莎 娜,李國(guó)銀,張昕欣,張福金,連海飛,康博洋,狄彩霞,楊永青,史 培
(1.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院,內(nèi)蒙古呼和浩特 010031;2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室(呼和浩特),內(nèi)蒙古呼和浩特 010031)
近年來(lái),隨著農(nóng)業(yè)科技快速發(fā)展,人們主要蔬菜消費(fèi)量劇增,在蔬菜大規(guī)模集約化種植過(guò)程中,普遍存在大量使用化學(xué)農(nóng)藥防治病蟲害現(xiàn)象,雖然化學(xué)農(nóng)藥可以殺死一些害蟲,促進(jìn)蔬菜的生長(zhǎng),但不適當(dāng)或過(guò)量使用農(nóng)藥會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染并增加人體健康風(fēng)險(xiǎn),而葉菜類蔬菜作為我國(guó)主要消費(fèi)蔬菜類型,在生產(chǎn)中用藥更普遍[1-4]。菠菜具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,富含類胡蘿卜素、葉黃素以及多種維生素,還含有豐富的鈣、鐵、磷、鉀和鈉等礦物質(zhì)元素。同時(shí)具有降脂、降糖、抗氧化、抗癌、增強(qiáng)體力、保養(yǎng)皮膚、改善視力、調(diào)理血壓、預(yù)防眼底黃斑病變和血友病等作用[5]。菠菜(Spinacia oleraceaL.)屬于莧科藜亞科菠菜屬植物,是以綠葉為主要器官的一、二年生草本植物。內(nèi)蒙古烏蘭察布市屬于典型的大陸性氣候、晝夜溫差大、氣候較為寒涼、年降水稀少,是全國(guó)三大冷涼蔬菜基地之一,菠菜在當(dāng)?shù)匾陨a(chǎn)基地集約化種植為主,是種植業(yè)主要經(jīng)濟(jì)來(lái)源之一。但是,菠菜生長(zhǎng)周期較長(zhǎng),易發(fā)病蟲害,如果在集約化種植過(guò)程中農(nóng)藥使用不合理,會(huì)使病蟲害抗藥性增強(qiáng),導(dǎo)致藥量增加、農(nóng)藥殘留超標(biāo),造成惡性循環(huán),對(duì)菠菜的質(zhì)量安全及消費(fèi)者的健康造成巨大隱患[6]。菠菜種植過(guò)程中常見病害有霜霉病、炭疽病、病毒病等,蟲害有蚜蟲、潛葉蠅、菜螟等,常用防治手段以化學(xué)農(nóng)藥為主[7],大量施用農(nóng)藥化肥必然對(duì)菠菜的質(zhì)量安全帶來(lái)潛在風(fēng)險(xiǎn),所以對(duì)菠菜進(jìn)行農(nóng)藥殘留檢測(cè)和膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估非常必要。朱曼潔[8]用氣相色譜三重四級(jí)桿質(zhì)譜掃描了菠菜中的甲胺磷、氧樂(lè)果、溴氰菊酯和甲氰菊酯等農(nóng)藥的殘留量。呂冰峰等[9]在2018年分析了我國(guó)蔬菜的食品安全形勢(shì),指出菠菜的合格率僅為82.5%;宋玉峰等[10]研究了以菠菜為例的鮮食農(nóng)產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn),評(píng)估表明,與暴露于一種單一農(nóng)藥殘留相比,人體暴露于多種農(nóng)藥殘留可能會(huì)引起更高的聯(lián)合毒性效應(yīng)。因此,針對(duì)單一農(nóng)藥品種進(jìn)行評(píng)估的方式可能會(huì)造成風(fēng)險(xiǎn)程度的低估[11]。雖然已有菠菜農(nóng)藥殘留的研究,但鮮有菠菜農(nóng)藥多殘留組分膳食暴露的報(bào)道,本研究以內(nèi)蒙古烏蘭察布市某縣集約化種植的菠菜為試驗(yàn)樣品,結(jié)合我國(guó)居民營(yíng)養(yǎng)與慢性病狀況報(bào)告[12]及居民膳食指南數(shù)據(jù)[13],對(duì)其農(nóng)藥殘留情況以及膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作,以期為當(dāng)?shù)夭げ税踩a(chǎn)提供技術(shù)支撐,為政府監(jiān)管部門提供執(zhí)法依據(jù)。
于2021年在內(nèi)蒙古烏蘭察布市某縣規(guī)模集約化種植產(chǎn)區(qū)采集樣本80 個(gè),包括生產(chǎn)基地60 個(gè)、蔬菜市場(chǎng)20 個(gè)。所有菠菜樣品采集按照GB/T 8855—2008《新鮮水果和蔬菜取樣方法》[14]執(zhí)行,樣品盡快勻漿,于-18 ℃冷凍保存,備用。
微孔濾膜(0.22 μm);乙腈、甲醇、正己烷、丙酮、二氯甲烷(色譜級(jí),德國(guó)默克);甲酸(ACROS ORGANICS,賽默飛);氯化鈉(分析純);2 mL DIKMA 凈化管(C1850 mg、PSA 50 mg、MgSO4150 mg,迪瑪科技)。各農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品,購(gòu)于農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護(hù)科研檢測(cè)所;實(shí)驗(yàn)用水為Milli-Q 超純水儀制造。
LC-MS/MS 液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀(Waters-TQ-S Micro),GC-MS/MS 氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀(Thermo-TSQ-quantum GC),AE270 電子天平(Mettler Toledo公司),勻漿機(jī)(Hestix Scientific),VORTEX-GENIE渦旋振蕩器(上海蘭儀),GL-20G-C 高速冷凍離心機(jī)(上海精密儀器),Milli-Q(超純水制水儀,美國(guó)),TTL-DC 氮吹儀(天津奧特賽恩斯儀器),MXZH2800樣品粉碎機(jī)(松下)。
稱取適量菠菜樣品,對(duì)63 種農(nóng)藥進(jìn)行添加回收試驗(yàn),添加水平為0.15 mg/kg,采用NY/T 761—2008《蔬菜和水果中有機(jī)磷、有機(jī)氯、擬除蟲菊酯和氨基甲酸酯類農(nóng)藥多殘留的測(cè)定》、NY/T 789—2014《農(nóng)藥殘留分析樣本的采樣方法》、GB 23200.86—2016《植物源食品中208 種農(nóng)藥及其代謝物殘留量的測(cè)定氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法》、GB 20769—2008《水果和蔬菜中450 種農(nóng)藥及相關(guān)化學(xué)品殘留的測(cè)定液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法》進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果按照GB 2763—2021《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中農(nóng)藥最大殘留限量》[15]進(jìn)行判斷,該方法中未規(guī)定限量的農(nóng)藥不予判定。最終回收率為75.6%~107.8%,表明選用的方法結(jié)果可靠,可以用于檢測(cè)菠菜樣品。
檢測(cè)項(xiàng)目按農(nóng)藥類別劃分,包括殺蟲劑43 種,分別為甲胺磷、對(duì)硫磷、甲基對(duì)硫磷、六六六、滴滴涕、甲基硫環(huán)磷、久效磷、氟蟲腈(包括氟甲腈、氟蟲腈硫醚、氟蟲腈砜)、甲拌磷(包括甲拌磷砜和甲拌磷亞砜)、殺螟硫磷、伏殺硫磷、三氯殺螨醇、氰戊菊酯、氟氯氰菊酯、乙酰甲胺磷、丙溴磷、馬拉硫磷、三唑磷、亞胺硫磷、辛硫磷、二嗪磷、滅多威、滅幼脲、除蟲脲、氧樂(lè)果、水胺硫磷、甲基異柳磷、克百威(包括3-羥基克百威)、涕滅威(包括涕滅威砜和涕滅威亞砜)、毒死蜱、吡蟲啉、啶蟲脒、滅蠅胺、阿維菌素、辛硫磷、異丙威、甲基阿維菌素苯甲酸鹽、茚蟲威、噻蟲嗪、聯(lián)苯菊酯、溴氰菊酯、乙烯菌核利、氯氰菊酯;殺菌劑17 種,分別為五氯硝基苯、三唑酮、百菌清、霜霉威、嘧菌酯、烯酰嗎啉、腐霉利、戊唑醇、咯菌腈、腐霉利、氟嗎啉、苯醚甲環(huán)唑、丙環(huán)唑、異菌脲、噻菌酮、甲霜靈、多菌靈;除草劑2 種,分別為異丙甲草胺、二甲戊靈;殺螨劑1 種,為噠螨靈。
慢性膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估:慢性膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)即慢性或長(zhǎng)期接觸毒性與農(nóng)藥殘留每日允許攝入量的函數(shù),計(jì)算公式[16]如下
式中,STMR為菠菜中農(nóng)藥殘留的平均值(mg/kg);ADI為農(nóng)藥每日允許攝入量(mg/kg);P 為標(biāo)準(zhǔn)人群菠菜日消費(fèi)量(269.4 g);BW 為標(biāo)準(zhǔn)人群平均體重(以60 kg 計(jì))。
當(dāng)%ADI≤100%時(shí),表示菠菜中農(nóng)藥殘留風(fēng)險(xiǎn)可接受,%ADI越小則風(fēng)險(xiǎn)越??;當(dāng)%ADI>100%時(shí),表示菠菜中農(nóng)藥殘留有不可接受的風(fēng)險(xiǎn)。
急性膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估:是計(jì)算1 d 食物消費(fèi)中攝入的食物和水中某種物質(zhì)殘留量,計(jì)算公式[17]如下
式中,HR為菠菜中農(nóng)藥殘留的最大值(mg/kg);ARfD為農(nóng)藥急性攝入?yún)⒖紕┝浚╩g/kg);P 為居民菠菜消費(fèi)大份餐(為500.0 g);BW 為標(biāo)準(zhǔn)人群平均體重(以60 kg 計(jì))。
當(dāng)%ARfD≤100%時(shí),表示菠菜中農(nóng)藥殘留風(fēng)險(xiǎn)可接受,%ARfD越小則風(fēng)險(xiǎn)越小;當(dāng)%ARfD>100%時(shí),表示菠菜中農(nóng)藥殘留有不可接受的風(fēng)險(xiǎn)。
農(nóng)藥殘留風(fēng)險(xiǎn)排序:借鑒英國(guó)獸藥殘留委員會(huì)獸藥殘留風(fēng)險(xiǎn)排序矩陣[18],選用農(nóng)藥毒性、農(nóng)藥毒效(即ADI值)、菠菜膳食比例、農(nóng)藥使用頻率、高暴露人群、殘留水平6 項(xiàng)指標(biāo),樣品中各農(nóng)藥的殘留風(fēng)險(xiǎn)得分(S)采用公式(3)和(4)計(jì)算,該值越高殘留風(fēng)險(xiǎn)越大。
式中,F(xiàn)OD為菠菜種植期間農(nóng)藥使用頻率;T為菠菜成熟過(guò)程中使用該農(nóng)藥次數(shù);H為菠菜生長(zhǎng)天數(shù);S為風(fēng)險(xiǎn)得分;A為農(nóng)藥毒性得分;B為農(nóng)藥毒效得分(隨著ADI的降低,賦值得分增加);C為菠菜膳食比例得分;D為農(nóng)藥使用頻率得分;E為高暴露人群得分;F為殘留水平得分。
由表1 可知,烏蘭察布市某縣80 個(gè)菠菜樣品中共檢測(cè)出農(nóng)藥殘留3 大類16 種農(nóng)藥,占驗(yàn)證參數(shù)的25.40%,農(nóng)藥檢出率均為30.00%以下,最高的是殺蟲劑吡蟲啉,檢出率為30.00%,其次為殺菌劑甲霜靈(18.75%)和殺蟲劑滅蠅胺(16.30%)。檢出農(nóng)藥含量為0.002 0~1.280 0 mg/kg,參照GB 2763—2021[15]規(guī)定的菠菜中最大殘留限量進(jìn)行超標(biāo)判定,菠菜樣品中共有2 批次氟蟲腈超標(biāo),超標(biāo)率為2.5%。
表1 菠菜樣品中農(nóng)藥的檢出情況
由圖1 可知,檢出農(nóng)藥按類別劃分為殺蟲劑、殺菌劑、殺螨劑,分別為10、5、1 種,分別占檢出農(nóng)藥總數(shù)的62.50%、31.25%、6.25%,檢出農(nóng)藥以殺蟲劑為主,其中殺蟲劑10 種分別為氟蟲腈、氯氰菊酯、吡蟲啉、啶蟲脒、滅蠅胺、茚蟲威、噻蟲嗪、聯(lián)苯菊酯、毒死蜱、溴氰菊酯;殺菌劑5 種分別為多菌靈、丙環(huán)唑、甲霜靈、腐霉利、嘧菌酯;殺螨劑1種為噠螨靈。
圖1 菠菜樣品中檢出的不同農(nóng)藥類別比較
由圖2 可知,根據(jù)樣品中檢出農(nóng)藥種類數(shù)劃分為1~6 種,13 個(gè)樣品檢出1 種農(nóng)藥殘留占比為16.25%,15 個(gè)樣品檢出2~4 種農(nóng)藥殘留占比為18.75%,27 個(gè)樣品檢出5~6 種農(nóng)藥殘留占比為33.75%,其余樣品未檢出農(nóng)藥殘留。檢出5~6 種農(nóng)藥殘留在所檢樣品中占比最大,該現(xiàn)象是否會(huì)產(chǎn)生一定的毒害作用,有待進(jìn)一步研究驗(yàn)證。
圖2 菠菜樣品中農(nóng)藥殘留種類數(shù)
由圖3 可知,檢出農(nóng)藥按毒性劃分,低毒性15 種,占檢出農(nóng)藥93.75%;中等毒性1 種,占檢出農(nóng)藥6.25%。樣品中沒(méi)有高毒性農(nóng)藥檢出,以低毒性農(nóng)藥為主。
圖3 菠菜樣品中檢出的不同農(nóng)藥毒性比較
2.2.1 慢性膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)分析
由表2 可知,樣品中檢出的16 種農(nóng)藥%ADI值均低于100%。在標(biāo)準(zhǔn)人群中,氟蟲腈的%ADI值最高,為2.24%;其次為噠螨靈,為2.02%;嘧菌酯、滅蠅胺%ADI值分別為1.39%、1.06%,其他農(nóng)藥的%ADI均低于1.00%,說(shuō)明菠菜中農(nóng)藥殘留的慢性膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)在標(biāo)準(zhǔn)人群中為可接受范圍,但氟蟲腈的%ADI值高于其他農(nóng)藥,慢性膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)較高。不同年齡段的%ADI值表現(xiàn)為:隨著年齡的增長(zhǎng),菠菜中的農(nóng)藥慢性膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)降低;幼兒的不同農(nóng)藥慢性膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)均為最高,說(shuō)明菠菜中農(nóng)藥殘留的風(fēng)險(xiǎn)對(duì)幼兒造成的危害最大。因此,氟蟲腈在菠菜中的殘留給2~6 歲幼兒帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較高,應(yīng)給予重視,同時(shí)要加強(qiáng)氟蟲腈的禁用管理。
表2 菠菜樣品中檢出農(nóng)藥慢性膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果
2.2.2 急性膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)分析
世界衛(wèi)生組織數(shù)據(jù)庫(kù)[19]中未規(guī)定嘧菌酯、甲霜靈和噠螨靈的%ARfD,不進(jìn)行計(jì)算?!吨袊?guó)居民膳食指南》[13]推薦我國(guó)居民每天需攝入300~500 g 蔬菜;《中國(guó)居民營(yíng)養(yǎng)與慢性病狀況報(bào)告(2015)》[12]中指出,2012年我國(guó)居民平均每日食用新鮮蔬菜攝入量按標(biāo)準(zhǔn)體重60 kg 計(jì)算,消費(fèi)量為269.4 g。由表3 可知,標(biāo)準(zhǔn)人群中,16 種殘留農(nóng)藥的%ARfD值占比為0.013%~41.670%,均低于100%,說(shuō)明即使在最大攝入量下,殘留農(nóng)藥對(duì)一般人群的急性膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)都在可接受范圍內(nèi),其中氟蟲腈%ARfD值最高(41.670%)。
表3 菠菜樣品中檢出農(nóng)藥急性膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果
毒性、毒效、菠菜膳食比例、農(nóng)藥使用頻率、高暴露人群、農(nóng)藥殘留水平均采用原賦值標(biāo)準(zhǔn),各指標(biāo)賦值標(biāo)準(zhǔn)見表4。
表4 風(fēng)險(xiǎn)排序得分賦值標(biāo)準(zhǔn)
菠菜占居民總膳食百分比按0.28%計(jì)算(數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)居民膳食指南》),賦值為0 分,本次檢出農(nóng)藥最大使用次數(shù)T為3 次,生長(zhǎng)天數(shù)H為35 d,使用頻率(FOD)按公式(3)計(jì)算為8.6,即D的得分賦值為1 分,當(dāng)前尚無(wú)資料判定存在高暴露人群數(shù)據(jù),E的得分為3 分,結(jié)果見表5。
根據(jù)英國(guó)獸藥殘留委員會(huì)獸藥殘留風(fēng)險(xiǎn)排序矩陣,計(jì)算農(nóng)藥的殘留風(fēng)險(xiǎn)得分,劃分為3 類,第1 類為高風(fēng)險(xiǎn)農(nóng)藥,殘留風(fēng)險(xiǎn)>45 分;第2 類為中風(fēng)險(xiǎn)農(nóng)藥,殘留風(fēng)險(xiǎn)為45~30 分;第三類為低風(fēng)險(xiǎn)農(nóng)藥,殘留分值<30 分。參照表5 得分賦值標(biāo)準(zhǔn),按照公式(3)和(4)計(jì)算,得分均低于30 分[20],檢出農(nóng)藥殘留經(jīng)過(guò)排序計(jì)算均屬于低風(fēng)險(xiǎn)。在16 種檢出農(nóng)藥中,農(nóng)藥殘留風(fēng)險(xiǎn)在可接受范圍內(nèi),氟蟲氰的農(nóng)藥殘留風(fēng)險(xiǎn)排序得分最高,說(shuō)明該農(nóng)藥在所檢菠菜中農(nóng)藥殘留風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較高,應(yīng)該予以重視。
表5 菠菜樣品中檢出農(nóng)藥殘留風(fēng)險(xiǎn)排序得分
綜上所述,在內(nèi)蒙古烏蘭察布市集約化種植基地采集80 份菠菜,樣品檢出16 種農(nóng)藥包括:多菌靈2 次(2.50%)、嘧菌酯7 次(8.75%)、丙環(huán)唑5 次(6.25%)、吡蟲啉24 次(30.00%)、啶蟲脒9 次(11.25%)、甲霜靈15 次(18.75%)、滅蠅胺13 次(16.25%)、茚蟲威7 次(8.75%)、噻蟲嗪4 次(5.00%)、氟蟲腈10 次(12.50%)、氯氰菊酯11 次(13.75%)、噠螨靈11 次(13.75%)、聯(lián)苯菊酯5 次(6.25%)、腐霉利4 次(5.00%)、毒死蜱3 次(3.75%)、溴氰菊酯3 次(3.75%),檢出農(nóng)藥以殺蟲劑、低毒農(nóng)藥為主,檢出農(nóng)藥含量在0.002 0~1.280 0 mg/kg,農(nóng)藥超標(biāo)率2.5%,超標(biāo)農(nóng)藥為氟蟲腈,原因可能是葉菜表面積大,與農(nóng)藥直接接觸容易吸收較多農(nóng)藥[21],表明農(nóng)民因利益驅(qū)動(dòng),為使菠菜快速上市加大了多種農(nóng)藥的使用頻率與劑量,菠菜中存在一定程度的多種農(nóng)藥殘留,且有超標(biāo)農(nóng)藥存在,建議相關(guān)部門加大監(jiān)管力度,組織農(nóng)業(yè)技術(shù)專家入戶,指導(dǎo)農(nóng)民科學(xué)規(guī)范使用農(nóng)藥。
利用農(nóng)藥毒理學(xué)數(shù)據(jù)(ADI值、ARfD值)、農(nóng)藥殘留數(shù)據(jù)和菠菜消費(fèi)數(shù)據(jù)對(duì)檢出的16 種農(nóng)藥進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,結(jié)果表明,除了嘧菌酯、甲霜靈、噠螨靈沒(méi)有ARfD信息,其余檢出的農(nóng)藥殘留慢性膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)(%ADI)和急性膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)(%ARfD)均低于100%,表明食用者無(wú)健康風(fēng)險(xiǎn),對(duì)于不同年齡段單一農(nóng)藥的急、慢性膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)均在可接受范圍內(nèi),氟蟲腈的%ADI值高于其他農(nóng)藥,但是不具有慢性膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)。借鑒英國(guó)獸藥殘留委員會(huì)獸藥殘留風(fēng)險(xiǎn)排序矩陣,對(duì)檢出的16 種農(nóng)藥進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)排序,依據(jù)最終得分判定檢出農(nóng)藥屬于低風(fēng)險(xiǎn)農(nóng)藥殘留,但是超標(biāo)農(nóng)藥氟蟲腈屬于潛在的風(fēng)險(xiǎn)因子,建議在菠菜安全生產(chǎn)監(jiān)管中,加強(qiáng)氟蟲腈禁用農(nóng)藥監(jiān)管,確保該地區(qū)菠菜種植產(chǎn)業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展。