浙江省芹菜中農(nóng)藥多殘留水平及累積急性膳食攝入風(fēng)險初評

湯 晗, 吳園園, 成亞菲, 趙美蓉, 湯 濤*,

(1. 浙江工業(yè)大學(xué) 環(huán)境學(xué)院，杭州 310029；2. 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全危害因子與風(fēng)險防控國家重點實驗室，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)藥殘留檢測重點實驗室，浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與營養(yǎng)研究所，杭州 310021)

芹菜是我國較常見的蔬菜種類之一，種植歷史悠久、面積大[1]。浙江省生產(chǎn)的芹菜以在生產(chǎn)基地集中種植為主，一年四季均有供應(yīng)。芹菜種植過程中常見病害有軟腐病、斑枯病、灰霉病等，蟲害有中斜紋夜蛾、白粉虱、蚜蟲及其他一些地下害蟲和外來害蟲等[2-3]，防治手段以施用化學(xué)農(nóng)藥為主。由于芹菜自身的蠟狀表面、葉片氣孔分布以及特殊的維管結(jié)構(gòu)，使得其較容易吸附農(nóng)藥，不利于農(nóng)藥的降解，從而導(dǎo)致了芹菜中農(nóng)藥多殘留及殘留量較高的現(xiàn)象[4]。研究表明，部分農(nóng)藥如毒死蜱等在芹菜上存在殘留量高、代謝慢的問題，芹菜也因此成為了蔬菜中農(nóng)藥殘留監(jiān)測的代表性品種之一[5-6]。Fang等[7]對中國多個省份的芹菜樣品進(jìn)行了農(nóng)藥殘留監(jiān)測，檢出率為56.67%；王建忠等[8]對遼寧省市場芹菜進(jìn)行農(nóng)藥殘留監(jiān)測，超標(biāo)率為27.78%；閻會平對山西省生產(chǎn)基地、批發(fā)市場和超市芹菜中40 種農(nóng)藥殘留進(jìn)行抽樣檢測，平均殘留超標(biāo)率為10.7%[9]。總之，芹菜種植過程中農(nóng)藥用量大、種類多，且其特殊結(jié)構(gòu)容易吸附農(nóng)藥，導(dǎo)致農(nóng)藥殘留水平較嚴(yán)重，因此，芹菜中農(nóng)藥殘留情況和膳食攝入風(fēng)險格外值得關(guān)注。

目前有關(guān)農(nóng)藥殘留監(jiān)測和膳食攝入風(fēng)險的研究大多集中于單一農(nóng)藥在特定水果、蔬菜上的殘留情況[10-12]。研究表明，與暴露于單一農(nóng)藥殘留相比，人體暴露于多種農(nóng)藥殘留可能引起更高的聯(lián)合毒性效應(yīng)，因此僅針對單一農(nóng)藥品種進(jìn)行評估可能會造成對風(fēng)險程度的低估[13]。國際上目前對于具有共同作用機(jī)制化學(xué)物質(zhì)的累積暴露風(fēng)險評估方法包括危害指數(shù)法 (hazard index，HI)、毒性當(dāng)量因子法 (toxic equivalency factor，TEF)、相對強(qiáng)度系數(shù)法 (relative potency factors，RPF)、暴露閾值法 (margin of exposure，MOE)、離合位點指數(shù)法 (point of departure index，PODI) 和累積風(fēng)險指數(shù)法 (cumulative risk index，CRI) 等[14]。國內(nèi)對于多種農(nóng)藥組分的累積暴露評估研究起步較晚，近年才逐漸有了一些報道。蘭豐等[15]通過對山東省主產(chǎn)區(qū)的蘋果進(jìn)行農(nóng)藥殘留監(jiān)測，并將檢出的農(nóng)藥分為有機(jī)磷類、擬除蟲菊酯類、三唑類和煙堿類進(jìn)行了累積暴露評估，結(jié)果表明各組農(nóng)藥的殘留風(fēng)險均較低。劉君等[16]對陜西省西安地區(qū)的獼猴桃進(jìn)行了農(nóng)藥殘留檢測分析與累積急性膳食攝入風(fēng)險評估，發(fā)現(xiàn)各類農(nóng)藥的累積急性風(fēng)險也較低。目前雖然已有部分關(guān)于芹菜的農(nóng)藥殘留檢測[17-18]以及膳食風(fēng)險評估研究[19-20]，但尚未見芹菜中農(nóng)藥多殘留組分累積膳食暴露的相關(guān)報道。鑒于此，本研究對浙江省芹菜中的農(nóng)藥殘留情況進(jìn)行了檢測分析，并初步從累積暴露的角度進(jìn)行了急性膳食攝入風(fēng)險評估，以期掌握浙江省芹菜中的農(nóng)藥殘留水平和累積暴露風(fēng)險，為農(nóng)藥殘留監(jiān)管與芹菜上農(nóng)藥的登記使用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

于2019 年在浙江省杭州、寧波、紹興及溫州等10 個地區(qū)共采集芹菜樣品210 個，其中采自生產(chǎn)基地的160 個、市場環(huán)節(jié)的為50 個。樣品采集按照新鮮水果和蔬菜取樣方法 (GB/T 8855-2008)[21]進(jìn)行，采樣后及時存放于 -18 ℃冰箱。

1.2 主要儀器與試劑

8050 型超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀 (UPLCMS/MS) 及GC-2010 型氣相色譜儀 (GC-ECD)，日本島津公司；HR2864 勻漿機(jī)，飛利浦家用電器有限公司；SPS405F 萬分之一電子天平，奧豪斯公司；Sigma 3-18k 高速冷凍離心機(jī)，德國SIGMA公司；臺式大容量離心機(jī)，金壇市金南儀器制造有限公司；VTX-3000L 渦旋儀，MIXER UZUSIO公司。

2 mL Agela Cleanert MAS-Q 凈化管 (C1850 mg，PSA 50 mg，MgSO4150 mg)，天津博納艾杰爾科技公司；甲醇和乙腈為色譜純，德國Merck 公司。

1.3 農(nóng)藥殘留檢測方法與分析結(jié)果可靠性檢驗

參照《蔬菜和水果中有機(jī)磷、有機(jī)氯、擬除蟲菊酯和氨基甲酸酯類農(nóng)藥多殘留的測定》 (NY/T 761-2008)[22]、《水果和蔬菜中500 種農(nóng)藥及相關(guān)化學(xué)品殘留量的測定 氣相色譜-質(zhì)譜法》 (GB/T 19648-2006)[23]、《水果和蔬菜中450 種農(nóng)藥及相關(guān)化學(xué)品殘留量的測定 液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法》(GB/T 20769-2008)[24]、《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 水果和蔬菜中阿維菌素殘留量的測定 液相色譜法》(GB 23200.19-2016)[25]以及《植物性食品中除蟲脲殘留量的測定》 (GB/T 5009.147-2003)[26]等方法，對芹菜中的農(nóng)藥殘留進(jìn)行檢測，具體參數(shù)見表1。通過對樣品前處理條件和儀器條件的優(yōu)化，對檢測方法進(jìn)行驗證，得出57 種農(nóng)藥的標(biāo)準(zhǔn)曲線線性范圍為2～200 μg/L，在1、20 和200 μg/kg 3 個添加水平下，平均回收率為75.2%～115.6%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差 (RSD) 為6.5%～14.6%，方法定量限(LOQ) 為0.30～0.75 μg/kg，表明該方法可用于芹菜中57 種農(nóng)藥殘留的檢測。

表1 農(nóng)藥檢測方法Table 1 Detection method of pesticides

1.4 膳食風(fēng)險評估方法

相對強(qiáng)度系數(shù)法與美國環(huán)保局 (EPA) 推薦的毒性當(dāng)量因子法類似，均是以同組化合物的其中一種作為指示化合物, 將其他化合物的毒性效應(yīng)與指示化合物相比得到相對效能因子，然后再將各農(nóng)藥的暴露量乘以其相對效能因子，從而轉(zhuǎn)化成指示化合物的當(dāng)量濃度，最后相加得到累積當(dāng)量濃度[27]。EPA 在評估擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的累積急性暴露風(fēng)險時，以大鼠試驗中與對照組相比變化達(dá)20%的基準(zhǔn)劑量閾值 (bench mark dose，BMD20)作為參考，選擇其中毒性效應(yīng)相對較低的溴氰菊酯 (其BMD20值在15 個化合物中列第12 位) 作為指示化合物，設(shè)溴氰菊酯的RPF 值為1，則溴氰菊酯與其他化合物BMD20值的比值即為該化合物對應(yīng)的RPF 值[28]。

本研究通過對檢出的農(nóng)藥殘留狀況進(jìn)行分析，將樣品中具有相同作用機(jī)制的農(nóng)藥 (兩種及以上) 分組后，采用相對強(qiáng)度系數(shù)法進(jìn)行累積急性膳食攝入風(fēng)險評估。未分組的農(nóng)藥 (包含未規(guī)定最小急性參考劑量的農(nóng)藥) 以各自的最大殘留限量值(MRL) 為依據(jù)，判定其殘留量是否超標(biāo)。

1.4.1 相對強(qiáng)度系數(shù)計算 本研究參考美國環(huán)保局以及相關(guān)研究中的分組及毒理學(xué)數(shù)據(jù)[29-31]，將檢出農(nóng)藥分為有機(jī)磷類、擬除蟲菊酯類、煙堿類、三唑類和氨基甲酸酯類，在各組農(nóng)藥中分別選取毒性效應(yīng)相對較低的氧樂果、氯氟氰菊酯、啶蟲脒、三唑酮和滅多威作為各組的指示農(nóng)藥，設(shè)其RPF 值為1，通過計算指示農(nóng)藥與其他農(nóng)藥的毒理學(xué)數(shù)據(jù)比值，得出各農(nóng)藥的RPF 值。

1.4.2 累積當(dāng)量濃度計算 用每組中各農(nóng)藥的殘留量乘以其對應(yīng)的RPF 值，得出該農(nóng)藥相對于參照農(nóng)藥的當(dāng)量濃度，進(jìn)行累加后即得到每組農(nóng)藥的累積當(dāng)量濃度，計算公式見式 (1)。

(1) 式中，Ceq為各組農(nóng)藥的累積當(dāng)量濃度，mg/kg；C(i)為每種農(nóng)藥的殘留量，mg/kg，在進(jìn)行累積當(dāng)量濃度計算時取殘留量最高值 (HR)；RPF(i)為第i種農(nóng)藥相對參考農(nóng)藥的RPF 值。

1.4.3 累積急性膳食攝入風(fēng)險評估 芹菜的平均單份質(zhì)量為0.86 kg，其對一般人群 (1 周歲以上)與兒童 (1～6 周歲) 的大份餐 (LP) 數(shù)據(jù)分別為0.305和0.108 kg[32]。由于芹菜的單份質(zhì)量大于大份餐數(shù)據(jù)，因此其累積急性膳食攝入量可通過農(nóng)藥殘留聯(lián)合專家會議 (JMPR) 關(guān)于國際短期膳食攝入量(international estimation of short-term dietary intake，IESTI) 的公式計算而得，具體見式 (2) 。

(2) 式中，HR 為殘留量最高值，mg/kg，在農(nóng)藥多殘留暴露風(fēng)險評估時用 (1) 式計算得出的Ceq代替;v為樣品消費量個體之間的變異因子，芹菜取3；LP 為芹菜大份餐數(shù)據(jù)，mg/kg；bw 為體重，一般人群為53.23 kg，兒童為16.14 kg。上述中國不同人群的芹菜消費大份餐數(shù)據(jù)與體重數(shù)據(jù)均參考世界衛(wèi)生組織 (WHO) 相關(guān)數(shù)據(jù)庫[33]。

(3) 式用于計算累積急性膳食攝入風(fēng)險，ARfD為急性參考劑量，各農(nóng)藥的ARfD 值參考JMPR數(shù)據(jù)庫[34]。當(dāng)%ARfD≤100%時，表示急性風(fēng)險可以接受，%ARfD 值越小，風(fēng)險越小；當(dāng)%ARfD＞100%時，表示存在不可接受的急性風(fēng)險，%ARfD值越大，風(fēng)險越大[35]。

2 結(jié)果與分析

2.1 芹菜中農(nóng)藥殘留水平

本次抽取的210 個芹菜樣品中，共檢出了35 種農(nóng)藥殘留，其中包括殺蟲劑23 種，殺菌劑11 種，除草劑1 種，具體農(nóng)藥殘留情況見表2。共199 個樣品檢出了農(nóng)藥殘留，總檢出率為94.8%；如圖1 所示，檢出率較高的農(nóng)藥有多菌靈、百菌清、吡蟲啉及烯酰嗎啉等，檢出率分別為51.9%、44.8%、43.3%和32.9%。在199 個檢出農(nóng)藥的樣品中，有26 個樣品檢出1 種農(nóng)藥，占總樣品量的13%；28 個樣品檢出2 種農(nóng)藥，占14%；38 個樣品檢出3 種農(nóng)藥，占19%；檢出4 種及4 種以上農(nóng)藥的樣品有107 個，占總樣品量的54%。

表2 芹菜中35 種農(nóng)藥的殘留水平Table 2 Residue levels of 35 pesticides in celery

續(xù)表2Table 2 (Continued)

本次檢出的農(nóng)藥中，異菌脲、腐霉利及聯(lián)苯菊酯等8 種農(nóng)藥尚未制定在芹菜上的MRL 值；除噻蟲嗪、吡蟲啉、啶蟲脒和苯醚甲環(huán)唑外，其余33 種農(nóng)藥未在芹菜上登記使用。依據(jù)《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》 (GB 2763-2019)[36]，本研究中97.1%的樣品農(nóng)藥殘留量低于芹菜中相應(yīng)農(nóng)藥的MRL 值。檢出率較高的大多數(shù)為低毒性常用農(nóng)藥，其中百菌清檢出94 次，2 次高于MRL 值；多菌靈檢出109 次，吡蟲啉檢出91 次，烯酰嗎啉檢出69 次，啶蟲脒檢出68 次，但其殘留量均低于相應(yīng)的MRL 值。本研究在芹菜樣品中檢出的農(nóng)藥殘留水平以及超標(biāo)率均較低，僅極少部分農(nóng)藥存在殘留量較高的情況，如苯醚甲環(huán)唑檢出58 次，其中4 次超過MRL 值，HR值為4.79 mg/kg；二甲戊靈檢出20 次，其中4 次高于MRL 值，HR 值為0.55 mg/kg。

2.2 累積急性膳食攝入風(fēng)險

根據(jù)農(nóng)藥對溫血動物的相同毒性機(jī)制，將檢出的21 種農(nóng)藥分為5 組，分別為有機(jī)磷類、擬除蟲菊酯類、煙堿類、三唑類和氨基甲酸酯類，利用RPF 方法計算得各類農(nóng)藥的最高累積當(dāng)量濃度(HR) (表3)。

表3 各組農(nóng)藥的相對強(qiáng)度系數(shù)和最高累積當(dāng)量濃度Table 3 Relative potency factors and highest residue concentration of each group of pesticides

將各組農(nóng)藥的 HR 值代入公式 (2)，計算出其IESTI，依據(jù)各組中指示農(nóng)藥的 ARfD 及不同人群的芹菜消費量進(jìn)行累積急性膳食攝入風(fēng)險評估。結(jié)果 (表4) 表明：5 類農(nóng)藥對兒童與一般人群的平均風(fēng)險水平由高到低依次為擬除蟲菊酯類 ＞ 三唑類 ＞ 有機(jī)磷類 ＞ 煙堿類 ＞ 氨基甲酸酯類。各類農(nóng)藥對一般人群與兒童的累積急性膳食攝入風(fēng)險(%ARfD) 均未超過100%，表示芹菜中這5 類農(nóng)藥殘留對一般人群與兒童的膳食暴露風(fēng)險均處于可接受水平。

3 結(jié)論與討論

本研究對浙江省芹菜樣品中的農(nóng)藥殘留情況進(jìn)行了檢測分析，結(jié)果表明：芹菜中農(nóng)藥殘留水平整體較低，部分樣品存在多殘留現(xiàn)象。孫江等[37]于2010—2012 年期間，對蔬菜市場的芹菜進(jìn)行了抽樣檢測，其中甲拌磷和氧樂果的平均檢出率分別為2.82%和0.94%，毒死蜱的檢出率稍高，為19.7%。本研究中甲拌磷和氧樂果的檢出率分別為1.9%和0.5%，毒死蜱的檢出率為6.7%，其中甲拌磷和氧樂果的檢出率與孫江等的研究結(jié)果較為接近，毒死蜱的檢出率有所降低。自2016 年12 月底開始，毒死蜱已被限制在蔬菜上使用，但仍有部分樣品檢出，其原因可能與違規(guī)用藥、菜園殘留亦或是其他作物上施藥漂移等有關(guān)，還需具體調(diào)查研究。麻耀君[38]在2015 年曾對山西省的芹菜樣品進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)農(nóng)藥殘留總超標(biāo)率為20%，其中甲拌磷、水胺硫磷、克百威、氧樂果及涕滅威等農(nóng)藥殘留量較高；而本研究中水胺硫磷和涕滅威均未檢出。Fang 等[7]研究發(fā)現(xiàn)，芹菜中三唑磷和毒死蜱的殘留量分別為0.018 和0.041 mg/kg；本研究中三唑磷和毒死蜱的殘留量最高值分別為0.039 和 0.48 mg/kg，三唑磷和毒死蜱的殘留檢出量較高，可能與樣本量和樣品來源等有關(guān)。王建忠等[8]采用綜合安全評估法 (FSA) 對芹菜中的農(nóng)藥殘留風(fēng)險進(jìn)行評估，認(rèn)為風(fēng)險較高的農(nóng)藥有水胺硫磷、特丁硫磷、喹硫磷和地蟲硫磷等，而本研究并未檢出上述農(nóng)藥。

截至當(dāng)前，我國登記用于防治芹菜蚜蟲和斑枯病 (晚疫病或葉枯病) 并在有效期內(nèi)的農(nóng)藥產(chǎn)品分別有99 個和32 個[39]。本研究檢出的35 種農(nóng)藥中，僅噻蟲嗪、吡蟲啉、啶蟲脒和苯醚甲環(huán)唑4 種農(nóng)藥在芹菜上有登記，表明芹菜生產(chǎn)過程中存在超范圍使用農(nóng)藥的情況，需加強(qiáng)監(jiān)管，限制非登記農(nóng)藥的濫用。本研究結(jié)果顯示，有機(jī)磷類、擬除蟲菊酯類、煙堿類、三唑類和氨基甲酸酯類農(nóng)藥對一般人群與兒童的%ARfD 值均未超過100%，對兒童群體的%ARfD 值略高于一般人群，表明浙江省芹菜樣品中這5 類農(nóng)藥的累積急性膳食攝入風(fēng)險較小，均在可接受范圍內(nèi)。后續(xù)可擴(kuò)大范圍進(jìn)一步研究農(nóng)藥多殘留的膳食攝入情況，同時關(guān)注殘留農(nóng)藥的毒性與代謝動力學(xué)，開展農(nóng)藥多殘留的慢性膳食攝入風(fēng)險等研究。

目前芹菜的種植模式以溫室栽培居多，種植密度大、通風(fēng)差、害蟲生長及病害傳播快，芹菜中農(nóng)藥殘留的高檢出率和多殘留表明，化學(xué)農(nóng)藥仍然是其生產(chǎn)過程中病蟲害防治的主要手段。防治芹菜蚜蟲的農(nóng)藥主要有啶蟲脒、噻蟲嗪和吡蟲啉等，防治斑枯病的主要有咪鮮胺及苯醚甲環(huán)唑等，存在登記產(chǎn)品品種老舊、防治效果差、種類少等問題[40]。總體而言，除了防治蚜蟲的藥劑外，登記用于芹菜上病害和其他蟲害防治的農(nóng)藥品種較少，不能滿足實際生產(chǎn)的需求，因此存在違規(guī)使用其他一些未登記或禁限用農(nóng)藥的現(xiàn)象。浙江省地區(qū)由于陰雨天氣較多、環(huán)境濕度高，且芹菜生產(chǎn)以在基地集中種植為主，導(dǎo)致軟腐病的發(fā)生幾率較大，同時由于防治斑枯病的農(nóng)藥對軟腐病有一定的預(yù)防作用，因而使得此類農(nóng)藥的用量逐年增加。這些現(xiàn)象可能是導(dǎo)致芹菜中農(nóng)藥多殘留和農(nóng)藥超范圍使用的原因。

本研究采用點評估模型[41]，以參考農(nóng)藥的ARfD 值為依據(jù)，將各組農(nóng)藥的累積當(dāng)量濃度與之比較，得出浙江省芹菜中農(nóng)藥多殘留的累積急性膳食攝入風(fēng)險。需要說明的是，本研究中所用芹菜消費數(shù)據(jù)為JMPR 提供的全中國地區(qū)消費數(shù)據(jù)，而樣品僅來源于浙江省，評估結(jié)果存在不確定性；由于個別農(nóng)藥僅檢出1 次，其對累積當(dāng)量濃度的影響可能會被放大；在計算過程中各農(nóng)藥的殘留數(shù)據(jù)均采用其殘留量最高值，最終結(jié)果代表了風(fēng)險的上限。

單獨計算某一種農(nóng)藥的暴露風(fēng)險時風(fēng)險系數(shù)均較小，但將同類別農(nóng)藥的殘留量根據(jù)RPF 方法累加后，以%ARfD 值進(jìn)行評判時，其風(fēng)險系數(shù)會增大，如擬除蟲菊酯類和煙堿類這兩組農(nóng)藥中，由于各農(nóng)藥的RPF 值相差不大，每種農(nóng)藥提供的當(dāng)量濃度較為平均，因此使得其累積急性膳食攝入風(fēng)險評估結(jié)果高于單一農(nóng)藥的風(fēng)險。而在有機(jī)磷類和三唑類農(nóng)藥中，由于馬拉硫磷、丙溴磷和苯醚甲環(huán)唑的RPF 值遠(yuǎn)小于其他農(nóng)藥，且差距在10 倍以上，因此這些農(nóng)藥對累積當(dāng)量濃度影響甚微，以至于未能在累積膳食風(fēng)險評估中體現(xiàn)出這些農(nóng)藥的貢獻(xiàn)，導(dǎo)致其評估結(jié)果較為片面，大大增加了風(fēng)險評估的不確定性。因此，在采用RPF法進(jìn)行累積膳食攝入風(fēng)險評估時，當(dāng)同組中各化合物的RPF 值相差過大時，簡單地根據(jù)其比例計算當(dāng)量濃度，結(jié)果往往不能體現(xiàn)真實的風(fēng)險；同時，由于RPF 法是依據(jù)毒理學(xué)數(shù)據(jù)，將各農(nóng)藥的殘留量以一定比例進(jìn)行累加，從而得到多殘留的累積當(dāng)量濃度，但在風(fēng)險評估時僅以指示農(nóng)藥的ARfD 值進(jìn)行計算，增加了評估結(jié)果的不確定性。因此，采用相對強(qiáng)度系數(shù)法進(jìn)行累積膳食攝入風(fēng)險評估具有一定的局限性，需要進(jìn)一步完善和采集更多毒理學(xué)數(shù)據(jù)加以支撐。