樸秀英,張峰祖,李富根
(農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)藥檢定所,北京 100125)
農(nóng)藥膳食風險評估是我國農(nóng)藥登記評審和農(nóng)藥殘留標準制定中的一個重要評估手段和技術(shù)依據(jù)。為科學規(guī)范開展農(nóng)藥膳食風險評估,原農(nóng)業(yè)部發(fā)布了《食品中農(nóng)藥殘留風險評估指南》,規(guī)范了程序和技術(shù)要求[1];2017年頒布實施的《農(nóng)藥登記資料要求》中,明確規(guī)定了登記申請者應提交農(nóng)藥膳食風險評估報告[2]。本文結(jié)合國外相關(guān)規(guī)定和評估實踐,就農(nóng)藥膳食風險評估中的幾個技術(shù)問題進行探討。
1.1 試驗設計原則 農(nóng)藥膳食風險評估所依據(jù)的農(nóng)作物殘留試驗,其試驗結(jié)果應能夠反映農(nóng)藥使用或擬推薦使用的良好農(nóng)業(yè)規(guī)范(Good Agricultural Practice,以下簡稱GAP)下的最高殘留水平。因此,對于每一農(nóng)藥登記申請者來說,通?;跀M申請的良好農(nóng)業(yè)規(guī)范中的最高施藥劑量、最多施藥次數(shù)、最短施藥間隔、最短安全間隔期來設計農(nóng)作物殘留試驗[3],并據(jù)此結(jié)果估算規(guī)范殘留試驗中值(Supervised Trials Median Residue,以下簡稱STMR)和最高殘留值(Highest Residue,以下簡稱HR)。
1.2 試驗選擇 在某一產(chǎn)品的登記評審過程中,若提交的農(nóng)作物殘留試驗符合相關(guān)管理和技術(shù)要求,則以此試驗結(jié)果估算STMR和HR。然而,推薦農(nóng)藥最大殘留限量時所開展的農(nóng)藥膳食風險評估來說,可能會面對相同農(nóng)藥/農(nóng)作物組合的多個殘留試驗報告。例如,目前吡蟲啉在防治小麥蚜蟲的登記產(chǎn)品共有309個[4],假設有20項吡蟲啉在小麥上農(nóng)作物殘留試驗報告,并且試驗GAP、農(nóng)藥產(chǎn)品劑型不盡相同。這時,需要確定最嚴格的GAP(critical GAP,以下簡寫cGAP),即能導致最大殘留水平的GAP,并以能夠反映cGAP的殘留試驗結(jié)果來估算STMR和HR。如果不加區(qū)分地采用不同GAP的試驗數(shù)據(jù),膳食風險評估結(jié)果可能會出現(xiàn)偏差。
1.3 cGAP的確定 確定cGAP時,需要考察施藥劑量、施藥時期、施藥次數(shù)及安全間隔期等參數(shù)。通常,施藥劑量越高、施藥次數(shù)越多、安全間隔期越短,則殘留水平就越高。但是,可能會遇到兩種以上參數(shù)發(fā)生反方向變化的情況,這時需要綜合分析各種數(shù)據(jù)進行研判。例如,2018年FAO/WHO JMPR評估推薦吡唑醚菌酯在茶葉上的限量時,雖然我國(0.25kg ai/ha)的最高施藥劑量高于日本(0.136 kg ai/ha),但消解動態(tài)試驗表明,吡唑醚菌酯在鮮茶葉上降解更快(表1),因此最終選擇安全間隔期短(日本:7d,我國:21d)的日本GAP作為cGAP[5]。
表1 吡唑醚菌酯在鮮茶葉上的殘留數(shù)據(jù)[5]
殘留數(shù)據(jù)越多,越能夠反映真實客觀的情況。為了以更多的數(shù)據(jù)開展膳食風險評估并推薦MRL,需要考察以其他GAP(相對于cGAP)開展的殘留試驗是否能夠獲得與cGAP相同或相似殘留水平,即判斷其他GAP與cGAP之間的可比性(comparability)。歐盟對殘留水平可比性概念的解釋是采用OECD計算器算出相同或相近的MRL,可用適當?shù)慕y(tǒng)計學方法進行評估判斷[6]??疾霨APs的可比性時,施藥劑量、安全間隔期、施藥時期和次數(shù)、施藥方法、農(nóng)藥劑型是主要考慮因素。
2.1 “±25%”原則 JMPR和OECD都遵循“±25%”原則,即導致殘留量±25%偏離的GAPs是具有可比性的[7,8]。
對于土壤施藥、種子處理和葉面施藥方式,通常認為施藥劑量與殘留量之間線性相關(guān)。因此,在其他參數(shù)一致時,與cGAP相比較,±25%施藥劑量的GAP與cGAP是具有可比性的[7,8]。果樹的施藥劑量通常按濃度(mg a.i./kg)表示,這時應考慮所用的藥液量和施藥表面積。
安全間隔期(PHI)對殘留結(jié)果的影響主要看農(nóng)藥消解情況。如果農(nóng)藥消解符合一級動力學規(guī)律(半衰期為T1/2),可以推算安全間隔期為在PHI-0.32 *T1/2和PHI+0.42*T1/2之間的GAPs是具有可比性的[7]。歐盟經(jīng)驗表明,安全間隔期偏離不超過±25%的,則認為具有可比性[8]。
2.2 施藥時期和次數(shù) 農(nóng)藥的持久性和施藥間隔會影響施藥次數(shù)對殘留水平的貢獻度。一般情況下距最后一次施藥3個半衰期前的施藥不會顯著影響最終殘留水平。對于非持久性農(nóng)藥,如果施藥次數(shù)多于5次的,前期的施藥一般不會對最終殘留有顯著的貢獻[6,7]。另外,從農(nóng)作物殘留試驗中最后一次施藥前的殘留數(shù)據(jù),也可以判斷前期施藥是否對最終殘留有明顯的影響。
2.3 施藥方式和農(nóng)藥劑型 相對于上面幾個參數(shù),不同劑型不會對最終殘留產(chǎn)生明顯影響。用于種子處理、苗前或苗期施藥、土壤溝施等劑型的殘留數(shù)據(jù)也具有可比性。對于后期兌水葉面施用的劑型,如乳油、可濕性粉劑、水分散粒劑和懸浮劑等,需要考慮兩個因素,一是農(nóng)藥產(chǎn)品中是否含有有機溶劑或油,二是安全間隔期。如果PHI長于7d,并且農(nóng)藥產(chǎn)品不含有機溶劑或油,則認為導致相近的殘留水平[7]。
2.4 其他 不同殘留試驗的GAPs雖然具有可比性,但是其殘留數(shù)據(jù)存在明顯差異時,需要判斷不同試驗的殘留數(shù)據(jù)是否來自同一總體,必要時可采用統(tǒng)計檢驗,如曼-惠特尼秩和檢驗(Mann-Whitney U-test)或多組獨立樣本的秩和檢驗(Kruskal-Wallis H test)[7]。
3.1 獨立試驗的判定 獨立試驗是相對重復試驗提出的概念,并且是針對具有可比性的GAPs的。估算STMR和HR時,一個獨立試驗僅選擇一個殘留數(shù)據(jù)。確定獨立試驗時需要考慮試驗點地理位置、種植(一年生作物)和施藥時期、農(nóng)藥產(chǎn)品劑型、施藥方式、施藥劑量、施藥器械等。地理位置不同的試驗,以及在同一試驗點點的不同方式施藥、作物種植和施藥時期間隔>30d、額外使用助劑的試驗,均被認為是獨立試驗[7]。但是,在相同試驗點、相同噴藥操作、不同施藥器械(其他要素均一致)的試驗,則被認為是非獨立試驗,即是重復試驗[7]。同一試驗點施藥劑量不同的試驗,按照2.1的“±25%”原則,若判定具有可比性,則認為是重復試驗;若判定為不具有可比性,可以采用比例推算原則選擇導致最高殘留量的試驗[7,8]。
3.2 重復數(shù)據(jù)的處理 農(nóng)作物殘留試驗中會出現(xiàn)不同類型的“重復”數(shù)據(jù),主要有以下幾個情形;(a)實驗室重復制備樣品;(b) 重復檢測樣品;(c) 一個試驗小區(qū)的重復樣品;(d) 一個試驗點的重復試驗小區(qū);(e)一個試驗點的重復試驗。對于a和b類的重復數(shù)據(jù),平均值則被認為對一個實驗室樣品殘留量的最佳估計值;對于c和d類,平均值用于STMR估算、最大殘留限量推薦以及動物膳食負荷的計算;然而,確定HR則是基于有重復樣品的最高殘留值;e情況時,選擇產(chǎn)生最高殘留水平的小區(qū)的試驗,用于最高殘留限量推薦和膳食攝入評估[7]。
3.3 低于定量限的殘留數(shù)據(jù) 一般來說,當所有相關(guān)試驗數(shù)據(jù)都小于定量限時,可將STMR 值設定為定量限。在具有多個不同定量限的試驗設計中,如果試驗數(shù)據(jù)均小于定量限,則通常使用最低的定量限作為 STMR值,但需要考慮最小定量限試驗的數(shù)據(jù)量[7]。
3.4 數(shù)值修約和異常值處理 為STMR和HR能夠反映客觀真實的殘留水平,通常在數(shù)據(jù)計算最后一步進行數(shù)值修約,即報告最終結(jié)果時進行。對于異常值,應充分論證可獲得的相關(guān)信息后才可以舍去,即不能隨意舍去異常值。
用于膳食風險評估的殘留物主要有三種情形,即僅為母體、僅為代謝物、母體和代謝物。不同情況的膳食風險評估中所選取的數(shù)據(jù)及計算方法有所差異。
4.1 用于膳食風險評估的殘留物僅為母體或代謝物 僅為母體時最簡單,STMR、HR、每日允許攝入量(Accepted Daily Intake,以下簡稱ADI)或急性參考劑量(Acute Reference of Dose,以下簡稱ARfD)均選擇母體殘留數(shù)據(jù)和毒理學終點。僅為代謝物時,則選擇代謝物的殘留數(shù)據(jù)估算STMR和HR,并且應選用代謝物的ADI或ARfD。例如丙硫菌唑,其用于膳食風險評估的殘留定義為脫硫丙硫菌唑,丙硫菌唑的ADI為0.05mg/kg bw,其ARfD為0.8mg/kg bw(婦女和育齡女性);而脫硫丙硫菌唑的ADI低于丙硫菌唑(0.01mg/kg bw),ARfD是分不同人群制定,對一般人群和育齡婦女分別為1mg/kg bw和0.01mg/kg bw[9]。
4.2 用于膳食風險評估的殘留物為母體和代謝物 第一種情形是當母體和代謝物具有相似的毒性效應時,用于膳食風險評估的殘留物為母體和代謝物,以母體表示。這時選用母體的ADI和ARfD,并以母體和代謝物殘留量之和估算STMR和HR,其中代謝物的殘留量需要用母體和代謝物的摩爾分子量進行折算。
第二種情形是母體和代謝物具有相同的毒性作用機理,但毒性水平不一致,通常代謝物毒性高于母體,如乙酰甲胺膦,其代謝物甲胺磷的ADI和ARfD分別是母體乙酰甲胺磷的7.5倍和10倍。在膳食風險評估中需要同時考慮乙酰甲胺磷和甲胺磷,既要考慮殘留水平,也要考慮毒性水平的差異。因此,估算STMR時采用乙酰甲胺磷和7.5倍甲胺磷殘留量之和,估算HR時則采用乙酰甲胺磷和10倍甲胺磷殘留量之和。
第三種情形是母體和代謝物分別評估,其原因主要是毒性機理不相同。例如噻蟲嗪和百菌清,其用于膳食風險評估的殘留定義為噻蟲嗪和噻蟲胺、百菌清和SDS3701[10]。這時需要分別估算母體和代謝物的STMR和HR,并采用各自的ADI和ARfD(如需要),分別開展膳食風險評估。需要注意的是,由于噻蟲胺也是一種農(nóng)藥,因此在開展噻蟲胺膳食風險評估時,需要考慮使用噻蟲嗪導致的噻蟲胺殘留水平。
4.3 低于定量限的殘留量之和的計算 殘留試驗結(jié)果中經(jīng)常會遇到殘留量低于定量限的情況,這時根據(jù)所獲得的信息,具體情況具體分析(case-by-case)后,計算母體和代謝物之和。下面以3個JMPR的評估實例簡單介紹[7]。
JMPR實例1:咪唑菌酮(fenamidone)用于膳食風險評估的殘留定義為咪唑菌酮和代謝物RPA 410193、RPA 412636、RPA 412708之和,以咪唑菌酮表示(后兩個代謝物僅為土壤代謝物)。當母體和代謝物的殘留量低于定量限時,由于不同作物的安全間隔期不同,在不同作物上殘留量之和的計算不能簡單相加。在PHI為4~5周收獲的葡萄和草莓中,RPA 410193與母體殘留量的數(shù)量級相同,殘留量之和為母體和代謝物相加;但是,在較短的安全間隔期(2~21d)內(nèi)收獲的其他植物商品中,代謝物比母體殘留量低得多,殘留量之和只考慮母體(表2)。
表2 咪唑菌酮和RPA410193的殘留量
續(xù)表
JMPR實例2:腈菌唑(myclobutanil)在植物商品中用于膳食風險評估的殘留定義為腈菌唑與代謝物RH-9090及其共軛物之和,以腈菌唑表示。RH-9090的定量限為0.01mg/kg,檢出限為0.0025mg/kg。當RH-9090的殘留量高于檢出限、低于定量限時,認為腈菌唑和RH-9090的殘留量在一個數(shù)量級水平,殘留量之和為兩者之和;但是,當RH-9090的殘留量低于檢出限,認為腈菌唑的殘留量明顯高于RH-9090,殘留量之和只考慮母體(表3)。
表3 腈菌唑和RH-9090的殘留量
JMPR實例3:肟菌酯(trifloxystrobin)用于膳食風險評估的殘留定義為肟菌酯和代謝物CGA321113之和,以肟菌酯表示??紤]到CGA321113通常在農(nóng)作物的農(nóng)藥殘留中占比很小,當CGA321113殘留量低于定量限時,不計入殘留量之和表(4)。
表4 肟菌酯和CGA321113的殘留量
5.1 一是規(guī)范開展農(nóng)作物殘留試驗,是農(nóng)藥膳食風險評估的重要基礎(chǔ) 試驗設計應能夠反映擬推薦的GAP,且能夠獲得最高殘留水平,特別是待測殘留物應包含用于監(jiān)測和膳食風險評估的殘留物。試驗過程中,特別注意施藥和田間樣品采樣的均勻性,樣品運輸條件符合相關(guān)要求,如實記錄氣象數(shù)據(jù)、田間管理以及試驗過程中的任何偏離。試驗報告應描述清楚試驗開展、數(shù)據(jù)計算過程,完整規(guī)范呈現(xiàn)試驗數(shù)據(jù)及計算結(jié)果,對試驗數(shù)據(jù)異常值要有客觀分析。
5.2 是充分利用和分析數(shù)據(jù)信息,是農(nóng)藥膳食風險評估的重要手段 農(nóng)藥膳食風險評估過程中常常會遇到新情況新問題。從國外的評估實踐來看,最有效快捷的方法是充分利用數(shù)據(jù)信息,比如植物代謝試驗、消解試驗、作物生長、農(nóng)藥特性等,具體問題具體分析,從有限的數(shù)據(jù)客觀預測現(xiàn)實情況,做出合理的判斷和解釋。對農(nóng)藥膳食風險評估感興趣的技術(shù)人員可多研讀JMPR評估報告,逐步鍛煉和積累數(shù)據(jù)分析能力和經(jīng)驗。