云南红河地区水果和蔬菜中农药残留的健康风险评估
2019-12-16刘彬毛林夏李昱贤李恒
刘彬 毛林夏 李昱贤 李恒
摘 要 在农业生产中，农药的广泛使用已成为发展中国家的一种常见做法，而这些有害农药在水果和蔬菜中会有一定残留。基于此，根据改良的QuEChERS方法从红河地区水果和蔬菜中提取农药残留物，使用气相色谱仪分析其中的主要农药残留物。结果显示，红河地区不同区域含有的农药残留浓度不同，整体来说，氯吡硫磷的残留较为严重。但根据健康风险评估计算，监测区域农药残留均未超过规定范围，表明红河地区农残管理制度较为完善。
关键词 农药残留;气相色谱;有机磷酸酯类;QuEChERS方法;健康风险评估
中图分类号：F302.1 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.24.063
农药是现代农业生产的重要投入，可有效提高农业产量。目前，中国大量使用了各种类型的农药，包括有机氯、有机磷、氨基甲酸酯、邻苯二甲酰亚胺以及拟除虫菊酯等，用于预防水果和蔬菜中的害虫[1]。通过皮肤和口服摄入这些有毒化学物质可能会导致严重的急性和慢性疾病，如免疫抑制，激素紊乱，生殖缺陷和癌症等[2]。
杀虫剂（包括有机磷和拟除虫菊酯）和杀菌剂（包括三唑和氯腈）常用于发展中国家，用于病虫害防治和病媒根除。由于农民使用农药的方法不当，且经常使用毒性较大的农药，而相关部门对这些化学品的管理和监管不力，导致发展中国家农药中毒的发生情况远远大于发达国家[3]。此外，由于市场对农产品的高需求以及对食品中农药残留的毒性影响认识不足，一些农民在水果蔬菜收获前喷洒农药，导致农药残留更为严重[4]。因此，必须进行风险评估，以确定食物中农药残留摄入量对人体健康的影响。
云南红河地区是云南重要的果蔬生产地区。因此，有必要评估这些直接用于食用的食品中的农药残留情况。基于此，分析红河地区水果和蔬菜中常用的6种有机磷农药（敌敌畏、乐果、甲基对硫磷、毒死蜱、马拉硫磷和杀朴磷）残留情况，并检查其是否符合现行法规，对该地区水果蔬菜中农药残留所带来的健康风险进行评估。
1 材料与方法
1.1 研究区域
研究区为位于云南红河地区的蒙自县、弥勒县和石屏县，是云南重要的果蔬生产地区，具体位置如图1所示。
云南省红河哈尼族彝族自治州水果种植面积近10万公顷，产量约100万吨，产量和品质居云南省第一;蔬菜种植面积6.67万公顷，产量100余万吨，是云南省重要的生产基地。其中蒙自县水果种植面积2.3万公顷，蔬菜种植面积1.0万公顷;弥勒县蔬菜种植面积1.72万公顷，水果种植面积1.80万公顷;石屏县蔬菜种植面积1.00万公顷，水果种植面积1.53万公顷。
1.2 样品采集
样品采集以《农药残留检测方法国家标准编制指南》为依据进行。从研究区的三个区域（蒙自县、弥勒县和石屏县）收集水果和蔬菜样品，用于分析农药残留。将样品收集在灭菌塑料袋中并在24 h内送至实验室，储存在4 ℃的冰箱中直至检测分析。
1.3 试剂与仪器
农药标准品敌敌畏、乐果、甲基对硫磷、毒死蜱、马拉硫磷和杀朴磷，均购自德国默克，纯度为99.9%;分析纯甲醇，分析纯乙腈，优级纯无水硫酸镁，优级纯氯化鈉。
气相色谱仪（岛津Nexis GC-2030）;台式冷冻离心机（Thermo Fisher）。
1.4 样品制备
利用甲醇适当稀释农药标准品，制备不同浓度的标准工作溶液，并储存在4 ℃冰箱里。要求使用的玻璃器皿没有受到任何化学污染。
采用改良的QuEChERS方法用于样品制备和农药提取。QuEChERS方法被推荐用于含水量为75%的基质。根据该方法，手动摇动10 g在50 mL特氟隆离心管中具有10 mL乙腈的研磨复合样品，然后在涡旋振荡器中使样品混合均匀。向混合物中加入5 mL水、4 g无水MgSO4和1 g NaCl，剧烈振荡1 min。再次将混合物在涡旋振荡器中匀浆1 min，并以3 000 rpm离心5 min。将5 mL上清液转移至15 mL特氟隆离心管中，该离心管含有750 mg无水MgSO4，125 mg伯仲胺（PSA）和C18吸附剂的混合物。手动摇动混合物，然后在涡旋振荡器中均化1 min，并以3 000 rpm离心5 min。使用0.068 947 6 MPa压力的N2气体在30 ℃下在Turbo Vap蒸发器中蒸发2 mL，提取样品的一部分，使用正己烷重构残基用于GC 中的分析。
1.5 GC中的农药残留分析
气相色谱具有高分辨率，检测器具有可选择性，是农药分析中使用较为广泛的技术。注入样品（1 uL）并通过气相色谱（GC 2030）和选择性电子捕获检测器（ECD）分析农药的存在，即使在痕量浓度下也能检测污染物。在DB-1701毛细管柱（30 m，0.25 mm内径和0.25 μm的薄膜厚度）上分离化合物，使用超纯化的氮气作为载气，注射器温度设定为250 ℃，柱箱温度最初设定为90 ℃并保持2 min，按每分钟8 ℃速度升至250 ℃，然后保持12 min，检测器温度设定为240 ℃。将峰面积与校准标准物的峰面积进行比较，以定量测定残留物。每种农药的方法检出限（DL）为0.01 mg kg-1，在GC的工作条件下，使用3∶1的信噪比重复测量低浓度样品，以计算检出限。
1.6 质量控制和量化
将由储备溶液制成的已知浓度的标准农药的混合物自动注入仪器中。使用六种不同浓度的农药标准品校准仪器，每种浓度范围为0.000 3～0.100 0 g·mL-1，线性校准曲线的R2值在0.98～0.99变化。浓度为0.03 g·mL-1的标准农药的总离子色谱图如图2所示。
对空白样品进行强化农药标准品的回收实验，以保证检测的准确性。再制备浓度为0.15 mg·kg-1和0.01 mg·kg-1农药标准品的加标样品，采用3∶1和10∶1的信噪比（S/N）分别确定定量限（LOQ）和检测限（LOD）。LOQ、LOD、回收率和相对标准偏差（RSD）显示，LOD范围为0.0011～0.0120 g·kg-1，LOQ范围为0.0012～0.0350 g·kg-1，加标样品的回收率为94%～99%，表明农药提取的方法具有精确度和可重复性。RSD的范围为3.3%～8.1%，利用其校正数据，分析试剂的空白并确定干扰物质。
根据粮农组织/世卫组织（1997）的建议，使用以下公式确定每种杀虫剂的估计日摄入量（EDI）。
EDIpi=Cpi×FER/BW
其中EDIpi为估计日农药摄入量（p），Cpi为农药平均残留浓度，FER为食物摄取率，BW为人体体重。食物摄取率数据由国家估算每日摄入量来计算，儿童和成人的体重分别假设为10 kg和60 kg。健康危害指数预测是食用化學残留物污染的食品所造成的长期健康危害风险。如下列公式所示，其表示为估计日摄入量（EDI）与可接受日摄入量（ADI）的比值。本研究采用FAO/WHO（2017）所示的农药日摄入量。
HHIpi=EDIpi/ADIpi
其中HHIpi为健康危害指数，EDIpi为估计日摄入量，ADIpi为可接受的第i类农药残留日摄入量。
2 结果与分析
2.1 水果和蔬菜中的农药残留
蒙自县，弥勒县和石屏县的梨、葡萄、西兰花、卷心菜的敌敌畏、乐果、甲基对硫磷、毒死蜱、马拉硫磷和杀朴磷的残留量检测结果如表1所示。可以看出，所有样品中，只有毒死蜱和乐果被检出，其他农药均为未检出状态，说明试验地区毒死蜱、乐果农药用量较多，其中葡萄中的毒死蜱含量分别为蒙自县0.011±0.005 mg·kg-1，石屏县0.011±0.003 mg·kg-1;梨中的毒死蜱含量为蒙自县0.017±0.007 mg·kg-1。西兰花中的毒死蜱含量分别为蒙自县0.015±0.003 mg·kg-1;西兰花中乐果含量为石屏县0.046±0.003 mg·kg-1;卷心菜中毒死蜱含量为蒙自县0.012±0.006 mg·kg-1;毒死蜱是样品中最常检测到的杀虫剂，其较高的浓度可能是由于其在食物基质中持续存在和积累。
2.2 健康风险评估
我国估算每日摄入量中蔬菜为285.5 g，水果为49.5 g。
根据检测结果计算农药残留的平均浓度，进而进行健康风险评估。由于只有毒死蜱和乐果被检出，因此分析这两种农药的健康风险，表2、表3显示了水果和蔬菜中存在的农药残留相关的预计健康风险。在2种农药中，儿童和成人的健康指数都为合格，表明了红河地区农残管理制度较为完善。
3 结论
本研究表明，红河地区蒙自县、弥勒县和石屏县的水果和蔬菜敌敌畏、乐果、甲基对硫磷、毒死蜱、马拉硫磷和杀朴磷6种农药的残留量均在正常的范围内，儿童和成人的健康指数都为合格，说明红河地区农药监管制度较为完善。
参考文献：
[1] 张一宾.农药剂型的设计和新剂型的开发[J].世界农药，2016，38（3）：9-13.
[2] 张超.我国农民的农药施用行为及其健康影响与干预效果研究[D].北京：北京理工大学，2016.
[3] Steven M Edworthy，汪莺昱.发展中国家的远程医疗──其影响超过发达国家[J].英国医学杂志（中文版），2002（3）：121-122.
[4] 张红霞.食品农药残留检测中样品前处理技术研究进展[J].农业开发与装备，2018（10）：70-71.
（责任编辑：赵中正）
