羅俊霞, 張剛, 李艷珍 , 申戰(zhàn)賓, 趙建波, 楊華, 段鹿梅, 劉青,宋曉爽, 趙利敏, 張威

1. 鄭州市農產(chǎn)品質量檢測流通中心,鄭州 450006

2. 河南恒晟檢測技術有限公司,新鄭 451100

3. 開封市農產(chǎn)品質量安全檢測中心,開封 475000

4. 鄭州市農業(yè)技術推廣中心,鄭州 450006

5. 鄭州市農業(yè)綜合行政執(zhí)法支隊,鄭州 450002

葡萄是一種美味可口、營養(yǎng)價值極高的漿果。其含有豐富葡萄糖和有助于消化的果酸,同時富含鈣、鉀、磷和鐵等多種礦物質、維生素 B1、B2、B6、C和P 等多種維生素以及多種氨基酸等營養(yǎng)物質,對人類的健康大有裨益[1]。 我國在葡萄生產(chǎn)中有80多種常見病害和120 多種蟲害[2];在生產(chǎn)中勢必根據(jù)其發(fā)生的種類與程度選擇不同的農藥進行綜合防治,由此在葡萄中產(chǎn)生的殘留也會對人類的健康造成較大的危害,因此其質量狀況不容忽視。

近年來圍繞葡萄產(chǎn)品的風險評估有大量報道:楊德毅等[3]對我國浙江金華生產(chǎn)的葡萄進行了101個農藥參數(shù)的監(jiān)測,并采用點評估的模式評估了其急性和慢性膳食暴露風險;王玉倩[4]評價了不同栽培方式下我國貴州山地葡萄的膳食暴露風險;Loutfy 等[5]通過田間試驗探討了尼羅河流域葡萄中異丙二酮降解規(guī)律,并對其暴露情況進行評估;劉河疆等[6]對我國新疆不同栽培方式、不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)的葡萄中115 種農藥殘留狀況進行了比較,也評估了其急、慢性膳食暴露風險;但葡萄的病蟲害在不同的地區(qū)有不同的發(fā)生規(guī)律,其發(fā)生的種類和程度亦有所不同[7],栽培模式也會對其發(fā)生產(chǎn)生一定的影響[8],因此在生產(chǎn)中所用的農藥有所不同。 為了全面保證上市葡萄的食用安全,有必要在各地對上市葡萄農藥殘留的污染狀況進行調查,對其農藥殘留膳食暴露狀況進行風險評估。 筆者持續(xù)對鄭州市大型葡萄基地的葡萄產(chǎn)品進行抽樣調查,選擇近10年的監(jiān)測數(shù)據(jù)對葡萄中農藥的污染特征進行分析,采用點評估模型對其膳食攝入風險進行評估,揭示其膳食暴露風險隱患,認為采用安全系數(shù)之和(ΣIFS)對葡萄的整體質量安全水平進行評價較為合理,期望通過評估能為鄭州市葡萄的健康消費和科學生產(chǎn)提供技術支撐。

1 材料與方法(Materials and methods)

1.1 取樣地點、時間與方法

取樣地點為鄭州市二七區(qū)、惠濟區(qū)、鞏義市、登封市、新密市和新鄭市等地的大型葡萄生產(chǎn)基地;取樣時間為葡萄成熟上市采收季節(jié);取樣方法參照《農藥殘留分析樣本的采樣方法》(NY/T 789—2004)中隨機取樣法,每份樣品取樣3 kg。

1.2 檢測方法及監(jiān)測的農藥種類

1.2.1 檢測參照方法

2011—2016年,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)方法進行檢測;2017—2020年,采用實驗室內部確認的QuEChERS 方法進行檢測。

1.2.2 監(jiān)測的農藥品種和對應的檢測儀器

2011—2016年,采用氣相色譜-火焰光度檢測器(GC-FPD)檢測甲胺磷、氧樂果、甲拌磷、對硫磷、甲基對硫磷、甲基異柳磷、水胺硫磷、樂果、敵敵畏、毒死蜱、乙酰甲胺磷、三唑磷、丙溴磷、殺螟硫磷、二嗪磷、馬拉硫磷、亞胺硫磷、伏殺硫磷和辛硫磷等19 種有機磷農藥;采用氣相色譜-電子捕獲檢測器(GCECD)檢測六六六(4 種)、滴滴涕(4 種)、氯氰菊酯(4種)、氰戊菊酯(2 種)、甲氰菊酯、氯氟氰菊酯、氟氯氰菊酯(4 種)、溴氰菊酯、聯(lián)苯菊酯、氟胺氰菊酯(2 種)、氟氰戊菊酯(2 種)、氯菊酯、三唑酮、百菌清、三氯殺螨醇、五氯硝基苯、乙烯菌核利、異菌脲、腐霉利和硫丹等35 種有機氯或者菊酯類農藥。

2017—2020年,采用氣相色譜-質譜聯(lián)用儀(GC-MS/MS)檢測氧樂果、甲拌磷、甲基對硫磷、甲基異柳磷、水胺硫磷、毒死蜱、三唑磷、丙溴磷、殺螟硫磷、二嗪磷、馬拉硫磷、亞胺硫磷、伏殺硫磷、敵百蟲、特丁硫磷、倍硫磷、治螟磷、蠅毒磷、滅線磷和殺撲磷等 21 種有機磷農藥、六六六(4 種)、滴滴涕(4 種)、氯氰菊酯(4 種)、氰戊菊酯(2 種)、甲氰菊酯、氯氟氰菊酯、氟氯氰菊酯(4 種)、溴氰菊酯、聯(lián)苯菊酯、氟胺氰菊酯(2 種)、氟氰戊菊酯(2 種)、三唑酮、百菌清、三氯殺螨醇、五氯硝基苯、乙烯菌核利、異菌脲和腐霉利等33 種有機氯或者菊酯類農藥以及氟蟲腈、氟甲腈、氟蟲腈硫醚、氟蟲腈砜、苯醚甲環(huán)唑、噠螨靈、嘧霉胺、蟲螨腈、咪鮮胺、嘧菌酯、二甲戊靈、硫丹和稻豐散等藥物;采用液相色譜-質譜聯(lián)用儀(LC-MS/MS)檢測甲胺磷、甲拌磷亞砜、對硫磷、樂果、敵敵畏、乙酰甲胺磷、涕滅威、涕滅威亞砜、涕滅威砜、克百威、3-羥基克百威、甲萘威、滅多威、異丙威、仲丁威、速滅威、滅蠅胺、多菌靈、吡蟲啉、辛硫磷、啶蟲脒、甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽(以下簡稱甲維鹽)、烯酰嗎啉、噻蟲嗪、氟啶脲、滅幼脲、阿維菌素和除蟲脲等有機磷類、氨基甲酸酯類和煙堿類等多種農藥。

1.3 儀器、試劑與標準品

1.3.1 儀器

GC-FPD(島津 2010 型,配 AOC-20i 自動進樣器和DB-1701 色譜柱,日本島津公司);GC-ECD(VARIAN3800 型,配CP-8400 自動進樣器和VARIANCP-sil8CB 色譜柱,美國瓦里安公司);超高效液相色譜-串聯(lián)三重四極桿質譜儀(Agilent 6410 型,配有電噴霧離子源(ESI)和 Agilent ZORBAX-CN 柱,Agilent公司,美國);氣相色譜串聯(lián)質譜儀(456-TQ 型,配PALLHS2-xt-BRUK 型自動進樣器和 DB-17MS 50%聚苯基甲基硅氧烷柱,德國)。 離心機(UNIVERSAL320 型,海蒂詩公司,德國);氮吹儀(NEVAP 型,Organomation 公司,美國);多功能振蕩器(MultiReax 型,海道夫公司,德國);超純水機(Milli-QAdvantageA10 型,Millipore 公司,美國);勻漿機(SilentCrusherM 型,Heidolph 公司,德國);固相萃取儀(CYCQ-12D 型,恒奧科技有限公司,中國);電子天平(JM-B3002,百分之一,余姚市紀銘稱重校驗設備有限公司,中國);分析天平(SartoriousME235S 型,十萬分之一,Sartorious 公司,德國)。

1.3.2 試劑與耗材

乙腈、丙酮和甲醇(色譜純,德國Merck 公司);氯化鈉(分析純,天津科密歐有限公司,中國);C18 Endcapped(Agilent 公司,美國);N-丙基乙二胺(PSA)(Agilent 公司,美國);無水硫酸鎂(分析純,Agilent 公司,美國,使用前于650 ℃下灼燒4 h);尼龍針孔濾膜(0.22 μm,津騰公司,中國)。

1.3.3 標準品

各農藥標準品(1 000 μg·mL-1)購自農業(yè)農村部環(huán)境保護科研監(jiān)測所(天津),先用丙酮分別稀釋成80 μg·mL-1的儲備液,檢測時根據(jù)需要進行混合和稀釋。

1.4 數(shù)據(jù)處理

1.4.1 葡萄被農藥污染的特征

對色譜或者質譜的檢測結果進行記錄和匯總,因2017—2020年比2011—2016年間監(jiān)測的風險因子增加較多,所以對農藥的污染特征的分析分為2011—2016年和 2017—2020年 2個時間段。

1.4.2 風險評估方法

采用點評估模式,以安全系數(shù)(IFS)評價葡萄中某種農藥殘留對消費者健康的影響,以風險系數(shù)(R)衡量危害物的風險程度[9],用評價葡萄中農藥對消費者健康平均的危害;用ΣIFS 對葡萄的整體質量安全水平進行評價。

IFS 和R分別按照公式(1)和公式(2)進行計算。

式(1)中:IFS 為安全系數(shù);EDIC為污染物農藥C 的攝入量估算值,EDIC=RT×EI×EF×PF(PF 為加工處理因子,本文研究鮮食葡萄,PF 設為1;RT 為葡萄中污染物農藥C 的殘留水平,本文取實際檢測到的污染物農藥C 的殘留中值;EF、EI 分別為葡萄的可食用部分因子和估計攝入量,因為葡萄種子較小,可以忽略不計,EF 設為1,EI 參照趙麗云和何宇納[10]的調查數(shù)據(jù));f為安全攝入量的校正因子,取1;mb為人體平均體質量,參照文獻[11-12]所給出各年齡段男女體質量平均值;SIC為安全攝入量,采用《食品安全國家標準食品中最大農藥殘留限量》(GB 2763—2021)中每日允許攝入量(ADI)。根據(jù)公式(3)求出。

式(2)中:R為風險系數(shù),F為某種農藥殘留的施檢頻率,P為該種農藥殘留的超標率(exceedance frequency),S為該種農藥殘留的敏感因子,a和b分別為相應的權重系數(shù),本文按照常規(guī),設定a為100,b為0.1。P和F均為在指定時間段內的計算值,敏感因子(S)可根據(jù)當前該危害物的重要性和關注的敏感度進行適當?shù)恼{整,因為本文數(shù)據(jù)來源于正常施檢,所以設定S為 1。 其中,S、P和F隨研究的時間區(qū)段發(fā)生動態(tài)變化,可視具體情況計算其短期、中期和長期風險系數(shù)。根據(jù)公式(3)求出。

1.5 判定方法和風險描述

1.5.1 安全系數(shù)的判定和風險描述

當IFS＜1 時說明所監(jiān)測農藥在該時間段對葡萄的質量安全沒有明顯影響,當時,在所選擇的時間段內葡萄的質量安全在可接受的范圍之內。

1.5.2 風險系數(shù)的判定和風險描述

若R＜1.5,該某種農藥為低度風險;1.5 ＜R＜2.5時,該農藥中度風險;R＞2.5,該農藥高度風險。

2 結果與分析(Results and analysis)

2.1 葡萄中農藥殘留污染特征分析

2.1.1 葡萄中農藥殘留檢出種類及其濃度分布

由表1 可知,無論 2011—2016年還是2017—2020年,殺蟲劑的檢出種類多于殺菌劑,大部分殺菌劑的檢出頻率高于殺蟲劑。 在2011—2016年,殺蟲劑氯氰菊酯、聯(lián)苯菊酯、氰戊菊酯、毒死蜱和殺菌劑腐霉利、百菌清有檢出,檢出率分別為12.8%、8.51%、4.26%、2.13% 和 4.26%、2.13%;在 2017—2020年,殺蟲劑吡蟲啉、氯氟氰菊酯、啶蟲脒、氯氰菊酯、聯(lián)苯菊酯、噻蟲嗪、蟲螨腈、甲維鹽、毒死蜱和殺菌劑烯酰嗎啉、嘧霉胺、苯醚甲環(huán)唑、嘧菌酯、多菌靈、腐霉利、異菌脲有檢出,檢出頻率分別為21.1%、13.5%、11.5%、11.5%、9.61%、5.77%、1.92%、1.92%、1.92%和 53.8%、51.9%、44.3%、40.4%、25.0%、23.1%、11.5%;各種檢出農藥的濃度分布各不相同(表1)。 在2011—2016年和2017—2020年間,葡萄生產(chǎn)中所使用農藥稍有不同,殺菌劑異菌脲和殺蟲劑氰戊菊酯在葡萄生產(chǎn)中的應用有差別,異菌脲在2011—2016年、氰戊菊酯在2017—2020年未檢出。

表1 葡萄中檢出農藥及濃度分布情況Table 1 Detection and concentration distribution of pesticides in grapes

在摩貝網(wǎng)和CAS 數(shù)據(jù)庫中進行檢索,查詢檢出農藥使供試生物群體50%死亡的劑量(經(jīng)口)[13],同農藥毒性分級進行比對或者結合相關研究[14-15],得知所檢出的殺菌劑均為低毒或微毒,所檢出的殺蟲劑均為中毒或低毒,高毒和劇毒的有機磷和氨基甲酸酯類殺蟲劑沒有檢出。 這說明,近20年的農產(chǎn)品質量安全監(jiān)管初見成效,劇毒、高毒農藥在葡萄生產(chǎn)中的應用得到有效遏制。 微毒殺菌劑百菌清較低毒殺菌劑異菌脲、多菌靈、嘧菌酯、嘧霉胺、苯醚甲環(huán)唑、烯酰嗎啉檢出率低,微毒的殺蟲劑甲維鹽較其他中等毒性或低毒的殺蟲劑如聯(lián)苯菊酯、氯氰菊酯、氯氟氰菊酯、吡蟲啉、啶蟲脒和噻蟲嗪的檢出率低,因此建議相關部門加強葡萄上使用的農藥品種的登記力度,為葡萄生產(chǎn)者提供可供選擇的高效、低毒的農藥品種。

2.1.2 葡萄中檢出農藥的殘留水平及其毒理學參數(shù)

葡萄中檢出農藥的殘留水平及其毒理學參數(shù)如表2 所示(蟲螨腈在葡萄中未進行登記,采用桑葚的數(shù)據(jù))。由表2 可知,檢出農藥殘留水平較高的均是殺菌劑,分別是微毒的腐霉利和低毒的烯酰嗎啉、嘧霉胺、多菌靈和嘧菌酯,其最高含量分別為2.7、3.4、2.5、1.8 和1.1 mg·kg-1,其中腐霉利、烯酰嗎啉、嘧霉胺和多菌靈未超出《食品安全國家標準食品中最大農藥殘留限量》(GB 2763—2021)中規(guī)定的漿果和其他小型類水果、小型攀緣類水果、皮可食小型攀緣類水果葡萄限量值5、5、4 和 3 mg·kg-1,其殘留水平中值都在較低水平,分別為0.42、0.16、0.42 和 0.17 mg·kg-1;嘧菌酯有高于限量1 mg·kg-1的樣品,超標率為1.92%;殺蟲劑聯(lián)苯菊酯有超標樣品,超標率為1.92%。

表2 檢出農藥殘留水平及毒理學參數(shù)Table 2 The detected pesticide residue level and toxicological parameters

2017—2020年間,殺菌劑苯醚甲環(huán)唑和嘧菌酯的殘留超標率分別為3.85%和1.92%,殺蟲劑氯氟氰菊酯、氯氰菊酯、甲維鹽和聯(lián)苯菊酯的殘留超標率為7.69%、3.85%、1.92%和1.92%。 10年來鄭州市基地葡萄中檢出的8 種殺菌劑和10 種殺蟲劑的中值

都較低,只有甲維鹽的檢出中值為0.078 mg·kg-1,高于《食品安全國家標準 食品中最大農藥殘留限量》(GB 2763—2021)中規(guī)定的限量,但甲維鹽的檢出率較低,為1.01%。

2.1.3 葡萄中農藥多殘留檢出情況

葡萄中農藥多殘留檢出情況如圖1 所示。 由圖1 可知,2011—2016年同 2017—2020年相比,因為監(jiān)測農藥種類數(shù)量上存在較大差異,含有農藥多殘留的樣品相對較低,為2.13%(3 種);2017—2020年,含有農藥多殘留的樣品分別為25.0%(3 種)、17.3%(4 種)、13.5%(5 種)、7.69%(6 種)、5.77%(7 種)和1.92%(8 種)。

圖1 葡萄中檢出的農藥種類數(shù)量及所占比例Fig.1 Quantity and proportion of pesticides detected in grape

2.2 10年來鄭州市葡萄的安全水平

2.2.1 10年來葡萄中檢出的各種農藥對人類的危害

根據(jù)表2 中各農藥的檢出中值和ADI 值,計算出各年齡段各種檢出農藥的安全系數(shù)、所有農藥安全系數(shù)之和(ΣIFS)和農藥安全系數(shù)平均值,結果如表3 和表4 所示。

表3 葡萄中檢出農藥的安全系數(shù)(IFS)Table 3 The safety factors (IFS) of pesticides detected in grapes

由表4 可知,葡萄中檢出的各種農藥對各年齡段人群的IFS 值均處于極低水平,表明近10年鄭州市葡萄的質量安全水平完全可以接受;但由表4 中和ΣIFS 來看,葡萄產(chǎn)品中單一農藥對人體的危害及葡萄產(chǎn)品的整體毒性對低年齡段人群的的危害較高年齡段的人群大,鄭州市的葡萄對11 歲以上的人群更為安全,原因是高齡人群較低齡人群的葡萄攝入量低;隨著年齡段的提高,葡萄產(chǎn)品對城市人群和農村人群的危害差異變化較大,突出表現(xiàn)在4 ~6歲人群、45 ~69 歲人群、＞70 歲人群、7 ~10 歲人群;原因是 4~6 歲、45~69 歲、＞70 歲、7~10 歲人群攝入水果的量及人均體質量在城市和農村之間差別較大。

2.2.2 葡萄中農藥殘留的風險系數(shù)

近10年葡萄中農藥殘留的風險系數(shù)如表5 所示。 由表5 可知,近10年,給鄭州市葡萄的質量安全帶來較高風險的農藥是氯氟氰菊酯、苯醚甲環(huán)唑和氯氰菊酯,其風險系數(shù)分別是5.19、3.19 和3.1;中等風險的農藥是甲維鹽和聯(lián)苯菊酯,其風險系數(shù)分別是2.19 和2.1;其他農藥均為低風險農藥,其風險系數(shù)均＜1.5。 建議在葡萄生產(chǎn)中謹慎使用殺菌劑苯醚甲環(huán)唑和殺蟲劑氯氟氰菊酯、氯氰菊酯、甲維鹽。根據(jù)文獻可知,甲維鹽是微毒農藥[13],但其在葡萄上的限量卻低于中等毒性的氯氟氰菊酯,甲維鹽應用于葡萄生產(chǎn)中的毒理作用有待于進一步研究,以確定其在葡萄中限量的合理性。

表5 檢出農藥的風險系數(shù)Table 5 The risk coefficient of pesticides detected

3 討論(Discussion)

王冬群等[9]、馬新耀等[16]均采用表征產(chǎn)品中危害物對消費者健康的整體危害程度,而Barouki等[17]提出蓄積性暴露(aggregate exposure)和累積性暴露(cumulative exposure)的概念,將機體經(jīng)不同來源及多種途徑暴露于同一污染物的情況定義為蓄積性暴露,將機體經(jīng)不同來源及多種途徑暴露于多種污染物,即多種蓄積性途徑上多種化學物暴露定義為累積性暴露;由此引出聯(lián)合毒性效應的概念,即不同來源、不同方式暴露于多種化學物對目標生物體的毒性效應。 在農作物生產(chǎn)過程中,基于不同目的會選擇不同的化學污染物進行干預,所以筆者認為機體通過同一來源也可以暴露于多種污染物,如本研究中同一個葡萄樣品中會檢出多種不同的農藥殘留。 關于對聯(lián)合毒性效應的評估,國際科學生命研究所/健康與環(huán)境科學學院(ILSI/HESI)、經(jīng)濟合作與發(fā)展組織(OECD)和世界衛(wèi)生組織(WHO)等相關風險評估機構聯(lián)合提出了多種污染物聯(lián)合暴露風險評估框架[18-19],建立起階層式逐級評估策略,強調整個評估規(guī)劃的系統(tǒng)性和邏輯性[20]。 從來看,近10年鄭州市的葡萄品質安全可以接受,但是個別樣品整體檢出的農藥種類較多,最多可達7 ~8 種,檢出農藥種類多的樣品與檢出農藥少的樣品相比,其毒性和對人體健康造成的危害勢必要大,采用評估此類多殘留樣品對人體健康造成的整體危害顯然較為偏頗,筆者認為采用×n(或 ΣIFS)評估此類樣品對人體健康造成的整體危害更為合理,此類多殘留樣品對人們身體健康造成的整體危害也應引起監(jiān)管部門的重視。

同時本文采用點評估法,在評估中存在一些不確定因素,會對評估結果造成影響。 如:暴露評估的關鍵是要采用最接近真實值的個體污染物暴露量,本文采用趙麗云和何宇納[10]的調查報告中給出的數(shù)據(jù),報告中記錄的中國各年齡段人群的水果攝入量遠遠未達到國家營養(yǎng)協(xié)會的推薦量,而在實際生活中高收入人群和低收入人群的水果攝入量差別較大;同時隨著生活水平的提高水果攝入量也在發(fā)生變化,這勢必引起評估結果的變化。 而將個體作為研究對象的概率評估模型,通過統(tǒng)計模擬,在膳食消費量和污染物殘留量2個獨立分布樣本中進行隨機抽樣并配對相乘,其模擬的結果更符合實際,但需要相應的數(shù)據(jù)軟件作為支持[21]。

近10年,鄭州市葡萄中共檢出8 種殺菌劑和10 種殺蟲劑,未檢出禁限用農藥,其中殺菌劑的檢出率和殘留水平普遍高于殺蟲劑,但就點評估的結果來看,各農藥的安全系數(shù)和風險系數(shù)都在可接受的范圍內,葡萄經(jīng)膳食攝入的風險水平在可接受范圍。 但葡萄產(chǎn)品仍可能存在多種農藥殘留造成聯(lián)合污染的風險。