基于熵權TOPSIS法的哈爾濱市市售蔬菜農藥殘留狀況及膳食暴露綜合風險評估

Abstract： In order to understand the status of pesticide residues in vegetables in Harbin city， this paper selects the monitoring data of vegetables from 2020 to 2024 for statistical analysis， assesses their dietary exposure， and comprehensively considers five indicators including the qualified rate， detection rate， over-limit rate， chronic intake risk and acute intake risk of various types of pesticides in vegetables. Conduct a comprehensive evaluation of entropy weight TOPSIS to assess the degree of harm caused by different types of pesticide residues. The results showed that residues of 34 kinds of pesticides such as 3-hydroxykebuvir and abamectin were detected in vegetables， and the top 5 pesticides in terms of detection rate were thiamethoxam （17.93%） ， imidacloprid （15.79%） ， cyf luthrin （14.75%） ， thiamethoxam （13.79%） and acetamiprid （13.10%） in sequence. There were excessive phenomena of 13 kinds of pesticides in vegetables. The top 5 pesticides in terms of excessive rate were thiamethoxam （4.83%） ， dipyrifos （4.00%） ， abamectin （3.51%） ， dipyrifos （1.75%） ， chlorpyrifos （1.32%） and phenicylamine （1.32%） in sequence. Among the detected pesticide residues， oxidized dimethoate poses a chronic dietary intake risk， while triazole phosphorus poses an acute dietary intake risk. The comprehensive evaluation results of TOPSIS show that pesticide residues such as clothianidin， fenazepam， abamectin， cyf luthrin and f lamethoxam have a significant impact on human health.

Keywords： food safety risk assessment; entropy weight TOPSIS model; pesticide residue; dietary exposure

隨著蔬菜種植業的快速發展，農藥在蔬菜種植環節病蟲害的綜合防治過程中扮演著重要角色，但是它在給人們帶來利益的同時，也對人體健康構成潛在威脅[1]。蔬菜中的農藥殘留會隨著人們的不斷攝入而在人體內蓄積[2]，從而對人體健康產生危害，如免疫功能損傷、致癌、致畸等 [3]。因此，我國已連續多年開展蔬菜中農藥殘留監測工作。食品安全風險評估是對已知或可能存在的與食品相關的風險因素進行綜合評估，并對人體造成消極影響的因素進行綜合、準確評價[4]。食品安全風險評估對于制訂食品相關監管措施、明確食品安全重要工作以及促進相關風險信息交流具有重要意義 [5-6]，能夠幫助政府監管部門綜合分析事件發生的可能性和危害的嚴重程度，從而為采取有效的風險防控措施提供科學依據[7]。本文研究探索建立基于熵權 TOPSIS 模型對農藥殘留風險的客觀排序，對各風險指標賦客觀權重分析，實現對蔬菜中農藥殘留指標多種風險的橫向比較，研究結果使危害程度的高低更加直觀，更易被風險管理者和政策制定者所識別。

1 材料與方法

1.1 材料來源

依據 2020—2024 年《國家食品污染和有害因素風險監測工作手冊》（以下簡稱“工作手冊”）中歷年采樣要求，結合本地區實際情況，在哈爾濱市轄區內 18 個區、縣（市）采集蔬菜樣品，共采集樣品228 份。

1.2 檢測項目與依據

蔬菜樣品中農藥殘留的監測項目包括樂果、甲拌磷及其氧類似物（甲拌磷、甲拌磷砜、甲拌磷亞砜）、毒死蜱、水胺硫磷、三唑磷、滅線磷、乙酰甲胺磷、甲胺磷、氧樂果、克百威及其代謝物（克百威、3-羥基克百威）、涕滅威及其代謝物（涕滅威、涕滅威砜、涕滅威亞砜）、殘殺威、氯氟氰菊酯、硫丹及其代謝物（ a- 硫丹、 β- 硫丹、硫丹硫酸酯）、阿維菌素、滅蠅胺、吡蟲啉、啶蟲脒、噻蟲啉、噻蟲嗪、噻蟲胺、呋蟲胺、烯啶蟲胺、氯噻啉、哌蟲啶、環氧蟲啶、氟啶蟲胺腈、氟吡呋喃酮、噠螨靈、乙螨唑、殺螨酯、螺螨酯、炔螨特、聯苯肼酯、氟啶胺、腐霉利、苯醚甲環唑、吡唑醚菌酯、烯酰嗎啉、五氯硝基苯、嘧霉胺、甲霜靈、多菌靈、三唑酮、百菌清、丙環唑、戊唑醇、噁霜靈、腈菌唑和嗎菌靈共57 種。按照《食品安全國家標準 食品中農藥最大殘留限量》（GB 2763—2021）[8] 對檢測結果進行判定。

1.3 研究方法

1.3.1 指標體系構建

（1）“三率”指標體系構建。“三率”即樣品合格率、檢出率及超標率。檢測結果依據 GB 2763—2021 國家標準所規定的各項檢測限量值進行判定：未超過國家標準限量值的認定為“合格”，超過實驗室檢測限量值的認定為“檢出”，超過國家標準限量值的認定為“超標”。國家標準中無限量值的檢測項目不做“三率”指標評價。禁限用農藥按照《禁限用農藥名錄》進行確認，該名錄由中華人民共和國農業農村部發布 [9]。

（2）膳食暴露風險指標體系構建。慢性膳食攝入風險（ %ADI ）以每日允許攝入量（Acceptable DailyIntake，ADI）為參考指標，參考我國居民人均蔬菜攝入量和標準體重的數據，對蔬菜中農藥殘留的慢性膳食攝入風險（ %ADI ）進行計算和評估。

%ADI/=（STMR×F）/（BW×ADI）

式中：STMR 為農藥殘留檢驗結果中值， mgkg^-1 ；F 為日均蔬菜消費量， F=0.3kg^.d^-1 ； BW 代表人均標準體重，按照 60kg 計，參考《中國居民膳食指南（2022）》中推薦的成年人每天蔬菜攝入量 [10]；ADI 為每日允許攝入量， mg?kg^-1 bw，參考《食品安全國家標準 食品中農藥最大殘留限量》（GB 2763—2021）[8]。

急性膳食攝入風險（ 0% ARfD）以急性參考劑量（Acute Reference Dose，ARfD）為參考指標，參考我國居民消費蔬菜大份餐量和標準體重的數據，對蔬菜中農藥殘留的急性膳食攝入風險（ 0% ADI）進行計算和評估。

%ARfD/=（HR×LP）/（BW×ARfD）

式中：HR 為定量檢測中最高殘留量， mg?kg^-1 ；LP 為中國居民消費蔬菜大份餐量， LP=0.5kg^.d^-1 ，參考《中國居民膳食指南（2022）》中推薦的成年人每天蔬菜攝入量 [11]； ARfD 參考農藥殘留聯席會議的評估報告 [11]。

%ADI 和 %ARfD 的數值越小，則急、慢性的膳食攝入風險越低，當相關數值 ≥100% 時，則認為急、慢性膳食風險不可接受，反之則可以接受 [12]。

1.3.2 熵權TOPSIS 風險評估模型建立

使用熵權法確定各評價對象的權重，以評價對象數據變化的幅度大小為依據，并利用決策矩陣進行加權賦值，從而得到加權規范化矩陣。指標權重的計算公式為

式中： P_ij 為第 i 評價對象在第 j 個評價因子的標準化值所占總數的比例； m 為評價對象個數， n 為評價對象因子數； E_j 為第 j 個評價因子的信息熵值； W_j 為第 j 個評價因子的權重值。

將加權規范化矩陣引入TOPSIS 方法進行計算，并得到綜合排序結果。TOPSIS 方法是先對評價對象數值進行歸一化處理，在此基礎上建立風險評估矩陣，從而得到最優、最劣理想值，比較評價對象數值與最優、最劣理想值的歐氏距離大小并進行排序。D⁺ 和 D^- 的計算公式為

式中： V⁺ 和 V^- 分別為評價數據中第 i 評價對象在第 j 個評價因子的最大值和最小值，稱為正理想解和負理想解； V_ij 為第 i 評價對象在第 j 個評價因子加權后的值； D_i⁺ 為第 j 個評價因子與 V_j⁺ 的距離； D_i^- 為第 j 個評價因子與 V_j^- 的距離。

評價對象到正、負理想解的貼近程度的計算公式為

C_i=D_i^-/（D_i⁺+D_i^-）

式中： C_i 為第 i 個有害因素風險高低程度的反映，一般稱為“貼近度”， C_i 值在 0～1 ，當 C_i 越接近1 時，表示評價對象越接近最優水平，表明該污染物的有害因素風險越低； C_i 越接近 0 時，表示評價對象越接近劣水平，表明該污染物的有害因素風險越高[13]。

1.4 統計學分析

采用 Excel 2007 進行數據整理，利用 SPSS 20.0軟件進行數據分析。率的比較應用 χ² 檢驗。在進行χ² 檢驗時，如果理論頻數小于 5，則應用 Fisher 檢驗的確切概率法，當 P 值小于 0.05 時，認為差異有統計學意義。運用 SPSS PRO 進行熵權 TOPSIS 法分析。

2 結果與分析

2.1 基本情況分析

由 表 1 可 知， 在 對 2020—2024 年 228 份 蔬 菜樣品農藥殘留的檢驗中，檢出農藥殘留 136 份，檢出率為 59.65% ；農藥殘留超標 29 份，超標率為12.72% 。不同年度蔬菜中農藥殘留檢出率（ χ²=11.366 、P=0.023lt;0.05 ）、超標率（ χ²=11.395 、 P=0.011lt; 0.05），均存在統計學差異。

表1 2020—2024 年哈爾濱市蔬菜中農藥殘留分布情況

2.2 蔬菜中不同農藥殘留檢測結果分析

2020—2024 年，對蔬菜中 57 種農藥殘留狀況進行監測，其中 a-c 硫丹、 β- 硫丹等 23 種農藥在蔬菜中未檢出，故表 2 對蔬菜中檢出的 3- 羥基克百威、阿維菌素等 34 種農藥殘留情況進行分析，檢出率排在前 5 位的農藥依次是噻蟲嗪（ 17.93% ）、烯酰嗎啉（ 15.79% ）、氯氟氰菊酯（ 14.75% ）、噻蟲胺（ 13.79% ）和啶蟲脒（ 13.10% ）。13 種農藥在蔬菜中存在超標現象，超標率排在前5 位的農藥依次是噻蟲胺（ 4.83% ）、噠螨靈（ 4.00% ）、阿維菌素（ 3.51% ）、氧樂果（ 1.75% ）、毒死蜱（ 1.32% ）和滅蠅胺（ 1.32% ），其中，毒死蜱和氧樂果為國家規定的禁限類農藥。

2.3 農藥殘留膳食攝入風險

根據農藥殘留膳食暴露風險評估方法，計算得到蔬菜中各種農藥殘留的急、慢性膳食攝入風險結果，其中未檢出農藥殘留不參與計算，結果見表2。氧樂果的 %ADI 為 628.20% ，大于 100% ，存在慢性攝入風險；三唑磷的急性攝入風險為 630.0% ，大于100% ，存在急性攝入風險，其他種類農藥殘留的急、慢性攝入風險均小于 100% ，風險在可接受范圍內。

2.4 熵權 TOPSIS 綜合評價結果

綜合蔬菜中各種不同種類農藥監測的合格率、檢出率、超標率、慢性膳食攝入風險和急性膳食攝入風險等 5 個指標，進行熵權 TOPSIS 綜合評價，計算13 種檢出超標的農藥對人群健康影響的綜合排名，無農藥殘留膳食暴露風險參考值的不參與綜合排名。由表 3 可知，13 種檢出超標的農藥對人群健康影響的綜合排名靠后的 5 位分別是噻蟲胺、噠螨靈、阿維菌素、氯氟氰菊酯和滅蠅胺，說明這幾種農藥殘留對人群健康的影響相對較大。

3 結論與討論

2020—2024 年，哈爾濱市市售蔬菜農藥殘留的 總體檢出率和超標率分別為 59.65% 和 12.72% ，與溫為禁限用農藥；—為無參考值，不做評價，下同。馨等 [12] 的檢出率相近，但超標率偏高。由于蔬菜在種植過程中可能使用多種農藥進行噴灑，葉菜類蔬菜的生長周期短，且蔬菜的葉片也是直接接觸農藥的載體，導致農藥在蔬菜葉片上長期附著，造成農藥殘留超標[14]。值得注意的是，蔬菜中噻蟲嗪（ 17.93% ）、烯酰嗎啉（ 15.79% ）、氯氟氰菊酯（ 14.75% ）、噻蟲胺（ 13.79% ）和啶蟲脒（ 13.10% ）農藥殘留檢出率相對較高，噻蟲胺（ 4.83% ）、噠螨靈（ 4.00% ）、阿維菌素（ 3.51% ）、氧樂果（ 1.75% ）、毒死蜱（ 1.32% ）和滅蠅胺（ 1.32% ）超標率相對較高。此外，毒死蜱、克百威、氧樂果等國家禁限用農藥仍有檢出。

表2 各農藥殘留檢出和超標情況及慢性和急性膳食攝入風險

通過膳食暴露評估結果顯示，氧樂果的慢性攝入風險超出可接受范圍，三唑磷的急性攝入風險超出可接受范圍，三唑磷存在急性攝入風險，其他種類農藥殘留的急、慢性攝入風險均在可接受范圍內，三唑磷、氧樂果均為國家禁限用農藥。針對國家禁限用農藥檢出的現象，且檢出個別農藥的急、慢性膳食攝入風險還存在超出可接受范圍的情況，其原因可能是多方面的，如農藥的市場監管不規范、農田灌溉用水受到污染、農戶對農藥的使用不規范等 [15-16]。其原因還有待更深一步的查證。

表 3 13 種超標農藥熵權 TOPSIS 排序

利用熵權 TOPSIS 模型對蔬菜中不同種類農藥監測的合格率、檢出率、超標率、慢性膳食攝入風險和急性膳食攝入風險等 5 個指標進行綜合評價，計算 13 種檢出超標農藥對人群健康影響的綜合排名。評估結果顯示哈爾濱市市售蔬菜農藥殘留對人群健康影響排名靠后的是滅蠅胺、氯氟氰菊酯、阿維菌素、噠螨靈和噻蟲胺，以上5 種農藥均為殺蟲劑類農藥。由于殺蟲劑類農藥的急性毒性較強，因此一直是相關部門的重點監管對象。但是，農戶在種植工作中為保證蔬菜的產量，可能存在大量且多次噴灑農藥的現象，導致農藥在蔬菜中殘留超標。因此，提示在加強對殺蟲類農藥監管的前提下，也要加強農戶對農藥的使用劑量及噴灑頻次的培訓工作。

針對蔬菜中存在的農藥殘留問題，建議有關部門重視并加強蔬菜種植過程中的科學用藥指導和監督管理，保障蔬菜安全生產。農戶在進行農業生產活動時，要提高安全意識，做到合理用藥，科學噴灑農藥。消費者在食用蔬菜前，可以采用充分浸泡與沖洗的方式，有效去除蔬菜表面的農藥殘留，降低因農藥殘留暴露引發的危害，保障自身健康。

參考文獻

[1] 馬敬中， 肖國斌， 張濤， 等. 我國果蔬農藥殘留研究現狀及安全措施 [J]. 化學世界 ，2015，56（2）：120-124.

[2] 柴勇， 楊俊英， 李燕， 等. 基于食品安全指數法評估重慶市蔬菜中農藥殘留的風險[J]. 西南農業學報，2010，23（1）：98-102.

[3] 孔文明， 陳金磊， 肖國兵. 長期農藥接觸對女性生殖系統功能影響的Meta分析[J].浙江預防醫學，2011，23（1）：22-24.

[4] 黃蓮琴 ， 劉明玥 ， 梁晨 . 基于熵權 TOPSIS 法的公司綠色治理觀測指標與評價研究[J]. 電子科技大學學報（ 社科版 ），2023，25（2）：95-106.

[5] 王 慧 ， 周 典 . 基 于 熵 權 TOPSIS 法 與 RSR 法 的某三級醫院醫療質量評價[J]. 九江學院學報（ 自然科學版 ），2023，38（1）：107-112.

[6] 陳洪芳 ， 高毅 ， 劉立霞 . 基于熵權法和 TOPSIS 方法的畢業要求達成度綜合評價方法[J]. 黑龍江教育（ 理論與實踐 ），2023（2）：58-60.

[7] 趙杰斌 ， 鄧浩 ， 徐振林 . 基于食品安全指數法的臺山市蔬菜和水果農藥殘留風險評估[J]. 現代食品科技 ，2023，39（6）：277-283.

[8] 中華人民共和國國家衛生健康委員會， 中華人民共和國農業農村部， 國家市場監督管理總局. 食品安全國家標準 食品中農藥最大殘留限量 ：GB 2763—2021[S]. 北京 ：中國標準出版社，2021.

[9] 中華人民共和國農業農村部. 禁限用農藥名錄[EB/OL].（2019-11-29）[2025-04-01].http：//www.zzys.moa.gov.cn/gzdt/201911/t20191129_6332604.htm.

[10] 中國營養學會. 中國居民平衡膳食指南（2022 版）[M]. 北京 ： 人民衛生出版社 ，2022.

[11]World Health Organization.Joint FAO/WHO meeting on pesticide residues 2023，Washington， D.C.， USA， 19-28 september 2023[EB/OL].（2023-10-19）[2025-04-01].https：// www.who.int/publications/m/item/joint-fao-who-meeting-onpesticide-residues-by-the-2023-meeting-washington-19-28- september-2023.

[12] 溫馨 ， 黎小鵬 ， 譚淑鏵 ， 等 .2021 年中山市種植蔬菜農藥殘留及膳食風險評估[J]. 浙江農業科學，2023，64（2）：455-462.

[13] 多琦. 基于熵權TOPSIS 法的高校附屬醫院文化建設評價 [J]. 中國社會醫學雜志 ，2024，41（6）：661-665.

[14] 肖海燕， 黃思涵， 丘泰球， 等. 超聲波/ 臭氧降解有機磷農藥的研究進展 [J]. 現代食品科技 ，2007（12）：67-70.

[15] 劉美玲. 我國蔬菜農藥殘留現狀及預防對策[J].現代農業科技 ，2023（12）：113-116.

[16] 常宏. 蔬菜農藥殘留現狀及防控對策[J]. 農業技術與裝備 ，2020（6）：73-74.