葉孟亮，聶繼云，徐國鋒，閆　震，鄭麗靜（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所，農(nóng)業(yè)部果品質(zhì)量安全風(fēng)險評估實驗室（興城），農(nóng)業(yè)部果品及苗木質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心（興城），興城125100）

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蘋果中乙撐硫脲膳食攝入風(fēng)險的非參數(shù)概率評估

葉孟亮，聶繼云※，徐國鋒，閆震，鄭麗靜
（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所，農(nóng)業(yè)部果品質(zhì)量安全風(fēng)險評估實驗室（興城），農(nóng)業(yè)部果品及苗木質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心（興城），興城125100）

摘要：為明確國產(chǎn)蘋果中乙撐硫脲殘留水平及量化中國居民乙撐硫脲膳食攝入風(fēng)險?；诓澈常ㄟ|寧、山東、河北）和西北黃土高原（陜西、山西、河南）兩大蘋果優(yōu)勢主產(chǎn)區(qū)采集的282份蘋果樣品，運用專業(yè)風(fēng)險評估軟件@Risk，嘗試構(gòu)建非參數(shù)概率評估模型，對中國居民乙撐硫脲膳食攝入風(fēng)險進行概率評估。結(jié)果表明：參試的282份蘋果樣品，乙撐硫脲檢出率為80.9%，殘留量均值為6.1 μg/kg，最高殘留量為74.1 μg/kg，絕大多數(shù)蘋果樣品（占90.4%）乙撐硫脲殘留量＜10.0 μg/kg。282份蘋果樣品中乙撐硫脲殘留量的離散程度較大（變異系數(shù)達134.6%），不同省份變異系數(shù)排序，陜西（150.7%）＞遼寧（146.8%）＞河北（91.2%）＞山東（88.1%）＞河南（54.9%）＞山西（51.8%）。不同年齡組人群膳食攝入風(fēng)險存在明顯差異，幼兒（2～6歲）和兒童（7～13歲）乙撐硫脲膳食攝入風(fēng)險均明顯高于青少年（14～17歲）和成年（18～59歲），為重點監(jiān)控對象?？傮w而言，不同年齡組人群乙撐硫脲膳食攝入風(fēng)險均很低，其中慢性膳食攝入風(fēng)險介于0.35%～13.12%，急性膳食攝入風(fēng)險介于0.22%～3.94%，均遠低于100%；不同省份和不同主產(chǎn)區(qū)蘋果乙撐硫脲膳食攝入風(fēng)險雖存在明顯差異，但均遠低于100%，不同省份和不同主產(chǎn)區(qū)蘋果乙撐硫脲膳食攝入風(fēng)險也是可以接受的。基于最大殘留限量估計值（estimate maximum residue limit, eMRL），建議中國蘋果中乙撐硫脲最大殘留限量值設(shè)為0.2 mg/kg。本研究可為蘋果質(zhì)量安全監(jiān)管和今后系統(tǒng)開展果品質(zhì)量安全風(fēng)險評估提供有益借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：模型；風(fēng)險評估；農(nóng)藥；蘋果；乙撐硫脲；膳食攝入；非參數(shù)概率評估模型

葉孟亮，聶繼云，徐國鋒，閆震，鄭麗靜.蘋果中乙撐硫脲膳食攝入風(fēng)險的非參數(shù)概率評估[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2016，32（01）：286-297.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.01.040 http://www.tcsae.org

Ye Mengliang, Nie Jiyun, Xu Guofeng, Yan Zhen, Zheng Lijing.Nonparametric probabilistic evaluation of ethylenethiourea dietary intake risk in apple[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering（Transactions of the CSAE）, 2016, 32（01）: 286-297.（in Chinese with English abstract）doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.01.040 http://www.tcsae.org

0　引言

隨著中國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對果品質(zhì)量安全的要求也越來越高。農(nóng)藥殘留是果品質(zhì)量安全中比較敏感且備受關(guān)注的話題。蘋果是中國第一大水果，2014年中國蘋果產(chǎn)量達4092.32萬t，占全國水果總產(chǎn)量的15.7%[1]。施用化學(xué)農(nóng)藥是蘋果病蟲害防治的重要手段和措施。然而，蘋果生產(chǎn)中大量施用化學(xué)農(nóng)藥給蘋果質(zhì)量安全帶來了一定的隱患，直接影響到中國蘋果的國際信譽和出口貿(mào)易，如何有效地評估和防范蘋果農(nóng)藥殘留給人類帶來的危害已成為社會共同關(guān)注的焦點。二硫代氨基甲酸鹽（酯）類（dithiocarbamates, DTCs）農(nóng)藥由于其高效、廣譜性殺菌效果而在水果生產(chǎn)中廣泛使用,其主要環(huán)境代謝物是乙撐硫脲。國際癌癥研究機構(gòu)（international agency for research on cancer, IARC）對乙撐硫脲毒性進行了多次評估[2-3]，雖然關(guān)于其對人類致癌作用的證據(jù)尚且不足[4-6]，但食用含有乙撐硫脲殘留的水果是否會對人體健康產(chǎn)生危害，已引起有關(guān)專家學(xué)者的關(guān)注[7-9]。開展蘋果乙撐硫脲殘留的膳食攝入風(fēng)險評估研究，明確蘋果中乙撐硫脲殘留風(fēng)險狀況，可為蘋果安全生產(chǎn)、合理消費及乙撐硫脲最大殘留限量值制訂提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。中國農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險評估起步較晚，關(guān)于水果農(nóng)藥殘留風(fēng)險評估報道不多，趙宇翔[10]、Chen等[11]、王冬群等[12]、張志恒等[13-14]、劉艷萍[15]、聶繼云等[16]對果品中農(nóng)藥殘留風(fēng)險進行了評估研究，風(fēng)險評估方法以確定性評估即點評估為主。該方法雖然簡單易行，但評估結(jié)果不能反映不同人群個體差異，較為保守。鑒于概率評估能夠更好地量化評估結(jié)果的變異度和不確定度，可為風(fēng)險管理者及決策者提供更為直觀和科學(xué)的依據(jù)，已逐漸成為近年來食品安全風(fēng)險評估領(lǐng)域研究的熱點。國際上廣泛采用美國Palisade公司開發(fā)的基于蒙特卡洛模擬技術(shù)的風(fēng)險評估軟件@Risk進行概率評估[10，17-20]。國內(nèi)雖已開展蘋果農(nóng)藥殘留風(fēng)險評估研究[14，16]，但涉及的農(nóng)藥種類有限，尚未見有公開的乙撐硫脲膳食攝入風(fēng)險評估研究報道。本文旨在通過系統(tǒng)的風(fēng)險評估研究，明確中國蘋果乙撐硫脲殘留與風(fēng)險狀況，為蘋果質(zhì)量安全監(jiān)管及今后系統(tǒng)開展果品質(zhì)量安全風(fēng)險評估相關(guān)研究提供有益借鑒和參考。

1　材料與方法

1.1樣品采集

本研究以紅富士為研究對象，于2014年蘋果適采成熟期采樣，從渤海灣（遼寧、山東、河北）和西北黃土高原（陜西、山西、河南）兩大蘋果優(yōu)勢主產(chǎn)區(qū)采集的282份蘋果樣品為試材。采集樣品方法參照《新鮮水果和蔬菜取樣方法》（GB/T 8855-2008）所規(guī)定的蘋果采樣方法，即在果園的中間和四個角的方向定五點采樣（采樣點避免在地頭或邊沿，留1.0 m邊緣），在所選采樣點上有選擇地采樣，避免采有病、過小或未成熟的樣品，并且在蘋果樹的各部位（上、下、內(nèi)、外、向陽面、背陰面）采樣，果實密集處相對多采。遼寧、山東、河北、陜西、山西、河南6個蘋果主產(chǎn)省分別設(shè)50個、60個、42個、60個、30個、40個布點基地，每個基地抽取1個果園（即采樣點），每個采樣點采集1份蘋果樣品（30～50個果實）。對于每份蘋果樣品，首先將該采樣點采集的蘋果果實混勻，然后選取15個果形、大小基本一致的果實，按照四分法縮分，即每個蘋果縱向十字切開，取對角兩塊，去核后切成小塊（皮和肉一起），將所有小塊蘋果混勻后再按十字分開，取對角線兩部分樣品（大概剩余1000g左右為止），用組織搗碎機勻漿處理后取500～800 g。按照該方法分別對上述282份蘋果樣品進行處理，置于-20℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2檢測方法

采用超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測定蘋果中乙撐硫脲殘留[21]。對未檢出的樣品，按照世界衛(wèi)生組織和美國環(huán)境保護署建議的數(shù)據(jù)處理方法，即1/2檢出限LOD（limit of detection, LOD）計算[12-13]。

1.3風(fēng)險評估方法

乙撐硫脲膳食攝入風(fēng)險評估應(yīng)包括所有主要的膳食來源，而現(xiàn)有的殘留監(jiān)測數(shù)據(jù)僅有蘋果。因此，本研究僅對中國居民食用蘋果途徑的乙撐硫脲膳食攝入風(fēng)險進行了研究探討。利用基于Monte Carlo模擬技術(shù)的@Risk專業(yè)風(fēng)險評估軟件，對282份蘋果樣品中乙撐硫脲殘留值進行分布擬合，擬合度運用Chi-Squared、Anderson-Darling和Kolmogorov-Smirnov 3種統(tǒng)計檢驗方法進行檢驗，綜合考慮3種評估擬合結(jié)果，確定最佳擬合分布。從擬合分布中隨機抽取數(shù)值計算乙撐硫脲膳食攝入風(fēng)險的概率分布，每次模擬過程進行10 000次迭代運算[17，20]。為克服點評估方法不能量化評估結(jié)果的變異度和不確定度的缺點，本研究嘗試構(gòu)建非參數(shù)概率評估模型[17-18]，即公式（1）和（2）中STMR、HR取@Risk軟件對乙撐硫脲殘留量實測值的分布擬合值，從而評估更為接近真實暴露場景下的風(fēng)險狀況。目前，國內(nèi)尚未制定水果中乙撐硫脲殘留最大殘留限量值。按照歐盟國家規(guī)定的植物性農(nóng)產(chǎn)品中乙撐硫脲殘留最大殘留限量值（maximum residue limit, MRL）為0.05 mg/kg，每日允許攝入量值（acceptable daily intake, ADI）為0.002 mg/kg，急性參考劑量值（acute reference does, ARfD）為0.05 mg/kg計[22]。

1.3.1慢性膳食攝入風(fēng)險評估用公式（1）計算乙撐硫脲的慢性膳食攝入風(fēng)險（%ADI）。式中，STMR為規(guī)范試驗殘留中值（supervised trials median residue），單位mg/kg；F為蘋果消費量（apple consumption），單位kg/d；bw為人群平均體質(zhì)量（body weight），單位kg；ADI為每日允許攝入量（acceptable daily intake），單位mg/kg。

當%ADI≤100%時，表示慢性膳食攝入風(fēng)險可以接受，%ADI越小，風(fēng)險越??；反之，當%ADI＞100%時，表示有不可接受的慢性風(fēng)險，%ADI越大，風(fēng)險越大。

1.3.2急性膳食攝入風(fēng)險評估根據(jù)世界衛(wèi)生組織數(shù)據(jù)，蘋果單果重Ue取0.225 kg，蘋果個體之間變異因子v取3。用公式（2）計算國家估計短期攝入量，式中NESTI為國家估計短期攝入量（national estimated short-term intake），單位mg/kg；LP為蘋果消費的大份餐（large portion consumed），單位kg/d；HR為最高殘留量（highest residue），單位mg/kg；Ue為蘋果單果重，單位kg；v為蘋果個體之間變異因子；用公式（3）計算乙撐硫脲急性膳食攝入風(fēng)險（% ARfD），式中ARfD為急性參考劑量（acute reference does），單位mg/kg。

當%ARfD≤100%時，表示急性膳食攝入風(fēng)險可以接受，%ARfD越小，風(fēng)險越?。环粗?，當%ARfD＞100%時，表示有不可接受的急性風(fēng)險，%ARfD越大，風(fēng)險越大。

1.4最大殘留限量估計值的計算

為更好的保護消費者蘋果膳食消費安全，理論最大日攝入量不應(yīng)大于每日允許攝入量[13，16]。據(jù)此推導(dǎo)出最大殘留限量估計值計算公式，即公式（4），式中eMRL （estimate maximum residue limit）為最大殘留限量估計值，單位mg/kg；bw為人均體重，采用默認值60 kg；F為蘋果日消費量，按照最大風(fēng)險原則，取蘋果消費大份餐（LP），單位kg。

2　結(jié)果與分析

2.1蘋果乙撐硫脲殘留水平

中國蘋果乙撐硫脲殘留檢出率較高，綜合檢出率為80.9%。河南、陜西2省份檢出率高達90%以上，其次為山西、遼寧、河北3省份，山東省檢出率最低，僅為66.7%；西北黃土高原產(chǎn)區(qū)樣品檢出率高于渤海灣產(chǎn)區(qū)（表1）。282份蘋果樣品中乙撐硫脲殘留量均值為6.1 μg/kg，最高殘留量為74.1 μg/kg。絕大多數(shù)蘋果樣品（占90.4%）中乙撐硫脲殘留量＜10.0 μg/kg。按照歐盟規(guī)定的植物性食品中乙撐硫脲最大殘留限定值為50 μg/kg計，超標率僅為1.4%（圖1）。

圖1　282份蘋果樣品中乙撐硫脲殘留量分布Fig.1 Distribution of ETU residue in 282 apple samples

不同區(qū)域之間蘋果乙撐硫脲殘留水平比較見表1。由表1可見，不同省份蘋果樣品之間乙撐硫脲殘留水平存在明顯差異。殘留量范圍方面：遼寧和陜西2省份明顯寬于其他省份，最大殘留量均達到60.0 μg/kg以上；山西、山東和河北3省份殘留范圍較窄，最大殘留量僅為10.0 μg/kg左右。殘留量均值方面：遼寧、山西、山東、河北4省份存在顯著差異；遼寧省最高，為9.6 μg/kg，顯著高于河南、陜西、山西、山東、河北等5省份；河南、陜西2省份無顯著差異。殘留量離散度方面：282份蘋果樣品中乙撐硫脲殘留量離散程度較大，變異系數(shù)高達134.6%；不同省份之間離散程度存在明顯差異，遼寧、陜西2省份變異系數(shù)最大，達到150%左右；其次為山東、河北2省份，為90%左右；河南、山西2省份變異系數(shù)最小，僅為50%左右。另外，從不同省份蘋果樣品中乙撐硫脲殘留量分布情況來看，蘋果中乙撐硫脲殘留量分布規(guī)律較明顯，乙撐硫脲殘留量＜10.0 μg/kg的樣品均占據(jù)較大比例（80%左右及以上）。河北、山東、陜西3省份蘋果樣品中，隨著乙撐硫脲殘留量的升高，樣品所占的比例均逐漸降低；在殘留量＞5.0 μg/kg的條件下，河南、遼寧、山西3省份也呈現(xiàn)出樣品所占比例隨殘留量升高而降低的趨勢（圖2）。兩大蘋果優(yōu)勢主產(chǎn)區(qū)樣品之間也存在一定差異，西北黃土高原產(chǎn)區(qū)樣品檢出率、檢出范圍、殘留量均值均高于渤海灣產(chǎn)區(qū)樣品，但殘留量中間值、標準差、變異系數(shù)低于渤海灣產(chǎn)區(qū)樣品（表1）。在殘留量＞5.0 μg/kg的條件下，兩大蘋果優(yōu)勢主產(chǎn)區(qū)蘋果樣品隨著乙撐硫脲殘留量的升高，樣品所占比例均逐漸降低（圖3）。

表1　不同區(qū)域蘋果樣品中乙撐硫脲殘留水平比較Table 1 Comparison of apple samples ETU residue level between different areas

圖2　不同省份蘋果樣品中乙撐硫脲殘留量分布Fig.2 Distribution of ETU residue in apple samples in different provinces

圖3　不同主產(chǎn)區(qū)蘋果樣品中乙撐硫脲殘留量分布Fig.3 Distribution of ETU residue in apple samples in different main producing areas

2.2蘋果乙撐硫脲膳食攝入風(fēng)險評估

2.2.1不同年齡組人群乙撐硫脲膳食攝入風(fēng)險評估

利用基于Monte Carlo模擬技術(shù)的@Risk軟件對282份蘋果樣品中乙撐硫脲殘留監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分布擬合。擬合結(jié)果顯示，該組乙撐硫脲殘留數(shù)據(jù)分布比較符合Gamma、Weibull、LogLogistic、Lognorm、InvGauss和Expon分布等6種分布類型。運用Chi-Squared、Anderson-Darling 和Kolmogorov-Smirnov3種統(tǒng)計檢驗方法對上述6種分布類型的擬合度進行檢驗，綜合考慮3種擬合結(jié)果，確定最佳擬合分布類型為Gamma分布，記為RiskGamma（2．240 2，0．003 338 6，RiskShift（0．000 100 00））（圖4）。

圖4　蘋果乙撐硫脲殘留擬合分布Fig.4 Analog distribution of ETU residue in apple

表2為不同年齡組人群乙撐硫脲慢性膳食攝入風(fēng)險評估結(jié)果。由表2可知，相同年齡組人群，不同性別之間乙撐硫脲慢性膳食攝入風(fēng)險評估結(jié)果無明顯差異；2～6歲和7～17歲兩個年齡組人群由于體重較輕，而蘋果攝入量相對較高，因此慢性膳食攝入風(fēng)險明顯高于其他年齡組人群，需重點關(guān)注。各類年齡組人群乙撐硫脲慢性膳食攝入風(fēng)險（%ADI）均很低，遠低于100%，介于0.35%～13.12%。即便采用99.5百分位點值，人群膳食風(fēng)險依然很低，為1.38%～13.12%。因此，各類年齡組人群乙撐硫脲慢性膳食攝入風(fēng)險都是可以接受的，且很低。

表2　不同年齡組人群乙撐硫脲慢性膳食攝入風(fēng)險評估Table 2 Chronic dietary intake risk assessment of ETU residue in different age groups

表3為不同年齡組人群乙撐硫脲急性膳食攝入風(fēng)險評估結(jié)果。由表3可知，相同年齡組人群，不同性別之間乙撐硫脲急性膳食攝入風(fēng)險評估結(jié)果無明顯差異；2～6歲和7～17歲兩個年齡組人群由于體重較輕，而蘋果攝入量相對較高，因此急性膳食攝入風(fēng)險明顯高于其他年齡組人群，需重點關(guān)注。各類年齡組人群乙撐硫脲急性膳食攝入風(fēng)險（%ARfD）均很低，遠低于100%，介于0.22%～3.94%。即便采用99.5百分位點值，各人群膳食攝入風(fēng)險依然很低，僅為0.88%～3.94%。各類年齡組人群乙撐硫脲急性膳食攝入風(fēng)險都是可以接受的，且很低。

表3　不同年齡組人群乙撐硫脲急性膳食攝入風(fēng)險評估Table 3 Acute dietary intake risk assessment of ETU residue in different age groups

2.2.2不同省份蘋果樣品乙撐硫脲膳食攝入風(fēng)險評估

利用基于Monte Carlo模擬技術(shù)的@Risk軟件分別對不同省份蘋果中乙撐硫脲殘留監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分布擬合。擬合結(jié)果顯示，河北、河南、遼寧、山東、山西和陜西6省份蘋果樣品中乙撐硫脲殘留數(shù)據(jù)分布比較符合Gamma、Weibull、LogLogistic、Lognorm、InvGauss、BetaGeneral、Expon 和Pearson5分布等8種分布類型。運用Chi-Squared、Anderson-Darling和Kolmogorov-Smirnov 3種統(tǒng)計檢驗方法分別對6省份殘留數(shù)據(jù)的上述8種分布類型的擬合度進行檢驗，綜合考慮3種擬合結(jié)果，從而確定最佳擬合分布類型。結(jié)果表明，除河北蘋果乙撐硫脲殘留數(shù)據(jù)分布最佳分布為Weibull分布外，計為RiskWeibull（0．988 97，0．002 836 0，RiskShift（0．000 100 00））；河南、遼寧、山東、山西和陜西5個省份樣品乙撐硫脲殘留數(shù)據(jù)最佳分布均為Gamma分布，分別記為RiskGamma（7．366 4，0．001 005 8，RiskShift（0．000 100 00））、RiskGamma（1．846 2，0．006 414 8，RiskShift（0．000 100 00））、RiskGamma（4．541 8，0．001 503 8，RiskShift（0．000 100 00））、RiskGamma（7．951 8，0．000 795 38，RiskShift（0．000 100 00））、RiskGamma（1．757 0，0．004 100 2，RiskShift（0．000 100 00））（圖5）。

圖5　不同省份蘋果乙撐硫脲殘留擬合分布Fig.5 Analog distribution of ETU residue in apple in different provinces

表4為不同省份蘋果樣品乙撐硫脲慢性膳食攝入風(fēng)險評估結(jié)果。由表4可知，同一省份樣品，幼兒（2～6歲）和兒童（7～13歲）兩個年齡組人群由于體重較輕，而蘋果攝入量相對較高，因此乙撐硫脲慢性膳食攝入風(fēng)險明顯高于青少年（14～17歲）和成年（18～59歲），為重點監(jiān)控對象。遼寧、陜西2省份慢性膳食攝入風(fēng)險較高，取99.5百分位點值時，慢性膳食攝入風(fēng)險（%ADI）分別達到3.77%～22.19%、2.23%～13.45%；其次為河南、山東和河北3省份，山西省樣品慢性膳食攝入風(fēng)險最低，僅為1.07%～6.56%。雖然遼寧和陜西2省份在高端暴露情形（P99.5）下，幼兒和兒童2個年齡組人群慢性膳食攝入風(fēng)險較高，但%ADI仍遠低于100%。各省份蘋果乙撐硫脲慢性膳食攝入風(fēng)險都是可以接受的，且很低。

表4　不同省份蘋果乙撐硫脲慢性膳食攝入風(fēng)險評估Table 4 Chronic dietary intake risk assessment of ETU residue in apple in different provinces

表5為不同省份蘋果樣品乙撐硫脲急性膳食攝入風(fēng)險評估結(jié)果。由表5可知，同一省份內(nèi)，不同年齡組人群乙撐硫脲急性膳食攝入風(fēng)險存在明顯差異，幼兒（2～6歲）和兒童（7～13歲）兩個年齡組人群由于體重較輕，而蘋果攝入量相對較高，因此乙撐硫脲急性膳食攝入風(fēng)險明顯高于青少年（14～17歲）和成年（18～59歲），為重點監(jiān)控對象。遼寧省樣品乙撐硫脲急性膳食攝入風(fēng)險明顯高于其他省份，其中幼兒（2～6歲）和兒童（7～13歲）2個年齡組人群急性膳食攝入風(fēng)險（%ARfD）分別達到3.29%～6.98%、2.21%～5.15%，需重點關(guān)注；其次為陜西省樣品，河北、河南、山東、山西4省份樣品間無明顯差異?？傊?，各省份乙撐硫脲急性膳食攝入風(fēng)險都是可以接受，且很低。

2.2.3不同主產(chǎn)區(qū)蘋果樣品乙撐硫脲膳食攝入風(fēng)險評估

利用基于Monte Carlo模擬技術(shù)的@Risk軟件分別對渤海灣和西北黃土高原兩大蘋果優(yōu)勢主產(chǎn)區(qū)樣品中乙撐硫脲殘留監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分布擬合。擬合結(jié)果顯示，兩主產(chǎn)區(qū)蘋果樣品乙撐硫脲殘留數(shù)據(jù)分布比較符合Gamma、Weibull、LogLogistic、Lognorm、InvGauss、Expon和Pearson5分布等7種分布類型，運用Chi-Squared、Anderson-Darling 和Kolmogorov-Smirnov 3種統(tǒng)計檢驗方法對2個主產(chǎn)區(qū)上述7種分布類型的擬合度進行檢驗，綜合考慮3種擬合結(jié)果。結(jié)果表明渤海灣和西北黃土高原兩大蘋果優(yōu)勢主產(chǎn)區(qū)樣品中乙撐硫脲殘留監(jiān)測數(shù)據(jù)最佳分布均為Gamma分布，分別記為RiskGamma（1．826 1，0．004 278 9，RiskShift（0．000 100 00））和RiskGamma（2．917 4，0．002 416 7，RiskShift（0．000 100 00））（圖6）。

表6為不同主產(chǎn)區(qū)蘋果樣品乙撐硫脲慢性膳食攝入風(fēng)險評估結(jié)果。由表6可知，同一主產(chǎn)區(qū)蘋果樣品，幼兒（2～6歲）和兒童（7～13歲）兩個年齡組人群由于體重較輕，而蘋果攝入量相對較高，因此乙撐硫脲慢性膳食攝入風(fēng)險明顯高于青少年（14～17歲）和成年（18～59歲），為重點監(jiān)控對象；渤海灣產(chǎn)區(qū)蘋果樣品慢性膳食攝入風(fēng)險稍高于西北黃土高原產(chǎn)區(qū)。取99.5百分位點值時，兩大主產(chǎn)區(qū)樣品慢性膳食攝入風(fēng)險（%ADI）分別達到2.39%～14.62%、1.71%～10.69%，但仍遠低于100%。兩大主產(chǎn)區(qū)蘋果乙撐硫脲慢性膳食攝入風(fēng)險都是可以接受的。

表5　不同省份蘋果乙撐硫脲急性膳食攝入風(fēng)險評估Table 5 Acute dietary intake risk assessment of ETU residue in apple in different provinces

圖6　不同主產(chǎn)區(qū)蘋果乙撐硫脲殘留擬合分布Fig.6 Analog distribution of ETU residue in apple in different main producing areas

表6　不同主產(chǎn)區(qū)蘋果乙撐硫脲慢性膳食攝入風(fēng)險評估Table 6 Chronic dietary intake risk assessment of ETU residue in apple in different main producing areas

表7為不同主產(chǎn)區(qū)蘋果樣品乙撐硫脲急性膳食攝入風(fēng)險評估結(jié)果。由表7可知，同一主產(chǎn)區(qū)蘋果樣品，幼兒（2～6歲）和兒童（7～13歲）2個年齡組人群由于體重較輕，而蘋果攝入量相對較高，因此乙撐硫脲急性膳食攝入風(fēng)險明顯高于青少年（14～17歲）和成年（18～59歲），為重點監(jiān)控對象；渤海灣產(chǎn)區(qū)蘋果樣品急性膳食攝入風(fēng)險稍高于西北黃土高原產(chǎn)區(qū)。取99.5百分位點值時，兩大主產(chǎn)區(qū)樣品急性膳食攝入風(fēng)險（%ARfD）分別達到1.12%～4.66%、0.81%～3.30%，但仍遠低于100%。兩大主產(chǎn)區(qū)蘋果乙撐硫脲急性膳食攝入風(fēng)險都是可以接受的。

表7　不同主產(chǎn)區(qū)蘋果乙撐硫脲急性膳食攝入風(fēng)險評估Table 7 Acute dietary intake risk assessment of ETU residue in apple in different main producing areas

2.3最大殘留限量估計值分析

目前，中國尚未制定乙撐硫脲最大殘留限量值，僅見歐盟國家規(guī)定了植物性農(nóng)產(chǎn)品中乙撐硫脲最大殘留限量值為0.05 mg/kg。本研究根據(jù)公式（4）計算得到乙撐硫脲的最大殘留限量估計值為0.173 1 mg/kg。對282份蘋果樣品中乙撐硫脲殘留檢測值進行分布擬合，乙撐硫脲分布的99.5百分位點殘留值為0.0264 mg/kg（圖4）。按照最大殘留限量可比eMRL略低或略高的原則[16]，建議乙撐硫脲的最大殘留限量值設(shè)為0.2 mg/kg。由此可見，乙撐硫脲分布99.5百分位點殘留值顯著低于最大殘留限量建議值，表明該建議值能夠有效的保護消費者膳食消費安全。

3　討論

3.1二硫代氨基甲酸酯類農(nóng)藥使用及相關(guān)研究

二硫代氨基甲酸酯類（dithiocarbamates, DTCs）農(nóng)藥具有高效、廣譜性殺菌效果，是目前世界上使用最廣泛的殺菌劑，主要用于水果、蔬菜、觀賞植物等作物生產(chǎn)中真菌病害的防治[2]。乙撐硫脲是DTCs類農(nóng)藥的環(huán)境代謝產(chǎn)物，具有致畸、致癌和致突變作用[3，5-8]。早在1989年，美國就逐漸取消了該類農(nóng)藥在水果和蔬菜上的登記使用，對尚未取消登記使用的農(nóng)藥進行施藥次數(shù)、用量和安全間隔期的限制，從而減少公眾對該類農(nóng)藥的暴露風(fēng)險[23]。DTCs類農(nóng)藥對防治黑星病、落葉病、霜霉病、銹病等病害方面具有顯著效果，因此仍在中國蘋果、柑橘、葡萄、西甜瓜等農(nóng)作物上登記使用。鑒于乙撐硫脲具有“三致”毒性，評價其膳食攝入風(fēng)險具有十分重要的意義。目前，國內(nèi)尚未見公開發(fā)表的乙撐硫脲膳食攝入風(fēng)險評估相關(guān)報道，僅見關(guān)于西瓜、柑橘、黃瓜、蘋果、香蕉中乙撐硫脲殘留降解動態(tài)研究[24-30]。馮秀瓊等[27]從天津和煙臺采集的蘋果樣品中，除個別樣品外，均檢出了痕量的乙撐硫脲殘留，檢出范圍在4.4～42.2 μg/kg，這與本研究得出的檢出率和檢出濃度相接近。

目前DTCs類農(nóng)藥的最大殘留限量值以CS2計，其膳食攝入風(fēng)險評估也是以CS2量為指標[31-32]。然而，由于該類農(nóng)藥在農(nóng)產(chǎn)品中殘留降解半衰期不同，最終測得CS2含量為該類農(nóng)藥產(chǎn)生的CS2的總和，缺乏專一性，測定的穩(wěn)定性和重復(fù)性較差[30]；且該類農(nóng)藥自身毒性很低，其化學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定，很容易受環(huán)境條件影響而分解，環(huán)境代謝產(chǎn)物乙撐硫脲具有典型的“三致”毒性。因此，也有根據(jù)乙撐硫脲殘留量來間接評價該類農(nóng)藥膳食風(fēng)險[6，30]。鑒于此，筆者認為，乙撐硫脲殘留量能更好的表征該類農(nóng)藥的毒性及膳食風(fēng)險，所以本研究采用乙撐硫脲殘留量來評估蘋果中DTCs類農(nóng)藥對中國居民健康帶來的風(fēng)險。關(guān)于以何種指標評估該類農(nóng)藥膳食風(fēng)險較為科學(xué)合理有待進一步探討。3.2蘋果乙撐硫脲殘留水平及膳食攝入風(fēng)險評估結(jié)果分析

2011年美國環(huán)保署發(fā)布的農(nóng)藥殘留排行榜顯示，98%的受檢蘋果中檢出農(nóng)藥殘留，位居農(nóng)藥污染最嚴重的果蔬榜單之首[30]。中國是蘋果第一生產(chǎn)國和消費國[33]，為保護國民果品膳食安全，蘋果上的農(nóng)藥污染狀況亟需重視，開展蘋果農(nóng)藥殘留風(fēng)險評估迫在眉睫[30]。本研究采樣區(qū)域覆蓋渤海灣（遼寧、山東、河北）和西北黃土高原（陜西、山西、河南）兩大蘋果優(yōu)勢主產(chǎn)區(qū)，282份樣品能夠比較全面地反映中國蘋果乙撐硫脲殘留水平。中國蘋果乙撐硫脲檢出率較高，但絕大多數(shù)樣品殘留量處于痕量水平。不同省份和不同主產(chǎn)區(qū)蘋果樣品之間乙撐硫脲殘留水平及檢出率均存在較大差異，這與蘋果栽培模式、果園管理方式以及不同省份和主產(chǎn)區(qū)病害發(fā)生情況與農(nóng)藥使用格局均有很大關(guān)系[34-37]。蘋果乙撐硫脲膳食攝入風(fēng)險評估結(jié)果表明，不同年齡組人群膳食攝入風(fēng)險存在明顯差異，幼兒（2～6歲）和兒童（7～13歲）兩個年齡組人群乙撐硫脲膳食攝入風(fēng)險顯著高于青少年（14～17歲）和成年（18～59歲），為重點監(jiān)控對象。但總體而言，不同年齡組人群乙撐硫脲膳食攝入風(fēng)險都是可以接受的，且很低。Lemes等[6]對巴西圣保羅州蘋果、木瓜、草莓中乙撐硫脲殘留水平進行了檢測和風(fēng)險評估研究。結(jié)果表明，蘋果中乙撐硫脲檢出率為33%，最大殘留量為3.7 μg/kg，平均殘留量為1.0 μg/kg；其中東部地區(qū)蘋果樣品檢出率達到57%，北部地區(qū)木瓜檢出率高達到80%。圣保羅州人群乙撐硫脲慢性膳食攝入風(fēng)險（% ADI）為0.05%～0.09%，遠低于100%。本研究測定的282份蘋果樣品中，乙撐硫脲殘留檢出率為80.9%，最大殘留量達到74.1 μg/kg，平均殘留量為6.1 μg/kg，慢性膳食攝入風(fēng)險（%ADI）為0.35%～13.12%，均高于巴西。究其原因，可能與不同國家農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管體系、農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)經(jīng)營管理方式、農(nóng)藥產(chǎn)品使用格局及農(nóng)業(yè)從業(yè)者整體素質(zhì)和技術(shù)水平有關(guān)[35-39]。

3.3關(guān)于影響最終風(fēng)險評估結(jié)果的因素分析

雖然本研究采樣區(qū)域覆蓋了渤海灣（遼寧、山東、河北）和西北黃土高原（陜西、山西、河南）兩大蘋果優(yōu)勢主產(chǎn)區(qū)，282份樣品能夠比較全面地反映中國蘋果乙撐硫脲殘留水平。但在進行不同年齡組人群及不同區(qū)域蘋果樣品慢性膳食攝入風(fēng)險評估過程中的膳食消費數(shù)據(jù)采用的是衛(wèi)生部在2002年進行的中國居民營養(yǎng)與健康狀況調(diào)查資料，這是目前能夠獲得的能全面系統(tǒng)反應(yīng)中國居民膳食狀況的最新數(shù)據(jù)[15，40]。毫無疑問，2002年以來，中國居民膳食結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生了一定的變化，蘋果消費量總體會增加[41]。因此，本研究根據(jù)2014年中國蘋果總產(chǎn)量、加工消耗量、出口量、貯藏損耗率和集中消費天數(shù)計算出中國居民日均蘋果消費量[16]，然后以2002年中國居民營養(yǎng)與健康狀況調(diào)查資料對不同人群水果膳食消費量比例關(guān)系折算出2014年的不同人群蘋果消費量，從而減小由蘋果消費量增加而導(dǎo)致低估風(fēng)險的可能性。另外，蘋果中乙撐硫脲殘留水平多處于痕量水平，且數(shù)據(jù)多呈高度偏態(tài)分布（圖4、圖5、圖6），為減小評估模型的變異度和不確定性，筆者將殘留數(shù)據(jù)擬合分布次數(shù)定為100 00次[17，20]，在進行概率評估模擬抽樣時進行了100 00次迭代計算，保證了高端百分位值趨于穩(wěn)定，從而得出更為客觀的評估結(jié)果。

3.4未來果品農(nóng)藥殘留風(fēng)險評估發(fā)展方向分析

丁小霞等[20]研究表明，對同一批次數(shù)據(jù)進行分析，不同點評估模型評估結(jié)果差異性顯著，且評估結(jié)果過于保守（如采用高端暴露量的點評估結(jié)果遠遠高于實際暴露量）。概率評估方法克服了點評估方法不能量化評估結(jié)果的變異度和不確定度的缺點，可為風(fēng)險管理提供科學(xué)建議。隨著現(xiàn)代模擬計算技術(shù)的發(fā)展和相關(guān)評估數(shù)據(jù)的不斷完善，概率評估方法將在膳食攝入風(fēng)險評估中應(yīng)用日廣。中國開展農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險評估研究較晚，目前國內(nèi)對果品中農(nóng)藥殘留的風(fēng)險評估均為單個農(nóng)藥逐一進行評估，即假設(shè)消費者接觸的可能暴露量低于相關(guān)的基本健康參考值（如ARfD值或ADI值），則認為該農(nóng)藥殘留帶來的風(fēng)險是可以接受的[42]。然而一個水果樣品中往往含有多種農(nóng)藥殘留，消費者也會攝入多種水果，因此人們在日常膳食中經(jīng)常會暴露于多種農(nóng)藥殘留，多種農(nóng)藥混合作用綜合影響消費者膳食安全。忽視農(nóng)藥的這種多途徑、多殘留的暴露情況，往往會導(dǎo)致低估消費者所面臨的農(nóng)藥膳食攝入風(fēng)險，影響風(fēng)險管理者和決策者進行科學(xué)決策[43-44]。國外對水果中農(nóng)藥殘留的累積性膳食攝入風(fēng)險評估研究較多[45-46]，其中美國已完成了包括有機磷類、擬除蟲菊酯類、氨基甲酸酯類、氯乙酰胺類和三嗪類等5類農(nóng)藥的累積性風(fēng)險評估[16]。國內(nèi)有關(guān)水果農(nóng)藥殘留累積風(fēng)險評估研究報道甚少，隨著中國不斷重視農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和風(fēng)險評估工作，水果中不同農(nóng)藥種類和不同作用機制的農(nóng)藥復(fù)合污染聯(lián)合毒性風(fēng)險是未來評估研究的趨勢。

4　結(jié)論

本文在國內(nèi)首次通過大規(guī)模、覆蓋渤海灣（遼寧、山東、河北）和西北黃土高原（陜西、山西、河南）兩大蘋果優(yōu)勢主產(chǎn)區(qū)采樣，嘗試概率評估方法，明確了國產(chǎn)蘋果中乙撐硫脲殘留水平并量化了不同年齡組人群、不同省份和不同主產(chǎn)區(qū)蘋果中乙撐硫脲膳食攝入風(fēng)險，主要結(jié)論如下：

1）中國蘋果乙撐硫脲殘留檢出率較高，綜合檢出率為80.9%。乙撐硫脲殘留量均值為6.1 μg/kg，最高殘留量為74.1 μg/kg。絕大多數(shù)蘋果樣品中（占90.4%）乙撐硫脲殘留量＜10.0 μg/kg。按照歐盟規(guī)定的植物性食品中乙撐硫脲最大殘留限定值為50 μg/kg計，超標率僅為1.4%（圖1）。282份蘋果樣品中乙撐硫脲殘留量離散程度較大，變異系數(shù)高達134.6%，且不同省份和不同主產(chǎn)區(qū)之間離散程度存在明顯差異。

2）不同年齡組人群膳食攝入風(fēng)險存在明顯差異，幼兒（2～6歲）和兒童（7～13歲）兩個年齡組人群乙撐硫脲膳食攝入風(fēng)險明顯高于青少年（14～17歲）和成年（18～59歲），為重點監(jiān)控對象。但總體而言，中國不同年齡組人群乙撐硫脲膳食攝入風(fēng)險均較低，其中慢性膳食攝入風(fēng)險（%ADI）介于0.35%～13.12%，急性膳食攝入風(fēng)險（%ARfD）介于0.22%～3.94%，均遠低于100%。

3）不同省份蘋果乙撐硫脲膳食攝入風(fēng)險雖存在明顯差異，遼寧、陜西2省份膳食攝入風(fēng)險高于其他4省份，但均遠低于100%，不同省份乙撐硫脲膳食攝入風(fēng)險也是可以接受的；渤海灣產(chǎn)區(qū)蘋果樣品膳食攝入風(fēng)險稍高于西北黃土高原產(chǎn)區(qū)，但即便取99.5百分點值，兩大主產(chǎn)區(qū)樣品膳食攝入風(fēng)險仍遠低于100%，兩大主產(chǎn)區(qū)蘋果乙撐硫脲膳食攝入風(fēng)險都是可以接受的，且很低。

4）根據(jù)最大殘留限量估計值，建議中國蘋果中乙撐硫脲最大殘留限量值設(shè)為0.2 mg/kg。

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Nonparametric probabilistic evaluation of ethylenethiourea dietary intake risk in apple

Ye Mengliang, Nie Jiyun※, Xu Guofeng, Yan Zhen, Zheng Lijing
（Institute of Pomology, Chinese Academy of Agricultural Sciences; Laboratory of Risk Assessment on Fruit Quality and Safety（Xingcheng）, Ministry of Agriculture; Quality Inspection and Test Center for Fruit and Nursery Stocks, Ministry of Agriculture（Xingcheng）, 125100, China）

Abstract:Food quality and safety risk assessment work is a recent development in China.Several studies on risk assessment of pesticide residues in fruits have been reported.The deterministic point estimation approach based on a single-point estimation（such as an average value or a high percentile）was the primary method in these studies.Using this method, dietary intake was evaluated by multiplying the mean agrochemical residual level and mean fruits consumption data.These numbers were easy to derive, but did not take into consideration the variation and uncertainty between individuals in the evaluation process.A nonparametric probabilistic evaluation model could better quantify the health risk for the general population by taking both variation and uncertainty into account.The outputs from Monte Carlo simulations can be specified at any percentile, making the calculation more intuitive and more convenient for evaluating the health risk in the general population.The probabilistic evaluation approach, therefore, is gradually becoming a focus of research into food quality and safety risk assessment in China.Dithiocarbamates（DTCs）are considered as one of the most important organosulfur compounds used as fungicides.These DTCs are widely used as non-systemic fungicides in agriculture and horticulture.Ethylenethiourea（ETU）is a toxicologically relevant degradation and/or biotransformation product of DTCs.It has been reported that ETU has caused cancer in experimental animals and may be carcinogenic in human, which should be considered in a consumer risk assessment.The professional risk assessment software @Risk, based on Monte Carlo simulations, was used to evaluate the dietary intake risk.First, data on the ETU residual content in 282 apple samples were collected for distribution fitting, which was checked by three statistical test methods - the Chi-Squared test, the Anderson-Darling test and the Kolmogorov-Smirnov test; the optimum fitting distribution was selected from the results.Simulations were performed with 10,000 iterations in the process of distribution fitting and with 10,000 simulation calculations for each population subgroups, ensuring that high percentile values would be more stable.The purpose was to ascertain ETU residue level in domestic apple and quantify the dietary intake risk for the general population consuming apple with ETU residues.A total of 282 apple samples were randomly collected from two main apple superior producing areas, including the Bohai bay（Liaoning, Shandong and Hebei）and the Northwest loess plateau（Shaanxi, Shanxi and Henan）.To determine whether the human intake of ETU exceeded health safety limits, we evaluated toxicological endpoint values such as the acceptable daily intake（ADI）and acute reference dose（ARfD）.The %ADI and %ARfD represented for chronic dietary intake risk and acute dietary intake risk, respectively.The results showed that the detectable rate of ETU was 80.9%, the average of residue contents was 6.1 μg/kg, the maximum residue content was 74.1 μg/kg, and the vast majority of ETU residual content of the 282 apple samples（90.4%）were lower than 10.0 μg/kg.The discrete degree of ETU residual content was large（134.6%）among 282 apple samples.Variation Coefficient of different provinces was in the following order: Shaanxi（150.7%）＞Liaoning（146.8%）＞Hebei（91.2%）＞Shandong（88.1%）＞Henan（54.9%）＞Shanxi（51.8%）.Difference of dietary intake risk in different age groups was clear, that the ETU dietary intake risks of the infants（aged 2 to 6）and children（aged 7 to 13）were significantly higher than that of teenagers（aged 14 to 17）and adults（aged 18 to 59）, so they were the vital monitoring objects.But overall, the dietary intake risk for different age groups consuming apples was low in China, and chronic and acute dietary intake risk of ETU were 0.35%～13.12%（%ADI）and 0.22%～3.94%（%ARfD）, respectively, which was far lower than 100%.Differences of dietary intake risk of different provinces and different main producing areas were obvious, but the dietary intake risk of ETU was still much lower than 100%, which was acceptable.Based on the eMRL, MRL of ETU in apples was proposed to be 0.2 mg/kg.This study will provide references for apple quality safety supervision and carrying out the work of fruits quality and safety risk assessment systemically in the future.

Keywords:models; risk assessment; pesticides; apple; ethylenethiourea; dietary intake; nonparametric probabilistic evaluation model

通信作者：※聶繼云（1970-），男，四川大竹人，研究員，博士生導(dǎo)師，主要從事果品加工、質(zhì)量安全、質(zhì)量標準等研究。興城中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所，125100。Email: jiyunnie@163.com。

作者簡介：葉孟亮（1989-），男，河北邯鄲人，研究方向為果品貯藏與質(zhì)量控制。興城中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所，125100。Email: yemengliang413@163.com。

基金項目：國家農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險評估計劃（GJFP2014002，GJFP2015002）；中央級科研院所基本科研業(yè)務(wù)費專項（0032014013）；中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程項目（CAAS-ASTIP-2015-RIP）

收稿日期：2015-07-20

修訂日期：2015-11-13

中圖分類號：TS201.6

文獻標志碼：A

文章編號：1002-6819（2016）-01-0286-12

doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.01.040