GC/LC-Q/TOF MS 测定当归中农药残留及膳食风险评估

常巧英，杨志敏，白若镔，邱国玉，李 坚，朱仁愿，张虹艳，闫 君，吴福祥*

（1.中国检验检疫科学研究院，北京 100176；2.兰州市食品药品检验检测研究院，食品中农药兽药残留监控重点实验室，甘肃 兰州 730050；3.中原食品实验室，河南 漯河 462300；4.甘肃药业集团科技创新研究院有限公司，甘肃 兰州 730050）

当归（Angelicae sinensis（Oliv.）Diels.）为伞形科当归属草本植物，以干燥根入药，属药食两用物质。随着中医药大健康产业的蓬勃发展，当归的需求量随之增大。当归在种植过程中主要以化学农药防治病虫害，但农药的不规范施用不仅会导致农药残留超标、环境污染，还可能给人体健康造成潜在危害。因此，明确当归中农药残留状况并进行风险评估是非常必要的，可为当归的安全生产、品质监管以及最大残留限量（MRLs）的制定等提供科学依据。

药食同源中药材通过饮食发挥治疗和保健效果，其农药残留状况及健康风险备受关注。气相色谱-串联质谱（GC-MS/MS）和液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）等靶向检测技术已应用于大样本中药材中农药残留的分析，初步积累了枸杞、党参、金银花等100 多种中药材中农药残留的监测数据，并开展了风险评价［1-3］。有文献研究在1 771 批次中药材中共检出136 种农药残留，其中包括35 种禁用的剧毒农药。其膳食风险评估结果显示，山楂、枸杞子、肉豆蔻的急性风险和慢性风险均为不可接受［1］。而另一组1 017批中药材样品中168种农药残留的检测数据显示，89.2%的样品检出1种或多种农药残留。虽然大部分中药材的农药残留暴露量为可接受水平，但其中检出17 种禁用农药，应加大管控力度［2］。针对根茎类中药材中农药残留研究的报道较多，对人参、西洋参、太子参、丹参、党参和北沙参等6种420 例样品中295 种农药的检测结果显示，最常检出的农药为多菌灵（≥47.14%）和苯胺灵（≥40%）［3］。而另两种根茎类中药材三七和川芎，分别检出了249 种和136 种农药残留，检出率在68.69%~100%之间。其短期、长期和累积风险远低于可能造成健康风险的水平，但克百威、甲拌磷砜、甲拌磷亚砜、甲基异柳磷、特丁硫磷砜和特丁硫磷亚砜等6种禁用农药的检出，值得关注［4-5］。此外，有团队分析了药用花蕾中的农药残留及健康风险，在151 批金银花样品中检测137 种农药，至少检出1~31 种农药或其代谢物的样品占比99.3%，含量为0.001~3.087 mg/kg。多菌灵、氯苯脲、吡虫啉、毒死蜱和啶虫脒的检出率较高。在特定人群（婴儿、孕妇或哺乳期妇女）中，克百威的急性危险系数（HQa）为1.54，表明具有潜在的急性健康风险［6］。

近年来，符合中药使用特点的风险评估技术体系日渐完善，不同类型化合物的评估方法包括：风险排序法，以农药毒性、毒效、膳食比例、施药频率、高暴露人群和残留水平等指标的赋值分数进行计算并风险排序；此外，基于农药残留量、消费量、每日允许摄入量、急性参考剂量应用危害商数（HQ）和危害指数（HI）量化农药残留所造成的急性、慢性和累积风险，以进行膳食暴露评估。

关于农药残留风险评估的研究目前在果蔬［7-10］中报道较多，近年来也有药食两用品种（如黄芪、党参、枸杞、人参、三七、陈皮、金银花等）的相关报道［3，11-14］，但关于当归中农药残留风险评估的报道较少。农药残留检测属于痕量分析，色谱-质谱技术是目前应用最广泛的农药多残留检测技术。当归中农药残留检测主要采用气相色谱-串联质谱法［15-18］、液相色谱-串联质谱法［19-22］等仪器方法，近年来也有免疫分析法的应用［23］，但由于免疫分析法是基于抗原抗体特异性结合的一种分析技术，适用于同一类少量农药的检测，对同一样品中多种农药残留分析需要多种农药抗体进行多次检测。本研究基于气相色谱-四极杆飞行时间质谱（GC-Q/TOF MS）和液相色谱-四极杆飞行时间质谱（LC-Q/TOF MS）测定了100 例市售当归样品中989 种农药，并对其残留农药的整体情况进行了分析，着重对检出率高的27种农药通过风险排序对风险等级进行归类，采用点评估方式计算单个农药的慢性膳食摄入和急性膳食摄入暴露风险，通过危害指数法联合评价多种农药的累积暴露风险，明确当归中主要的农药风险因子，以期为当归中需要重点监控的农药提供参考依据，并为其他中药材的农药残留风险评估提供借鉴。

1 实验部分

1.1 样品来源

当归样品随机购自市售，共100例。

1.2 仪器与试剂

Agilent 1290 Infinity II LC-6545 Q/TOF MS液相色谱-飞行时间质谱联用仪，配有双喷射电喷雾电离源（美国Agilent 公司）；Agilent 7890B GC-7250 Q/TOF MS 气相色谱-飞行时间质谱联用仪（美国Agilent公司）；N-EVAP氮吹仪（美国Organomation）；KDC-40离心机（中科中佳仪器有限公司）；SR-2 DS振荡器（日本AITEC），EL131旋转蒸发仪（瑞士Buchi公司）。

989 种农药标准品和2 种内标（莠去津-D5，环氧七氯）的纯度均≥95%（天津阿尔塔科技有限公司）；冰醋酸、无水乙酸钠、N-丙基乙二胺（40~60 μm）、十八烷基硅烷键合硅胶（40~60 μm）、硅胶（40~60 μm）、石墨化碳黑（40~60 μm）均为分析纯（上海安谱公司）；无水硫酸镁、NaCl 为分析纯（天津光复科技有限公司）；甲酸、乙酸、正己烷为质谱纯，乙腈、甲苯、甲醇为色谱纯（美国Fisher公司）；固相萃取柱（Carb/NH2，500 mg/500 mg，沃特世科技有限公司）。

1.3 检测方法及超标率的判定

前处理方法参照Chang 等［24］方法并改进。称取3 g 样品粉末置于50 mL 聚苯乙烯具塞离心管中，加入1%冰醋酸水溶液15 mL，涡旋使药粉充分浸润，放置30 min。再加入15 mL 乙腈，涡旋振荡（300 r/min，10 min）。加入7.5 g 无水硫酸镁和无水乙酸钠混合粉末（4∶1），立刻摇散混匀（300 r/min，5 min），冰水浴中冷却10 min，离心（4 200 r/min，5 min）。移取9 mL 上清液，置于预先装有净化材料的分散固相萃取净化管（无水硫酸镁900 mg，N-丙基乙二胺300 mg，十八烷基硅烷键合硅胶300 mg，硅胶300 mg，石墨化碳黑90 mg）中，涡旋振荡（300 r/min，10 min），离心（4 200 r/min，5 min）。精密吸取5 mL 上清液于带刻度离心管中，置于40 ℃旋转蒸发仪浓缩至约0.4 mL，然后分别加入2.5 mg/L 莠去津-D5溶液（供LC-Q/TOF MS测定）和2.5 mg/L环氧七氯溶液（供GC-Q/TOF MS测定）各20 μL，分别用乙腈和乙酸乙酯稀释至1 mL，涡旋混匀，过0.22 μm有机滤膜，置于进样瓶中测定。

依据《中国药典（2020 年版）》［25］和GB2763-2021［26］标准，对于有最大残留限量（MRL）规定的农药，其检测结果按照上述标准判定；对无MRL 但有每日允许摄入量（ADI）规定的农药，其检测结果根据最大残留限量估算值（eMRL）判定是否超标。

1.4 最大残留限量估算值的计算

《中国药典（2020 年版）》通则规定植物类中药不得检出33 类禁用农药，并规定了定量下限；GB 2763-2021中将当归归属为药用植物，对42种农药有MRL 规定；但在当归样品中实际检出的农药种类超过此范围。根据欧洲药典第8 版［27］计算无MRL 农药的eMRL，计算公式为：eMRL=ADI×Bw/（100×IRd）。其中eMRL 为最大残留限量估算值（mg/kg）；ADI 为每种农药的每日允许摄入量（mg/kg）；Bw 为平均体重（60 kg）；IRd 为当归的每日最大服用量（kg），参照《中国药典（2020 年版）》的最大剂量为12 g，即0.012 kg；100 为安全因子，表示每日从当归中摄取的农药残留量不大于每日允许摄入量（包括食物和饮用水）的1%。

1.5 农药残留风险排序

英国兽药残留委员会提出的兽药残留矩阵风险排序法［28］，目前在药用植物中已有应用［14］。本研究借鉴此法对当归中检出的农药以农药毒性（A）、毒效（B）、膳食比例（C）、施药频率（D）、高暴露人群（E）和残留水平（F）指标的赋值分数进行计算并风险排序。当归样品中各农药的残留风险分值（S）通过公式（1）计算，S值越高，残留风险越大。

其中：A根据急性经口半数致死量（LD50）分为低毒、中毒、高毒和剧毒，农药的LD50从中国农药信息网查得，得分分别为2、3、4、5；B以GB2763-2021中ADI值计算，其中ADI值为＞1×10-2、1×10-4~1×10-2、1×10-6~1×10-4、＜1×10-6的得分分别为0、1、2、3；C是当归占居民总膳食的百分率（%），施药频率D=施药次数/生长天数，C 或D 指标值＜2.5、2.5~20、20~50、50~100 的得分分别为0、1、2、3；膳食比例根据《中国药典（2020 年版）》一部的最大食用量为12 g，计算其比例低于2.5，则C 得分为0；通过调研，当归一般生长周期为3年，施药次数为2~3次，D值估算小于2.5%，则其得分为0；E是将暴露在特定人群的可能性设为0、不太可能、有可能、不确定，其对应分值分别为0、1、2、3，由于当归是药食两用物质，可用于医药、饮食等，但尚无判定其为高暴露人群的相关数据，因此设其得分为3；F为未检出（ND）、＜1MRL、1MRL~10 MRL、＞10MRL的得分分别为1、2、3、4。

1.6 暴露评估模型构建

1.6.1 膳食暴露量暴露风险评估是将食物中的污染物数据与膳食消费量数据相结合，通过统计学处理得到膳食暴露量的估计。点评估法简便易行，常被用作暴露风险初筛和确定高风险污染物的评估方法。慢性膳食暴露量（EXPc）和急性膳食暴露量（EXPa）按照公式（2）和公式（3）计算。

其中：EXPc（mg/（kg.d））为慢性膳食暴露量；STMR（mg/kg）为农药残留实验的平均残留值；参照《中国药典（2020 年版）》当归的日平均最大消费量为6~2 g，P（kg/d）选取消费量中值9 g，LP（kg/d）选取消费量最大值12 g 计算；bw（kg）为平均体重，以60 kg 计；EXPa（mg/（kg.d））为急性膳食暴露量；HR（mg/kg）为农药残留实验的最大残留量。

1.6.2 慢性膳食风险和急性膳食风险评估慢性膳食摄入风险（%ADI）和急性膳食摄入风险（%ARfD）是国际用于评价各农药慢性膳食摄入风险和急性膳食摄入风险的通用指标。%ADI或%ARfD值越小，其相应的风险越小。当%ADI 或%ARfD≤100%时，风险可接受；反之，则风险不可接受。%ADI 或%ARfD按照公式（4）和公式（5）计算。急性参考剂量ARfD（mg/kg）根据世界卫生组织数据库［29］获得。

1.6.3 累积风险评估危害指数法（HI）是常见的累积风险评估方法，HI 是各农药的危害商（HQ）之和。危害商是各农药暴露量（EXP）与其安全参考剂量（RV）的比值。HI用公式（6）计算：

HQ≤1或HI≤1时，表明累积暴露风险可以接受；当HQ＞1或HI＞1时，表明存在潜在的健康风险。

2 结果与讨论

2.1 当归中的农药残留总体情况分析

图1 为加标样品的GC/LC-Q/TOF MS 总离子流图。100 批当归样品中有95 批样品检出（检出率为95%），共检出27 种农药（见表1）。从表1 中可以看出，检出率高于60%的农药有2 种，分别为甲拌磷（64%）和毒死蜱（62%）；检出率在10%~50%的农药有6种，其中三唑醇的检出率为40%；其余19种农药的检出率均低于10%。所有检出农药的含量为0.001 0~1.407 7 mg/kg，平均含量为0.001 3~0.278 0 mg/kg。当归中检出农药的检出率、毒性和类别对比如图2所示。结果发现，检出农药中杀菌剂占比最高，约为37%，其次为杀虫剂（约26%）和除草剂（约22%）。检出农药以低中毒农药为主，占比为85.19%，高剧毒农药占14.82%。甲拌磷、甲基异柳磷、特丁硫磷为《中国药典（2020年版）》规定的禁用农药，检出67频次；毒死蜱、三唑磷虽不是中药材的禁用农药，但属于蔬菜中的禁用农药，这些农药均有检出且甲拌磷和毒死蜱的检出率较高，可见当归中以有机磷农药超标为主，此类农药的不规范施用需要加强管理。

图1 当归中农药残留加标样品的总离子流图Fig.1 Total ion chromatograms of pesticides in spiked Angelicae sinensis

图2 当归中检出农药的检出率、毒性和农药类别对比Fig.2 Comparison of detection rate，toxicity and function of pesticides detected in Angelica Sinensis

表1 27种检出农药的残留情况Table 1 Analysis of 27 detected pesticides

从检出农药的超标情况来看，《中国药典（2020年版）》中除甲基异柳磷、甲拌磷、特丁硫磷规定了MRL外，其余24种农药未制定当归中MRL。100个当归样品中，有60个样品农药残留超标，其中甲拌磷的超标率高达57%，甲基异柳磷为2%，特丁硫磷为1%。当归在GB 2763-2021 中归属于药用植物，其中42 种农药制定了限量规定，但本研究检出的27 种农药中只有甲拌磷、甲基异柳磷和特丁硫磷有MRL，其余均未制定MRL。其中甲拌磷的MRL 为0.01 mg/kg，较中国药典（0.02 mg/kg）严格，按该标准，本研究的样品超标率高达64%；甲基异柳磷的MRL 和超标率与中国药典相同。对GB2763-2021 中无MRL的农药，通过估算eMRL 值对比甲拌磷、甲基异柳磷和特丁硫磷的MRL发现，绝大部分农药的MRL与eMRL相近或MRL更趋严格。以eMRL判定超标率，则甲拌磷的超标率为52%，特丁硫磷为1%，噻唑磷为1%。整体上，甲拌磷的超标率最高；值得关注的是噻唑磷，目前中国药典和GB 2763-2021中均无限量值规定。综上可见，甲拌磷在当归中的使用较为普遍且用药超标现象严重，今后需加强监测。

2.2 农药残留的风险排序

按“1.5”方法进行农药残留风险排序。从图3可以看出，27种农药的残留风险得分从高到低可分为4类，高风险农药（S≥20）有3种，为甲拌磷、甲基异柳磷、特丁硫磷；中等风险农药（15≤S＜20）有6种：毒死蜱、苯醚甲环唑、三唑磷、禾草敌、噻唑磷和2，4-滴异辛酯；低风险农药（5≤S＜15）有11种：戊唑醇、吡唑醚菌酯、三唑醇、三唑酮、烯酰吗啉、2甲4氯、甲哌、扑草净、炔丙菊酯、四氟苯菊酯和草完隆；极低风险农药（S＜5）为7 种：多菌灵、灰黄霉素、蒽醌、嘧菌胺、氟乐灵、嘧菌酯和增效醚。由此可见，当归中的高风险农药均有最大残留限量值规定，已被关注；今后需重点关注中等风险农药并制定其最大残留限量值。

图3 当归中27种检出农药的残留风险得分Fig.3 Residual risk score for 27 pesticides detected in Angelica Sinensis

2.3 农药残留慢性和急性风险评估

2.3.1 慢性膳食摄入风险用公式（4）计算得各农药的慢性膳食风险（见表2）。从表2 可以看出，27种农药的慢性膳食摄入风险（%ADI）为0.000 1%~3.852 9%，平均值为0.290 8%，远低于100%，且慢性累积暴露危害指数（HIc）为0.066 89，小于1。结果表明，当归的慢性膳食摄入风险和累积摄入风险较低，其安全性风险可以接受。

表2 当归中27种农药的慢性风险评估和急性风险评估结果Table 2 Chronic risk assessment and acute risk assessment of 27 pesticide residues in Angelica sinensis

2.3.2 急性膳食摄入风险根据世界卫生组织数据库，嘧菌酯和增效醚的ARfD 信息为不必要（Unnecessary）；2，4-滴异辛酯、蒽醌、嘧菌酯、噻唑磷、灰黄霉素、甲基异柳磷、嘧菌胺、甲哌、禾草敌、草完隆、增效醚、炔丙菊酯、扑草净、四氟苯菊酯和氟乐灵15 种农药未查到ARfD 数据，只有12种农药进行急性风险评估（表2）。结果显示，上述12种农药的急性膳食摄入风险（%ARfD）为0.000 5%~0.563 1%，平均值为0.097 8%，远低于100%。其中禁用农药甲拌磷和特丁硫磷的%ARfD 较高，分别为0.563 1%和0.428 0%。急性累积暴露危害指数（HIa）为0.011 73，远小于1，表明当归的急性膳食摄入和累积摄入风险值均很低，可以接受。

3 结 论

本研究测定的100批市售当归样品中有95批样品检出农药，共检出27种农药，以杀菌剂和低中毒性农药为主。检出农药中存在违规使用禁用农药现象，但多数处于痕量残留水平。风险评估结果表明，当归中的农药累积暴露风险较小，现阶段通过摄入产生的风险尚处于可接受范围内。风险排序结果显示，甲拌磷、甲基异柳磷和特丁硫磷是当归中的高风险农药，上述3 种农药目前已在《中国药典（2020年版）》和GB2763-2021限量值规定范围内，但当归中使用的大部分农药缺少MRL，建议在日常检验中重点监控当归中的中等风险农药，补充和制订中等风险农药的限量标准。