苹果中4种常用农药残留及其膳食暴露评估

　　摘要：【目的】对国产苹果中多菌灵、甲基硫菌灵、吡虫啉和灭幼脲4种常用农药残留及其膳食暴露进行评估，明确并量化居民食用苹果途径的上述4种常用农药膳食摄入风险水平，为苹果安全生产、消费及质量安全监管提供依据。【方法】基于渤海湾（辽宁、山东、河北）和西北黄土高原（陕西、山西、河南）两大苹果优势主产区采集的282份苹果样品，运用专业风险评估软件@Risk，尝试构建非参数概率评估模型，对居民食用苹果途径的农药膳食摄入（暴露）风险进行概率评估。首先对282份苹果样品中上述4种农药残留检测值进行分布拟合，拟合度运用Chi-Squared、Anderson-Darling、Kolmogorov-Smirnov3种统计方法进行检验，综合考虑3种评估拟合结果，确定最佳拟合分布。STMR、HR取最佳分布拟合值，%ADI和%ARfD分别表示慢性膳食摄入风险和急性膳食摄入风险。【结果】参试的282份苹果样品，255份（占90.4%）苹果样品中检出了农药残留。在检出的4种常用农药中，多菌灵的检出率最高，达到81.9%；其次为甲基硫菌灵和吡虫啉，分别为52.1%和39.0%；灭幼脲的检出率最低，仅为31.2%。绝大多数苹果样品中农药残留量处于较低水平，最大检出浓度为0.9251mg·kg-1（多菌灵），但仍远低于最大残留限量值3.0mg·kg-1。样品中4种常用农药残留量均值依次为多菌灵（0.1042mg·kg-1）＞灭幼脲（0.0182mg·kg-1）＞甲基硫菌灵（0.0082mg·kg-1）＞吡虫啉（0.0050mg·kg-1）。样品中4种常用农药残留量离散程度有异，变异系数分别达到232.8%（甲基硫菌灵）、214.8%（吡虫啉）、174.1%（灭幼脲）和136.4%（多菌灵）。282份苹果样品农药残留量分布规律较明显，随着农药残留浓度的升高，样品所占的比例均呈逐渐降低的趋势。27份（占9.6%）苹果样品中未检出上述4种常用农药，198份（占70.2%）苹果样品中检出2种及以上农药残留，19份（占6.7%）苹果样品甚至检出4种农药残留。不同年龄组人群食用苹果途径的上述4种常用农药慢性膳食摄入风险（%ADI）分别为0.2120%—35.1100%（多菌灵）、0.0051%—0.8240%（吡虫啉）、0.0049%—0.1710%（甲基硫菌灵）和0.0004%—0.0152%（灭幼脲）；急性膳食摄入风险（%ARfD）分别为0.1940%—16.0500%（多菌灵）和0.0122%—0.9400%（吡虫啉）。幼儿（2—6岁）和儿童（7—13岁）2个年龄组人群由于体重较轻，而苹果摄入量相对较高，膳食摄入风险明显高于其他年龄组人群，为重点监控对象。不同年龄组人群之间，随着年龄的增加，农药膳食摄入风险整体呈逐渐下降趋势；同一年龄组人群，选取的百分位点值越高，农药膳食摄入风险越大。【结论】苹果中多菌灵、甲基硫菌灵、吡虫啉和灭幼脲这4种常用农药检出率较高，但所有样品农药残留量均低于最大残留限量。居民食用苹果途径的上述4种常用农药慢性和急性膳食摄入风险均很低，幼儿和儿童2个年龄组人群膳食摄入风险明显高于其他年龄组人群，需重点关注。

　　关键词：苹果；农药残留；膳食暴露；非参数概率评估模型；风险评估

　　0引言

　　【研究意义】随着经济社会的发展和人民生活水平的提高，人们对果品质量安全的要求也越来越高。农药残留是果品质量安全中比较敏感且备受关注的话题[1]。苹果是第一大水果，2014年苹果产量达4092.32万t，占全国水果总产量的15.7%[2]。施用化学农药是苹果病虫害防治的重要手段和措施。然而，苹果生产中大量施用化学农药给苹果质量安全带来了一定的风险隐患，直接影响到苹果的国际信誉和出口贸易，如何有效地评估和防范农药残留给人类带来的危害已成为社会共同关注的焦点。多菌灵、甲基硫菌灵具有杀菌广谱、成本低廉等优点，在苹果生产中常用来防治苹果轮纹病[3]、炭疽病[4]、腐烂病[5]和斑点落叶病[6]等病害。吡虫啉和灭幼脲对苹果上常见的银纹潜叶蛾[7]和金纹细蛾[8]等虫害具有防治效果好、药效持续时间长而成为苹果生产中广泛使用的杀虫剂[9-11]。由于苹果生产中多菌灵、甲基硫菌灵、吡虫啉和灭幼脲的大量使用，其残留水平和膳食摄入风险日益引起人们的重视。开展苹果常用农药膳食摄入风险评估研究，明确苹果中上述4种常用农药残留水平及风险状况，可为苹果安全生产、消费及质量安全监管提供基础数据。【前人研究进展】农产品质量安全风险评估起步较晚，关于水果农药残留风险评估报道不多。赵宇翔[12]对上海市市售果蔬中毒死蜱农药残留长期膳食摄入风险进行了风险评估；王冬群等[13]对慈溪市葡萄、杨梅、桃、梨、草莓等8种水果中有机磷农药残留风险进行了评估；张志恒等[14-15]开展了葡萄和猕猴桃中氯吡脲及苹果、荔枝、柑橘中三唑磷的急性和慢性膳食摄入风险评估；刘艳萍[16]对香蕉中戊唑醇、丙环唑、苯醚甲环唑和氟环唑等4种三唑类杀菌剂进行了慢性和理论膳食摄入风险评估；聂继云等[17]对苹果中异菌脲、毒死蜱、除虫脲、戊唑醇等26种常用农药残留风险进行了膳食摄入风险评估。已有文献中农药残留风险评估方法多以确定性评估即点评估为主，该方法虽然简单易行，但评估结果不能反映不同人群个体差异，较为保守。概率评估能够更好地量化评估结果的变异度和不确定度，可为风险管理提供更为直观和科学的依据，近年来逐渐成为食品安全风险评估领域的研究热点。国际上广泛采用基于蒙特卡洛模拟技术的风险评估软件@Risk进行概率评估[12,18-20]。【本研究切入点】国内虽已开展苹果农药残留风险评估研究[15,17]，但风险评估方法多以点评估为主，尚未见有公开的针对不同人群开展苹果农药膳食摄入风险概率评估研究的报道。针对苹果常用农药膳食摄入风险概率评估研究欠缺的问题，以渤海湾和西北黄土高原两大苹果优势主产区广泛抽取苹果样品，系统开展针对不同人群的苹果中多菌灵、甲基硫菌灵、吡虫啉和灭幼脲4种常用农药膳食摄入风险的非参数概率评估。【拟解决的关键问题】通过系统的概率风险评估，明确苹果中多菌灵、甲基硫菌灵、吡虫啉和灭幼脲4种常用农药残留水平与风险状况，为指导苹果田间生产的安全用药提供依据，进而为苹果生产中农药使用规范与国际接轨提供参考。

　　1材料与方法

　　室内试验于2014—2015年在农业科学院果树研究所/农业部果品质量安全风险评估实验室（兴城）完成。

　　1.1样品采集

　　于苹果适采成熟期，从渤海湾（辽宁、山东、河北）和西北黄土高原（陕西、山西、河南）两大苹果优势主产区采集282份苹果样品作为试材。辽宁、山东、河北、陕西、山西、河南6个苹果主产省分别选取10、12、8、12、6、8个重点县，每个重点县选取5个代表性果园，每个果园采集1份苹果样品。样品采集方法参照《新鲜水果和蔬菜取样方法》（GB/T8855—2008）所规定的苹果采样方法[21]，即在果园的中间和4个角的方向定5个点采样（避免在边行和每行距离两端1.0m内采样），在所选采样点上有选择地采样，避免采有病、过小或未成熟的果实，并且在苹果树的各部位（上、下、内、外、向阳面、背阴面）采样，果实密集处相对多采。对于每份苹果样品，首先将该果园采集的苹果果实混匀，选取15个果形、大小基本一致的果实，按照四分法缩分，即每个苹果纵向十字切开，取对角两块，去核后切成小块（皮和肉一起），将所有小块苹果混匀后再按十字分开，取对角线两部分样品（直至剩余1000g左右），用组织捣碎机匀浆处理后取500—800g，置于-20°C冰箱中保存备用。

　　1.2主要试剂与仪器设备

　　试剂：乙腈、乙酸铵、甲酸（色谱纯，美国ThermoFisherScientific公司）；C18（ODS）（50μm，60?），PSA（40μm，100g）（美国Varian公司）；无水MgSO4（优级纯，天津市津科精细化工研究所）；NaCl（优级纯，天津市科密欧化学试剂有限公司）；试验用水为超纯水。仪器设备：超高效液相色谱-串联质谱仪（UPLC-MS/MSXevoTQ，美国Waters公司）；立式大容量高速离心机（日本Hitachi公司）；Milli-QDirect8全自动超纯水制水系统（美国Millipore公司）。

　　2结果

　　2.1苹果中4种常用农药残留水平

　　参试的282份苹果样品中，255份（占90.4%）苹果样品中检出了农药残留。总体而言，苹果农药残留检出率相对较高，但绝大多数苹果样品中农药残留量处于较低水平。74.5%的样品中多菌灵残留量低于100.0μg·kg-1；70.2%的样品中甲基硫菌灵残留量低于2.0μg·kg-1；91.5%的样品中吡虫啉残留量低于5.0μg·kg-1；89.1%的样品中灭幼脲残留量低于10.0μg·kg-1。282份样品中最大检出浓度为0.9251mg·kg-1（多菌灵），但仍远低于多菌灵最大残留限量3.0mg·kg-1（图1）。

　　2.2苹果中4种常用农药膳食摄入风险评估

　　2.2.1农药残留慢性膳食摄入风险评估

　　由表3可知，同一农药，不同年龄组人群之间农药慢性膳食摄入风险评估结果存在明显差异。幼儿（2—6岁）和儿童（7—13岁）2个年龄组人群由于体重较轻，而苹果摄入量相对较高，慢性膳食摄入风险明显高于其他年龄组人群，需重点关注。不同农药之间，农药慢性膳食摄入风险存在明显差异，多菌灵和吡虫啉膳食摄入风险远高于甲基硫菌灵和灭幼脲。4种常用农药慢性膳食摄入风险：多菌灵＞吡虫啉＞甲基硫菌灵＞灭幼脲。由图3可知，同一农药，不同年龄组人群之间，随着年龄的增加，农药慢性膳食摄入风险呈逐渐下降趋势；同一年龄组人群，选取的百分位点值越高，农药慢性膳食摄入风险越大。总之，各类年龄组人群食用苹果途径的上述4种常用农药慢性膳食摄入风险（%ADI）均很低，远低于100%，分别介于0.2120%—35.1100%（多菌灵）、0.0051%—0.8240%（吡虫啉）、0.0049%—0.1710%（甲基硫菌灵）和0.0004%—0.0152%（灭幼脲）。即便采用99.5百分位点值，上述4种农药人群膳食摄入风险依然很低，分别为6.3800%—35.1100%、0.1620%—0.8240%、0.0346%—0.1710%和0.0028%—0.0152%。因此，各类年龄组人群食用苹果途径的上述4种常用农药慢性膳食摄入风险都是可以接受的，且很低。

　　2.2.2农药残留急性膳食摄入风险评估

　　由表4可知，同一农药，不同年龄组人群之间农药急性膳食摄入风险评估结果存在明显差异。幼儿（2—6岁）和儿童（7—13岁）2个年龄组人群由于体重较轻，而苹果摄入量相对较高，急性膳食摄入风险明显高于其他年龄组人群，需重点关注。不同农药之间，农药急性膳食摄入风险存在明显差异，多菌灵膳食摄入风险远高于吡虫啉，分别为0.1940%—16.0500%（多菌灵）和0.0122%—0.9400%（吡虫啉）。由图4可知，同一农药，不同年龄组人群之间，随着年龄的增加，农药急性膳食摄入风险整体呈逐渐下降趋势；同一年龄组人群，选取的百分位点值越高，农药急性膳食摄入风险越大。总之，各类年龄组人群食用苹果途径的多菌灵和吡虫啉急性膳食摄入风险（%ARfD）均很低，远低于100%，即便采用99.5百分位点值，上述2种农药急性膳食摄入风险仍很低，分别为5.9400%—16.0500%和0.3670%—0.9400%。因此，各类年龄组人群食用苹果途径的上述2种常用农药急性膳食摄入风险都是可以接受的，且很低。

　　3讨论

　　3.1苹果中4种常用农药残留水平及膳食摄入风险评估

　　2011年，美国环保署发布的农药残留排行榜显示98%的受检苹果中检出农药残留，位居农药污染最严重的果蔬榜单之首[26]。是第一大苹果生产国和消费国[27]，为保证国民苹果膳食安全，苹果上的农药残留状况亟需重视，迫切需要开展苹果农药残留风险评估。本研究以苹果生产上使用较为广泛的多菌灵、甲基硫菌灵、吡虫啉和灭幼脲为研究对象，采样区域覆盖渤海湾（辽宁、山东、河北）和西北黄土高原（陕西、山西、河南）两大苹果优势主产区，282份样品能够比较全面地反映苹果中上述4种常用农药残留水平。与较早的研究报道相比[28-31]，苹果农药残留状况明显好转，农药残留风险明显降低，282份苹果样品中上述4种农药残留均未超标。多菌灵仍是检出率最高的农药（甲基硫菌灵在植物体内可转化为菌灵），但最大检出浓度较之过去有所降低；其次为甲基硫菌灵和吡虫啉，灭幼脲检出率较之前报道有所增加[17]。苹果农药检出率较高，仅27份苹果样品中未检出上述4种常用农药；198份苹果样品中检出2种及以上农药残留；19份苹果样品甚至检出4种农药残留，但绝大多数样品农药残留量处于痕量水平。苹果中上述4种常用农药膳食摄入风险概率评估结果表明，不同年龄组人群膳食摄入风险存在明显差异，幼儿和儿童2个年龄组人群农药膳食摄入风险显著高于其他年龄组人群，为重点监控对象。总体而言，不同年龄组人群食用苹果途径的上述4种常用农药膳食摄入风险都是可以接受的，且很低，不会对居民身体健康带来负面影响。苹果套袋栽培已成为苹果种植的主要栽培方式[17]，该技术不仅能够改善果实光洁度、促进果实着色，还可显著降低苹果中农药残留量[32-34]，是目前苹果及其他水果（葡萄、梨等）安全生产的重要手段[35-37]。近些年苹果农药残留状况的改善与套袋栽培方式的普及存在一定的关系。

　　3.2关于影响最终风险评估结果的因素分析

　　农药残留基础数据研究的缺乏，膳食消费数据调查数据的不完善以及暴露数据的不完整是制约农产品质量安全风险评估健康发展的瓶颈问题[38-41]。本研究在进行不同年龄组人群慢性膳食摄入风险评估过程中的苹果消费数据采用的是卫生部在2002年进行的居民营养与健康状况调查资料[42]，这是目前可获得的能全面系统反应居民膳食状况的最新数据[16,43-44]。不可否认，2002年以来，居民膳食结构已经发生了一定的变化，苹果消费量总体会增加[45]。因此，本研究根据2014年苹果总产量、加工消耗量、出口量、贮藏损耗率和集中消费天数计算出居民日均苹果消费量[17]，然后以2002年居民营养与健康状况调查资料对不同人群水果膳食消费量比例关系折算出2014年的不同人群苹果消费量，从而减小由苹果消费量增加而导致低估风险的可能性。另外，苹果中农药残留水平多处于痕量水平，且数据多呈高度偏态分布，为减小评估模型的变异度和不确定性，结合本研究评估数据的特点，笔者将模拟抽样次数定为10000次[18-19]，在进行概率评估模拟抽样时进行了10000次迭代计算，保证了高端百分位值趋于稳定，从而得出更为客观的评估结果。本研究仅对普通居民进行了相关膳食摄入风险评估，特殊敏感人群（妊娠期和哺乳期妇女、肝肾功能不全者等）由于自身生理、病理变化往往会影响污染物（农药）代谢和排泄，对污染物的反应也会有异于普通人[18,46]。由于缺乏此类相关数据，未对其进行探讨。

　　结论

　　从测定的282份苹果样品来看，苹果中多菌灵、甲基硫菌灵、吡虫啉和灭幼脲4种常用农药检出率较高，但绝大多数苹果样品中农药残留量低于或远低于最大残留限量。农药残留水平在残留量范围、残留量均值、残留量离散度等方面存在明显差异。苹果中农药残留量分布规律较明显，随着农药残留浓度的升高，样品所占的比例均呈逐渐下降的趋势。残留慢性膳食摄入风险（%ADI）和急性膳食摄入风险（%ARfD）均较低，各类年龄组人群食用苹果途径的上述4种常用农药膳食摄入风险都是可以接受的。幼儿和儿童2个年龄组人群由于体重较轻，而苹果摄入量相对较高，膳食摄入风险明显高于其他年龄组人群，需重点关注。研究通过大规模、覆盖渤海湾和西北黄土高原两大苹果优势主产区采样，利用概率评估方法，明确并量化了不同年龄组人群食用苹果途径的多菌灵、甲基硫菌灵、吡虫啉和灭幼脲4种常用农药膳食摄入风险，可为苹果质量安全监管和今后系统开展果品质量安全风险评估提供参考。

　　References

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　　[3]李晓军,范昆,曲健禄,张勇,亓彬,王涛.苹果主要栽培省苹果轮纹病菌对多菌灵的抗性差异.植物保护,2010,36(3):158-161.LiXJ,FanK,QuJL,ZhangY,QiB,WangT.DeterminationoftheresistancedifferenceofBotryosphaeriaberengerianatocarbendazim.PlantProtection,2010,36(3):158-161.(inChinese)

　　叶孟亮，聂继云，徐国锋，闫震，郑丽静

　　太湖水体中5种有机磷农药混合物生态风险评价

　　摘要:有机磷农药是一类广泛分布于我国水环境中的污染物，即使在水体中的污染水平处于规定“安全标准”之下，其联合暴露产生的风险仍有可能威胁水生生态安全。采用基于浓度加和模型与生物敏感度分布曲线的混合物风险商法，评价了太湖水体中敌敌畏、对硫磷、甲基对硫磷、马拉硫磷和乐果5种有机磷农药混合物产生的生态风险。结果表明:2003～2004年期间3个不同时期太湖水体中5种有机磷农药的混合物生态风险商(RQm)均大于1，有机磷农药混合物在2003～2004年期间对太湖水生生物构成了一定威胁。

　　关键词:有机磷农药;混合物;生态风险评价;太湖

　　各种化学物质的共同使用，造成实际水环境中污染物一般以混合物的形式存在[1]。各种污染物即使都处于低浓度下，其混合物也可能对水生生物产生显著的联合毒性效应[2-4]。Junghans等[5]研究了25种农药在预测环境浓度(PEC)下对绿藻的毒性，单一农药在PEC浓度下对绿藻产生的生长抑制毒性很低，而在该浓度下形成的混合物对绿藻的繁殖抑制作用达到了42%。因此，仅仅对单一污染物进行生态风险评价来确定对水生生物是否“安全”不符合复合污染的实际情况[6]，对水体污染物进行混合物风险评价更符合联合复合污染的实际情况[7]。

　　1数据与方法(Dataandmethods)

　　1.1数据选择

　　本文太湖水体中5种有机磷农药的测定环境浓度(MEC)值采用文献Ta[13]中所报道数值。10个采样点分布在太湖北部梅梁湾。取水点位于水面下0.5m处，分季节共采样3次(2003年11月，2004年1月和2004年8月)，采用固相萃取联合气相质谱法(SPE-GC/MS)对水样中有机磷农药含量进行了测定。5种有机磷农药的含量水平列于表1。

　　1.2混合物风险商法

　　对于水环境中某一污染物i的风险商RQi为水体中测定环境浓度与保护95%生物的危害浓度(HC5)比值[16-17]。Newman[18]等认为毒性数据间的差异可能导致HC5推算偏大，因此本文采用HC5的95%置信区间下限值[10]HC5-95%取代HC5作为保护95%生物的危害浓度。如果i物质的MEC与HC5-95%的比值小于1，表明该化合物的环境风险是可接受的，如公式(1):

　　2结果与分析(Ｒesultsandanalysis)

　　2.15种有机磷农药的HC5-95%

　　2.1.1毒性数据选择

　　5种有机磷农药的水生生物的急性毒性数据和慢性毒性数据数量如表1所示。敌敌畏有19个急性数据，5个慢性数据。对硫磷有31个急性数据，8个慢性数据。甲基对硫磷有37个急性数据，6个慢性数据。马拉硫磷有18个急性数据，7个慢性数据，乐果有14个急性数据，12个慢性数据。筛选5种有机磷农药所有毒性数据，获得包括5种鱼类;2种藻类;节肢动物包括5种溞类、7种虾、8种摇蚊幼虫等水生生物。毒性数据中涵盖了生产者、初级消费者、分解者等不同营养等级。

　　2.1.2SSD-EC50曲线

　　运用GraphPadPrism5.0程序中非线性最小二乘拟合方法对有机磷农药的急性数据的生物敏感度曲线(SSD-EC50)进行非线性拟合，计算有机磷农药i的50%危害浓度HC50,EC50,i。计算结果与拟合函数的确定性系数(R2)和离差绝对值之和(Absolutesumofsquares,Ass)列于表2。5种有机磷农药的R2均大于0.9361，Ass均小于0.0561，表明log-logistic函数能较好地描述5种有机磷的SSD-EC50曲线。

　　3讨论(Discussion)

　　农药污染物大都是以混合物的形式共同存于各种地表水体中[26,27]，尽管对单一农药污染物的生态风险已经开展了诸多研究[28-30]，然而，其混合物对水生生物的生态风险却不容忽视[31]。Chèvre等[9]对5种除草剂混合物(莠去津、西玛津、特丁津、异丙隆和敌草隆)的生态风险的研究发现，单一农药污染物的风险商很少超过1，而除草剂混合物在春夏季(4月-8月)RQm大于1，最高值达到2.5;对欧洲日内瓦湖中三嗪类除草剂、氯乙酰苯胺类除草剂、磺酰脲类除草剂和苯脲类除草剂4类除草剂17种农药混合物的生态风险研究表明，单一除草剂对水生态环境几乎可以忽略，而除草剂的混合暴露却大大地增加了湖泊水体的生态风险[10];在对瑞士Zurich河流旁小溪中乐果和二嗪磷两种有机磷农药混合物风险研究发现:不同时期内混合物RQm值为8～22，远远超过限值1，其中乐果是混合物风险的主要贡献者[10]。本文对太湖水体中5种有机磷农药的混合物生态风险发现，混合物总风险商均大于1。Qu等[24]运用概率风险商法评价了太湖5种有机磷农药、1种有机氯农药和1种除草剂的混合物风险，混合物总风险商为0.18～0.36。文献中采用了藻、溞、鱼3个营养级别的急性毒性数据计算5%毒害浓度HC5值，与本文中采用急慢性比率和慢性数据推导出的HC5-95%值高2个数量级，可能是导致文献中农药混合物的风险商值较低的主要原因。此外，目前对混合物的生态风险评价是基于化合物具有相似作用模式[33]，混合物产生的联合毒性可以用浓度加和模型来评估和预测[34-35]。然而由于环境中大多数农药对生物机体的作用方式是未知的，只有少部分污染物的作用机理比较明确[2]。据文献报道浓度加和模型能对不同作用方式的农药混合物进行有效预测[36]，但是对于具有不同作用方式的农药混合物的风险评价是否适用本文中方法，还有待进一步研究。

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