浙江省芹菜中农药多残留水平及累积急性膳食摄入风险初评

汤 晗, 吴园园, 成亚菲, 赵美蓉, 汤 涛*,

(1. 浙江工业大学 环境学院，杭州 310029；2. 农产品质量安全危害因子与风险防控国家重点实验室，农业农村部农药残留检测重点实验室，浙江省农业科学院 农产品质量安全与营养研究所，杭州 310021)

芹菜是我国较常见的蔬菜种类之一，种植历史悠久、面积大[1]。浙江省生产的芹菜以在生产基地集中种植为主，一年四季均有供应。芹菜种植过程中常见病害有软腐病、斑枯病、灰霉病等，虫害有中斜纹夜蛾、白粉虱、蚜虫及其他一些地下害虫和外来害虫等[2-3]，防治手段以施用化学农药为主。由于芹菜自身的蜡状表面、叶片气孔分布以及特殊的维管结构，使得其较容易吸附农药，不利于农药的降解，从而导致了芹菜中农药多残留及残留量较高的现象[4]。研究表明，部分农药如毒死蜱等在芹菜上存在残留量高、代谢慢的问题，芹菜也因此成为了蔬菜中农药残留监测的代表性品种之一[5-6]。Fang等[7]对中国多个省份的芹菜样品进行了农药残留监测，检出率为56.67%；王建忠等[8]对辽宁省市场芹菜进行农药残留监测，超标率为27.78%；阎会平对山西省生产基地、批发市场和超市芹菜中40 种农药残留进行抽样检测，平均残留超标率为10.7%[9]。总之，芹菜种植过程中农药用量大、种类多，且其特殊结构容易吸附农药，导致农药残留水平较严重，因此，芹菜中农药残留情况和膳食摄入风险格外值得关注。

目前有关农药残留监测和膳食摄入风险的研究大多集中于单一农药在特定水果、蔬菜上的残留情况[10-12]。研究表明，与暴露于单一农药残留相比，人体暴露于多种农药残留可能引起更高的联合毒性效应，因此仅针对单一农药品种进行评估可能会造成对风险程度的低估[13]。国际上目前对于具有共同作用机制化学物质的累积暴露风险评估方法包括危害指数法 (hazard index，HI)、毒性当量因子法 (toxic equivalency factor，TEF)、相对强度系数法 (relative potency factors，RPF)、暴露阈值法 (margin of exposure，MOE)、离合位点指数法 (point of departure index，PODI) 和累积风险指数法 (cumulative risk index，CRI) 等[14]。国内对于多种农药组分的累积暴露评估研究起步较晚，近年才逐渐有了一些报道。兰丰等[15]通过对山东省主产区的苹果进行农药残留监测，并将检出的农药分为有机磷类、拟除虫菊酯类、三唑类和烟碱类进行了累积暴露评估，结果表明各组农药的残留风险均较低。刘君等[16]对陕西省西安地区的猕猴桃进行了农药残留检测分析与累积急性膳食摄入风险评估，发现各类农药的累积急性风险也较低。目前虽然已有部分关于芹菜的农药残留检测[17-18]以及膳食风险评估研究[19-20]，但尚未见芹菜中农药多残留组分累积膳食暴露的相关报道。鉴于此，本研究对浙江省芹菜中的农药残留情况进行了检测分析，并初步从累积暴露的角度进行了急性膳食摄入风险评估，以期掌握浙江省芹菜中的农药残留水平和累积暴露风险，为农药残留监管与芹菜上农药的登记使用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集

于2019 年在浙江省杭州、宁波、绍兴及温州等10 个地区共采集芹菜样品210 个，其中采自生产基地的160 个、市场环节的为50 个。样品采集按照新鲜水果和蔬菜取样方法 (GB/T 8855-2008)[21]进行，采样后及时存放于 -18 ℃冰箱。

1.2 主要仪器与试剂

8050 型超高效液相色谱-串联质谱仪 (UPLCMS/MS) 及GC-2010 型气相色谱仪 (GC-ECD)，日本岛津公司；HR2864 匀浆机，飞利浦家用电器有限公司；SPS405F 万分之一电子天平，奥豪斯公司；Sigma 3-18k 高速冷冻离心机，德国SIGMA公司；台式大容量离心机，金坛市金南仪器制造有限公司；VTX-3000L 涡旋仪，MIXER UZUSIO公司。

2 mL Agela Cleanert MAS-Q 净化管 (C1850 mg，PSA 50 mg，MgSO4150 mg)，天津博纳艾杰尔科技公司；甲醇和乙腈为色谱纯，德国Merck 公司。

1.3 农药残留检测方法与分析结果可靠性检验

参照《蔬菜和水果中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯类农药多残留的测定》 (NY/T 761-2008)[22]、《水果和蔬菜中500 种农药及相关化学品残留量的测定 气相色谱-质谱法》 (GB/T 19648-2006)[23]、《水果和蔬菜中450 种农药及相关化学品残留量的测定 液相色谱-串联质谱法》(GB/T 20769-2008)[24]、《食品安全国家标准 水果和蔬菜中阿维菌素残留量的测定 液相色谱法》(GB 23200.19-2016)[25]以及《植物性食品中除虫脲残留量的测定》 (GB/T 5009.147-2003)[26]等方法，对芹菜中的农药残留进行检测，具体参数见表1。通过对样品前处理条件和仪器条件的优化，对检测方法进行验证，得出57 种农药的标准曲线线性范围为2～200 μg/L，在1、20 和200 μg/kg 3 个添加水平下，平均回收率为75.2%～115.6%，相对标准偏差 (RSD) 为6.5%～14.6%，方法定量限(LOQ) 为0.30～0.75 μg/kg，表明该方法可用于芹菜中57 种农药残留的检测。

表1 农药检测方法Table 1 Detection method of pesticides

1.4 膳食风险评估方法

相对强度系数法与美国环保局 (EPA) 推荐的毒性当量因子法类似，均是以同组化合物的其中一种作为指示化合物, 将其他化合物的毒性效应与指示化合物相比得到相对效能因子，然后再将各农药的暴露量乘以其相对效能因子，从而转化成指示化合物的当量浓度，最后相加得到累积当量浓度[27]。EPA 在评估拟除虫菊酯类农药的累积急性暴露风险时，以大鼠试验中与对照组相比变化达20%的基准剂量阈值 (bench mark dose，BMD20)作为参考，选择其中毒性效应相对较低的溴氰菊酯 (其BMD20值在15 个化合物中列第12 位) 作为指示化合物，设溴氰菊酯的RPF 值为1，则溴氰菊酯与其他化合物BMD20值的比值即为该化合物对应的RPF 值[28]。

本研究通过对检出的农药残留状况进行分析，将样品中具有相同作用机制的农药 (两种及以上) 分组后，采用相对强度系数法进行累积急性膳食摄入风险评估。未分组的农药 (包含未规定最小急性参考剂量的农药) 以各自的最大残留限量值(MRL) 为依据，判定其残留量是否超标。

1.4.1 相对强度系数计算 本研究参考美国环保局以及相关研究中的分组及毒理学数据[29-31]，将检出农药分为有机磷类、拟除虫菊酯类、烟碱类、三唑类和氨基甲酸酯类，在各组农药中分别选取毒性效应相对较低的氧乐果、氯氟氰菊酯、啶虫脒、三唑酮和灭多威作为各组的指示农药，设其RPF 值为1，通过计算指示农药与其他农药的毒理学数据比值，得出各农药的RPF 值。

1.4.2 累积当量浓度计算 用每组中各农药的残留量乘以其对应的RPF 值，得出该农药相对于参照农药的当量浓度，进行累加后即得到每组农药的累积当量浓度，计算公式见式 (1)。

(1) 式中，Ceq为各组农药的累积当量浓度，mg/kg；C(i)为每种农药的残留量，mg/kg，在进行累积当量浓度计算时取残留量最高值 (HR)；RPF(i)为第i种农药相对参考农药的RPF 值。

1.4.3 累积急性膳食摄入风险评估 芹菜的平均单份质量为0.86 kg，其对一般人群 (1 周岁以上)与儿童 (1～6 周岁) 的大份餐 (LP) 数据分别为0.305和0.108 kg[32]。由于芹菜的单份质量大于大份餐数据，因此其累积急性膳食摄入量可通过农药残留联合专家会议 (JMPR) 关于国际短期膳食摄入量(international estimation of short-term dietary intake，IESTI) 的公式计算而得，具体见式 (2) 。

(2) 式中，HR 为残留量最高值，mg/kg，在农药多残留暴露风险评估时用 (1) 式计算得出的Ceq代替;v为样品消费量个体之间的变异因子，芹菜取3；LP 为芹菜大份餐数据，mg/kg；bw 为体重，一般人群为53.23 kg，儿童为16.14 kg。上述中国不同人群的芹菜消费大份餐数据与体重数据均参考世界卫生组织 (WHO) 相关数据库[33]。

(3) 式用于计算累积急性膳食摄入风险，ARfD为急性参考剂量，各农药的ARfD 值参考JMPR数据库[34]。当%ARfD≤100%时，表示急性风险可以接受，%ARfD 值越小，风险越小；当%ARfD＞100%时，表示存在不可接受的急性风险，%ARfD值越大，风险越大[35]。

2 结果与分析

2.1 芹菜中农药残留水平

本次抽取的210 个芹菜样品中，共检出了35 种农药残留，其中包括杀虫剂23 种，杀菌剂11 种，除草剂1 种，具体农药残留情况见表2。共199 个样品检出了农药残留，总检出率为94.8%；如图1 所示，检出率较高的农药有多菌灵、百菌清、吡虫啉及烯酰吗啉等，检出率分别为51.9%、44.8%、43.3%和32.9%。在199 个检出农药的样品中，有26 个样品检出1 种农药，占总样品量的13%；28 个样品检出2 种农药，占14%；38 个样品检出3 种农药，占19%；检出4 种及4 种以上农药的样品有107 个，占总样品量的54%。

表2 芹菜中35 种农药的残留水平Table 2 Residue levels of 35 pesticides in celery

续表2Table 2 (Continued)

本次检出的农药中，异菌脲、腐霉利及联苯菊酯等8 种农药尚未制定在芹菜上的MRL 值；除噻虫嗪、吡虫啉、啶虫脒和苯醚甲环唑外，其余33 种农药未在芹菜上登记使用。依据《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》 (GB 2763-2019)[36]，本研究中97.1%的样品农药残留量低于芹菜中相应农药的MRL 值。检出率较高的大多数为低毒性常用农药，其中百菌清检出94 次，2 次高于MRL 值；多菌灵检出109 次，吡虫啉检出91 次，烯酰吗啉检出69 次，啶虫脒检出68 次，但其残留量均低于相应的MRL 值。本研究在芹菜样品中检出的农药残留水平以及超标率均较低，仅极少部分农药存在残留量较高的情况，如苯醚甲环唑检出58 次，其中4 次超过MRL 值，HR值为4.79 mg/kg；二甲戊灵检出20 次，其中4 次高于MRL 值，HR 值为0.55 mg/kg。

2.2 累积急性膳食摄入风险

根据农药对温血动物的相同毒性机制，将检出的21 种农药分为5 组，分别为有机磷类、拟除虫菊酯类、烟碱类、三唑类和氨基甲酸酯类，利用RPF 方法计算得各类农药的最高累积当量浓度(HR) (表3)。

表3 各组农药的相对强度系数和最高累积当量浓度Table 3 Relative potency factors and highest residue concentration of each group of pesticides

将各组农药的 HR 值代入公式 (2)，计算出其IESTI，依据各组中指示农药的 ARfD 及不同人群的芹菜消费量进行累积急性膳食摄入风险评估。结果 (表4) 表明：5 类农药对儿童与一般人群的平均风险水平由高到低依次为拟除虫菊酯类 ＞ 三唑类 ＞ 有机磷类 ＞ 烟碱类 ＞ 氨基甲酸酯类。各类农药对一般人群与儿童的累积急性膳食摄入风险(%ARfD) 均未超过100%，表示芹菜中这5 类农药残留对一般人群与儿童的膳食暴露风险均处于可接受水平。

3 结论与讨论

本研究对浙江省芹菜样品中的农药残留情况进行了检测分析，结果表明：芹菜中农药残留水平整体较低，部分样品存在多残留现象。孙江等[37]于2010—2012 年期间，对蔬菜市场的芹菜进行了抽样检测，其中甲拌磷和氧乐果的平均检出率分别为2.82%和0.94%，毒死蜱的检出率稍高，为19.7%。本研究中甲拌磷和氧乐果的检出率分别为1.9%和0.5%，毒死蜱的检出率为6.7%，其中甲拌磷和氧乐果的检出率与孙江等的研究结果较为接近，毒死蜱的检出率有所降低。自2016 年12 月底开始，毒死蜱已被限制在蔬菜上使用，但仍有部分样品检出，其原因可能与违规用药、菜园残留亦或是其他作物上施药漂移等有关，还需具体调查研究。麻耀君[38]在2015 年曾对山西省的芹菜样品进行检测，发现农药残留总超标率为20%，其中甲拌磷、水胺硫磷、克百威、氧乐果及涕灭威等农药残留量较高；而本研究中水胺硫磷和涕灭威均未检出。Fang 等[7]研究发现，芹菜中三唑磷和毒死蜱的残留量分别为0.018 和0.041 mg/kg；本研究中三唑磷和毒死蜱的残留量最高值分别为0.039 和 0.48 mg/kg，三唑磷和毒死蜱的残留检出量较高，可能与样本量和样品来源等有关。王建忠等[8]采用综合安全评估法 (FSA) 对芹菜中的农药残留风险进行评估，认为风险较高的农药有水胺硫磷、特丁硫磷、喹硫磷和地虫硫磷等，而本研究并未检出上述农药。

截至当前，我国登记用于防治芹菜蚜虫和斑枯病 (晚疫病或叶枯病) 并在有效期内的农药产品分别有99 个和32 个[39]。本研究检出的35 种农药中，仅噻虫嗪、吡虫啉、啶虫脒和苯醚甲环唑4 种农药在芹菜上有登记，表明芹菜生产过程中存在超范围使用农药的情况，需加强监管，限制非登记农药的滥用。本研究结果显示，有机磷类、拟除虫菊酯类、烟碱类、三唑类和氨基甲酸酯类农药对一般人群与儿童的%ARfD 值均未超过100%，对儿童群体的%ARfD 值略高于一般人群，表明浙江省芹菜样品中这5 类农药的累积急性膳食摄入风险较小，均在可接受范围内。后续可扩大范围进一步研究农药多残留的膳食摄入情况，同时关注残留农药的毒性与代谢动力学，开展农药多残留的慢性膳食摄入风险等研究。

目前芹菜的种植模式以温室栽培居多，种植密度大、通风差、害虫生长及病害传播快，芹菜中农药残留的高检出率和多残留表明，化学农药仍然是其生产过程中病虫害防治的主要手段。防治芹菜蚜虫的农药主要有啶虫脒、噻虫嗪和吡虫啉等，防治斑枯病的主要有咪鲜胺及苯醚甲环唑等，存在登记产品品种老旧、防治效果差、种类少等问题[40]。总体而言，除了防治蚜虫的药剂外，登记用于芹菜上病害和其他虫害防治的农药品种较少，不能满足实际生产的需求，因此存在违规使用其他一些未登记或禁限用农药的现象。浙江省地区由于阴雨天气较多、环境湿度高，且芹菜生产以在基地集中种植为主，导致软腐病的发生几率较大，同时由于防治斑枯病的农药对软腐病有一定的预防作用，因而使得此类农药的用量逐年增加。这些现象可能是导致芹菜中农药多残留和农药超范围使用的原因。

本研究采用点评估模型[41]，以参考农药的ARfD 值为依据，将各组农药的累积当量浓度与之比较，得出浙江省芹菜中农药多残留的累积急性膳食摄入风险。需要说明的是，本研究中所用芹菜消费数据为JMPR 提供的全中国地区消费数据，而样品仅来源于浙江省，评估结果存在不确定性；由于个别农药仅检出1 次，其对累积当量浓度的影响可能会被放大；在计算过程中各农药的残留数据均采用其残留量最高值，最终结果代表了风险的上限。

单独计算某一种农药的暴露风险时风险系数均较小，但将同类别农药的残留量根据RPF 方法累加后，以%ARfD 值进行评判时，其风险系数会增大，如拟除虫菊酯类和烟碱类这两组农药中，由于各农药的RPF 值相差不大，每种农药提供的当量浓度较为平均，因此使得其累积急性膳食摄入风险评估结果高于单一农药的风险。而在有机磷类和三唑类农药中，由于马拉硫磷、丙溴磷和苯醚甲环唑的RPF 值远小于其他农药，且差距在10 倍以上，因此这些农药对累积当量浓度影响甚微，以至于未能在累积膳食风险评估中体现出这些农药的贡献，导致其评估结果较为片面，大大增加了风险评估的不确定性。因此，在采用RPF法进行累积膳食摄入风险评估时，当同组中各化合物的RPF 值相差过大时，简单地根据其比例计算当量浓度，结果往往不能体现真实的风险；同时，由于RPF 法是依据毒理学数据，将各农药的残留量以一定比例进行累加，从而得到多残留的累积当量浓度，但在风险评估时仅以指示农药的ARfD 值进行计算，增加了评估结果的不确定性。因此，采用相对强度系数法进行累积膳食摄入风险评估具有一定的局限性，需要进一步完善和采集更多毒理学数据加以支撑。