劉彬 毛林夏 李昱賢 李恒
摘 要 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,農(nóng)藥的廣泛使用已成為發(fā)展中國(guó)家的一種常見做法,而這些有害農(nóng)藥在水果和蔬菜中會(huì)有一定殘留?;诖?,根據(jù)改良的QuEChERS方法從紅河地區(qū)水果和蔬菜中提取農(nóng)藥殘留物,使用氣相色譜儀分析其中的主要農(nóng)藥殘留物。結(jié)果顯示,紅河地區(qū)不同區(qū)域含有的農(nóng)藥殘留濃度不同,整體來(lái)說(shuō),氯吡硫磷的殘留較為嚴(yán)重。但根據(jù)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估計(jì)算,監(jiān)測(cè)區(qū)域農(nóng)藥殘留均未超過(guò)規(guī)定范圍,表明紅河地區(qū)農(nóng)殘管理制度較為完善。
關(guān)鍵詞 農(nóng)藥殘留;氣相色譜;有機(jī)磷酸酯類;QuEChERS方法;健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
中圖分類號(hào):F302.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.24.063
農(nóng)藥是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要投入,可有效提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量。目前,中國(guó)大量使用了各種類型的農(nóng)藥,包括有機(jī)氯、有機(jī)磷、氨基甲酸酯、鄰苯二甲酰亞胺以及擬除蟲菊酯等,用于預(yù)防水果和蔬菜中的害蟲[1]。通過(guò)皮膚和口服攝入這些有毒化學(xué)物質(zhì)可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的急性和慢性疾病,如免疫抑制,激素紊亂,生殖缺陷和癌癥等[2]。
殺蟲劑(包括有機(jī)磷和擬除蟲菊酯)和殺菌劑(包括三唑和氯腈)常用于發(fā)展中國(guó)家,用于病蟲害防治和病媒根除。由于農(nóng)民使用農(nóng)藥的方法不當(dāng),且經(jīng)常使用毒性較大的農(nóng)藥,而相關(guān)部門對(duì)這些化學(xué)品的管理和監(jiān)管不力,導(dǎo)致發(fā)展中國(guó)家農(nóng)藥中毒的發(fā)生情況遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于發(fā)達(dá)國(guó)家[3]。此外,由于市場(chǎng)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的高需求以及對(duì)食品中農(nóng)藥殘留的毒性影響認(rèn)識(shí)不足,一些農(nóng)民在水果蔬菜收獲前噴灑農(nóng)藥,導(dǎo)致農(nóng)藥殘留更為嚴(yán)重[4]。因此,必須進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,以確定食物中農(nóng)藥殘留攝入量對(duì)人體健康的影響。
云南紅河地區(qū)是云南重要的果蔬生產(chǎn)地區(qū)。因此,有必要評(píng)估這些直接用于食用的食品中的農(nóng)藥殘留情況。基于此,分析紅河地區(qū)水果和蔬菜中常用的6種有機(jī)磷農(nóng)藥(敵敵畏、樂(lè)果、甲基對(duì)硫磷、毒死蜱、馬拉硫磷和殺樸磷)殘留情況,并檢查其是否符合現(xiàn)行法規(guī),對(duì)該地區(qū)水果蔬菜中農(nóng)藥殘留所帶來(lái)的健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。
1 材料與方法
1.1 研究區(qū)域
研究區(qū)為位于云南紅河地區(qū)的蒙自縣、彌勒縣和石屏縣,是云南重要的果蔬生產(chǎn)地區(qū),具體位置如圖1所示。
云南省紅河哈尼族彝族自治州水果種植面積近10萬(wàn)公頃,產(chǎn)量約100萬(wàn)噸,產(chǎn)量和品質(zhì)居云南省第一;蔬菜種植面積6.67萬(wàn)公頃,產(chǎn)量100余萬(wàn)噸,是云南省重要的生產(chǎn)基地。其中蒙自縣水果種植面積2.3萬(wàn)公頃,蔬菜種植面積1.0萬(wàn)公頃;彌勒縣蔬菜種植面積1.72萬(wàn)公頃,水果種植面積1.80萬(wàn)公頃;石屏縣蔬菜種植面積1.00萬(wàn)公頃,水果種植面積1.53萬(wàn)公頃。
1.2 樣品采集
樣品采集以《農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)編制指南》為依據(jù)進(jìn)行。從研究區(qū)的三個(gè)區(qū)域(蒙自縣、彌勒縣和石屏縣)收集水果和蔬菜樣品,用于分析農(nóng)藥殘留。將樣品收集在滅菌塑料袋中并在24 h內(nèi)送至實(shí)驗(yàn)室,儲(chǔ)存在4 ℃的冰箱中直至檢測(cè)分析。
1.3 試劑與儀器
農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品敵敵畏、樂(lè)果、甲基對(duì)硫磷、毒死蜱、馬拉硫磷和殺樸磷,均購(gòu)自德國(guó)默克,純度為99.9%;分析純甲醇,分析純乙腈,優(yōu)級(jí)純無(wú)水硫酸鎂,優(yōu)級(jí)純氯化鈉。
氣相色譜儀(島津Nexis GC-2030);臺(tái)式冷凍離心機(jī)(Thermo Fisher)。
1.4 樣品制備
利用甲醇適當(dāng)稀釋農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品,制備不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液,并儲(chǔ)存在4 ℃冰箱里。要求使用的玻璃器皿沒(méi)有受到任何化學(xué)污染。
采用改良的QuEChERS方法用于樣品制備和農(nóng)藥提取。QuEChERS方法被推薦用于含水量為75%的基質(zhì)。根據(jù)該方法,手動(dòng)搖動(dòng)10 g在50 mL特氟隆離心管中具有10 mL乙腈的研磨復(fù)合樣品,然后在渦旋振蕩器中使樣品混合均勻。向混合物中加入5 mL水、4 g無(wú)水MgSO4和1 g NaCl,劇烈振蕩1 min。再次將混合物在渦旋振蕩器中勻漿1 min,并以3 000 rpm離心5 min。將5 mL上清液轉(zhuǎn)移至15 mL特氟隆離心管中,該離心管含有750 mg無(wú)水MgSO4,125 mg伯仲胺(PSA)和C18吸附劑的混合物。手動(dòng)搖動(dòng)混合物,然后在渦旋振蕩器中均化1 min,并以3 000 rpm離心5 min。使用0.068 947 6 MPa壓力的N2氣體在30 ℃下在Turbo Vap蒸發(fā)器中蒸發(fā)2 mL,提取樣品的一部分,使用正己烷重構(gòu)殘基用于GC 中的分析。
1.5 GC中的農(nóng)藥殘留分析
氣相色譜具有高分辨率,檢測(cè)器具有可選擇性,是農(nóng)藥分析中使用較為廣泛的技術(shù)。注入樣品(1 uL)并通過(guò)氣相色譜(GC 2030)和選擇性電子捕獲檢測(cè)器(ECD)分析農(nóng)藥的存在,即使在痕量濃度下也能檢測(cè)污染物。在DB-1701毛細(xì)管柱(30 m,0.25 mm內(nèi)徑和0.25 μm的薄膜厚度)上分離化合物,使用超純化的氮?dú)庾鳛檩d氣,注射器溫度設(shè)定為250 ℃,柱箱溫度最初設(shè)定為90 ℃并保持2 min,按每分鐘8 ℃速度升至250 ℃,然后保持12 min,檢測(cè)器溫度設(shè)定為240 ℃。將峰面積與校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)物的峰面積進(jìn)行比較,以定量測(cè)定殘留物。每種農(nóng)藥的方法檢出限(DL)為0.01 mg kg-1,在GC的工作條件下,使用3∶1的信噪比重復(fù)測(cè)量低濃度樣品,以計(jì)算檢出限。
1.6 質(zhì)量控制和量化
將由儲(chǔ)備溶液制成的已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)藥的混合物自動(dòng)注入儀器中。使用六種不同濃度的農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品校準(zhǔn)儀器,每種濃度范圍為0.000 3~0.100 0 g·mL-1,線性校準(zhǔn)曲線的R2值在0.98~0.99變化。濃度為0.03 g·mL-1的標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)藥的總離子色譜圖如圖2所示。
對(duì)空白樣品進(jìn)行強(qiáng)化農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品的回收實(shí)驗(yàn),以保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性。再制備濃度為0.15 mg·kg-1和0.01 mg·kg-1農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品的加標(biāo)樣品,采用3∶1和10∶1的信噪比(S/N)分別確定定量限(LOQ)和檢測(cè)限(LOD)。LOQ、LOD、回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)顯示,LOD范圍為0.0011~0.0120 g·kg-1,LOQ范圍為0.0012~0.0350 g·kg-1,加標(biāo)樣品的回收率為94%~99%,表明農(nóng)藥提取的方法具有精確度和可重復(fù)性。RSD的范圍為3.3%~8.1%,利用其校正數(shù)據(jù),分析試劑的空白并確定干擾物質(zhì)。
根據(jù)糧農(nóng)組織/世衛(wèi)組織(1997)的建議,使用以下公式確定每種殺蟲劑的估計(jì)日攝入量(EDI)。
EDIpi=Cpi×FER/BW
其中EDIpi為估計(jì)日農(nóng)藥攝入量(p),Cpi為農(nóng)藥平均殘留濃度,F(xiàn)ER為食物攝取率,BW為人體體重。食物攝取率數(shù)據(jù)由國(guó)家估算每日攝入量來(lái)計(jì)算,兒童和成人的體重分別假設(shè)為10 kg和60 kg。健康危害指數(shù)預(yù)測(cè)是食用化學(xué)殘留物污染的食品所造成的長(zhǎng)期健康危害風(fēng)險(xiǎn)。如下列公式所示,其表示為估計(jì)日攝入量(EDI)與可接受日攝入量(ADI)的比值。本研究采用FAO/WHO(2017)所示的農(nóng)藥日攝入量。
HHIpi=EDIpi/ADIpi
其中HHIpi為健康危害指數(shù),EDIpi為估計(jì)日攝入量,ADIpi為可接受的第i類農(nóng)藥殘留日攝入量。
2 結(jié)果與分析
2.1 水果和蔬菜中的農(nóng)藥殘留
蒙自縣,彌勒縣和石屏縣的梨、葡萄、西蘭花、卷心菜的敵敵畏、樂(lè)果、甲基對(duì)硫磷、毒死蜱、馬拉硫磷和殺樸磷的殘留量檢測(cè)結(jié)果如表1所示??梢钥闯?,所有樣品中,只有毒死蜱和樂(lè)果被檢出,其他農(nóng)藥均為未檢出狀態(tài),說(shuō)明試驗(yàn)地區(qū)毒死蜱、樂(lè)果農(nóng)藥用量較多,其中葡萄中的毒死蜱含量分別為蒙自縣0.011±0.005 mg·kg-1,石屏縣0.011±0.003 mg·kg-1;梨中的毒死蜱含量為蒙自縣0.017±0.007 mg·kg-1。西蘭花中的毒死蜱含量分別為蒙自縣0.015±0.003 mg·kg-1;西蘭花中樂(lè)果含量為石屏縣0.046±0.003 mg·kg-1;卷心菜中毒死蜱含量為蒙自縣0.012±0.006 mg·kg-1;毒死蜱是樣品中最常檢測(cè)到的殺蟲劑,其較高的濃度可能是由于其在食物基質(zhì)中持續(xù)存在和積累。
2.2 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
我國(guó)估算每日攝入量中蔬菜為285.5 g,水果為49.5 g。
根據(jù)檢測(cè)結(jié)果計(jì)算農(nóng)藥殘留的平均濃度,進(jìn)而進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。由于只有毒死蜱和樂(lè)果被檢出,因此分析這兩種農(nóng)藥的健康風(fēng)險(xiǎn),表2、表3顯示了水果和蔬菜中存在的農(nóng)藥殘留相關(guān)的預(yù)計(jì)健康風(fēng)險(xiǎn)。在2種農(nóng)藥中,兒童和成人的健康指數(shù)都為合格,表明了紅河地區(qū)農(nóng)殘管理制度較為完善。
3 結(jié)論
本研究表明,紅河地區(qū)蒙自縣、彌勒縣和石屏縣的水果和蔬菜敵敵畏、樂(lè)果、甲基對(duì)硫磷、毒死蜱、馬拉硫磷和殺樸磷6種農(nóng)藥的殘留量均在正常的范圍內(nèi),兒童和成人的健康指數(shù)都為合格,說(shuō)明紅河地區(qū)農(nóng)藥監(jiān)管制度較為完善。
參考文獻(xiàn):
[1] 張一賓.農(nóng)藥劑型的設(shè)計(jì)和新劑型的開發(fā)[J].世界農(nóng)藥,2016,38(3):9-13.
[2] 張超.我國(guó)農(nóng)民的農(nóng)藥施用行為及其健康影響與干預(yù)效果研究[D].北京:北京理工大學(xué),2016.
[3] Steven M Edworthy,汪鶯昱.發(fā)展中國(guó)家的遠(yuǎn)程醫(yī)療──其影響超過(guò)發(fā)達(dá)國(guó)家[J].英國(guó)醫(yī)學(xué)雜志(中文版),2002(3):121-122.
[4] 張紅霞.食品農(nóng)藥殘留檢測(cè)中樣品前處理技術(shù)研究進(jìn)展[J].農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備,2018(10):70-71.
(責(zé)任編輯:趙中正)