農藥殘留風險評估在蔬菜水果和食用菌監測中的應用研究

田耿智 白新明 劉曉慶 單吉浩 王慶東

(1 農業農村部農產品質量安全風險評估實驗站，甘肅 平涼 744000；2 甘肅省平涼市農產品質量安全與檢驗檢測中心，甘肅 平涼 744000；3 北京市動物疫病預防控制中心，北京 102629； 4 中國農業科學院農產品加工研究所，北京 100193； 5 萊西市農業農村局萊西市農產品質量安全服務中心，山東 青島 266000)

近二十年來，我國的蔬菜水果和食用菌產業發展非常迅速，蔬菜水果已成為僅次于糧食生產的第二大種植產業，食用菌居第六位[1]。甘肅省平涼市得益于其獨特的地理位置和氣候，已成為我國重要的西菜東調和高原夏菜基地，是甘肅省五大蔬菜優勢產區之一，也是農業農村部西北內陸出口蔬菜的重點區域；平涼市蔬菜種植面積2.35萬公頃，產量52.89萬噸，果樹種植面積8.52萬公頃，產量138.30萬噸[2]，食用菌種植16 465.45萬袋，產量12萬噸，產值6.6億元[3]。由于在蔬菜水果和食用菌在種植過程中存在非法或違規使用農藥現象，導致蔬菜水果和食用菌中的農藥殘留超標成為影響農產品質量安全的主要因素[4-5]。目前，雖然國內外對某種蔬菜水果和食用菌中某類別農藥殘留的風險評估報告較多[6-9]，但尚缺乏從總體上對整個地區蔬菜水果和食用菌中的農藥殘留進行多年份、分類別、綜合性和有效的風險評估報告。

為此，本研究在參考國內外研究的基礎上[1，6-8]，采用英國獸藥殘留委員會提出的獸藥殘留風險排序矩陣的方法[6,9]，按照葉菜類、茄果類、瓜類、根莖和薯芋類、蕓薹屬類、鱗莖類、豆類、食用菌和水果9個種類，對農藥殘留風險進行排序；同時結合食品安全指數法[10-11]、風險系數法[11-13]和急慢性膳食風險[14]的計算結果，評價甘肅省平涼市蔬菜水果和食用菌中農藥殘留水平與風險現狀。從2018至2020年連續三年在甘肅省平涼市進行樣品抽取，總共在2 435份蔬菜水果和食用菌樣品中測定了46種農藥殘留的含量，以期為我國西北地區蔬菜水果和食用菌風險監測中重點監控的農藥提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 儀器和試劑

主要儀器：Agilent 7000C(GC-MS/MS)三重串聯四級桿氣質聯用儀、Agilent 6460(LC-MS/MS)液相色譜-串聯四級桿質譜儀、Agilent7890B(雙FPD、雙ECD、雙進樣器)氣相色譜儀、Agilent1260液相色譜儀，美國安捷倫公司； N-EVAP-24型水浴氮吹儀，美國Organomation公司；RV10全自動旋轉蒸發儀、T25DS25勻漿機、VXRBS025旋渦混合器，德國IKA公司。

標準品和試劑：農藥標準品(甲胺磷、氧樂果、甲拌磷、對硫磷、甲基對硫磷、久效磷、水胺硫磷、毒死蜱、三唑磷、樂果、敵敵畏、乙酰甲胺磷、丙溴磷、殺螟硫磷、二嗪磷、馬拉硫磷、亞胺硫磷、伏殺硫磷、多菌靈、氯氰菊酯、氰戊菊酯、氯氟氰菊酯、氟氰戊菊酯、氟氯氰菊酯、溴氰菊酯、聯苯菊酯、三唑酮、百菌清、腐霉利、氯硝銨、三氯殺螨醇、五氯硝基苯、克百威(包括三羥基克百威)、甲基異柳磷、苯醚甲環唑、氟蟲腈、甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽、烯酰嗎啉、咪鮮胺、吡蟲啉、噻蟲嗪、吡唑醚菌酯、苯醚甲環唑、甲霜靈、甲氰菊酯和啶蟲脒共46種，農業農村部環境質量監督檢驗測試中心)；乙腈(色譜純)、正己烷(質譜純)、丙酮(色譜純)、甲醇(色譜純)、甲苯(優級純)，來自德國默克公司；二氯甲烷(色譜純)，美國賽默飛公司；GB 23200.113-2018試劑包，美國安捷倫公司；弗羅里硅柱(6 mL·1 000mg-1)、氨基柱(6 mL·500 mg-1， 6 mL·1 000mg-1)，美國沃特世公司。

1.2 樣品來源

2018至2020年，本研究對甘肅省平涼市的蔬菜水果和食用菌按4個季度進行了抽樣監測，共抽檢蔬菜樣品1 883份(其中瓜類215份、鱗莖類95份、蕓薹屬類135份、根莖類和薯芋類171份、葉菜類791份、茄果類419份、豆類57份)，食用菌樣品144份，水果樣品408份。

1.3 監測方法和參數

本研究對蔬菜水果和食用菌中的農藥殘留進行了定量測定，主要依據的國家和行業標準有：《NY/T 761-2008蔬菜和水果中有機磷、有機氯、擬除蟲菊酯和氨基甲酸酯類農藥多殘留的測定》[15]、《GB 23200.113-2018食品安全國家標準 植物源性食品中208種農藥及其代謝物殘留量的測定 氣相色譜-質譜聯用法》[16]和《GB/T 20769-2008水果和蔬菜中450種農藥及相關化學品殘留量的測定 液相色譜-串聯質譜法》[17]等。檢測蔬菜水果和食用菌中甲胺磷、氧樂果、甲拌磷、對硫磷、甲基對硫磷、久效磷、水胺硫磷、毒死蜱、三唑磷、樂果、敵敵畏、乙酰甲胺磷、丙溴磷、殺螟硫磷、二嗪磷、馬拉硫磷、亞胺硫磷、伏殺硫磷、多菌靈、氯氰菊酯、氰戊菊酯、氯氟氰菊酯、氟氰戊菊酯、氟氯氰菊酯、溴氰菊酯、聯苯菊酯、三唑酮、百菌清、腐霉利、氯硝銨、三氯殺螨醇、五氯硝基苯、克百威(包括三羥基克百威)、甲基異柳磷、苯醚甲環唑、氟蟲腈、甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽、烯酰嗎啉、咪鮮胺、吡蟲啉、噻蟲嗪、吡唑醚菌酯、苯醚甲環唑、甲霜靈、甲氰菊酯、啶蟲脒和甲胺磷等共46種農藥殘留。檢測結果按照《GB 2763-2019食品安全國家標準 食品中農藥最大殘留限量》[18]判定。

1.4 農藥殘留風險排序

本研究借鑒獸藥殘留風險排序矩陣的方法[6,9]，將農藥毒性根據急性經口半數致死量(LD50)分為低毒、中毒、高毒和劇毒4類[19]。毒性、每日允許攝入量(acceptable daily intake, ADI)、膳食比例 (蔬菜水果和食用菌占居民總膳食的百分率,%)、使用頻率(frequence of detection, FOD)、高暴露人群和殘留水平等6項指標均采用原賦值標準[20-21]，各指標的賦值標準見表1。農藥毒效用ADI值計算，數值來源于《GB 2763-2019食品安全國家標準 食品中農藥最大殘留限量》[18]。根據公式(1)計算各殘留農藥的FOD；根據公式(2)計算蔬菜水果和食用菌樣品中各農藥的殘留風險分值(S)。以該種農藥在所有蔬菜水果和食用菌樣品中的殘留風險平均值來比較各農藥的殘留風險，平均分值越高，殘留風險越大。根據公式(3)計算該種農藥殘留水平(F)[6]。

FOD=T/P×100

(1)

S=(A+B)×(C+D+E+F)

(2)

F=(F1×1+F2×2+F3×3)/樣品總數

(3)

式中，T為蔬菜、水果和食用菌生長過程中使用該農藥的次數；P為蔬菜、水果和食用菌生長日數 (蔬菜、水果和食用菌生長所需時間，d)；A、B、C分別為毒性得分、農藥毒效和我國居民的蔬菜、水果和食用菌膳食比例；D、E、F分別為農藥使用頻率、高暴露人群和農藥殘留水平；F1表示該種農藥在樣品中有檢出但未超標的樣品數，F2表示該種農藥殘留值在1 MRL～10 MRL的樣品數，F3表示該種農藥殘留值>10 MRL的樣品數，樣品總數為2 435。

表1 風險排序指標賦值標準Table 1 Criteria for assigning risk ranking indicators

1.5 暴露風險和預警風險計算方法

(4)

(5)

EDIC=∑(Ri×Fi×Ei×Pi)

(6)

1.5.2 風險系數計算預警風險評估 風險系數綜合考慮了蔬菜水果和食用菌樣品農藥殘留的超標率、施檢頻率及其本身敏感性的影響，能直觀全面地反映出農藥殘留在一段時間內的風險程度[11-13]。本研究采用風險系數評估平涼市蔬菜水果和食用菌中農藥殘留預警風險。

在住院藥房藥品調劑流程整改與優化的過程中，為確保該項目的順利實施，同時又不影響藥品的臨床供應，我院醫教科每月以問卷調查形式組織全院各臨床科室對住院藥房工作進行滿意度評分（滿分為10分）。評價指標包括藥品供應情況（如是否有缺藥情況、是否造成患者用藥不及時）、藥品調劑效率及準確度等。結果，干預前后各臨床科室對住院藥房的滿意度平均評分分別為（8.7±0.5）分、（9.7±0.4）分（P＞0.05），這表明住院藥房進行藥品調劑流程的改造和優化，并未影響到其工作的正常開展，也未影響到臨床科室對其工作的滿意度，且流程優化后各臨床科室對住院藥房工作的滿意度有提高的趨勢。

(7)

其中，P為檢出農藥的超標率，F為施檢頻率，a和b為權重系數，S為檢出農藥的敏感因子，P=超標樣品數/樣品總數×100%。

可預期的結果為：R<1.5，檢出農藥處于低度風險；若1.5≤R≤2.5，檢出農藥處于中度風險；R>2.5，檢出農藥處于高度風險。

1.6 急性膳食風險和慢性膳食風險計算方法

以農藥急性參考劑量(acute dose, ARfD)值和ADI值為參考指標，進行急性和慢性膳食暴露風險水平計算，計算方法見公式(8)和公式(9)。%ARfD和%ADI值越小，則急性和慢性膳食風險越小, 當%ARfD或%ADI≤100%時, 表示急性和慢性膳食風險可以接受；當%ARfD或%ADI>100%時, 表示急性和慢性膳食風險不可接受。

%ARfD=(LP×HR)/(bw×ARfD) ×100%

(8)

%ADI=(STMR×C)/(bw×ADI) ×100%

(9)

式(8)中 LP 代表蔬菜水果和食用菌大份餐數據，根據2019年中國衛生健康統計年鑒[24]推薦的數據：蔬菜、食用菌0.5 kg，水果0.4 kg；HR為殘留檢測數據的99.9百分位點值，在 Excel表中用公式 PERCENTILE 計算；bw 為體重，按 63 kg 計算；ARfD為急性參考劑量[25-30]，單位為 mg·kg-1。式(9)中STMR為規范試驗殘留中值，取平均值，單位 mg·kg-1； C 為居民日均蔬菜水果和食用菌消費量[11]，蔬菜和食用菌0.283 3 kg，水果0.048 8 kg[24]；ADI為每日允許攝入量[24]，單位為 mg·kg-1；bw 為體重，按 63 kg計算[24]。

2 結果與分析

2.1 農藥殘留檢出與超標情況

不同蔬菜水果和食用菌中農藥殘留的檢出情況不同(表5)：葉菜類蔬菜中共檢出農藥23種，檢出前六位的農藥分別是氯氟氰菊酯、吡蟲啉、毒死蜱、多菌靈、百菌清、氯氰菊酯；茄果類蔬菜中共檢出農藥15種，腐霉利、多菌靈、烯酰嗎啉居前三位；瓜類蔬菜中共檢出農藥10種，吡蟲啉、腐霉利、多菌靈居前三位；鱗莖類、蕓薹屬類、根莖和薯芋類、豆類蔬菜中分別檢出6～8種農藥；食用菌中檢出8種農藥，多菌靈和烯酰嗎啉居前2位；水果中檢出13種農藥，多菌靈最多，其次是吡唑醚菌酯。

表2 蔬菜水果和食用菌中農藥殘留檢出率和合格率Table 2 Detection rate and qualified rate of pesticide residues in vegetables，fruits and edible fungus

2.2 農藥殘留風險排序

蔬菜水果和食用菌攝入量占我國居民總膳食的2.5%～20.0%[31]，因此蔬菜水果和食用菌的膳食比例得分為1(表1)。在蔬菜水果和食用菌上使用農藥次數每個生產周期最多不超過3次[32]。應用公式(1)計算出各農藥的使用頻率在2.5%～20.0%之間, 依據表1可以確定農藥使用頻率得分為1。現有的蔬菜水果和食用菌消費高暴露人群不確定，依據表1可以確定蔬菜水果和食用菌高暴露人群得分為3。根據公式(3)計算殘留水平、根據公式(2)計算風險得分見表3。

表3 蔬菜水果和食用菌中檢出28種農藥殘留風險評分結果Table 3 Risk scoring results of 28 pesticide residues in vegetables，fruits and edible fungus

表3(續)

由表3可知, 28種農藥的殘留風險得分由高到低分為4類, 第1類為高風險農藥, 包括久效磷、聯苯菊酯、甲胺磷、克百威、氧樂果、甲維鹽和溴氰菊酯共7種, 風險得分均≥20；第2類為中風險農藥，包括毒死蜱、氯氰菊酯、丙溴磷、氟蟲腈、啶蟲脒和甲氰菊酯共6種，風險得分均在15～20；第3類為低風險農藥，共有4種，分別為氯氟氰菊酯、苯醚甲環唑、氯硝銨、五氯硝基苯，風險得分均10～15；第4類為極低風險農藥，包括噻蟲嗪、多菌靈、三唑酮、百菌清、腐霉利、烯酰嗎啉、吡蟲啉、吡唑醚菌酯、馬拉硫磷、甲霜靈和氟氯氰菊酯共11種，風險得分<10。

2.3 暴露風險評估

根據金征宇編著的《食品安全導論》等相關資料[11,13，24]， 取Fi(蔬菜和食用菌)=283.3 g/人/天，Fi(水果)=48.8 g/人/天， bw=63 kg，f=1， Ei=1，Pi=1，Sic=ADI，計算安全指數，見表4和表5。

表4 蔬菜水果和食用菌中檢出農藥安全指數Table 4 Pesticide safety index of vegetables，fruits and edible fungus

表5 不同種類蔬菜水果和食用菌中檢出農藥殘留安全狀態Table 5 Safe status of pesticide residues in different vegetables，fruits and edible fungus

暴露評估結果顯示，檢出的28種農藥殘留在瓜類、鱗莖類、蕓薹屬類、根莖、薯芋類、葉菜類、茄果類、豆類等蔬菜和食用菌、水果中都存在不可接受的農藥殘留風險。這與實際生產中沒有嚴格按照農藥安全間隔期就采收蔬菜水果的情況相一致。

2.4 預警風險評估

根據金征宇編著的《食品安全導論》等相關資料[11,13]，取F=1，a=100，b=0.1， S=1，計算風險系數，見表6。

表6 蔬菜水果和食用菌中檢出農藥殘留風險系數Table 6 Risk factors of pesticide residues in vegetables，fruits and edible fungus

預警風險評估結果顯示，蔬菜水果和食用菌中毒死蜱殘留存在中風險，其他27種檢出農藥殘留存在低風險隱患。

2.5 農藥殘留急性和慢性膳食風險

依據公式(8)計算得到農藥殘留急性膳食風險(%ARfD)。氯硝銨、五氯硝基苯、甲霜靈等農藥的急性參考劑量被世界衛生組織(World Health Organization, WHO)認為是沒有必要設定，其余農藥的 ARfD 值參照《JMPR評估農藥ADI和ARfD清單》[25]及相關資料[26-30]，風險評估結果見表7。由表7可知，甲氰菊酯%ARfD為160.07%，急性膳食風險不可接受，其余24種農藥殘留的急性膳食風險(%ARfD)均低100%，在 0.06%～63.83%之間，說明甘肅省平涼市蔬菜水果和食用菌中農藥殘留急性膳食風險可以接受。

表7 蔬菜水果和食用菌中農藥殘留急性風險評估和慢性風險評估Table 7 Acute and chronic risk assessment of pesticide residues in vegetables，fruits and edible fungus

由表7還可知，28種農藥的慢性膳食風險(%ADI)均低于100%，在 0.12%～96.01%之間，說明甘肅省平涼市蔬菜水果和食用菌中農藥殘留慢性膳食風險可以接受。

3 討論

國際上關于蔬菜水果和食用菌中農藥殘留的風險評估起步較早[14,31-34]，我國于2006年才啟動農藥殘留的風險評估工作[35]，截止目前,國內外有關蔬菜水果和食用菌中農藥殘留風險評估研究報道較多[36-39]，但大多是對一季或一年的資料進行研究，對某一區域連續多年農藥殘留的風險評估研究還較少。本研究采用多年份、分類別、綜合性的風險評估模式為我國西北地區蔬菜水果和食用菌中農藥殘留風險評估提供了借鑒。

農殘風險排序是綜合農藥毒性、毒效、攝入膳食比例、農藥使用頻率、高暴露人群及殘留水平等因子[40]，風險排序結果由于農藥殘留水平較低和高暴露人群不確定性等原因，只能反映檢出農藥的毒性大小，對實際生產中農藥管控的指導意義不大。安全指數是結合蔬菜水果和食用菌中農藥殘留水平和膳食暴露評估來計算農藥殘留對消費者健康的危害程度[41-42]。在本研究中，暴露風險評估結果顯示，在甘肅省平涼市蔬菜水果和食用菌中檢出的農藥都存在不可接受的風險。風險系數通過農藥殘留超標率來評估農藥殘留的風險[43]，應用風險系數計算的預警風險中，毒死蜱存在中風險，其他27種檢出農藥殘留存在低度風險隱患。慢性膳食攝入風險是與某農藥殘留平均值及該農藥每日允許攝入量有關，急性膳食攝入風險通常只計算 24 h內的攝入量[44-46]，主要與農藥最高殘留量及急性參考劑量有關[47]。從急性和慢性膳食風險評估可以看出，甲氰菊酯急性膳食風險不可接受，其余24種農藥殘留的急性膳食風險可以接受；檢出的28種農藥殘留慢性膳食風險可以接受。同時甲氰菊酯僅在豆類蔬菜樣品中檢出1次(殘留量0.135 mg·kg-1)，但并未超標(限量值0.20 mg·kg-1)，有待進一步研究。因此,不同的風險評估方法計算指標不同，結果會有差異。

本研究通過對甘肅省平涼市蔬菜水果和食用菌連續3年的2 435份樣品中46種農藥殘留的監測結果進行分析，發現蔬菜水果和食用菌中農藥殘留檢出和超標情況與當前生產中部分種植戶違規施用農藥情況基本吻合。由于絕大部分種植戶能夠規范施用農藥，樣品合格率保持在98%以上，這與全國的農產品質量安全現狀一致[48-49]。

4 結論

本研究總體對甘肅省平涼市的蔬菜水果和食用菌中農藥殘留進行了多年份、分類別、綜合性的風險評估，建議在今后的蔬菜水果和食用菌日常生產的風險管控中，應重點關注檢出頻次高、中風險的禁限用農藥毒死蜱，同時關注禁限用農藥甲胺磷、克百威、氟蟲腈、氧樂果等和檢出頻次較高的氯氰菊酯、聯苯菊酯等農藥，同時繼續加強低風險農藥的殘留監測和規范施用。另外，在蔬菜水果和食用菌的種植中存在混合使用農藥的情況，今后需要加強多殘留累積風險評估研究。