張興政，李欣宇，程云清，劉劍鋒

(吉林師范大學(xué)吉林省植物資源科學(xué)與綠色生產(chǎn)重點實驗室，吉林 四平 136000)

殺蟲劑的使用對于農(nóng)林業(yè)的增產(chǎn)增收有重要作用，然而，大多數(shù)殺蟲劑具有一定毒性，不規(guī)范使用將引起嚴重的化學(xué)殘留超標(biāo)問題，給人類健康造成重要隱患[1]。為了保護消費者健康，改進農(nóng)業(yè)資源管理和減少經(jīng)濟損失，許多國家對食品藥物殘留有著嚴格的監(jiān)管制度[2-4]，同時也加強了對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的風(fēng)險評估。目前對農(nóng)藥殘留等有害物累積風(fēng)險評估方法較多，例如偏離指數(shù)點和聯(lián)合暴露邊界、危害指數(shù)和累積危害指數(shù)等[5]，其中后兩種算法因較為簡單，其應(yīng)用更為普遍。

榛子(Corylusspp.)是樺木科(Betulaceae)、榛屬(Corylus)植物，果仁富含維生素、酚類化合物、纖維和礦物質(zhì)，不飽和脂肪酸含量也很高[6-7]。近年來，榛子栽培面積快速增長，對產(chǎn)區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展起到了重要支撐作用。目前，中國榛子的栽培過程中，主要害蟲包括榛實象甲[8]、榛椿象和黃達癭蚊[9-10]等。榛子天然林因以上害蟲的危害導(dǎo)致產(chǎn)量極低；大多數(shù)殺蟲劑都是疏水性的，而榛子果實富含脂肪酸，生產(chǎn)實踐中榛子人工果園一般進行多次化學(xué)防治，殺蟲劑等農(nóng)藥的長期施用無疑加大了化學(xué)防治導(dǎo)致殘留超標(biāo)的風(fēng)險。此前關(guān)于堅果中污染物的報道主要關(guān)注霉菌毒素。在各種真菌毒素中，黃曲霉毒素是重要的致癌物，因而受更多的關(guān)注[11-12]。目前有關(guān)榛子堅果中殺蟲劑殘留的研究還很少，考慮到化學(xué)殺蟲劑在榛子栽培過程中被廣泛應(yīng)用，為了保護消費者免受殺蟲劑殘留的影響[13]，有必要對榛子化學(xué)防治后導(dǎo)致的農(nóng)殘與攝入后消費者健康風(fēng)險進行檢測與評估。本研究以不同來源的榛子果實、葉片及土壤為研究材料，測定材料中殘留殺蟲劑(有機磷、有機氯、擬除蟲菊酯)的含量，并對檢測到的殺蟲劑殘留進行消費者攝入健康評估，以期為榛子栽培過程中化學(xué)農(nóng)藥殘留的風(fēng)險評估提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集、殺蟲劑標(biāo)準(zhǔn)品及其他分析試劑

2018年8月底至9月上旬，在吉林省和遼寧省10個縣市的26個榛園進行樣品的采集。分布于吉林省的采樣地點包括6個縣市：蛟河(N=2)、白山(N=2)、永吉(N=1)、舒蘭(N=1)、樺甸(N=2)、通化市(N=2)。分布于遼寧省的采樣地點包括4個縣市：開原(N=13)、綏中(N=1)、西豐(N=1)、遼陽(N=1)。N表示在采樣地N個榛園采集榛子果實、葉片和土壤樣品。共采集榛子果實(榛仁和榛殼)樣品26個，葉片和土壤樣品各21個。其中開原4個榛園、遼陽1個榛園未取葉片和土壤樣品。在采樣榛園中隨機選取20棵榛樹作為一組混合采集果實和葉片樣品，混合后各取2.0 kg與1.0 kg以上，各采樣點準(zhǔn)備3組平行樣品；自榛樹樹冠垂直投影區(qū)域土地深度約為20 cm以內(nèi)采集土壤樣品，混合均勻后取1.0 kg以上，各采樣點準(zhǔn)備3組平行樣品。采集樣品運送至實驗室后，于-20 ℃冰箱儲存?zhèn)溆谩?/p>

從北京壇墨質(zhì)檢科技有限公司采購19種殺蟲劑標(biāo)準(zhǔn)品，其中，有機磷類殺蟲劑標(biāo)準(zhǔn)品9種，包括敵敵畏、樂果、二嗪磷、殺螟硫磷、馬拉硫磷、毒死蜱、對硫磷、丙溴磷、噠螨靈；有機氯類殺蟲劑標(biāo)準(zhǔn)品2種，包括六氯化苯(六六六)和五氯硝基苯；除蟲菊酯類殺蟲劑標(biāo)準(zhǔn)品8種，包括氟氰戊菊酯、氟胺氰菊酯、聯(lián)苯菊酯、甲氰菊酯、氯氟氰菊酯、氟氯氰菊酯、氯氰菊酯和醚菊酯。用丙酮作為溶劑，配制單個殺蟲劑標(biāo)準(zhǔn)品儲備溶液，質(zhì)量濃度為100 mg/L，置于-20 ℃條件下貯存。用丙酮或正己烷作為溶劑，配制系列含有殺蟲劑混標(biāo)稀釋液，每種殺蟲劑標(biāo)準(zhǔn)品質(zhì)量濃度為10 mg/L。德國Merck氣相色譜級丙酮和正己烷購自青島天澤生物技術(shù)有限公司。氯化鈉分析純購自中國醫(yī)藥集團有限公司(國藥集團)。

1.2 殺蟲劑殘留提取與純化

1.2.1 果實、葉片樣品中殺蟲劑殘留的提取純化

①果仁、果殼、葉片樣品用粉碎機粉碎成粉末，將30 g粉碎后的樣品與70 mL乙腈充分混合振蕩2 min。②將萃取溶劑過濾至含有7 g氯化鈉的100 mL量筒中，震蕩萃取10 min。分層后取上層25 mL乙腈相，轉(zhuǎn)置旋轉(zhuǎn)真空蒸發(fā)儀(水浴溫度40 ℃)蒸發(fā)至接近干燥。濃縮液過微孔濾膜(孔徑0.45 μm)去雜質(zhì)，用丙酮將提取物定容至2 mL，用于分析有機磷殺蟲劑(OPs)殘留。③取20 mL乙腈相至50 mL燒瓶中，旋轉(zhuǎn)真空蒸發(fā)儀(水浴溫度40 ℃)蒸發(fā)至接近干燥，用正己烷將提取物重新定容至2 mL。用5 mL 10%丙酮/正己烷活化Florisil SPE柱，5 mL正己烷淋洗后，純化上述2 mL提取液，用5 mL 10%丙酮/正己烷沖洗燒瓶后淋洗柱子兩次，混合液轉(zhuǎn)置旋轉(zhuǎn)真空蒸發(fā)儀(水浴溫度40 ℃)蒸發(fā)至接近干燥，濃縮液過微孔濾膜(孔徑0.45 μm)去雜，并用正己烷定容至2 mL，用于分析有機氯殺蟲劑(OCs)和除蟲菊酯(PYs)。

1.2.2 土壤樣品中殺蟲劑殘留的提取純化

取土壤樣品30 g，用60目(孔徑0.25 mm)篩網(wǎng)過篩去雜，然后與甲醇和丙酮(體積比為1∶1)充分震蕩混合。將樣品進行純化后，用于分析有機磷(OPs)殺蟲劑殘留，以及有機氯殺蟲劑(OCs)和除蟲菊酯(PYs)。

1.3 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀分析

儀器分析參數(shù)設(shè)置參考食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)GB 23200.9—2016《糧谷中475種農(nóng)藥及相關(guān)化學(xué)品殘留量的測定：氣相色譜-質(zhì)譜法》的測試條件[14]。測試儀器為Clarus 680 GC氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(珀金埃爾默公司，美國)；色譜柱為DB-1701石英毛細管柱(30 m×250 μm)，色譜柱溫度程序為：初始溫度40 ℃，保持1 min，然后以30 ℃/min程序升溫至130 ℃，再以5 ℃/min程序升溫至250 ℃，再以10 ℃/min升溫至300 ℃，保持5 min。載氣為氦氣，純度 ≥ 99.999%，流速1.5 mL/min。進樣口溫度290 ℃,進樣量1 μL,進樣方式：無分流進樣，1.5 min后打開分流閥和隔墊吹掃閥。電子轟擊源70 eV，離子源溫度230 ℃，GC-MS接口溫度280 ℃。選擇離子監(jiān)測：每種化合物選擇一個定量離子，2～3個定性離子。每組所有檢測成分按照出峰順序，分時段分別檢測。

1.4 殺蟲劑殘留的定量限、回收率和檢出限

本研究中用到的19種殺蟲劑標(biāo)準(zhǔn)品CAS號、定量限(LOQ)、回收率和檢出限(LOD)詳見表1。

表1 19種殺蟲劑標(biāo)準(zhǔn)品的CAS號、定量限、回收率和檢出限Table 1 The CAS number,LOQ,recovery rate and LOD of 19 pesticide standards

用外標(biāo)曲線法對殺蟲劑殘留進行定量。為了避免干擾和污染，每4～5個樣品為一批次，每批次設(shè)置1個空白對照，該對照除沒有添加樣品外，其他提取與純化程序與待測樣品的程序完全相同，確認殺蟲劑殘留定量的準(zhǔn)確性(3次生物學(xué)重復(fù)定量結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)誤差小于10%，表明測定重復(fù)性好，并取其均值)。為確保殺蟲劑殘留量定量的準(zhǔn)確性，每天用標(biāo)準(zhǔn)溶液對氣質(zhì)聯(lián)用儀進行校準(zhǔn)。檢測器線性響應(yīng)區(qū)間內(nèi)建立校準(zhǔn)曲線進行殺蟲劑殘留的定量，峰面積與質(zhì)量濃度的相關(guān)性良好(R2>0.99)。檢出限是回收率分析的最低添加濃度，本研究中目標(biāo)殺蟲劑殘留的LODs范圍為0.1～11.1 μg/kg。定量限定義為產(chǎn)生峰值信噪比為10的殺蟲劑標(biāo)準(zhǔn)品的最低濃度。

1.5 膳食攝入風(fēng)險評估

根據(jù)估計短期攝入量(estimated short-term intake,記為ESTI)和急性參考劑量(acute reference dose,記為ARfD)，計算急性危害指數(shù)(acute/short-term consumer health risk,記為aHI)。依據(jù)前期急性膳食攝入風(fēng)險評估研究，當(dāng)aHI≤100%時，表示風(fēng)險可以接受；當(dāng)aHI>100%時，表示存在急性中毒風(fēng)險[15-16]。根據(jù)估計每日攝入量(estimated daily intake,記為EDI)和每日允許攝入量(acceptable daily intake,記為ADI)計算危害指數(shù)(hazard quotient,記為HQ)，即長期攝入健康風(fēng)險(chronic/long-term consumer health risk)。當(dāng)HQ≤100%時，表示風(fēng)險可以接受；當(dāng)HQ>100%時，表示存在長期累積中毒風(fēng)險。且aHI和HQ數(shù)值越大，表明風(fēng)險越大[16-17]。為統(tǒng)一計算標(biāo)準(zhǔn)，ARfD和ADI按60 kg人體日攝入量的百分比進行計算，且為評估消費者每日攝入殘留殺蟲劑健康風(fēng)險，ARfD和ADI對照基準(zhǔn)數(shù)值獲取自JMPR(Joint FAO/WHO Meeting on Pesticide Residues)[18]。相關(guān)公式如下：

ESTI=αmax×min/m；

aHI=ESTI/ARfD×100%；

EDI=αm×min/m；

HQ=EDI/ADI×100%。

式中：ESTI為短期攝入量，mg/(kg·d)；αmax為最高殘留水平，mg/kg；αm為平均殘留水平，mg/kg；min為食品攝入量，kg/d；m為體質(zhì)量(成人按60 kg計)，kg；ARfD為急性參考劑量，mg/(kg·d)；EDI為每日攝入量，mg/kg；ADI為每日允許攝入量，mg/kg。

累積危害指數(shù)(cumulative hazard index,IcH)表示消費者食用的含多種殺蟲劑殘留食品的HQ之和，其計算公式為：IcH=∑HQ。

2 結(jié)果與分析

2.1 有機磷殺蟲劑殘留

對采集于遼寧、吉林省10個地點26個生物及土壤樣品的有機磷殘留水平進行檢測，結(jié)果如表2所示。

表2 化學(xué)防治榛園中有機磷殘留分析Table 2 The analysis of OPs residues in chemical controlled hazel orchards mg/kg

在采樣點共檢測了9種有機磷殺蟲劑，在所有樣品中共檢出了敵敵畏、樂果、二嗪磷、殺螟硫磷、馬拉硫磷、毒死蜱、對硫磷、丙溴磷等8種殺蟲劑。榛仁作為食用部位，對其中的有機磷殘留水平進行了重點關(guān)注，共檢出8種有機磷殺蟲劑，且有2種殺蟲劑殘留超過最高殘留限量(maximum residue limits,MRL)[14,17]，包括：敵敵畏和殺螟硫磷，其最高含量分別為1.140 3和0.905 2 mg/kg，高于MRL值；在26份檢測樣品中，有2份樣品檢出敵敵畏成分，有1份樣品殘留水平超過MRL；有3份樣品檢出殺螟硫磷成分，有1份樣品殘留水平超過MRL值。與果仁樣品類似，果殼中共檢出8種有機磷殺蟲劑，其中有3種殺蟲劑殘留超過MRL值，包括：敵敵畏、樂果和殺螟硫磷，其最高含量分別為1.443 6、0.735 8和2.020 8 mg/kg，均高于MRL值。葉片中共檢測到2種有機磷殺蟲劑，共有2種殺蟲劑殘留超過MRL值，包括敵敵畏和殺螟硫磷。在榛園土壤中，共檢出敵敵畏、樂果、二嗪磷、殺螟硫磷、馬拉硫磷和丙溴磷等6種殺蟲劑，其最高值均遠超MRL。以上研究表明，化學(xué)防治榛園土壤中殘留的有機磷殺蟲劑種類多、殘留量大；葉片中有殘留和超MRL的有機磷殺蟲劑主要是敵敵畏和馬拉硫磷；相對于土壤與葉片，榛仁與果殼中檢出的有機磷殺蟲劑種類最多，在榛仁中超MRL的有機磷殺蟲劑主要是敵敵畏和殺螟硫磷。

2.2 有機氯殺蟲劑殘留

本研究中共檢測了2種有機氯殺蟲劑在土壤、葉片、果殼與果仁中的殘留量，結(jié)果如表3所示。26份果仁樣品中，有2份樣品檢出了六六六，其殘留水平低于MRL值。果殼中檢出了六六六和五氯硝基苯，其最高殘留水平均超過了MRL值。葉片中未檢出六六六和五氯硝基苯成分。土壤中檢出了六六六殘留，其最高殘留水平均超過了MRL值。

表3 化學(xué)防治榛園中有機氯殘留分析Table 3 The analysis of OCs residues in chemical controlled hazel orchards mg/kg

2.3 除蟲菊酯類殺蟲劑殘留

本研究共檢測了8種除蟲菊酯類殺蟲劑在土壤、葉片、果殼與果仁中的殘留量，結(jié)果如表4所示。在果仁、果殼、葉片和土壤中，分別檢出了4、5、2和4種。在榛仁中有2種殺蟲劑殘留超過MRL值，分別為氟氰戊菊酯和氯氟氰菊酯，其最高含量分別為1.247 6和1.469 2 mg/kg；果仁樣品中有4份樣品檢出氟氰戊菊酯，有1份樣品殘留氟氰戊菊酯含量超過MRL值，有6份樣品檢出氯氟氰菊酯成分，有5份樣品殘留氯氟氰菊酯成分超過MRL值。在果殼中有3種殺蟲劑殘留超過MRL值，分別為氟氰戊菊酯、氯氟氰菊酯和氯氰菊酯，其最高含量分別為1.741 5、2.085 2和2.683 0 mg/kg。在葉片中有2種殺蟲劑殘留超過MRL值，包括氟氰戊菊酯和氯氰菊酯。在土壤中有3種殺蟲劑殘留超過MRL值，分別為氟氰戊菊酯、氯氟氰菊酯和氯氰菊酯。綜上所述，在生物與土壤樣品中，共檢出5種除蟲菊酯類殺蟲劑殘留；其中，榛仁中的氟氰戊菊酯和氯氟氰菊酯的最高殘留水平高于MRL值；在果殼、葉片和土壤樣品中，氟氰戊菊酯、氯氟氰菊酯和氯氰菊酯的最高殘留水平多高于MRL值。

表4 化學(xué)防治榛園中除蟲菊酯類殺蟲劑殘留分析結(jié)果Table 4 The analysis of PYs residues in chemical controlled hazel orchards mg/kg

2.4 健康風(fēng)險評估

依據(jù)2014年在糧農(nóng)組織/世衛(wèi)組織殺蟲劑殘留問題聯(lián)席會議中提出的殺蟲劑急性參考劑量和每日允許攝入量值[16]，結(jié)合各個榛仁樣品中殺蟲劑的殘留水平，對消費食用榛仁的短期和長期健康風(fēng)險進行評估，結(jié)果如表5所示。在短期健康風(fēng)險評估中，敵敵畏、殺螟硫磷、氯氟氰菊酯和氟氰戊菊酯等4種殺蟲劑估計短期攝入量較高，具有潛在的短期健康風(fēng)險。其中，氯氟氰菊酯急性危害指數(shù)最高，達到2.45%，其次為殺螟硫磷(0.75%)和敵敵畏(0.71%),但均遠低于100%[15]。目前還沒有氟氰戊菊酯的急性參考劑量，其急性危害指數(shù)無法計算。其他15種殺蟲劑殘留較低或未檢出，其急性危害指數(shù)遠小于1%。在長期健康風(fēng)險評估中，共有敵敵畏、殺螟硫磷和氯氟氰菊酯等3種殺蟲劑估計每日攝入量較高，以上3種殺蟲劑的危害系數(shù)分別為5.50%、1.73%和1.47%。9種有機磷殺蟲劑、2種有機氯類殺蟲劑和8種除蟲菊酯類殺蟲劑累積危害分別為7.98%、0.08%、2.07%，因此，有機氯類殺蟲劑的累積危害最高，其次為除蟲菊酯類殺蟲劑。

表5 通過食用榛仁平均每日攝入殺蟲劑的短期和長期風(fēng)險Table 5 The short-term and long-term risks due to average daily intake of pesticides through nut consumption

3 討 論

本研究對采集于遼寧、吉林省10個地區(qū)的26個榛仁樣品、26個榛殼樣品、21個榛葉樣品、21個榛園土壤樣品中的19種殺蟲劑殘留水平進行了檢測。主要從最大殘留限量、慢性膳食攝入風(fēng)險、急性膳食攝入風(fēng)險和累積風(fēng)險評估方面對榛子質(zhì)量安全性進行綜合評估，與國際該領(lǐng)域主流研究方法相一致[19]。在26個榛仁樣品中，共檢出13種化學(xué)殺蟲劑，分別有1個樣品敵敵畏殘留超出MRL值，有1個樣品殺螟硫磷殘留超出MRL值，有1個樣品氟氰戊菊酯殘留超出MRL值，有5個樣品氯氟氰菊酯殘留超出MRL值；26個榛殼樣品殺蟲劑殘留檢測結(jié)果顯示，從其中7個樣品中共檢出15種化學(xué)殺蟲劑，其中敵敵畏、樂果、殺螟硫磷、六六六、五氯硝基苯、氟氰戊菊酯、氯氟氰菊酯、氯氰菊酯在不同樣品中殘留情況不同，但殘留值超出MRL值；在21個葉片樣品中，共檢出15種化學(xué)殺蟲劑，其中敵敵畏、馬拉硫磷、氟氰戊菊酯和氯氰菊酯4種化學(xué)殺蟲劑分別在2、1、1和2個樣品中殘留超出MRL值；在21個榛園土壤樣品中，9個土壤樣品檢測出化學(xué)殺蟲劑殘留，且共檢出11種化學(xué)殺蟲劑，其中只有醚菊酯殘留水平未超出MRL值。可見，在榛仁中氯氟氰菊酯超標(biāo)最為常見，其超標(biāo)率達到19.23%，敵敵畏、殺螟硫磷和氟氰戊菊酯殘留超標(biāo)率均為3.85%。采樣區(qū)域榛園化學(xué)防治頻繁導(dǎo)致果仁、果殼、葉片及土壤中出現(xiàn)多種殺蟲劑殘留，且檢測結(jié)果表明殺蟲劑在榛殼、葉片中可直接接觸組織材料的殘存種類和殘存程度更高，這也與實際生產(chǎn)相一致。該結(jié)果將為后續(xù)榛園中殺蟲劑的合理使用提供一定理論借鑒。農(nóng)田、果園等土壤中殘留較多殺蟲劑，這些殘留的殺蟲劑易對某些非目標(biāo)生物產(chǎn)生毒性。由于這些殘留累積在土壤的最上層，因此很容易因空氣流動而在空氣中進行傳播，其對環(huán)境、榛園微生物群落等的影響還有待進一步的評估。

為評估人體攝入殘留殺蟲劑的健康風(fēng)險，本研究對不同種類殺蟲劑長期累積危害指數(shù)估算發(fā)現(xiàn)，有機磷殺蟲劑、有機氯類殺蟲劑和除蟲菊酯類殺蟲劑累積危害分別僅為7.98%、0.08%、2.07%，均遠遠小于100%；同時，榛子作為一種重要的食用堅果，其榛仁是食用主體，過多的殺蟲劑殘留會對人身健康造成威脅，但本次所檢測榛仁樣品中所有殺蟲劑其急性危害指數(shù)和累積危害指數(shù)均遠低于100%，以上結(jié)果表明榛仁的急性攝入風(fēng)險及長期攝入累積風(fēng)險均較低。另外，中國營養(yǎng)學(xué)會推薦每日食用50 g堅果，榛子出仁率在40%左右，大約等同于每天食用20 g的榛仁[20]，因此推薦的每日攝入量對人的累積風(fēng)險很低。需要指出的是，隨著技術(shù)的進步，越來越多的新型殺蟲劑會涌現(xiàn)，且目前國內(nèi)人工榛園面積在快速增長過程中，對產(chǎn)量和質(zhì)量的要求也越來越高，應(yīng)該加強對新型殺蟲劑等農(nóng)藥名錄以及使用方式的更新和管理，重視不同種類農(nóng)藥所產(chǎn)生協(xié)同累積攝入風(fēng)險的評估。本研究中部分殺蟲劑并未官方公布相應(yīng)參考值，無法對其急性或累積風(fēng)險進行評估，這將是后續(xù)需持續(xù)關(guān)注研究的內(nèi)容。