新疆鲜食葡萄产区农药残留风险评估

刘河疆，康 露，华震宇，赵多勇，王 成

(新疆农业科学院 农业质量标准与检测技术研究所/农业部农产品质量安全风险评估实验室(乌鲁木齐)/新疆农产品质量安全实验室,新疆 乌鲁木齐 830091)

关于农产品中农药残留的风险已进行了大量报道，然而水果和蔬菜中的农药残留是通过饮食来接触农药的主要来源，但是缺乏足够的计算方法阻碍了农药残留对健康的研究[1]。从食物中摄取农药残留可能会对公众健康造成威胁，特别是对敏感人群如孕妇[2]。目前，对水果中的农药残留进行风险评估的研究较多，揭示各地水果受农药污染状态的相关研究也有报道[3-4]。新疆是中国著名的葡萄产区之一，气候、地理条件独特，适合种植葡萄[5]。新疆葡萄种植呈明显的区域分布[6]，东疆地区是新疆主要的葡萄产区之一，其中吐鲁番地区的葡萄以制干为主，主栽葡萄品种为无核白，也种植一定面积的酿酒葡萄。关于果蔬中农药残留检测方法及风险评估的研究较多[7]，通过气相色谱-质谱测定4种提取方法中葡萄杀菌剂残留[8]，采用多壁碳纳米管作为反分散固相萃取材料和利用气质联用仪选择离子监测模式测定蔬菜和水果中的农药多残留[9]。但就新疆鲜食葡萄产区农药残留污染状况及膳食暴露分析还未见报道，为更加科学地分析新疆地区居民日常食用葡萄中农药残留量，进行健康风险分析。通过采集新疆不同鲜食葡萄产区、不同栽培模式、不同环节的葡萄样品，分析鲜食葡萄中农药残留污染状况及膳食暴露风险分析;通过对我区鲜食葡萄进行农药残留风险评估，以期为我区居民安全食用鲜食葡萄提供保障和为葡萄中农药最大残留限量的修订提供参考。

1 材料与方法

1.1 样品来源

葡萄样品采自新疆维吾尔自治区11个县市，根据各县市的种植面积，生产基地共采集169个样品，从流通市场采集17个葡萄样品。

1.2 仪器及试剂

仪器：气相色谱仪7890B型，带ECD、FPD检测器(美国Agilent公司)；气相色谱-串联质谱仪7000B型(美国Agilent公司)；XEVO TQ四极杆串联质谱仪，带电喷雾离子源；H-CLASS型液相色谱仪，MassLynx V4.1 仪器控制及数据处理软件，美国WATERS公司；高速冷冻离心机(TECHCOMP CT15RT型)，上海天美科学仪器有限公司；旋转蒸发器(N-1100型)，上海EYELA公司；组织捣碎机；匀浆机，转速满足18 000 r/min以上，配备直径19 mm匀浆刀，IKA公司；分析天平(PB303-E型)，感量0.01 g，梅特勒-托利多仪器有限公司。

试剂：乙腈、二氯甲烷、甲醇、乙酸乙酯、丙酮、正己烷HPLC级，美国Fisher Scientific公司；氯化钠：分析纯，天津盛奥化学试剂厂，140 ℃烘4 h；无水硫酸钠：分析纯，天津盛奥化学试剂厂，650 ℃烘4 h；乙酸铵：分析纯，天津盛奥化学试剂厂；甲酸：专业分析级，天津光复精细化工研究所；微孔滤膜0.22 μm，北京振翔工贸有限公司。水为超纯水。115种农药标准品均购自农业部环境质量监督检验测试中心(天津)和北京振翔工贸有限公司。

1.3 样品分析

将葡萄取可食部分，按四分法取样，放入打浆机中，将其打成浆状，置于-18 ℃冰柜中进行贮存。农药残留及前处理方法参照文献[10]的方法。称取25.0 g样品于150 mL烧杯中，加入50 mL乙腈，均质机采用15 000 r/min转速均质1 min，将均质后的样品溶液过滤100 mL装有5～7 g氯化钠具塞量筒中，收集滤液40～50 mL，盖上塞子，剧烈震荡1 min；在室温下静置45 min，使乙腈相和水相分层。

取上层乙腈提取液0.5 mL，加入0.5 mL甲醇(V甲醇∶V水=1∶1)溶液过0.22 μm有机微孔滤膜，LC/MS/MS检测。

气质质谱分析检测步骤：样液在室温下静置1 h后吸取10 mL上清液于150 mL茄形瓶中40 ℃水浴旋转蒸发至近干，待净化。淋洗液(V乙酸乙酯+V乙醇=9∶1)总体积为30 mL。先用5 mL淋洗液预淋洗石墨氨基串接柱(300 mg+500 mg)，待淋洗液液面到达小柱滤片时，用约1.5 mL淋洗液洗涤茄形瓶后迅速转移至净化柱上，此步骤重复3次(每次待上一次的淋洗液液面到达小柱滤片时再转移新的淋洗液)。将剩下的淋洗液一次性倒入茄形瓶中，逐步转移至净化柱内。等净化完毕后收集所有流出物于另一150 mL茄形瓶中，40 ℃水浴旋转蒸发至近干。用丙酮定容至2 mL，备用。

1.4 质量控制

农药残留的方法回收率为80%～120%，检出限范围为10.05～6 ug/kg，农药残留量以鲜基计算。

1.5 葡萄农药残留慢性膳食摄入风险评估

根据赵尔成等[11]对不同人群水果膳食消费数据的计算，居民日均葡萄消费量为0.067 kg。用慢性膳食摄入风险(%ADI)来表示葡萄农药残留慢性膳食摄入风险评估，若%ADI≤100%，为风险可接受；若%ADI>100%，为风险不可接受。

(1)

式(1)中，STMR取农药残留平均值(mg/kg)，ADI为每日允许摄入量(mg/kg)，bw为体质量(kg)。

1.6 葡萄农药残留急性膳食摄入风险评估

根据王冬群等[12]对葡萄展开的农药残留膳食摄入风险评估的研究报道，葡萄消费的大份餐(LP)为0.570 3 kg，平均单果质量为0.015 kg，变异因子(v)为3。用公式(2)～(4)计算葡萄农药残留急性膳食摄入风险，若%ARfD≤100%时，为风险可接受；若%ARfD>100%，为风险不可接受。

(2)

(3)

(4)

(2)、(3)和(4)式中ESTI为估计短期摄入量(kg)；U为单果质量(kg)；HR为最高残留量，取99.9百分位点值(mg/kg)；v为变异因子；LP为大份餐(kg)，ARfD为急性参考剂量(mg/kg)。

1.7 葡萄农药最大残留限量估计值

葡萄农药最大残留限量估计值计算公式如下：

(5)

式(5)中eMRL为最大残留量估计值(mg/kg)，F为葡萄每日膳食消费量，取大份餐(kg)。

1.8 风险排序

根据英国兽药残留委员会(FSA)残留风险排序矩阵，对葡萄中所检出的农药残留进行风险排序。膳食消费比例(葡萄占居民膳食消费的比例，%)、每日允许摄入量(ADI值)、使用频率、高暴露人群、残留水平等参数均采用原赋值参数，各参数的赋值如表1所示。根据经口半数致死量(LD50)值，可将农药残留种类分为剧毒、高毒、中毒和低毒等4种毒性类型，从中国农药信息网上查询农药的LD50值,根据食品中农药残留最大限量(GB2763-2016)查询农药的ADI值。

表1 6种葡萄农药残留风险排序参数赋值情况

葡萄中农药的使用频率按照FOD计算，葡萄样品中农药残留的风险得分(S)和风险指数(RI)计算方法如公式(6)、(7)、(8)所示。风险得分以该葡萄样品中所有农药残留风险得分的平均值计，风险得分越高，残留风险也越高；葡萄样品的农药残留风险高低采用风险指数进行排序，风险指数越高，该样品的农药残留风险也越高。

FOD=T/P×100

(6)

S=(A+B)×(C+D+E+F)

(7)

(8)

(6)、(7)和(8)公式中，P为葡萄的生育期(d)，T为葡萄生育期内施用该农药的次数，A和B分别为毒性和毒效得分，C为葡萄膳食比例得分，D为葡萄农药使用频率得分，E为高暴露人群得分，F为葡萄农药残留水平得分，n为检出农药的种类，TS0为样品中n种未检出农药残留的风险得分，用上式可计算出葡萄样品的农药残留风险得分。

2 结果与分析

2.1 鲜食葡萄农药残留水平分析

所采集的186个鲜食葡萄中共检出35种农药，其残留水平如表2所示。51.6%的葡萄样品检出农药残留，从样品来源来看，生产基地和流通环节样品的检出率分别为46.7%、94.1%，流通环节高于生产基地；从栽培方式来看，设施葡萄和露地葡萄的检出率分别为61.5%、50.3%，设施葡萄高于露地葡萄。从农药种类来看，共测定115种农药残留，检出35种农药残留。检出的35种农药中，有3种农药的检出率大于10%，多菌灵、烯酰吗啉、苯醚甲环唑的检出率分别为12.9%、10.8%、10.2%。10种农药的检出率在5.0%～10.0%；22种农药的检出率在1.0%～5.0%。检出的35种农药中，联苯菊酯、三唑酮、哒螨灵、吡虫啉、阿维菌素、恶唑菌酮、氟乐灵、噻嗪酮、噻虫嗪、氟胺氰菊酯、三氯杀螨醇和虫螨腈等12种农药尚未制定葡萄中的农药最大残留限量。186个葡萄样品中仅1个葡萄样品超标，超标率为0.54%，超标农药残留种类为禁用农药滴滴涕；联苯菊酯、啶虫脒、三唑酮、哒螨灵、甲氰菊酯、氯氟氰菊酯、吡虫啉、虫酰肼、阿维菌素、恶唑菌酮、氟乐灵、腈苯唑、噻嗪酮、氟胺氰菊酯、溴氰菊酯、三氯杀螨醇、虫螨腈、辛硫磷、氯氰菊酯和氰戊菊酯等20种农药均未在葡萄上登记，占检出农药种类的57.1%。

表2 鲜食葡萄中检出35种农药残留水平

2.2 鲜食葡萄农药残留急慢性膳食摄入风险评估

鲜食葡萄中农药残留慢性膳食摄入风险如表3所示。因恶唑菌酮无ADI值，无法计算其慢性膳食摄入风险。鲜食葡萄中34种农药残留的慢性膳食摄入风险均远远低于100%，%ADI在0.03%～1.56%，均值为0.51%，由此说明新疆鲜食葡萄产区农药残留的慢性膳食摄入风险是可以接受的。鲜食葡萄所检出的35种农药残留中，腐霉利、联苯菊酯、氟胺氰菊酯和辛硫磷等4种农药的慢性膳食风险高于1.0%，其余30种农药残留的慢性膳食摄入风险均小于1.0%。查询世卫组织数据库可知[13]，嘧霉胺、嘧菌酯、滴滴涕的急性参考剂量(ARfD)为不必要，甲霜灵、哒螨灵、己唑醇、氟乐灵、氟胺氰菊酯、辛硫磷无ARfD信息。25种农药的ARfD信息如表3所示，这25种农药残留的急性膳食摄入风险远低于100%，%ARfD在0.22%～43.33%，均值为13.70，由此说明新疆鲜食葡萄产区农药残留的急性膳食摄入风险是可以接受的。多菌灵、腐霉利、联苯菊酯、啶虫脒、三唑酮、甲氰菊酯、阿维菌素、虫螨腈和氯氰菊酯等9种农药的%ARfD高于20.0%，其余25种农药的%ARfD均低于20%。34种农药残留的最高残留量远低于安全界限，说明鲜食葡萄中34种农药残留的急性膳食摄入风险均较低。

表3 葡萄农药残留急慢性风险评估

2.3 葡萄农药残留风险排序

根据公式(7)计算，将所检出的34种农药残留的风险得分如图1所示。据我国人口数量、鲜食葡萄产量、运输损耗率、葡萄出口量及居民食物摄入量等计算，我国居民葡萄消费量占总膳食消费量的比例为4.35%，因此葡萄占膳食比例得分为1。是否存在葡萄的高暴露人群，还未见文献报道，为此将高暴露人群得分定为3。根据我国农药合理使用准则，每种农药最多使用3次，葡萄的果实发育期在90～100 d，由此可计算出每种农药在葡萄上最多使用3次，使用频率均大于2.5%且小于20%，由此可确定农药使用频率得分为1。可将34种农药分为3类，第一类农药残留的风险得分高于20为高风险农药，我区鲜食葡萄中无高风险农药；第二类农药残留的风险得分在20～15为中风险农药，我区鲜食葡萄中无中风险农药；第三类农药残留的风险得分低于15为低风险农药，鲜食葡萄中检出的34种农药均为低风险农药。

图1 葡萄中34种农药残留风险排序Fig.1 Ranking of residue risk of 34 pesticides in grapes

运用公式(8)得出186个葡萄样品中的农药残留风险指数，风险指数分布如图2所示。风险得分的级差为5，根据鲜食葡萄中各样品的风险指数大小，将葡萄样品分为4类。第一类为风险指数高于15的2个高风险样品，占总样品的1.1%；第二类为风险指数在15～10的5个中风险样品，占总样品的2.7%；第三类为风险指数在10～5的17个低风险样品，占总样品的9.1%；第四类为风险指数低于5的162个极低风险样品，占总样品的87.1%。由此可以看出，新疆鲜食葡萄产区农药残留以极低风险为主。检出为农药残留高风险或中风险的7个样品中，有1个样品中的禁用农药滴滴涕超标；同1个样品中最多同时检出6种农药残留。

2.4 现有鲜食葡萄中农药最大残留限量估计值与建议值

图 2 186个葡萄样品的农药残留风险指数分布Fig.2 Distribution of pesticide residue risk index of 186 grape samples

新疆鲜食葡萄产区检出35种农药最大残留限量估计值和26种农药最大残留限量建议值如表4所示。因恶唑菌酮无ADI值，故无法对葡萄中恶唑菌酮的最大残留量进行估算。检出的35种农药中，联苯菊酯、三唑酮、哒螨灵、吡虫啉、阿维菌素、恶唑菌酮、氟乐灵、噻嗪酮、噻虫嗪、氟胺氰菊酯、三氯杀螨醇和虫螨腈等12种农药尚未制定葡萄中的农药最大残留限量。鲜食葡萄中34种农药最大残留限量估计值(eMRL)如表4所示，22种有MRL值的农药均比eMRL值要低。与农药最大残留限量估计值相比，腈苯唑、甲霜灵、腈菌唑、戊唑醇、啶虫脒、氯氰菊酯、氰戊菊酯、溴氰菊酯、氟硅唑、己唑醇、氯氟氰菊酯、苯醚甲环唑和辛硫磷等13种农药MRL值过严，而咪鲜胺、甲氰菊酯的MRL值过松。根据农药最大残留限量比eMRL略低或略高的原则，建议将葡萄中腈苯唑、甲霜灵、腈菌唑、戊唑醇、啶虫脒、氯氰菊酯、氰戊菊酯、溴氰菊酯、氟硅唑、己唑醇、氯氟氰菊酯、苯醚甲环唑和辛硫磷、咪鲜胺、甲氰菊酯的最大残留限量分别设为3，8，3，3，7，2，2，1，0.7，0.5，2，1，0.4，1，3 mg/kg。34种农药的99.5百分位点残留值均低于最大残留限量和最大残留限量建议值，由此说明MRL值和RMRL值能保护消费者健康。

表4 鲜食葡萄中检出34种农药最大残留限量估计值和26种农药最大残留限量建议值

ADI为每日允许摄入量；eMRL为最大残留限量估计值；MRL为最大残留限量；RMRL为最大残留限量建议值；P99.5为99.5 百分位点残留量

ADIis acceptable daily intake;eMRLis estimated maximum residue limit;MRLis maximum residue limit;RMRLis recommended maximum residue limit;P99.5residue

3 讨论与结论

本文比较了不同栽培方式、不同环节中葡萄农药残留情况，生产基地和流通市场样品的检出率分别为46.7%、94.1%，设施葡萄和露地葡萄的检出率分别为61.5%、50.3%。由此可以看出流通市场葡萄农药残留检出率高于生产基地，设施葡萄农药残留检出率高于露地葡萄，这为相关执法部门提供检测执法依据和监测环节提供依据。设施栽培的环境条件与露地栽培有很大差别，相对封闭的生态环境容易造成病虫害(如白粉病和灰霉病) 大量发生，这与赵尔成等[11]的研究结果相一致。马德英等[14]研究报道葡萄的主要病害有霜霉病、白粉病、毛毡病等传染性病害，这与葡萄中检出多菌灵、烯酰吗啉、苯醚甲环唑、嘧霉胺、腐霉利、戊唑醇、嘧菌酯、联苯菊酯、氟硅唑、甲霜灵、啶虫脒、三唑酮和腈菌唑等杀菌剂频次较高的结果也相符。

本次共测定葡萄中115种农药残留，共检出35种农药残留。检出的35种农药中，滴滴涕为禁用农药，而禁用农药的来源尚不明确，有待于进一步调查。联苯菊酯、啶虫脒、三唑酮、哒螨灵、甲氰菊酯、氯氟氰菊酯、吡虫啉、虫酰肼、阿维菌素、恶唑菌酮、氟乐灵、腈苯唑、噻嗪酮、氟胺氰菊酯、溴氰菊酯、三氯杀螨醇、虫螨腈、辛硫磷、氯氰菊酯和氰戊菊酯等20种农药均未在葡萄上登记，未登记农药占比57.1%。联苯菊酯、三唑酮、哒螨灵、吡虫啉、阿维菌素、恶唑菌酮、氟乐灵、噻嗪酮、噻虫嗪、氟胺氰菊酯、三氯杀螨醇和虫螨腈等12种农药尚未制定MRL值，未制定MRL值农药占比34.3%。鲜食葡萄中使用未登记农药的现象较为普遍，同时葡萄中部分农药的MRL值缺失，使得相关部门缺乏执法依据。联苯菊酯、三唑酮、哒螨灵、吡虫啉、阿维菌素、恶唑菌酮、氟乐灵、噻嗪酮和氟胺氰菊酯等9种农药既未登记，也未制定MRL值，建议相关执法部门加强对以上9种农药的监管。

关于葡萄中农药多残留检测方法及农药残留风险评估已进行大量报道，这为本次评估的顺利开展提供了有利条件。Xu等[15]采用气质在线凝胶渗透方法研究了175种农药的多残留分析方法，研究农药在葡萄果皮与果肉之间的迁移和分布。Ugare等[16]和Fu等[17]采用田间应用推荐剂量和双倍剂喷施不同浓度的植物生长调节剂后，测定了葡萄中植物生长调节剂、氯吡脲、6 -苄基氨基嘌呤、赤霉酸和乙烯利的残留动态。葡萄及葡萄酒中农药多残留、植物生长调节剂等检测方法和农药残留风险评估已有相关报道[18]，关于以植物为来源的食物中有机磷农药残留急性暴露风险评估表明[19]，有机磷农药对所有年龄组的人群不构成风险，这与我区鲜食葡萄农药残留急慢性膳食摄入风险较低的结论相一致；而高剂量摄入水果和谷物3种有机磷杀虫剂的含量具有累积风险[20]。

无论选择哪种方法，都要充分考虑方法所消耗数据、时间等资源与评估目的匹配，不能一味追求结果的准确性或为追求最接近实际情况而过度消耗资源[21]。葡萄农药残留急慢性膳食摄入风险评估的膳食结构数据为2013 年中国统计年鉴资料，膳食摄入数据不易获取，这是影响风险评估数据可靠性的关键因素之一。我国居民粮谷类食物的人均消费量保持缓慢下降的趋势，蔬菜类也略有下降，水果类基本稳定或略有增加[22]。因此采用2013年的数据来评估新疆鲜食葡萄产区农药残留暴露量，造成的偏差可忽略不计。对个体超过25 g的产品，短期估计摄入量中的变异因子取值为3[23]；因鲜食葡萄品种差异，如无核白提与红提的个体重量存在较大差异，变异因子也需视具体葡萄品种而定。关于急性膳食摄入风险评估中，农药残留水平的取值也存在争议[24]，99.5百分位点、97.5百分位点、99.9百分位点取值的说法不统一。