潍坊市水果农药残留现状和急性膳食暴露风险评估

巢玉彬，颜世敢

(齐鲁工业大学生物工程学院，山东 济南，250353)

潍坊市地处山东半岛中部，是中国北方地区最大的果蔬生产和集散地，是京津地区的“菜篮子”、供港蔬菜基地、出口日韩农产品基地，在全国果蔬生产行业具有举足轻重的地位[1,2]。以该市为样本，对蔬菜和水果进行农药残留水平监测和风险评估具有重要的现实意义，但以往研究多集中在蔬菜，水果相关研究较少。据统计，全市水果年种植面积达6.12万hm2，产量160万t，形成了西瓜、苹果、樱桃、草莓、桃、葡萄等6大优势水果产业[3]。笔者以上述几种水果为研究对象，进行农药残留水平监测，开展膳食暴露风险评估，旨在为政府监管和安全生产提供有益的借鉴。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

乙腈、正己烷、甲醇、异辛烷、甲苯、丙酮、二氯甲烷，均为色谱纯，美国Sigma公司生产；无水硫酸钠，分析纯，国药集团化学试剂有限公司生产，用前650 ℃灼烧4 h，干燥器内储存备用；乙酸铵，分析纯，国药集团化学试剂有限公司生产；氯化钠，优级纯，国药集团化学试剂有限公司生产；甲酸，分析纯，永华化学股份有限公司生产；微孔滤膜(尼龙)，13 mm×0.2 μm；Sep-Pak氨基固相萃取柱，1 g，6 mL，美国Waters公司生产；Envi-18 柱，12 mL，2.0 g，美国SUPELCO公司生产；Envi-Carb活性炭柱，6 mL，0.5 g，美国SUPELCO公司生产。

1.2 仪器与设备

ACQUITY超高效液相色谱，Xeno TQ三重四级杆质谱仪，配ESI电离源，美国Waters公司生产；气相色谱串联质谱仪，TSQ 900，美国ThermoFisher公司生产；台式高速离心机，TG16-WS，湖南湘仪实验室仪器开发有限公司生产；超纯水机，FJY1002-UVF-P，青岛富勒姆科技有限公司生产；电子分析天平，MS204TS/02，瑞士梅特勒-托利多国际有限公司生产；匀浆机，PT-MR 4000，瑞士Kinematica公司生产；涡旋振荡器，Vortex 5，德国IKA公司生产。

1.3 样品采集

按照水果成熟上市季节，在潍坊市区周边果蔬种植农户、合作社、家庭农场和公司田间现场采样，共采集水果样品143份。抽样程序和方法参照《国家食品安全监督抽检实施细则(2019年版)》[4]、NY/T 789—2004《农药残留分析样本的采样方法》[5]和DB 37/T 3489—2019《山东省农产品质量安全监测抽样技术规范》[6]。

1.4 方法

1.4.1农药残留检测方法 参考国家市场监督管理局2019年食用农产品抽检品种、项目表[7]，根据实际情况，检测50种常用农药：多菌灵、甲萘威、吡虫啉、啶虫脒、辛硫磷、烯酰吗啉、苯醚甲环唑、噻虫嗪、三唑磷、甲胺磷、乙酰甲胺磷、氧乐果、嘧菌酯、涕灭威、灭多威、克百威、灭幼脲等17种农药参照GB 20769—2008用液相色谱-串联质谱法检测[8]，乐果、嘧霉胺、三唑酮、二嗪磷、哒螨灵、敌敌畏、甲拌磷、马拉硫磷、毒死蜱、腐霉利、伏杀硫磷、氟氯氰菊酯、氟虫腈、联苯菊酯、乙烯菌核利、三氯杀螨醇、甲氰菊脂、氯氟氰菊酯、氯氰菊酯、氟氰戊菊酯、氰戊菊酯、溴氰菊酯、氟胺氰菊酯、丙溴磷、异菌脲、甲基对硫磷、亚胺硫磷、虫螨腈、五氯硝基苯、水胺硫磷、对硫磷、甲基异柳磷、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐等33种农药参照GB 23200.20—2016用气相色谱-质谱法检测[9]。测定部位和最大残留限量(MRL)见GB 2763—2016[10]，检测指标有一项超标则判定超标；检出结果小于检出限(LOD)时，以1/2 LOD代替[11]。

1.4.2暴露风险评估 目前使用较普遍的农药联合暴露风险评估方法包括危害指数法(hazard index，HI)、毒性当量因子(toxicity equivalence factor，TEF)/相对毒效因子法(relative potency factor，RPF)、暴露阈值法(margin of exposure，MOE)、分离点指数法(point of departure index，PODI)和累积风险指数法(cumulative risk index，CRI)[12～14]。TEF/RPF法适用于评估同一类化合物[15,16]，要求检测农药的毒理学终点、暴露途径和持续时间相同，对反应条件和剂量反应关系的鉴别较为复杂[14]，PODI 与MoE，CRI与 HI 互为倒数[14]，评价意义相当，二者取其一即可。考虑上述情况，本次研究选择HI法和PODI法进行评价，比较结果差异。

①危害指数法(HI) 单一农药残留暴露风险采用HQ(危害系数，hazard quotients)评价，农药多残留联合暴露风险用HI评价[17～19]。各HQ值相加即得HI，HI>1表示对人体健康存在潜在风险，HI≤1表示无风险[18,20]。急性膳食暴露风险计算公式如下：

ESTI=(Cmax×F)/BW

(1)

式中ESTI为估计短期摄入量，单位mg·(kg·d)-1；Cmax为检出农药残留最高水平，单位mg·kg-1；BW为人均体质量，本研究取60 kg；F为水果的每日摄入量，参见相关文献，单位：kg·d-1。

HQ=(ESTI/ARfD)×100%

(2)

ARfD为急性参考剂量，以人体质量计，单位：mg·(kg·d)-1，具体数值参见JMPR数据库[21]。

②分离点指数法(PODI)

(3)

式中POD为每种农药的分离点，采用无可见有害作用水平(NOAEL)数据，单位mg·(kg·d)-1；E为膳食暴露量，对应公式(1)中的ESTI，单位mg·(kg·d)-1；PODI为联合暴露风险指数，求出PODI后再乘以不确定因子100，若结果小于1，表明其联合暴露风险为可以接受[12,22～24]。

2 结果与分析

2.1 农药残留状况分析

6种水果中有4种水果检出农药残留，检出率由高到低的顺序为葡萄、草莓、苹果、桃、樱桃/西瓜。其中，葡萄和草莓农药残留检出率均超过50%，应予以重点关注，加强用药指导和安全监管。樱桃和西瓜未检出农药残留，所有水果均未检出农药超标(表1)。

表1 水果中的农药残留检出率和超标率

苹果中检出3种农药，分别为多菌灵、腐霉利和三唑磷，检出率均为6.3%；草莓中检出5种农药，分别为嘧霉胺、烯酰吗啉、多菌灵、腐霉利、啶虫脒，以腐霉利最高，嘧霉胺和多菌灵次之；桃中检出3种农药，分别为多菌灵、毒死蜱和氯氟氰菊酯，检出率均较低；葡萄中检出5种农药，分别为多菌灵、腐霉利、毒死蜱、氯氟氰菊酯和氯氰菊酯，以腐霉利、多菌灵和毒死蜱的检出率较高(表2，表3)。除苹果中腐霉利、桃和苹果中毒死蜱尚未制定MRL标准外[10]，其余检出农药水平均远低于MRL。检索中国农药信息网农药登记信息数据库[25]发现，腐霉利和三唑磷未在苹果中登记，烯酰吗啉、多菌灵、腐霉利和啶虫脒未在草莓中登记，腐霉利和氯氟氰菊酯未在桃中登记，毒死蜱、腐霉利和氯氟氰菊酯未在葡萄中登记。因西瓜和樱桃未检出，未列入表内，下同。

表2 水果中的农药残留水平

表3 水果中农药的最大残留限量和登记状况 mg·kg-1

急性膳食暴露风险(HI法)结果见表4。查阅相关文献，得到水果的每日摄取量，苹果0.072 kg·d-1[26]，桃0.058 kg·d-1[27]，葡萄0.046 kg·d-1[28]，草莓0.045 7 kg·d-1[29]。除嘧霉胺的ARfD为不需要(Unnecessary)[21]，HQ无法计算外，其余农药的数值见表4。联合暴露风险HI由高到低的顺序为苹果(6.41×10-2)、葡萄(1.24×10-2)、桃(2.11×10-3)、草莓(1.10×10-3)，数值均小于1，表明农药残留急性膳食摄入风险是可接受的。单一农药的暴露风险中，以三唑磷的HQ最高，为6.36×10-2，值得注意。

表4 膳食暴露风险(HI)

急性膳食暴露风险(PODI法)结果见表5。为保证数据来源统一且便于比较，表中的NOAEL数据均来自JMPR数据库，均采用大鼠毒性数据[21]。各种农药的E/POD相加再乘以不确定因子，得出各种水果的农药残留联合暴露风险由高到低的顺序为苹果(4.27×10-2)、葡萄(1.02×10-2)、桃(2.31×10-3)、草莓(1.65×10-3)，均小于1，可以接受。两种方法的暴露风险大小顺序相同，结果数量级一致，但同一水果中不同农药对暴露风险的贡献率存在差异。除草莓因嘧霉胺无HQ数值无法比较外，苹果的农药暴露风险贡献率顺序相同，桃HI以氯氟氰菊酯最高，PODI则以毒死蜱最高，葡萄HI贡献率由高到低的顺序为腐霉利、氯氟氰菊酯、多菌灵、氯氰菊酯、毒死蜱，PODI由高到低的顺序为腐霉利、毒死蜱、氯氰菊酯、氯氟氰菊酯、多菌灵。

表5 膳食暴露风险(PODI)

3 讨论和结论

对2019年潍坊市生产种植环节6种水果中的农药残留水平进行了监测，共检出9种农药残留，葡萄、草莓、苹果和桃分别检出3～5种农药，但均未超标。葡萄和草莓农药残留检出率均超过50%，应予重点关注，加强用药指导和安全监管。本次研究中，樱桃和西瓜未检出农药残留，可能与检测样本量小，检测农药种类少，取样时间和范围集中等因素有关。除少量文献检测结果[30,31]与本次研究一致外，国内外西瓜和樱桃中普遍检出农药残留，安全状况不容忽视。西安市售樱桃中检出多菌灵、烯酰吗啉等8种农药残留，部分超标[32]；进口樱桃检出异菌脲、多菌灵、啶虫脒等19种农药，异菌脲等部分农药检出率高达100%[33]。调查研究显示[34]，国内西瓜种植过程中普遍使用氯吡脲、赤霉酸、芸苔素内酯等农药；泰国市售西瓜检出呋喃丹、毒死蜱、二嗪酮、乐果和甲霜灵5种农药，但远低于MRL水平[35]；加纳市售西瓜检出七氯、艾氏剂等7种农药，甲氧滴滴涕、艾氏剂和γ-666超出欧盟MRL标准[36]。本研究检出农药多数未在相应水果中登记，部分农药尚未制定MRL标准，造成农业生产种植过程中农药使用无据可依、违规使用情况，建议加快标准制修订和农药登记工作。

使用HI法和PODI法对农药残留水平进行了分析评价，两者得出的暴露风险大小顺序相同，结果数量级一致，但同一水果中不同农药对暴露风险的贡献率存在差异。各种水果的农药急性膳食暴露风险均为可接受状态，表明对人体无风险。但出于健康考虑，还是要对贡献率较高的几种农药，比如苹果中的三唑磷、葡萄中的腐霉利进行重点监测，加强用药管理，指导生产种植者科学合理用药。