集約化種植菠菜的農藥殘留及膳食暴露風險評估

莎 娜，李國銀，張昕欣，張福金，連海飛，康博洋，狄彩霞，楊永青，史 培

（1.內蒙古自治區(qū)農牧業(yè)科學院，內蒙古呼和浩特 010031；2.農業(yè)農村部農產品質量安全風險評估實驗室（呼和浩特），內蒙古呼和浩特 010031）

近年來，隨著農業(yè)科技快速發(fā)展，人們主要蔬菜消費量劇增，在蔬菜大規(guī)模集約化種植過程中，普遍存在大量使用化學農藥防治病蟲害現(xiàn)象，雖然化學農藥可以殺死一些害蟲，促進蔬菜的生長，但不適當或過量使用農藥會導致環(huán)境污染并增加人體健康風險，而葉菜類蔬菜作為我國主要消費蔬菜類型，在生產中用藥更普遍[1-4]。菠菜具有很高的營養(yǎng)價值，富含類胡蘿卜素、葉黃素以及多種維生素，還含有豐富的鈣、鐵、磷、鉀和鈉等礦物質元素。同時具有降脂、降糖、抗氧化、抗癌、增強體力、保養(yǎng)皮膚、改善視力、調理血壓、預防眼底黃斑病變和血友病等作用[5]。菠菜（Spinacia oleraceaL.）屬于莧科藜亞科菠菜屬植物，是以綠葉為主要器官的一、二年生草本植物。內蒙古烏蘭察布市屬于典型的大陸性氣候、晝夜溫差大、氣候較為寒涼、年降水稀少，是全國三大冷涼蔬菜基地之一，菠菜在當?shù)匾陨a基地集約化種植為主，是種植業(yè)主要經(jīng)濟來源之一。但是，菠菜生長周期較長，易發(fā)病蟲害，如果在集約化種植過程中農藥使用不合理，會使病蟲害抗藥性增強，導致藥量增加、農藥殘留超標，造成惡性循環(huán)，對菠菜的質量安全及消費者的健康造成巨大隱患[6]。菠菜種植過程中常見病害有霜霉病、炭疽病、病毒病等，蟲害有蚜蟲、潛葉蠅、菜螟等，常用防治手段以化學農藥為主[7]，大量施用農藥化肥必然對菠菜的質量安全帶來潛在風險，所以對菠菜進行農藥殘留檢測和膳食暴露風險評估非常必要。朱曼潔[8]用氣相色譜三重四級桿質譜掃描了菠菜中的甲胺磷、氧樂果、溴氰菊酯和甲氰菊酯等農藥的殘留量。呂冰峰等[9]在2018年分析了我國蔬菜的食品安全形勢，指出菠菜的合格率僅為82.5%；宋玉峰等[10]研究了以菠菜為例的鮮食農產品風險，評估表明，與暴露于一種單一農藥殘留相比，人體暴露于多種農藥殘留可能會引起更高的聯(lián)合毒性效應。因此，針對單一農藥品種進行評估的方式可能會造成風險程度的低估[11]。雖然已有菠菜農藥殘留的研究，但鮮有菠菜農藥多殘留組分膳食暴露的報道，本研究以內蒙古烏蘭察布市某縣集約化種植的菠菜為試驗樣品，結合我國居民營養(yǎng)與慢性病狀況報告[12]及居民膳食指南數(shù)據(jù)[13]，對其農藥殘留情況以及膳食暴露風險進行風險評估工作，以期為當?shù)夭げ税踩a提供技術支撐，為政府監(jiān)管部門提供執(zhí)法依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 樣品采集

于2021年在內蒙古烏蘭察布市某縣規(guī)模集約化種植產區(qū)采集樣本80 個，包括生產基地60 個、蔬菜市場20 個。所有菠菜樣品采集按照GB/T 8855—2008《新鮮水果和蔬菜取樣方法》[14]執(zhí)行，樣品盡快勻漿，于-18 ℃冷凍保存，備用。

1.2 儀器和試劑

微孔濾膜（0.22 μm）；乙腈、甲醇、正己烷、丙酮、二氯甲烷（色譜級，德國默克）；甲酸（ACROS ORGANICS，賽默飛）；氯化鈉（分析純）；2 mL DIKMA 凈化管（C1850 mg、PSA 50 mg、MgSO4150 mg，迪瑪科技）。各農藥標準品，購于農業(yè)農村部環(huán)境保護科研檢測所；實驗用水為Milli-Q 超純水儀制造。

LC-MS/MS 液相色譜-串聯(lián)質譜儀（Waters-TQ-S Micro），GC-MS/MS 氣相色譜-串聯(lián)質譜儀（Thermo-TSQ-quantum GC），AE270 電子天平（Mettler Toledo公司），勻漿機（Hestix Scientific），VORTEX-GENIE渦旋振蕩器（上海蘭儀），GL-20G-C 高速冷凍離心機（上海精密儀器），Milli-Q（超純水制水儀，美國），TTL-DC 氮吹儀（天津奧特賽恩斯儀器），MXZH2800樣品粉碎機（松下）。

1.3 檢測方法及判定標準

稱取適量菠菜樣品，對63 種農藥進行添加回收試驗，添加水平為0.15 mg/kg，采用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》、NY/T 789—2014《農藥殘留分析樣本的采樣方法》、GB 23200.86—2016《植物源食品中208 種農藥及其代謝物殘留量的測定氣相色譜-串聯(lián)質譜法》、GB 20769—2008《水果和蔬菜中450 種農藥及相關化學品殘留的測定液相色譜-串聯(lián)質譜法》進行檢測，結果按照GB 2763—2021《食品安全國家標準食品中農藥最大殘留限量》[15]進行判斷，該方法中未規(guī)定限量的農藥不予判定。最終回收率為75.6%～107.8%，表明選用的方法結果可靠，可以用于檢測菠菜樣品。

檢測項目按農藥類別劃分，包括殺蟲劑43 種，分別為甲胺磷、對硫磷、甲基對硫磷、六六六、滴滴涕、甲基硫環(huán)磷、久效磷、氟蟲腈（包括氟甲腈、氟蟲腈硫醚、氟蟲腈砜）、甲拌磷（包括甲拌磷砜和甲拌磷亞砜）、殺螟硫磷、伏殺硫磷、三氯殺螨醇、氰戊菊酯、氟氯氰菊酯、乙酰甲胺磷、丙溴磷、馬拉硫磷、三唑磷、亞胺硫磷、辛硫磷、二嗪磷、滅多威、滅幼脲、除蟲脲、氧樂果、水胺硫磷、甲基異柳磷、克百威（包括3-羥基克百威）、涕滅威（包括涕滅威砜和涕滅威亞砜）、毒死蜱、吡蟲啉、啶蟲脒、滅蠅胺、阿維菌素、辛硫磷、異丙威、甲基阿維菌素苯甲酸鹽、茚蟲威、噻蟲嗪、聯(lián)苯菊酯、溴氰菊酯、乙烯菌核利、氯氰菊酯；殺菌劑17 種，分別為五氯硝基苯、三唑酮、百菌清、霜霉威、嘧菌酯、烯酰嗎啉、腐霉利、戊唑醇、咯菌腈、腐霉利、氟嗎啉、苯醚甲環(huán)唑、丙環(huán)唑、異菌脲、噻菌酮、甲霜靈、多菌靈；除草劑2 種，分別為異丙甲草胺、二甲戊靈；殺螨劑1 種，為噠螨靈。

1.4 膳食暴露風險評估

慢性膳食暴露風險評估：慢性膳食暴露風險即慢性或長期接觸毒性與農藥殘留每日允許攝入量的函數(shù)，計算公式[16]如下

式中，STMR為菠菜中農藥殘留的平均值（mg/kg）；ADI為農藥每日允許攝入量（mg/kg）；P 為標準人群菠菜日消費量（269.4 g）；BW 為標準人群平均體重（以60 kg 計）。

當%ADI≤100%時，表示菠菜中農藥殘留風險可接受，%ADI越小則風險越小；當%ADI＞100%時，表示菠菜中農藥殘留有不可接受的風險。

急性膳食暴露風險評估：是計算1 d 食物消費中攝入的食物和水中某種物質殘留量，計算公式[17]如下

式中，HR為菠菜中農藥殘留的最大值（mg/kg）；ARfD為農藥急性攝入?yún)⒖紕┝浚╩g/kg）；P 為居民菠菜消費大份餐（為500.0 g）；BW 為標準人群平均體重（以60 kg 計）。

當%ARfD≤100%時，表示菠菜中農藥殘留風險可接受，%ARfD越小則風險越小；當%ARfD＞100%時，表示菠菜中農藥殘留有不可接受的風險。

農藥殘留風險排序：借鑒英國獸藥殘留委員會獸藥殘留風險排序矩陣[18]，選用農藥毒性、農藥毒效（即ADI值）、菠菜膳食比例、農藥使用頻率、高暴露人群、殘留水平6 項指標，樣品中各農藥的殘留風險得分（S）采用公式（3）和（4）計算，該值越高殘留風險越大。

式中，F(xiàn)OD為菠菜種植期間農藥使用頻率；T為菠菜成熟過程中使用該農藥次數(shù)；H為菠菜生長天數(shù)；S為風險得分；A為農藥毒性得分；B為農藥毒效得分（隨著ADI的降低，賦值得分增加）；C為菠菜膳食比例得分；D為農藥使用頻率得分；E為高暴露人群得分；F為殘留水平得分。

2 結果與分析

2.1 菠菜中農藥殘留情況

由表1 可知，烏蘭察布市某縣80 個菠菜樣品中共檢測出農藥殘留3 大類16 種農藥，占驗證參數(shù)的25.40%，農藥檢出率均為30.00%以下，最高的是殺蟲劑吡蟲啉，檢出率為30.00%，其次為殺菌劑甲霜靈（18.75%）和殺蟲劑滅蠅胺（16.30%）。檢出農藥含量為0.002 0～1.280 0 mg/kg，參照GB 2763—2021[15]規(guī)定的菠菜中最大殘留限量進行超標判定，菠菜樣品中共有2 批次氟蟲腈超標，超標率為2.5%。

表1 菠菜樣品中農藥的檢出情況

由圖1 可知，檢出農藥按類別劃分為殺蟲劑、殺菌劑、殺螨劑，分別為10、5、1 種，分別占檢出農藥總數(shù)的62.50%、31.25%、6.25%，檢出農藥以殺蟲劑為主，其中殺蟲劑10 種分別為氟蟲腈、氯氰菊酯、吡蟲啉、啶蟲脒、滅蠅胺、茚蟲威、噻蟲嗪、聯(lián)苯菊酯、毒死蜱、溴氰菊酯；殺菌劑5 種分別為多菌靈、丙環(huán)唑、甲霜靈、腐霉利、嘧菌酯；殺螨劑1種為噠螨靈。

圖1 菠菜樣品中檢出的不同農藥類別比較

由圖2 可知，根據(jù)樣品中檢出農藥種類數(shù)劃分為1～6 種，13 個樣品檢出1 種農藥殘留占比為16.25%，15 個樣品檢出2～4 種農藥殘留占比為18.75%，27 個樣品檢出5～6 種農藥殘留占比為33.75%，其余樣品未檢出農藥殘留。檢出5～6 種農藥殘留在所檢樣品中占比最大，該現(xiàn)象是否會產生一定的毒害作用，有待進一步研究驗證。

圖2 菠菜樣品中農藥殘留種類數(shù)

由圖3 可知，檢出農藥按毒性劃分，低毒性15 種，占檢出農藥93.75%；中等毒性1 種，占檢出農藥6.25%。樣品中沒有高毒性農藥檢出，以低毒性農藥為主。

圖3 菠菜樣品中檢出的不同農藥毒性比較

2.2 慢性、急性膳食暴露風險分析

2.2.1 慢性膳食暴露風險分析

由表2 可知，樣品中檢出的16 種農藥%ADI值均低于100%。在標準人群中，氟蟲腈的%ADI值最高，為2.24%；其次為噠螨靈，為2.02%；嘧菌酯、滅蠅胺%ADI值分別為1.39%、1.06%，其他農藥的%ADI均低于1.00%，說明菠菜中農藥殘留的慢性膳食暴露風險在標準人群中為可接受范圍，但氟蟲腈的%ADI值高于其他農藥，慢性膳食暴露風險較高。不同年齡段的%ADI值表現(xiàn)為：隨著年齡的增長，菠菜中的農藥慢性膳食暴露風險降低；幼兒的不同農藥慢性膳食暴露風險指數(shù)均為最高，說明菠菜中農藥殘留的風險對幼兒造成的危害最大。因此，氟蟲腈在菠菜中的殘留給2～6 歲幼兒帶來的風險相對較高，應給予重視，同時要加強氟蟲腈的禁用管理。

表2 菠菜樣品中檢出農藥慢性膳食暴露風險評估結果

2.2.2 急性膳食暴露風險分析

世界衛(wèi)生組織數(shù)據(jù)庫[19]中未規(guī)定嘧菌酯、甲霜靈和噠螨靈的%ARfD，不進行計算?！吨袊用裆攀持改稀穂13]推薦我國居民每天需攝入300～500 g 蔬菜；《中國居民營養(yǎng)與慢性病狀況報告（2015）》[12]中指出，2012年我國居民平均每日食用新鮮蔬菜攝入量按標準體重60 kg 計算，消費量為269.4 g。由表3 可知，標準人群中，16 種殘留農藥的%ARfD值占比為0.013%～41.670%，均低于100%，說明即使在最大攝入量下，殘留農藥對一般人群的急性膳食暴露風險都在可接受范圍內，其中氟蟲腈%ARfD值最高（41.670%）。

表3 菠菜樣品中檢出農藥急性膳食暴露風險評估結果

2.3 農藥殘留風險排序分析

毒性、毒效、菠菜膳食比例、農藥使用頻率、高暴露人群、農藥殘留水平均采用原賦值標準，各指標賦值標準見表4。

表4 風險排序得分賦值標準

菠菜占居民總膳食百分比按0.28%計算（數(shù)據(jù)來源于《中國居民膳食指南》），賦值為0 分，本次檢出農藥最大使用次數(shù)T為3 次，生長天數(shù)H為35 d，使用頻率（FOD）按公式（3）計算為8.6，即D的得分賦值為1 分，當前尚無資料判定存在高暴露人群數(shù)據(jù)，E的得分為3 分，結果見表5。

根據(jù)英國獸藥殘留委員會獸藥殘留風險排序矩陣，計算農藥的殘留風險得分，劃分為3 類，第1 類為高風險農藥，殘留風險＞45 分；第2 類為中風險農藥，殘留風險為45～30 分；第三類為低風險農藥，殘留分值＜30 分。參照表5 得分賦值標準，按照公式（3）和（4）計算，得分均低于30 分[20]，檢出農藥殘留經(jīng)過排序計算均屬于低風險。在16 種檢出農藥中，農藥殘留風險在可接受范圍內，氟蟲氰的農藥殘留風險排序得分最高，說明該農藥在所檢菠菜中農藥殘留風險相對較高，應該予以重視。

表5 菠菜樣品中檢出農藥殘留風險排序得分

3 結論與討論

綜上所述，在內蒙古烏蘭察布市集約化種植基地采集80 份菠菜，樣品檢出16 種農藥包括：多菌靈2 次（2.50%）、嘧菌酯7 次（8.75%）、丙環(huán)唑5 次（6.25%）、吡蟲啉24 次（30.00%）、啶蟲脒9 次（11.25%）、甲霜靈15 次（18.75%）、滅蠅胺13 次（16.25%）、茚蟲威7 次（8.75%）、噻蟲嗪4 次（5.00%）、氟蟲腈10 次（12.50%）、氯氰菊酯11 次（13.75%）、噠螨靈11 次（13.75%）、聯(lián)苯菊酯5 次（6.25%）、腐霉利4 次（5.00%）、毒死蜱3 次（3.75%）、溴氰菊酯3 次（3.75%），檢出農藥以殺蟲劑、低毒農藥為主，檢出農藥含量在0.002 0～1.280 0 mg/kg，農藥超標率2.5%，超標農藥為氟蟲腈，原因可能是葉菜表面積大，與農藥直接接觸容易吸收較多農藥[21]，表明農民因利益驅動，為使菠菜快速上市加大了多種農藥的使用頻率與劑量，菠菜中存在一定程度的多種農藥殘留，且有超標農藥存在，建議相關部門加大監(jiān)管力度，組織農業(yè)技術專家入戶，指導農民科學規(guī)范使用農藥。

利用農藥毒理學數(shù)據(jù)（ADI值、ARfD值）、農藥殘留數(shù)據(jù)和菠菜消費數(shù)據(jù)對檢出的16 種農藥進行風險評估，結果表明，除了嘧菌酯、甲霜靈、噠螨靈沒有ARfD信息，其余檢出的農藥殘留慢性膳食暴露風險（%ADI）和急性膳食暴露風險（%ARfD）均低于100%，表明食用者無健康風險，對于不同年齡段單一農藥的急、慢性膳食暴露風險均在可接受范圍內，氟蟲腈的%ADI值高于其他農藥，但是不具有慢性膳食暴露風險。借鑒英國獸藥殘留委員會獸藥殘留風險排序矩陣，對檢出的16 種農藥進行風險排序，依據(jù)最終得分判定檢出農藥屬于低風險農藥殘留，但是超標農藥氟蟲腈屬于潛在的風險因子，建議在菠菜安全生產監(jiān)管中，加強氟蟲腈禁用農藥監(jiān)管，確保該地區(qū)菠菜種植產業(yè)綠色高質量發(fā)展。