王峰恩 王文博 李慧冬 鄔元娟

摘要：為給我國膳食攝入量評估提供技術(shù)支持，完善符合我國國情的評估體系，有必要研究蔬菜田間樣本中農(nóng)藥殘留的變異性。田間試驗在蔬菜基地大棚中展開，調(diào)查番茄、黃瓜、辣椒和芹菜獨立個體上的農(nóng)藥殘留情況，用統(tǒng)計學(xué)方法評價各種蔬菜中的農(nóng)藥殘留水平，按照J(rèn)MPR推薦的原則，用Harrell-Davis方法計算變異因子，并對評估計算過程進行驗證與討論。通過計算，得到公式v=3.2×C0.0628mean，可以表述變異因子與農(nóng)藥殘留平均值的關(guān)系，并由此得到變異因子的計算值為3.11。該值反映了蔬菜中農(nóng)藥殘留的實際風(fēng)險，與國際默認(rèn)值3基本一致，證明中國蔬菜中農(nóng)藥殘留的變異性和國際上沒有太大區(qū)別。

關(guān)鍵詞：蔬菜;農(nóng)藥殘留;風(fēng)險評估;變異性

中圖分類號：S481+.8文獻標(biāo)識號：A文章編號：1001-4942（2019）07-0130-06

農(nóng)藥在蔬菜生產(chǎn)過程中的過度使用，使得農(nóng)藥殘留成為威脅人類健康、導(dǎo)致環(huán)境污染的重要因素。如今，很多國家嚴(yán)格監(jiān)管農(nóng)藥的使用，設(shè)立殘留監(jiān)控項目以確保其殘留不超過允許水平。然而農(nóng)藥使用準(zhǔn)則的建立、最大殘留限量（MRL）的設(shè)定以及國際貿(mào)易爭端的處理仍然要依賴膳食攝入量評估[1]。農(nóng)藥殘留的膳食攝入量評估分為慢性評估和急性評估[2]。過去的研究以慢性評估為主，評估的風(fēng)險多在人類健康的可承受范圍內(nèi)。如今，有必要對一些化學(xué)合成農(nóng)藥進行急性評估[3，4]。美國是較早開展急性評估的國家[5，6]，并在1996年開發(fā)出膳食殘留評估系統(tǒng)（DRES）。急性評估在國際層面的研究始于1997年變異因子概念的引入[7]。之所以在急性評估中引入變異因子，是因為樣本個體間存在差異，某一單位個體的農(nóng)藥殘留量可能遠高于整株或整批次樣本的平均值。變異因子的取值直接反映著急性評估風(fēng)險的大小[8]，根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）的規(guī)則[7]以及后來世界糧農(nóng)組織（FAO）和WHO的修訂[3]，定義其為第97.5百分位單位個體的農(nóng)藥殘留值與平均值的比值?；诖罅康膶嶒灁?shù)據(jù)，國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會（IUPAC）農(nóng)作物保護咨詢委員會推薦變異因子的參考值為3，并被FAO農(nóng)藥殘留專家聯(lián)席會議（JMPR）所采用[9]。近幾年，關(guān)于蔬菜農(nóng)藥殘留變異性研究的報道增多，如Prodhan等[10]得出希臘田間茄子上氯氰菊酯和溴氰菊酯的變異因子分別為2.54和2.51，而市場樣本的變異因子為3.89;Masahiro等[11]得出日本卷心菜上啶蟲脒與氯氰菊酯的變異因子分別為2.00和2.39，而葡萄上則分別為1.82和1.63。說明農(nóng)藥殘留的變異性可能受作物種類、農(nóng)藥理化性質(zhì)、種植方式[12，13]以及種植季節(jié)[14，15]等多種因素的影響。

中國要用僅占世界7%的耕地養(yǎng)活世界22%的人口，必須確保農(nóng)產(chǎn)品的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)。如果減少使用30%農(nóng)藥，將會導(dǎo)致至少3.5億中國人挨餓[16]。既然農(nóng)藥的使用在中國必不可少，那么研究其在蔬菜上的變異性，以降低人們的膳食攝入風(fēng)險就變得十分必要。迄今為止，只有少量基于市場樣本的變異性研究[17，18]，而對于田間樣本的變異性研究與討論尚未見報道。

本研究在濟南市的蔬菜基地大棚中開展田間試驗，對4種常見蔬菜（黃瓜、辣椒、番茄、芹菜）農(nóng)藥殘留的變異性進行研究。參照Hamilton等[4]的方法，用統(tǒng)計學(xué)方法評價蔬菜中的農(nóng)藥殘留水平，按照歐洲食品安全局（EFSA）[19]和JMPR[8]推薦的原則，用Harrell-Davis方法計算變異因子，并對評估計算過程進行驗證與討論。本研究所得變異因子更符合中國蔬菜的生產(chǎn)實際，可為中國膳食攝入量評估的進一步研究提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 田間試驗

為了獲得不同蔬菜單位個體上農(nóng)藥殘留的數(shù)據(jù)信息，于2018年4—5月在濟南遙墻蔬菜基地開展田間試驗。試驗在溫室大棚中進行，30～35℃，無風(fēng)，是中國典型的蔬菜生產(chǎn)模式。選用的4種蔬菜（芹菜、黃瓜、辣椒和番茄）均為在中國消費量大且農(nóng)藥殘留檢出率較高的品種[17]。不同蔬菜選自不同的采樣點，每個點都有多于200單位的正常成熟個體。在噴施農(nóng)藥前，每個點提前采摘10～20單位個體作為空白對照。

根據(jù)蔬菜生產(chǎn)的實際需求，試驗中使用了3種殺菌劑：75%百菌清可濕性粉劑（江蘇龍燈化學(xué)有限公司生產(chǎn)），50%多菌靈可濕性粉劑（江蘇藍豐生物化工股份有限公司生產(chǎn)），50%腐霉利可濕性粉劑（日本住友化學(xué)株式會社生產(chǎn)，河北滄州中天化工有限責(zé)任公司分裝），推薦劑量（有效成分）分別為1 350、750、375 g/hm2。3種農(nóng)藥按推薦劑量對水混勻后施藥，施藥過程使用相同型號噴霧器，約0.1 L/min勻速噴霧。

施藥3天后，在不同采樣區(qū)域的植株頂端、中部和底部隨機均勻采摘樣品，共采芹菜144株（60+60+24）、黃瓜155根（55+50+50）、辣椒174個（55+60+59）、番茄164個（50+59+55），稱量芹菜單株重及黃瓜、辣椒、番茄單個重后，置于塑料密封袋中。將所有單株田間樣品分別制備成實驗室樣品，每種蔬菜按單株重的1%混合作為混合樣，于-24～-26℃冰柜中保存待測。

1.2 儀器和化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)品

使用的主要儀器為：Heidolph Laborita 4000旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀;IKA T18 basic rapid勻漿機;Agilent 7890A氣相色譜儀（GC），自帶電子捕獲檢測器 （ECD）;DB-1701色譜柱 （30 m×0.25 mm×0.25μm）;Agilent 6890/HP 5973氣質(zhì)聯(lián)用儀（GC/MSD）;DB-5MS色譜柱 （30 m×0.25 mm×0.25μm）;Waters 2996高效液相色譜儀（HPLC）;C18色譜柱 （4.6 mm×250 mm×5μm）。

使用的化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)品為：1 000μg/mL的百菌清、腐霉利、多菌靈標(biāo)準(zhǔn)品（農(nóng)業(yè)部環(huán)境質(zhì)量檢驗測試中心提供）。

1.3 分析方法

百菌清的檢測依據(jù)中國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 761—2008進行，用乙腈提取，提取液經(jīng)過濾、濃縮后，采用固相萃取柱分離、凈化，淋洗液經(jīng)濃縮后，進氣相色譜儀GC/ECD檢測，外標(biāo)法定量。

腐霉利的檢測依據(jù)中國出入境檢驗檢疫行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SN/T 2230—2008進行，用丙酮/正己烷振蕩提取，采用固相萃取柱凈化，進氣質(zhì)聯(lián)用儀GC/MSD檢測，外標(biāo)法定量。

多菌靈的檢測依據(jù)中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 23380—2009進行，用甲醇提取，萃取液經(jīng)固相萃取柱分離、凈化，濃縮、定容后進高效液相色譜儀HPLC檢測，外標(biāo)法定量。

三種農(nóng)藥的定量限（LOQ）分別為0.01、0.03、0.07 mg/kg，添加回收率均在70%～110%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）低于15%。

1.4 統(tǒng)計方法

使用Microsoft Excel進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和圖表呈現(xiàn)，使用MATLAB進行數(shù)學(xué)計算，第97.5百分位的樣品個體農(nóng)藥殘留由二次插值法和WHO推薦的Harrell-Davis（H-D）方法分別集中，該方法包括玻耳茲曼分布定律和排列組合。

2 結(jié)果與分析

2.1 樣品中的農(nóng)藥殘留

共檢測蔬菜樣品個體637個，農(nóng)藥殘留量小于LOQ的樣品個數(shù)均不超過所檢蔬菜總數(shù)的3%（表1），參照H-D方法一律按0參與統(tǒng)計計算[4]。

2.2 農(nóng)藥殘留量超過第95、97.5、99百分位值的概率

為研究農(nóng)藥殘留量的概率分布，本研究參照了H-D方法的計算模型和算法。以番茄中的百菌清為例，在164個樣品個體中，至少有一個殘留量超過第95、97.5和99百分位值的概率分別為0.93、0.96和0.81（表2）。

圖1顯示了164個番茄個體中百菌清殘留極大值對超過第95、97.5、99百分位值概率的貢獻度（貢獻度=殘留量×概率），顯然，3種方法在極大值的貢獻度上有相當(dāng)大的重疊，同時又具有充分的分辨度。

2.3 變異因子的計算

使用第97.5百分位值進行計算分析。樣品中農(nóng)藥殘留量的第97.5百分位值與平均值均在表1中顯示，其對數(shù)關(guān)系對應(yīng)點見圖2。所有對應(yīng)點集中于方程y=1.0628x+1.1611（y為第97.5百分位值的對數(shù)，x為平均值的對數(shù)）。

該直線是12組數(shù)據(jù)的集合（R2=0.918），變換方程：

可得變異因子的計算公式為：

用公式（1）和變異因子定義法（第97.5百分位值與平均值的比值）[7]分別計算田間試驗樣品農(nóng)藥殘留的變異因子，見表3。由公式和定義得出的變異因子平均值分別為3.11和3.29。

利用Hamilton等[4]的數(shù)據(jù)對該方法進行驗證，結(jié)果見表4。由公式和定義得出的變異因子平均值分別為2.95和3.35。

3 討論

低毒、高效、低殘留的非禁用農(nóng)藥在中國被允許使用，對人類的膳食健康構(gòu)成潛在風(fēng)險。百菌清是一種常用的殺菌劑，用來控制白粉病、霜霉病、疫病等，根據(jù)最近的研究，濟南市場抽樣的檢出率為19%（1 500個樣品）[17]。多菌靈是一種高效內(nèi)吸性殺菌劑，常用于芹菜、黃瓜、番茄、辣椒、韭菜、生菜、茄子、油菜等，雖毒性不強，但降解較慢，據(jù)報道，152個蔬菜樣品中檢出多菌靈（65.1%）[17]。腐霉利可有效防治蔬菜作物的灰霉病、菌核病，被廣泛使用。為了降低膳食攝入風(fēng)險，國家衛(wèi)生和計劃生育委員會和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部于2014年頒布了最新的食品安全標(biāo)準(zhǔn)GB 2763—2014，完善了農(nóng)藥在食品中的最大殘留限量。研究農(nóng)藥殘留在蔬菜上的變異性則變得更加迫切。

根據(jù)mbrus[20]的研究，當(dāng)數(shù)據(jù)中有超過20%未檢出，則不能真實反映農(nóng)藥殘留的變異性。處理過和未處理過的樣品混在一起，也大大增加了變異性。因此，只有那些能良好溯源并準(zhǔn)確定量的數(shù)據(jù)才能應(yīng)用在變異因子的評估計算中。本研究的蔬菜樣品均符合上述要求。

變異因子的取值影響著國家短期膳食參考攝入量的評估（NESTI），因此其準(zhǔn)確性至關(guān)重要。變異因子的概念是用來描述同批次樣品中高殘留個體與局部殘留、平均殘留的關(guān)系[4]。評估計算時參照的百分位越高，評價所得的風(fēng)險就越高，監(jiān)管也越嚴(yán)格，人們的膳食也就越安全。然而，參照第99百分位值是極端評估方式，其結(jié)果遠遠高于實際風(fēng)險。本試驗中，我們以番茄為例，分析了164個番茄樣品中至少有1個個體的農(nóng)藥殘留值超過第95、97.5、99百分位值的概率，分別為0.93、0.96、0.81;超過第95、97.5百分位值的概率更穩(wěn)定，同時參照第97.5百分位值的覆蓋率最好。所以第97.5百分位值最適合用來計算變異因子，另外幾組蔬菜與農(nóng)藥的數(shù)據(jù)也得到相同的結(jié)果，這也驗證了FAO/WHO的方法推薦。

較早的研究認(rèn)為農(nóng)藥性質(zhì)、樣品種類和施藥方式不會影響變異因子的計算。但是也有人認(rèn)為施藥條件對農(nóng)藥的分布會產(chǎn)生重要影響，從而影響變異因子的計算，例如樣品的個體差異、噴霧質(zhì)量等[21]。本研究按照J(rèn)MPR推薦的原則用H-D方法計算變異因子，得到不同蔬菜不同農(nóng)藥的對數(shù)關(guān)系對應(yīng)點，未發(fā)現(xiàn)蔬菜或農(nóng)藥品種的差異對變異因子有重大影響。所有對應(yīng)點的線性方程為y=1.0628x+1.1611 （R2=0.918），表明每個點對線性方程的影響有限，所以上述參數(shù)的不同對變異因子的影響十分有限。

通過計算，我們得到公式v=3.2×C0.0628mean，可以表征變異因子與農(nóng)藥殘留平均值的關(guān)系，進行實際變異因子的計算。經(jīng)計算，不同蔬菜上不同農(nóng)藥殘留的變異因子平均值為3.11，明顯小于中國市售蔬菜上的變異因子[17]，同時也小于定義法計算值的平均值3.29;用Hamilton等[4]的數(shù)據(jù)進行驗證，由公式和定義得出的變異因子平均值分別為2.95和3.35，與本試驗結(jié)果相似。相比較國際參考值3[22]，本研究所得計算值更符合中國蔬菜的生產(chǎn)實際。