山东沿海贝类中除草剂污染特征及风险评价

乔丹, 刘小静，张华威, 罗晶晶, 韩典峰, 宫向红, 张秀珍*

(1.山东省海洋资源与环境研究院，山东省海洋生态修复重点实验室, 山东 烟台 264006； 2. 上海海洋大学食品学院，上海201306)



山东沿海贝类中除草剂污染特征及风险评价

乔丹1，2, 刘小静1，张华威1, 罗晶晶1, 韩典峰1, 宫向红1, 张秀珍1*

(1.山东省海洋资源与环境研究院，山东省海洋生态修复重点实验室, 山东 烟台 264006； 2. 上海海洋大学食品学院，上海201306)

为研究山东沿海贝类中除草剂的残留状况，在山东沿海13个县区的贝类养殖区各选取1个站位采集贝类，利用气相色谱-质谱联法检测分析了贝类中17种除草剂的残留水平，并采用美国环保署(EPA)推荐的健康风险评价模型和食品安全指数法评价了其潜在风险。结果表明，采集的33个贝类样品中共检出5种除草剂残留，包括莠灭净、乙草胺、异丙甲草胺、扑草净和阿特拉津，检出率69.7%。从种类上来看，文蛤、菲律宾蛤仔和长牡蛎中除草剂检出率较高；从空间分布上来看，农业工业发达地区贝类中除草剂污染状况相对较重；从时间上来看，大多除草剂5、6月检出值较高。通过计算其风险系数，认为贝类中除草剂残留对人体健康风险较小。本研究通过山东沿海贝类除草剂残留状况的检测，以期为贝类的食品安全评价提供基础数据。[中国渔业质量与标准，2017,7(3):22-29]

贝类；除草剂；健康风险；食品安全指数法；污染特征；残留

随着农业的快速发展，除草剂作为农药的重要组成成分被广泛应用，研究表明，农田中的农药仅有10%～30%作用在作物上[1-2]，其余会进入空气、土壤，通过地表径流、淋溶、干湿沉降等途径进入地表水和地下水而造成污染，进而随水循环流入江河湖海[3]。近年来，海水中屡次检出除草剂。任传博等[4]对渤海某海域60个站位的海水样品进行13种三嗪类除草剂残留分析，其中阿特拉津、扑草净、莠灭净的检出率为100%。徐英江等[5]对莱州湾海域43个站位表层海水中13种三嗪类除草剂进行了调查研究，其中阿特拉津、扑草净、扑灭津、莠灭净、脱乙基阿特拉津的检出率分别为100%、97.7%、51.2%、100%和93.0%。此外，相关研究在海参[6-7]中多次检测出阿特拉津、扑草净和莠灭净残留，紫菜[8]中也曾检出扑草净残留。国外学者也多次在海洋环境中检出除草剂残留[9-10]。由于除草剂的亲脂性特点，海水中的除草剂会在水产动物体内富集，特别是双壳贝类为滤食性生物，能够富集环境中的有害物质。2012年4—8月，日本查处从中国进口的3种贝类产品中除草剂扑草净残留超标，共计14批次[11]。而对于贝类中除草剂残留状况未见报道。

本研究以山东沿海贝类为研究对象，对贝类中17种除草剂的残留及分布特征进行调查，涉及的除草剂有三嗪类11种(扑灭津、阿特拉津、特丁津、西玛津、环草津、敌草净、扑草净、特丁净、莠灭净、西草净、草净津)，酰胺类5种(乙草胺、甲草胺、丙草胺、丁草胺、异丙甲草胺)，二硝基苯胺类1种(二甲戊乐灵)，并对其进行初步的风险评价，以期为贝类的食品安全评价提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 样品的采集

2015年5—10月，在山东沿海13个县区的贝类养殖区各选取1个站位，根据养殖生产情况分别采集贝类样品，站位分布图见表1、图1。采集样品包括菲律宾蛤仔(Ruditapesphilippinarum)、长牡蛎(Crassostreagigas)、四角蛤蜊(Mactraveneriformis)、文蛤(Periglyptapetechialis)、栉孔扇贝(Chlamysgloriosa)、中国蛤蜊(Mactrachinensis)、紫贻贝(Mytilusedulis)、海湾扇贝(Argopectenirradias)8个品种。样品采集方法按照GB/T 30891—2014[12]标准执行。样品去壳匀浆，加冰块保存，带回实验室后-18 ℃冷冻保存。测试前解冻，称取样品。

图1 山东沿海贝类样品采样站位图Fig.1 Sampling location of shellfish in Shandong coastal area

表1 山东沿海贝类样品采样站位及地理坐标Tab.1 Sampling sites, geographic coordinates of shellfish samples in Shandong coastal area

采样站位Site采样地点Location地理坐标GeographiccoordinateS01无棣县117.8588°N38.2528°ES02河口区118.3249°N38.1742°ES03寿光市119.0663°N37.3312°ES04莱州市119.7435°N37.1256°ES05招远市120.1086°N37.6038°ES06蓬莱市120.5703°N37.7899°ES07长岛县120.7212°N37.9043°ES08芝罘区121.3141°N37.6407°ES09牟平区121.5686°N37.5153°ES10荣成市122.5299°N37.0751°ES11乳山市121.5875°N36.7425°ES12海阳市121.1095°N36.6364°ES13东港区119.6617°N35.5412°E

1.2 仪器与试剂

6890N/5973i气相色谱-质谱联用仪，美国Agilent公司；Milli-Q Gradient超纯水仪，法国Millipore公司；KQ-600E超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司；H2050R冷冻离心机，长沙湘仪离心机仪器有限公司；Laborota 4001旋转蒸发仪，德国Heidolph公司；Accuprep Mps凝胶色谱仪，美国J2 Scientific公司；N-EVAPTM112氮吹仪，美国Organomation Associates公司。

乙酸乙酯、丙酮、甲醇、正己烷 (色谱纯)，美国Merck公司；二氯甲烷(色谱纯)，美国J.T.Baker公司；环己烷(色谱纯)，美国Tedia公司；实验用水均为Milli-Q超纯水。

乙草胺、异丙甲草胺、丙草胺、丁草胺、甲草胺、二甲戊乐灵、环草津、扑草净、西玛津、阿特拉津、西草净、特丁净、莠灭净、草净津、特丁津、扑灭津和敌草净标准品，德国Dr. Ehrenstorfer公司产品。

凝胶色谱柱为玻璃柱(300 mm×25 mm)；凝胶填料为Bio Beads(S-X3)，200～400目，25 g；固相萃取柱为Oasis HLB(60 mg/3 mL)，Waters公司。

1.3 样品前处理

称取5.00 g匀浆后的样品于50 mL塑料离心管中，加入25 mL二氯甲烷-乙酸乙酯(2 ∶3，V/V)，摇匀后超声提取20 min，冷冻离心机10 ℃下4 000 r/min离心20 min，将上清液转移至150 mL鸡心瓶中，再加入20 mL二氯甲烷-乙酸乙酯(2 ∶3，V/V)重复提取一次，合并上清液，于40 ℃下旋转蒸干后，使用环己烷-乙酸乙酯(1 ∶1，V/V)复溶并定容至10 mL，然后通过凝胶色谱仪净化。进样量为5.0 mL；流动相为环己烷-乙酸乙酯(1 ∶1，V/V)，流速为4.7 mL/min；流出液收集时间8～23 min。收集流出液并于40 ℃旋转蒸干，以1 mL甲醇复溶，加入20 mL水待固相萃取净化：HLB小柱用3 mL甲醇、3 mL水活化，样品过柱后以3 mL水淋洗，抽干小柱，5 mL正己烷-丙酮(1 ∶1，V/V)洗脱，收集洗脱液，于氮吹仪上40 ℃吹至近干，用乙酸乙酯定容至0.5 mL，上机测定。

1.4 仪器条件

1.4.1 色谱条件

色谱柱为J&W DB-17石英毛细柱(30 m×0.25 mm, 0.25 μm)。升温程序：50 ℃保持1 min；以20 ℃/min升至200 ℃，保持10 min；再以10 ℃/min升至240 ℃；最后以30 ℃/min升至300 ℃，保持3 min。载气(He)流速1.0 mL/min；进样口温度260 ℃，不分流进样，进样量1 μL。

1.4.2 质谱条件

电子轰击离子源；电子能量70 eV；接口温度280 ℃；离子源温度230 ℃；四极杆温度150 ℃；溶剂延迟10 min，选择离子监测(SIM)模式。

1.5 质量控制

在空白样品中添加除草剂混合标准溶液，按照本研究所建立的方法进行测定，以信噪比(S/N)≥3计算检出限(LOD)，信噪比(S/N)≥10且回收率在70%～120%范围内计算定量限。结果表明，扑灭津、阿特拉津、特丁津、西玛津、敌草净、特丁净、扑草净、莠灭净、异丙甲草胺定量限均为1.0 μg/kg；乙草胺、甲草胺、丁草胺、丙草胺、环草津、西草净定量限均为1.5 μg/kg；二甲戊乐灵、草净津定量限均为2.0 μg/kg。

样品分析中采用方法空白、基质添加标准平行样和样品平行样等进行质量控制。在分析实际样品时，采用2组平行样进行分析；同时本研究通过对贝类样品中添加2倍、4倍、20 倍定量限水平的除草剂标准溶液，进行该方法回收率实验。由表2可以看出，本方法平均回收率在70.6%～103%之间，相对标准偏差在5.1%～8.0%之间，满足实验要求，方法稳定可靠。

1.6 风险评价方法

1.6.1 非致癌污染物所致健康危害的风险

本研究所检测的17种除草剂均不在国际癌症研究机构(IARC)公布的致癌物名单中，因此参照美国EPA推荐的非致癌污染物所致健康危害的风险模型进行评价[13-14]。

式(1)

式(2)

Dig=9.3×ci/70

式(3)

1.6.2 安全指数法[17]

由于国内外农药使用习惯不同，导致美国环保署(EPA)数据覆盖不完全，本次调查涉及的部分农药没有相关数据，因此，引入安全指数法全面评估贝类中除草剂残留的安全风险。

式(4)

式(4)中，EDIC为化学物质C的实际摄入量估算值。EDIc=∑Ri×Fi×Ei×Pi(i为不同的水产品种类)，Ri为化学物质C的残留水平(mg/kg)，在本实验中，Ri取被测物在贝类中的最大检出值；Fi为人均日海产品摄入量(g/d)，本实验取9.3 g/d；Ei为贝类可食用部分因子；Pi为贝类加工处理因子。SIC为安全摄入量，采用每日允许摄入量(ADI)。70为人均体重(kg)。f为安全摄入量的校正因子。

根据计算结果可以得出其对食品安全的影响程度。可以预期的结果是：IFSC<<1，除草剂C对食品安全没有影响；IFSC≤1，除草剂C对食品安全影响的风险是可以接受的；IFSC>1，除草剂C对食品安全影响的风险超过了可接受的限度[15]。

表2 17种除草剂的平均加标回收率及相对标准偏差Tab.2 Average recoveries and RSD of 17 herbicides in shellfish samples %，n=6

注：加标量1*示二甲戊乐灵、草净津均为4 μg·kg-1，其余15种目标物均为2 μg·kg-1；加标量2**示二甲戊乐灵、草净津分别为8 μg·kg-1，其余15种目标物均为4 μg·kg-1；加标量3**示二甲戊乐灵、草净津均为40 μg·kg-1，其余15种目标物均为20 μg·kg-1。

2 结果与分析

2.1 贝类中除草剂残留情况

在采集的33个贝类样品中，共检出5种除草剂残留，包括莠灭净、乙草胺、异丙甲草胺、扑草净、阿特拉津，23个样品有不同程度的除草剂残留检出(表3)。从检出次数来看，莠灭净在16个样品中有检出，残留量为1.24～9.08 μg/kg；乙草胺在6个样品中有检出，残留量为2.21～9.19 μg/kg；扑草净在6个样品中有检出，残留量为1.04～5.82 μg/kg。另外，6个样品同时有2种除草剂检出，2个样品同时有3种除草剂检出，说明多种除草剂复合污染的情况值得关注。

目前国内尚没有水产品中除草剂残留限量标准，日本实行肯定列表制度，对于海产品中除草剂残留限量均执行0.01 mg/kg的“统一标准”[18]，本次调查山东养殖贝类中除草剂残留量均未超过此限量，但需要注意的是S09、S12站位7月份样品中乙草胺残留量和S08站位6月份样品中莠灭净残留量接近此限量。

表3 山东沿海不同站位贝体中除草剂含量测定结果Tab.3 Herbicide contents in shellfish from different stations in Shandong coastal area μg·kg-1

注：N.D.表示未检出。

本次采样共涉及8种贝类。其中文蛤、菲律宾蛤仔和长牡蛎中除草剂检出率较高，达到100%，其次是海湾扇贝和中国蛤蜊，栉孔扇贝检出率最低。但是，由于养殖区养殖的贝类品种单一，无法比较同一站位、同一季节不同品种贝体除草剂残留水平。

2.2 贝类除草剂残留的空间分布

由表3可以看出，S03、S04、S05、S08站位贝类样品中均有除草剂残留，而且除草剂残留种类多，贝类中除草剂污染状况相对较重。其中S03站位靠近小清河河口，3次采集的样品中共检出莠灭净、乙草胺、异丙甲草胺、扑草净、阿特拉津5种除草剂残留；S03、S04、S05站位地处莱州湾，其6月贝类样品中扑草净和莠灭净都有检出，这与徐英江等[5]对莱州湾海水中除草剂的调查结果一致。S08站位两次采集的样品海湾扇贝与牡蛎莠灭净含量均高于同季节其他地区。另外，S08、S09、S12站位贝类中检出乙草胺残留量较高，可能与农药的适用范围及当地农药的使用习惯有关。S06、S07站位贝体内几乎没有除草剂残留检出，可能由于该区域为旅游区，离岸较远，环境良好。

2.3 贝类除草剂残留的季节分布

从时间上来看，5月只有莠灭净检出；6月有莠灭净、扑草净和异丙甲草胺检出；7月有乙草胺、阿特拉津、扑草净检出；10月有乙草胺、阿特拉津、莠灭净、异丙甲草胺检出，检出率和残留量明显降低。扑草净主要在6月、7月检出，乙草胺在7月检出率较高，莠灭净、异丙甲草胺在各月份均有检出，这种变化趋势可能与农业生产的季节性有关，本次检测的除草剂是山东省农业生产中比较常用的种类，大多是苗前使用，且除阿特拉津以外，残效期均较短。

2.4 除草剂残留的健康风险评价

根据除草剂在贝体内残留情况，按照美国 EPA风险评价模型和参数计算得到各地区贝体内除草剂残留的综合人均健康风险度。表4为评价所需模型参数，由于国内外农药使用习惯不同，导致EPA数据覆盖不完全，本次调查中的莠灭净没有RfDig参数，因此此次风险评价仅针对阿特拉津、乙草胺、扑草净、异丙甲草胺。

表4 4种除草剂的模型参数RfDigTab.4 Model Parameters RfDig of 4 herbicides mg·kg-1·d-1

图2 山东沿海贝类样品中除草剂健康风险评价结果Fig.2 Health risk assessment of herbicides in shellfishsamples from Shandong coastal area

2.5 除草剂残留的安全指数评价

本实验设E=1，P=1，f=1，R为该除草剂的最大检出值，阿特拉津、乙草胺、莠灭净、异丙甲草胺ADI由GB2763—2012[19]查得，扑草净ADI由“食品伙伴网”数据库查得[20]，ADI详见表5。

表5 5种除草剂的模型参数ADITab.5 Model Parameters ADI of 5 herbicides mg·kg-1

表6 山东沿海站位贝体中除草剂残留的安全指数Tab.6 Safety index of herbicides residues in shellfish from Shandong coastal area

3 结论

从本次调查结果来看，贝体中17种除草剂残留筛查仅有5种除草剂检出，包括莠灭净、乙草胺、异丙甲草胺、扑草净、阿特拉津。从空间分布上来看，农业工业较发达城市，除草剂检出量相对较高。从时间上来看，5月、6月莠灭净、扑草净和异丙甲草胺检出率相对较高，7月乙草胺检出率较高，10月各除草剂的检出率和残留量都明显降低，这符合农田除草剂用药规律。从健康风险评价上来看，各地区贝体内除草剂残留的综合人均健康风险度均远远小于10-6，风险较小。从安全指数评估结果来看，本实验检测的17种除草剂在所研究的月份中对贝类食用安全没有影响。需要注意的是，除草剂在农业上起到了很重要的作用，但其对生态系统的污染和破坏也同样应该引起重视。

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Pollution characteristics and risk assessment of herbicide residues in shellfishfrom Shandong coastal area

QIAO Dan1, 2，LIU Xiaojing1，ZHANG Huawei1，LUO Jingjing1，HAN Dianfeng1，GONG Xianghong1，ZHANG Xiuzhen1 *

(1.Shandong Marine Resource and Environment Research Institute, Shandong Province Key Laboratory of Restoration for MarineEcology,Yantai 264006, China;2.College of Food Science and Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China)

In order to investigate the residual status of herbicides in shellfish from Shandong coastal area, samples were collected from 13 sampling points in shellfish culture areas, and the residual level of 17 herbicides in shellfish was analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The potential risks were evaluated by EPA recommended health risk assessment model and Index of Food Safety method. The results showed that five herbicides were detected in 33 shellfish samples, including ametryn, acetochlor, metolachlor, prometryn and atrazine. The detection rate was 69.7%. Among species,Periglyptapetechialis,RuditapesphilippinarumandCrassostreagigashad a higher detection rate. For the spatial distribution, herbicide pollution in shellfish was more serious in agricultural industrial areas. Moreover, most of the herbicides have a higher detection rate in May and June. Calculation their risk factors showed a relative low risk of herbicide residues in shellfish to human health. According to the determination for herbicide residues in Shandong coastal shellfish, the study will provide basic data for evaluating food safety of shellfish. [Chinese Fishery Quality and Standards, 2017, 7(3):22-29]

shellfish; herbicide; health risk; index of food safety method; pollution characteristics; residue

ZHANG Xiuzhen, zxz0535501@126.com

10.3969/j.issn.2095-1833.2017.03.004

2016-11-28；接收日期：2017-02-14

山东省现代农业产业技术体系贝类创新团队(SDAIT-14-08)；山东省水生动物营养与饲料泰山学者岗位项目

乔丹(1991-)，女，硕士研究生，研究方向为水产品质量安全，qiaodan0531@foxmail.com 通信作者：张秀珍，研究员，研究方向为水产品质量安全与标准化，zxz0535501@126.com

S94

A

2095-1833(2017)03-0022-08