浙江省芹菜中農藥多殘留水平及累積急性膳食攝入風險初評

湯 晗, 吳園園, 成亞菲, 趙美蓉, 湯 濤*,

(1. 浙江工業(yè)大學 環(huán)境學院，杭州 310029；2. 農產品質量安全危害因子與風險防控國家重點實驗室，農業(yè)農村部農藥殘留檢測重點實驗室，浙江省農業(yè)科學院 農產品質量安全與營養(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]。浙江省生產的芹菜以在生產基地集中種植為主，一年四季均有供應。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農藥為主。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構，使得其較容易吸附農藥，不利于農藥的降解，從而導致了芹菜中農藥多殘留及殘留量較高的現象[4]。研究表明，部分農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行了農藥殘留監(jiān)測，檢出率為56.67%；王建忠等[8]對遼寧省市場芹菜進行農藥殘留監(jiān)測，超標率為27.78%；閻會平對山西省生產基地、批發(fā)市場和超市芹菜中40 種農藥殘留進行抽樣檢測，平均殘留超標率為10.7%[9]。總之，芹菜種植過程中農藥用量大、種類多，且其特殊結構容易吸附農藥，導致農藥殘留水平較嚴重，因此，芹菜中農藥殘留情況和膳食攝入風險格外值得關注。

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

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，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，德國SIGMA公司；臺式大容量離心機，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 農藥殘留檢測方法與分析結果可靠性檢驗

參照《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》 (NY/T 761-2008)[22]、《水果和蔬菜中500 種農藥及相關化學品殘留量的測定 氣相色譜-質譜法》 (GB/T 19648-2006)[23]、《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(lián)質譜法》(GB/T 20769-2008)[24]、《食品安全國家標準 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，對芹菜中的農藥殘留進行檢測，具體參數見表1。通過對樣品前處理條件和儀器條件的優(yōu)化，對檢測方法進行驗證，得出57 種農藥的標準曲線線性范圍為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%，相對標準偏差 (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 種農藥殘留的檢測。

表1 農藥檢測方法Table 1 Detection method of pesticides

1.4 膳食風險評估方法

相對強度系數法與美國環(huán)保局 (EPA) 推薦的毒性當量因子法類似，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與指示化合物相比得到相對效能因子，然后再將各農藥的暴露量乘以其相對效能因子，從而轉化成指示化合物的當量濃度，最后相加得到累積當量濃度[27]。EPA 在評估擬除蟲菊酯類農藥的累積急性暴露風險時，以大鼠試驗中與對照組相比變化達20%的基準劑量閾值 (bench mark dose，BMD20)作為參考，選擇其中毒性效應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的RPF 值[28]。

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

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

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

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

1.4.3 累積急性膳食攝入風險評估 芹菜的平均單份質量為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) 數據分別為0.305和0.108 kg[32]。由于芹菜的單份質量大于大份餐數據，因此其累積急性膳食攝入量可通過農藥殘留聯(lián)合專家會議 (JMPR) 關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，在農藥多殘留暴露風險評估時用 (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 為芹菜大份餐數據，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據與體重數據均參考世界衛(wèi)生組織 (WHO) 相關數據庫[33]。

(3) 式用于計算累積急性膳食攝入風險，ARfD為急性參考劑量，各農藥的ARfD 值參考JMPR數據庫[34]。當%ARfD≤100%時，表示急性風險可以接受，%ARfD 值越小，風險越??；當%ARfD＞100%時，表示存在不可接受的急性風險，%ARfD值越大，風險越大[35]。

2 結果與分析

2.1 芹菜中農藥殘留水平

本次抽取的210 個芹菜樣品中，共檢出了35 種農藥殘留，其中包括殺蟲劑23 種，殺菌劑11 種，除草劑1 種，具體農藥殘留情況見表2。共199 個樣品檢出了農藥殘留，總檢出率為94.8%；如圖1 所示，檢出率較高的農藥有多菌靈、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 個檢出農藥的樣品中，有26 個樣品檢出1 種農藥，占總樣品量的13%；28 個樣品檢出2 種農藥，占14%；38 個樣品檢出3 種農藥，占19%；檢出4 種及4 種以上農藥的樣品有107 個，占總樣品量的54%。

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

續(xù)表2Table 2 (Continued)

本次檢出的農藥中，異菌脲、腐霉利及聯(lián)苯菊酯等8 種農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 種農藥未在芹菜上登記使用。依據《食品安全國家標準 食品中農藥最大殘留限量》 (GB 2763-2019)[36]，本研究中97.1%的樣品農藥殘留量低于芹菜中相應農藥的MRL 值。檢出率較高的大多數為低毒性常用農藥，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的MRL 值。本研究在芹菜樣品中檢出的農藥殘留水平以及超標率均較低，僅極少部分農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險

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

表3 各組農藥的相對強度系數和最高累積當量濃度Table 3 Relative potency factors and highest residue concentration of each group of pesticides

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

3 結論與討論

本研究對浙江省芹菜樣品中的農藥殘留情況進行了檢測分析，結果表明：芹菜中農藥殘留水平整體較低，部分樣品存在多殘留現象。孫江等[37]于2010—2012 年期間，對蔬菜市場的芹菜進行了抽樣檢測，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，還需具體調查研究。麻耀君[38]在2015 年曾對山西省的芹菜樣品進行檢測，發(fā)現農藥殘留總超標率為20%，其中甲拌磷、水胺硫磷、克百威、氧樂果及涕滅威等農藥殘留量較高；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，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。王建忠等[8]采用綜合安全評估法 (FSA) 對芹菜中的農藥殘留風險進行評估，認為風險較高的農藥有水胺硫磷、特丁硫磷、喹硫磷和地蟲硫磷等，而本研究并未檢出上述農藥。

截至當前，我國登記用于防治芹菜蚜蟲和斑枯病 (晚疫病或葉枯病) 并在有效期內的農藥產品分別有99 個和32 個[39]。本研究檢出的35 種農藥中，僅噻蟲嗪、吡蟲啉、啶蟲脒和苯醚甲環(huán)唑4 種農藥在芹菜上有登記，表明芹菜生產過程中存在超范圍使用農藥的情況，需加強監(jiān)管，限制非登記農藥的濫用。本研究結果顯示，有機磷類、擬除蟲菊酯類、煙堿類、三唑類和氨基甲酸酯類農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 類農藥的累積急性膳食攝入風險較小，均在可接受范圍內。后續(xù)可擴大范圍進一步研究農藥多殘留的膳食攝入情況，同時關注殘留農藥的毒性與代謝動力學，開展農藥多殘留的慢性膳食攝入風險等研究。

目前芹菜的種植模式以溫室栽培居多，種植密度大、通風差、害蟲生長及病害傳播快，芹菜中農藥殘留的高檢出率和多殘留表明，化學農藥仍然是其生產過程中病蟲害防治的主要手段。防治芹菜蚜蟲的農藥主要有啶蟲脒、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，存在登記產品品種老舊、防治效果差、種類少等問題[40]?？傮w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藥品種較少，不能滿足實際生產的需求，因此存在違規(guī)使用其他一些未登記或禁限用農藥的現象。浙江省地區(qū)由于陰雨天氣較多、環(huán)境濕度高，且芹菜生產以在基地集中種植為主，導致軟腐病的發(fā)生幾率較大，同時由于防治斑枯病的農藥對軟腐病有一定的預防作用，因而使得此類農藥的用量逐年增加。這些現象可能是導致芹菜中農藥多殘留和農藥超范圍使用的原因。

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

單獨計算某一種農藥的暴露風險時風險系數均較小，但將同類別農藥的殘留量根據RPF 方法累加后，以%ARfD 值進行評判時，其風險系數會增大，如擬除蟲菊酯類和煙堿類這兩組農藥中，由于各農藥的RPF 值相差不大，每種農藥提供的當量濃度較為平均，因此使得其累積急性膳食攝入風險評估結果高于單一農藥的風險。而在有機磷類和三唑類農藥中，由于馬拉硫磷、丙溴磷和苯醚甲環(huán)唑的RPF 值遠小于其他農藥，且差距在10 倍以上，因此這些農藥對累積當量濃度影響甚微，以至于未能在累積膳食風險評估中體現出這些農藥的貢獻，導致其評估結果較為片面，大大增加了風險評估的不確定性。因此，在采用RPF法進行累積膳食攝入風險評估時，當同組中各化合物的RPF 值相差過大時，簡單地根據其比例計算當量濃度，結果往往不能體現真實的風險；同時，由于RPF 法是依據毒理學數據，將各農藥的殘留量以一定比例進行累加，從而得到多殘留的累積當量濃度，但在風險評估時僅以指示農藥的ARfD 值進行計算，增加了評估結果的不確定性。因此，采用相對強度系數法進行累積膳食攝入風險評估具有一定的局限性，需要進一步完善和采集更多毒理學數據加以支撐。