基于概率法评估贵州蔬菜中拟除虫菊酯类农药残留累积膳食暴露风险

胡 毅，王 微，刘文锋

(1.黔东南州农产品绿色发展服务站，贵州 凯里 556000；2.黔东南州农产品质量安全检测中心，贵州 凯里 556000)

蔬菜是居民日常膳食中消费量最多的食品之一，是人体所需维生素、矿质元素等营养的重要来源［1］，然而，在蔬菜栽培生产过程中常受病虫害的影响。为了提高产量，人们不可避免地使用农药防虫杀菌。拟除虫菊酯类农药是一类广谱性杀虫剂，具有胃毒、触杀作用，因其杀虫谱广、效果好、低残留、无蓄积作用等优点，在蔬菜栽培过程中被广泛使用，但农药的大量使用也会造成农药残留［2］，对人类和生态环境造成不同程度的危害。有研究表明，农民在蔬菜种植过程中多种农药混合使用的现象较为普遍，造成了蔬菜残留多种农药，引起累积暴露风险。

蔬菜中农药残留累积暴露风险评估方法有危害指数法(hazard index，HI)、累积性风险指数(cumulative risk index，CRI)、参考点指数法(reference point index，RPI)、暴露边界(margin of exposure，MOE)和毒性效能因子法(relative potency factor，RPF)等［3］方法。计算方法分为确定评估法和概率评估法，确定评估法忽略了不同样本之间农药残留量的变异性、不同消费者之间体质及消费的差异，若采用最大残留量的膳食暴露结果过于保守，若采用平均残留量的膳食暴露结果会低估风险，2 种方均无法真实反映农药膳食暴露风险。概率评估法能更加客观地反映风险水平，是科学制定风险分析政策的有效技术手段，通过构建概率评估模型，模拟评价不同人群通过食物累积暴露农药水平。目前，国内针对蔬菜累积暴露概率评估报道较少，针对拟除虫菊酯类农药的累积暴露概率评估更是空白。因此，有必要开展蔬菜中农药残留的累积风险概率评估。

本文通过对贵州省蔬菜中拟除虫菊酯类农药残留检测数据和不同人群单位体重蔬菜消费数据库的建立，采用毒性效能因子法和美国Palisade 公司@risk 风险评估软件6.7.1 暴露评估模型对贵州地区蔬菜中拟除虫菊酯残留累积暴露风险进行了评估。

1 材料与方法

1.1 样品来源

参考《蔬菜抽样技术规范》(NY/T 2103—2011)和《农药残留分析样本采样方法》(NY/T 789—2004)，在贵州区域内的生产基地随机抽取蔬菜样品1 680 个，样品用组织捣碎机匀浆后，取200 g 左右匀浆样品2 份，分别放入聚乙烯样品瓶中，在-20~-18 ℃条件下冷冻保存。

1.2 农药残留检测

按照《植物源性食品中208 种农药及其代谢物残留量的测定：气相色谱质谱联用法》(GB 23200.113—2018)对蔬菜中联苯菊酯、甲氰菊酯、氯氟氰菊酯、氯菊酯、氟氯氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯、溴氰菊酯8 种农药进行测定。

1.3 食物消费数据和年龄、体重数据

采用《2002 年中国居民营养与健康状况调查》［4］、《中国人群暴露参数手册(儿童卷)概要》［5］和世界卫生组织和联合国粮农组织食品安全合平台(Food Safety Collaborative Platform)［6］公布的数据获得18 组人群P5、P95(第5 和第95 百分位)的体重和蔬菜摄入量数据(表1)。用@risk 软件NormalALT 分布函数建立不同年龄、性别人群组消费和体重单位体重蔬菜摄入量数据库。

表1 不同年龄人群体重和蔬菜摄入量数据

1.4 毒性效能因子法

当蔬菜中存在多种农药残留时，作用机理相同的农药一般具有毒性叠加作用。对于这类农药，可采用RPF 法对其累积暴露水平进行评估。RPF 值通过公式(1)进行计算，即指标化合物与各化合物毒性分离点之比。美国环境保护署采用RPF 法对拟除虫菊酯类农药进行暴露评估时，是以各农药的BMD20(Benchmark Dose，基准剂量)作为RPF 值的参考值，将溴氰菊酯作为指标化合物［7］；采用公式(2)计算食物中残留的拟除虫菊酯类农药累积暴露量，即各农药残留浓度乘以其毒性效能因子，得到各农药转化成指标化合物的等量物，加合后得到食物中残留的拟除虫菊酯类农药累积暴露量。

式(1)、(2)中：BMD20为与本底相比概率为20%的受试个体出现效应剂量的95%可信限下限，mg/kg；C 为食物中残留的拟除虫菊酯类农药累积暴露量，mg/kg；Ci为第i种农药的暴露水平，mg/kg；RPFi为第i种农药相对于溴氰菊酯的毒性效能因子。

表2 除虫菊酯类农药的BMD20和RPF 值

1.5 暴露评估模型的构建

根据FAO 和WHO 推荐方法计算单位体重拟除虫菊酯类农药摄入量，其计算公式为:

式中：EXP 为累积暴露量，mg/(kg·d)；F 为人群日均膳食消费量，g；bw 为人群体重，kg。

采用@risk 软件6.7.1 建立贵州蔬菜中拟除虫菊酯类农药累积暴露量数据库，和不同人群每天单位体重膳食摄入量数据库并定义2 个数据库的概率分布。由于蔬菜中拟除虫菊酯类农药检出率较低或检出限以下，残留数据呈高度偏态分布，在@risk 软件中没有适合的参数分布模型。因此，蔬菜中拟除虫菊酯类农药的累积暴露量数据库直接采用1 680 个蔬菜样本中拟除虫菊酯类农药残留水平进行非参数拟合，获得拟除虫菊酯类农药残留水平概率分布。不同人群每天单位体重膳食摄入数据库以表1 中的数据为基础，采用NormlAlt 概率分布模型建立不同性别、年龄人群人均每天单位体重的膳食摄入量概率分布。2 个数据库分别进行1 000 次Bootstrap 随机抽样，根据公式(3)原理编辑计算，计算结果进行10 000 次迭加蒙特卡罗(Monte Carlo)模拟，得到该组人群暴露拟除虫菊酯类农药累积暴露水平的概率分布。使用P25、P50、P75、P90、P95、P99 等百分位数量化变异度，使用90%置信区间(90%CI，P5~P95)量化其不确定度。

2 结果与分析

2.1 拟除虫菊酯类农药在蔬菜中的残留情况

由图1 可见：在1 680 个蔬菜样品中检出联苯菊酯、甲氰菊酯、氯氟氰菊酯、氯菊酯、氟氯氰菊酯、氯氰菊酯、溴氰菊酯、氰戊菊酯8 种农药，各农药指标检出率为0.12%~4.19%，其中氯氟氰菊酯检出率最高，为4.91%。1 680 个样品中有143 个检出拟除虫菊酯类农药，检出率为8.51%，按照《食品安全国家标准食品中农药最大残留限量》(GB 2763—2021)进行判定，所有样品均合格，合格率100%。有8 个样品检出2 种及以上的农药残留，农药多残留率5.59%。

图1 蔬菜中农药检出率

2.2 暴露评估

不同人群通过蔬菜拟除虫菊酯类农药残留累积暴露评估结果见表3、4。表3 为样品中未检出农药值采用1/2 检出限(LOD)代替，表4 为样品中未检出农药值采用0 代替。比较表3 和表4 中不同人群通过蔬菜拟除虫菊酯类农药残留累积暴露评估结果，采用1/2 检出限(LOD)代替未检出值计算的暴露水平高于采用0 代替未检出值计算的暴露水平。不同人群在不同百分位暴露量不同，2~5 岁儿童暴露量最高，随着年龄增加暴露量呈下趋势。

表3 不同人群通过蔬菜拟除虫菊酯类农药残留累积暴露量(未检出值使用1/2 LOD 代替)

表4 不同人群通过蔬菜拟除虫菊酯类农药残留累积暴露量(未检出值使用0 代替)

国标GB 2763—2021 和JMPR 分别规定溴氰菊酯的ADI 值为0.01 mg/kg，急性参考剂量(ARfD)为0.05 mg/kg。通过拟除虫菊酯类农药累积暴露量与溴氰菊酯的ADI 值和急性参考剂量比较，得到拟除虫菊酯类农药累积暴露量会给人体带来的健康风险程度。在暴露评估研究中，暴露水平较低时，应重点关注高百分位数的暴露水平。从本次研究的结果来看，P99 中2~3 岁和4~5 岁男童拟除虫菊酯类农药累积暴露量分别为1.100、0.892 μg/kg bw/d(未检出值使用1/2 LOD 代替)，占溴氰菊酯急性参考剂量的2.2%和1.8%；占溴氰菊酯ADI 值的11.0%和8.9%。P99 中2~3 岁和4~5 岁女童拟除虫菊酯类农药累积暴露量1.247、0.865 μg/kg bw/d(未检出值使用1/2 LOD代替)，占溴氰菊酯急性参考剂量的2.5%和1.7%；占溴氰菊酯ADI 值的12.5%和8.6%。

续表3

3 结 论

本文采用概率评估方法，运用蒙特卡罗(Monte Carlo)法获得不同人群通过摄入贵州蔬菜拟除虫菊酯类农药残留累积暴露风险水平的概率分布。通过对蔬菜中拟除虫菊酯类农药累积暴露量数据库和不同人群每天单位体重的膳食摄入数据库1 000 次Bootstrap 随机抽样和10 000 次迭加Monte Carlo 模拟计算，发现9 个年龄人群中贵州蔬菜拟除虫菊酯类农药残留累积暴露量远低于ARfD 参考值和ADI参考值，说明贵州本地蔬菜拟除虫菊酯类农药残留累积暴露风险水平较低。