.0 微克。两组属于 不同的选择性检测样本,所以无机砷均值略高于总砷均值,并不违背化学原理:它们不是成对结果,不能互相相减。FDA 会对 部分含米食品专门开展砷形态分析。6 份混合样本可以提供线索,却不能代表全国消费者的典型暴露量。
为什么不能把这组砷数据当作安全限值
在 2024 年评估报告中,EFSA 对无机砷采用 BMDL05 参考点:每公斤体重每天 0.06 微克 。按体重 70 公斤计算,相当于每天 4.2 微克。我们的 6 份选择性检测米样本,对应每份 158 克约 8.3 微克。两组数字放在一起确实醒目,但不能据此认定一份普通白米饭超过了安全摄入限值:BMDL 不是安全摄入上限,而且这 6 份样本也不是随机抽取、具有代表性的米样本。
FDA 会在某些食品的总砷浓度超过规定水平时,有选择地检测砷的化学形态。这种筛选可能使测得的子样本均值偏高。如果没有逐样本的准确匹配和有代表性的形态分析数据,就无法据此计算典型消费者的暴露边际(MOE)。对于这一基于癌症终点的参考点,EFSA 也没有设定单一的、可界定“低关注程度”的 MOE 阈值。
有一项实用做法不需要个人风险评分: 美国 FDA 建议 用大量水煮饭,大约按 6—10 份水配 1 份米,煮好后沥去多余水,可使无机砷减少约 40–60% ,具体效果取决于米的种类。但代价也真实存在:强化米中添加的部分铁和 B 族维生素可能损失约 50%—70% 。仅在下锅前淘洗大米,对降低砷的作用要小得多。尤其对儿童而言,适当轮换不同谷物仍是合理选择。
还要注意:三文鱼的例子不能与汞混为一谈。同一 FDA 数据集中,烤三文鱼的 总汞平均浓度约为每公斤 20 微克,相当于 每份 140 克约 2.8 微克。鱼类汞暴露在很大程度上取决于鱼种,尤其是甲基汞含量。FDA 和 EPA 根据鱼种提供食用建议,也对孕期和儿童提出特别建议。三文鱼属于其建议中汞含量较低的选择。
有时“零”只意味着没测出来
在我们分析的 2018—2022 年 FDA 数据中,针对每种物质均有 5,225 条检测结果,其中约 86% 的铅测量结果 和 92% 的汞测量结果 低于各自的实验室报告阈值。这与证明食品中完全不存在这些元素,是两回事。
“未检出”可能是浓度太低,也可能是确实没有;现有检测方法未必分得清。如果一律记为零,某种食品就可能显得异常“干净”;如果一律记为报告限值,又可能高估其平均含量。
烤马铃薯的铬数据正说明了这个难题: 44 份中仅有 2 份 混合样本检出了铬。视未检出值的处理方式不同,285 克份量的估算范围为 0.80—14 微克。这个区间反映的是计算不确定性,而不是每颗马铃薯之间的实际差异。
为什么实验室结果会有分歧 · 检出限、混合样本与样本差异
以带皮烤马铃薯中的铬为例。在 44 项 FDA 混合样本检测结果中,针对未检出值采用不同替代方法,得出的平均浓度为 2.8—51 微克/公斤,跨度达 18 倍。但 44 份中只有 2 份 混合样本检出了铬。按 285 克一份计算,对应的模型估算为 0.80—14 微克。差异来自如何处理低于报告阈值的结果,不是市场上单个马铃薯的实测范围。
这些数值属于 下界和上界替代估算,既不是置信区间,也不是零售市场单颗马铃薯的差异范围。更灵敏的检测方法可能缩小这个区间。
这就是交互查询器有时拒绝为两种食品排名的原因:不确定性来自测量本身,而不是计算器出了故障。
不同样本之间的差异有多大?
平均值还会掩盖分散程度。在 44 份 FDA 混合样本中,镉浓度处于中间 80% 的结果,生菠菜约为每公斤 100—368 微克,带皮烤马铃薯约为每公斤 25—64 微克。
不过,关键在于这些都是混合样本。对于区域性食品,FDA 可能把三个城市购买的食品混合制成一份实验室样本;德国的 MEAL 研究也会检测混合食品。这样有助于估算饮食中的平均含量,却也可能抹平单件商品的极端值。
因此,上述区间描述的是 受检混合样本,不是你下一次买到一袋菠菜或马铃薯时的概率分布。即使有实验室平均值的置信区间,它回答的问题也不同于市场上单件商品的分散程度。
为什么我们放弃了国家排名
我们险些发表另一张图:哪个国家的食品含镉最多?乍看之下,数据似乎够用。德国的 BfR MEAL 研究 检测了 356 种加工或烹调后的食品;我们还有来自 丹麦 和 荷兰的监测记录,以及大约 455,000 行 EFSA 食品消费汇总记录 可供分析。
随后我们问了一个关键问题:报告中的饮食,有多少能够直接匹配污染物测量?对镉而言,在荷兰一组成年人的调查中,匹配食品仅占 所报告摄入重量的约 11% ;丹麦约为 12% 。其余 88%—89% 属于 未匹配的摄入重量,绝不是“没有污染的食品”的测量结果。
我们最终放弃了国家排名。食品分类、采样年份和抽样设计都不同,使剩下的片段更难比较:有的样本是零售混合样,有的是定向抽检或供应链商品。与其凭假设填补空白,我们决定在查询器中分别呈现不同国家市场的监测结果。
如果每天都吃这样一份马铃薯呢?
镉会在人体内积累多年,尤其是在肾脏中。因此,不能只看某一顿饭就判断长期暴露。
镉正好说明了时间尺度的重要性。EFSA 设定的每周可耐受摄入量为 每公斤体重 2.5 微克。对体重 70 公斤的成年人来说,这相当于全部饮食每周 175 微克 。模型估算的一份 285 克烤马铃薯约含 12.9 微克。如果每天都吃同样一份,仅马铃薯每周就会贡献约 90 微克,即每周参考值的 52%,还没有计入其他食物。这是假设每天都吃同样一份的示例计算,不是对任何人长期饮食的实测。查询器比较的是单份食品的模型估算值,而不是完整餐食或一周的总暴露。
暴露参考值与特殊情况 · 镍、铅及膳食风险
不要仅因污染物数字看起来很大,就丢弃一种营养丰富的食品。先弄清数字指的是每公斤、一份食物,还是长期反复摄入,以及测量的究竟是哪种化学物质。
一个重要的例外是 对镍致敏的人。EFSA 的 2020 年镍评估 采用的慢性每日可耐受摄入量是每公斤体重 13 微克,但报告也指出,口服镍可能诱发系统性接触性皮炎的急性发作。查询器报告的是含量,不能预测已致敏者的急性反应。
实际选择需要针对具体问题。鱼类建议应细分到 品种,而不是一概不吃海鲜。如果米饭是主食,可以尝试多种谷物,尤其是在给幼儿准备餐食时。阅读食品污染新闻,也要看清报道的是每公斤浓度、合理份量中的含量,还是长期反复摄入的估算值。
对于铅,如果拿每周摄入量去计算某个所谓 安全 限值的百分比,会产生误导,因为尚未确定无害的铅暴露水平。不过, FDA 仍采用临时参考摄入水平 ,分别为 儿童每天 2.2 微克 以及 育龄女性每天 8.8 微克。它们是管理暴露量的参考值,不是无害保证,也不是普通成年人的通用安全摄入上限。对砷要分化学形态,对汞要看鱼种和人生阶段。一个万能的“安全分数”会掩盖这些区别。
读完这份图鉴,最该记住什么?
这项研究始于一颗马铃薯和一把菠菜,却把我们带到了不同的砷化合物、实验室检测限以下的“隐形”数值,以及一个无法成立的国家排名。真正困难的不是找到数字,而是分清它们能够说明什么、不能说明什么。
图鉴既能呈现测量值之间的差别,也会明确标出证据不足、无法判断的地方。在判断一种食品更好还是更差之前,先问三个问题: 测量了什么?是哪种化学形态?对应多少食物?
研究方法、来源、局限与数据下载
Mike’s Balance 为《食品污染物图鉴》v1.0 整合了公开的实验室与食物消费数据。美国数据的核心来源是 FDA 总膳食研究(2018—2022 财年),美国人的实际食用份量来自 NHANES。欧洲测量数据包括 德国 BfR MEAL 研究、丹麦国家监测 和 荷兰国家监测;欧洲食品消费数据则与 EFSA 综合数据库核对。核心图鉴包含 3,990 条“市场—食品—污染物”资料,扩展查询器则包含 9,248 条派生的“食品—分析物”资料。这 并不意味着 存在 9,248 份独立实验室样本或 9,248 种不同危害。处理说明列明了重新计算、来源映射和尚待核实的步骤,并不意味着官方实验室质量保证工作存在缺陷。
每份食品的估算量,是实验室平均浓度乘以 调查当天实际吃过该食品的人群的份量中位数。它们并不代表总体人口的日均暴露量、长期食用习惯、你下一次购物的具体含量预测或膳食风险评估。对于低于报告限的左删失测量,下界计算以零代入,上界以报告限代入; 两者都不意味着真实浓度必然为零或恰好等于限值。在适用情况下,展示的百分位数描述的是合并样本或混合样本。缺少测量不等于污染为零。
完整的 食品污染物图鉴数据集(JSON:943 种食品、9,248 条派生资料) 可公开获取,并附有 再利用条款和引用说明。查询器还提供扁平化的派生数据导出、变量词典及当前显示/计算所用的 JavaScript。这些材料可用来检查页面上的数值和公式,但不包含逐行的原始实验室记录、上游清洗流程或食品匹配代码。整个转换过程尚不能由外部完全独立复现。
作者具有测量与定量分析背景,因此特别关注检测限、分组与不确定性的处理。但这不能替代正式的毒理学专业知识。 本研究尚未完成独立毒理学同行评审。
图鉴幕后:这篇文章装不下的研究过程
从超市货架上的食物一路追到“马铃薯与菠菜”的比较,过程远比成稿看起来曲折。我们调查了多个食品监测系统和饮食调查,也追问了不少现有证据无法回答的问题。
美国数据。 我们重新计算了约 110,000 条 FDA 测量结果的汇总值,涉及 308 种食品。
德国。 BfR MEAL 研究分析了 356 种加工或烹调后的食品。核心结果来自 869 份合并混合样本,由 13,552 份单独子样本组成。我们重建了 1,424 条“食品—金属”汇总记录。混合样本很有价值,但一份混合样本并不等于超市货架上的一件商品。
欧洲监测。 我们加入了丹麦和荷兰的污染物出现记录,保留其采样市场和来源说明。其中一些数据来自定向检查或供应链商品,而非有代表性的超市购物篮。四个市场的数据不能用来给四个国家的食品安全程度排名。
我们最终没有发表的计算。 我们检查了来自 28 个国家的约 455,000 行 EFSA 食品消费汇总记录,包括丹麦、荷兰和芬兰的 8 个成年人调查子样本。更严格的食品匹配产生了 659 个候选“食品—分析物”对应关系。对于镉,直接匹配的食品仅覆盖丹麦摄入重量约 12%、荷兰约 11%。这远不足以估算全国总暴露量,因此我们没有凭空补足缺失剂量,而是取消了国家排名。
其他探索方向。 NHANES 提供的是受访当天的食用份量,不是一个人平时吃某种食品的频率。我们还考察了农药检出情况与放射性核素活度:农药检出率不是毒性评分,而用贝可勒尔表示的活度也不能与以微克计的金属质量直接排名。
读者可以核查什么? 这份可查询图鉴收录了 943 条食品记录,以及 9,248 条派生的“食品—分析物”汇总资料。我们提供汇总数据、变量词典和计算器代码下载,但没有公开原始逐条实验室记录、完整数据清洗流程或每种来源均经独立核实的映射。一些映射仍属暂定,也尚未完成外部毒理学同行评审。
延伸阅读: EFSA 关于无机砷的资料、 EFSA 关于镉的资料、 FDA 关于铅及临时参考摄入水平的资料,以及 FDA/EPA 鱼类食用建议。