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广州地区芥蓝、菜心和普通白菜中丙环唑和矮壮素残留及膳食暴露风险

2017-05-30叶倩黄健祥邓义才高毓文梁应坤孙玲

热带作物学报 2017年4期
关键词:丙环唑矮壮素残留

叶倩 黄健祥 邓义才 高毓文 梁应坤 孙玲

摘 要 为探明广州地区丙环唑和矮壮素在叶菜的残留以及膳食暴露风险情况,对2016年第2季度广州市9个区农贸市场和超市的芥蓝、菜心和普通白菜样品中丙环唑和矮壮素残留水平进行了分析。应用点评估和基于@Risk评估软件的概率评估方法,对这3种蔬菜中丙环唑和矮壮素残留膳食暴露风险进行了研究。结果显示,芥蓝、菜心、普通白菜中丙环唑残留均值为0.162 8~0.002 8 mg/kg,最高为芥蓝,与菜心和普通白菜差异显著,平均检出率为100%~70.25%,最高为芥蓝,与普通白菜差异显著。矮壮素残留平均值为0.010 9~0.001 0 mg/kg,最高为菜心,三者间差异不显著,平均检出率为14.99%~8.46%,最高为芥蓝,三者间差异不显著。通过膳食摄入3种蔬菜,丙环唑残留暴露急性风险熵为1.81~7.93,99%人群暴露慢性风险熵为1.02~25.03,0.1%人群存在芥蓝丙环唑膳食暴露慢性风险;矮壮素残留暴露急性风险熵为55.14~62.26,100%人群暴露慢性风险熵为3.26~8.11。3种蔬菜中丙环唑和矮壮素残留膳食暴露风险在可接受范围。

关键词 丙环唑;矮壮素;残留;膳食暴露;风险评估

中图分类号 TS201.6 文献标识码 A

Abstract In order to evaluate the residue distribution and dietary exposure risk of propiconazole and chlormequat in leaf vegetables of Guangzhou, Chinese kales, flowering Chinese cabbages and pak-chois samples from markets of 9 districts in the second quarter of 2016 were collected and studied. Dietary exposure risks of propiconazole and chlormequat residue were assessed with point evaluation and @Risk. Results showed that the average value of propiconazole residue was between 0.002 8 and 0.162 8 mg/kg, in which Chinese kale was the highest and significantly different from flowering Chinese cabbage and pak-choi. The average detection rate of propiconazole was between 70.25% and 100%, in which Chinese kale was the highest and significantly different from pak-choi. The average value of chlormequat residue was between 0.001 0 and 0.010 9 mg/kg, in which flowering Chinese cabbage was the highest and there was no significant difference among the three studied vegetables. The detection rate of chlormequat was between 8.46% and 14.99%, in which Chinese kale was the highest and there was no significant difference among the three studied vegetables. The acute dietary exposure risk quotient of propiconazole was 1.81-7.93, while the chronic dietary exposure risk quotient was 1.02-25.03 for 99% eater consumers. Propiconazole residue in Chinese kale showed chronic dietary exposure risk to 0.1% eater. The acute dietary exposure risk quotient of chlormequat was 55.14-62.26, while the chronic dietary exposure risk quotient was 3.26-8.11 for 100% eater. The results suggest that dietary exposure risks of propiconazole and chlormequat residue in three vegetables are acceptable.

Key words propiconazole; chlormequat; residue; dietary exposure; risk assessment

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.04.026

植物生長调节剂在农业生产中具有增强作物抗逆性,改善品质,增加产量等作用[1]。丙环唑和矮壮素近年来被用于控制菜心、芥蓝、普通白菜等芸苔类和叶类蔬菜的外形,促进茎叶粗壮和叶色深绿,增加产量,提高品质[2-5]。日本肯定列表规定丙环唑和矮壮素在这类蔬菜的残留限量为0.05 mg/kg[6]。目前我国制定了丙环唑在部分谷物、油料、水果、坚果等作物以及蔬菜中玉米笋中残留限量标准;对于矮壮素,制定了部分谷物和油料类作物中的残留限量[7]。但尚未对丙环唑和矮壮素在芸苔类和叶类蔬菜中的残留限量及使用规程做出规定,也未见丙环唑和矮壮素蔬菜中残留膳食暴露风险评估研究报道。

广东为芸苔类和叶类蔬菜生产和消费大省,生长调节剂残留成为蔬菜质量安全监管的重要内容。本研究以广州地区生产和消费量较大的芥蓝、菜心、普通白菜为材料,监测分析市场中这3种蔬菜丙环唑和矮壮素残留水平,同时基于丙环唑和矮壮素毒理学数据及华南地区人群蔬菜膳食摄入量,分别应用点评估方法和基于@Risk风险分析软件的概率评估方法[8-12],对丙环唑和矮壮素残留膳食暴露风险进行评估研究,为广州蔬菜质量安全风险管理提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验材料 采样2016年第2季度广州所属9个区农贸市场和超市的芥蓝样品66个、菜心样品84个、普通白菜样品66个。

1.1.2 仪器设备与试剂 组织匀浆机(飞利浦公司),Multi Reax德国Heidolph漩涡振荡器(Multi Reax德国公司,德国),离心机(湖南湘仪实验室仪器开发有限公司),超高效液相色谱串联质谱仪(日本岛津公司,日本)。乙腈(色谱纯,德国Merck公司),PSA(美国Agilent公司),C18(天津博纳艾杰尔公司),乙酸、无水硫酸镁、无水乙酸钠均为分析纯(广州化学试剂厂)。

1.2 方法

1.2.1 样品前处理 样品去除枯黄叶片,组织匀浆机匀浆,低温保存备用。称取10.00 g样品于50 mL离心管中,加入20 mL含1%(V%)乙酸的乙腈溶液,加入4.00 g无水硫酸镁和1.00 g无水醋酸钠,涡旋振荡3 min;以4 500 r/min离心5 min;取5 mL上清液于10 mL离心管中(内含75 mg PSA、425 mg无水硫酸镁、50 mg C18),涡旋混匀1 min后4 500 r/min离心5 min,取上清液以0.22 μm尼龙66滤膜过滤,待测定。

1.2.2 丙环唑和矮壮素残留检测 色谱柱:岛津Shim-pack XR-ODSIII(2.0 mm×75 mm,1.6 μm)。流动相A:0.1%(V%)甲酸水;流动相B:乙腈;梯度洗脱程序:0.5~2 min,10%B;2~5 min,10%~95%B;5~7 min,95%B;7.1 min,10%B。流速:0.3 mL/min;柱温:40 ℃;进样量:1 μL。采用ESI离子源,正离子多反应监测模式(MRM)检测。雾化气流速:3 L/min;加热气流速:10 L/min;干燥气流速:10 L/min;离子源接口温度:300 ℃;脱溶剂温度:250 ℃;加热块温度:400 ℃。矮壮素、丙环唑的质谱检测参数见表1。

1.2.3 丙环唑和矮壮素残留分布拟合 应用@Risk风险分析软件分别对丙环唑和矮壮素在3种蔬菜中残留进行分布拟合,卡方检验,得出拟合分布。

1.2.4 评估模型建立 急性暴露风险评估采用点评估方法,参考农药残留联席会议(JMPR)目前采用的国家估计短期摄入量方法[13-14],按照公式(1)计算急性风险熵RQ(risk quotient);慢性暴露风险评估采用概率评估方法,参考FAO的国家估计每日摄入量方法[15],按照公式(2)计算慢性风险熵RQ。RQ<100时,表示风险在可接受范围;RQ≥100时,表示存在危害风险。

公式(1):RQ(ARfD)/%=(HR×LP+MRL谷物×谷物平均摄入量+MRL水果×水果平均摄入量+ MRL畜肉×畜肉类平均摄入量+MRL禽肉×禽肉平均摄入量+ MRL蛋类×蛋平均摄入量+MRL奶类×奶类平均摄入量)×100/(BW×ARfD)

公式(2):RQ(ADI)/%=(C×蔬菜平均摄入量+ MRL谷物×谷物平均摄入量+MRL水果×水果平均摄入量+MRL畜肉×畜肉类平均摄入量+MRL禽肉×禽肉平均摄入量+MRL蛋类×蛋平均摄入量+MRL奶类×奶类平均摄入量)×100/(BW×ADI)

式中:HR(highest residue from a supervised trial)取值残留监测99百分位点值和拟合99百分位点值中的高值。LP(large portion)参考WHO统计[16],取值大部分中国膳食者(涵盖97.5%消费者)芥蓝、菜心、普通白菜消耗量,分别为0.385 1、0.556 6、0.601 6 kg。

蔬菜、谷物、水果、畜禽肉、蛋类、奶类平均摄入量取值见表2。丙环唑和矮壮素在各類食物中残留限量MRL(maximum residue limit)首先取值中国国家标准,尚未制定国标的,取值国际食品法典(CAC)、欧盟委员会、日本肯定列表标准,按照风险最大化原则,就高取值,具体见表2。丙环唑残留急性风险熵计算时,水果取值香蕉MRL;矮壮素残留急性风险熵计算时,谷物取值小麦MRL。

C(残留分布值)为拟合分布随机取值(mg/kg),迭代10 000次;ARfD为农药急性参考剂量[mg/(kg.d bw)],取值见表2;ADI为农药每日允许摄入量[mg/(kg.d bw)],取值见表2;BW为人群平均体重,取值63 kg[17]。

1.3 数据处理与统计分析

1.3.1 数据处理 原始数据采集按照国家食品安全风险评估专家委员会《食品安全风险评估数据需求及采集要求》进行[22],当某个区样品残留检出率大于60%时,未检出值以 1/2检出限LOD(limit of detection)代入;检出率小于60%时,未检出值以LOD代入,LOD值见表2。

1.3.2 数据统计分析 采用SPSS数据统计软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 丙环唑和矮壮素在芥蓝、菜心、普通白菜中残留水平

丙环唑和矮壮素在芥蓝、菜心、普通白菜中残留平均值和检出率见图1、2。丙环唑总平均残留水平和总平均检出率显著高于矮壮素,分别为矮壮素的10.9倍和6.8倍。提示,3种蔬菜中丙环唑降解速度较慢或使用较普遍。

3种蔬菜中,芥蓝丙环唑残留值和检出率均最高,残留均值为菜心和普通白菜的2.6倍和58.1倍,达显著和极显著水平,检出率为菜心和普通白菜的1.1倍和1.4倍,与普通白菜中丙环唑检出率差异达极显著水平;菜心和普通白菜中残留及检出率差异不显著。提示,丙环唑在芥蓝中使用相对普遍。

3种蔬菜中,菜心矮壮素残留相对高,分别为芥蓝和普通白菜的1.2倍和10.9倍,但残留均值及检出率差异不显著。

2.2 丙环唑和矮壮素在芥蓝、菜心、普通白菜中残留膳食暴露风险

2.2.1 残留分布拟合 丙环唑和矮壮素在芥蓝、菜心、普通白菜中残留分布拟合函数、监测数据与拟合数据比较见表3。丙环唑残留拟合分布平均值与99百分位点值由高至低为芥蓝、菜心、普通白菜;矮壮素残留拟合分布平均值与99百分位点值由高至低为菜心、芥蓝、普通白菜,与3种蔬菜实际监测平均值趋势一致。由于实际监测值中存在部分极端样品,引起一些监测值99百分位点值偏高,通过拟合有效降低了极端残留带来的不确定性。

2.2.2 膳食暴露急性风险 丙环唑与矮壮素残留膳食暴露急性风险熵见表4。丙环唑和矮壮素急性风险熵小于100,均在可接受风险范围。但矮壮素残留急性风险熵较高,达到了60左右。本研究谷物类矮壮素残留限量取值最高的小麦限量值,当人群一次性摄入谷物全部为小麦类时,矮壮素膳食暴露才达到急性参考计量的55.14%~62.26%,而广州地区人群谷物摄入以稻米为主,因此矮壮素急性风险熵具有较大的保守性。

3种蔬菜比较,丙环唑和矮壮素残留急性风险熵最高的均为菜心,分别为急性参考剂量的7.93%和62.26%。

2.2.3 膳食暴露慢性风险 丙环唑与矮壮素残留膳食暴露慢性风险熵及概率范围见表5。

3种蔬菜矮壮素残留慢性风险熵均小于100,通过膳食摄入这3种蔬菜,100%人群矮壮素暴露水平为每日允许摄入量的3.26%~8.11%,在可接受风险范围。

菜心和普通白菜丙环唑残留慢性风险熵小于100,通过膳食摄入菜心和普通白菜,100%人群丙环唑暴露水平分别为每日允许摄入量的16.9%和1.2%,在可接受风险范围;芥蓝丙环唑残留慢性风险熵99位点值为25.03,通过膳食摄入芥蓝,99%人群丙环唑暴露水平达到每日允许摄入量的25%,处于安全范围。值得注意的是,芥蓝丙环唑残留慢性风险熵99.9位点值达到了100,提示通过膳食摄入芥蓝,有0.1%人群存在丙环唑暴露慢性风险。

3 讨论

3.1 丙环唑和矮壮素残留水平与膳食暴露风险

由于气候原因,芥蓝和菜心第2季度在广州地区极少生产,本项目的市场抽样调查也显示,该季度芥蓝和菜心大多由宁夏、云南等地调入,普通白菜则大多数来自本地。因此,本项目结果在一定程度上可反应广州地区生产的普通白菜中丙环唑和矮壮素残留水平,但不能代表广州地区生产的芥蓝和菜心中丙环唑和矮壮素残留水平。

残留暴露风险计算结果除了取决于所涉及食物中农药的残留水平外,很大程度上受所建立的风险评估模型影响,包括模型中列入膳食摄入的食物种类及摄入量取值、农药在各类食物残留限量取值等。在本研究中,受膳食摄入量取值的影响,尽管芥蓝丙环唑残留水平和检出率显著高于菜心和普通白菜,但急性暴露风险水平最高的则为菜心;受谷物类矮壮素残留限量最高取值的影响,尽管丙环唑在3种蔬菜中残留水平和检出率均显著高于矮壮素,但矮壮素残留急性风险熵水平却显著高于丙环唑。

3.2 风险评估模型及评估结果不确定性

膳食暴露风险评估模型具有变异性和不确定性[23]。在建立评估模型时,考虑到丙环唑和矮壮素为常用农药,在农产品中残留范围较广,为提高评估结果的可靠性,在模型中增加了谷物、水果、畜禽肉、蛋奶类等摄入量较高食物的残留暴露量,但未包括食用油、果蔬深加工食品、坚果等食物。此外,評估所用的主要膳食摄入参数采用成人摄入平均值,没有包含儿童、少年、孕妇等特殊人群;评估材料限于广州市2016年第2季度市场销售蔬菜。因此,评估结果具有一定不确定性。

评估模型中参数的采用基于风险最大原则,评估结果具有一定的保守性。急性暴露评估时,有研究采用农药残留值95百分位点值、97.5百分位点值、99.9百分位点值[24-26],本研究残留值取监测值99百分位点和拟合值99百分位点中的高值;芥蓝、菜心、普通白菜膳食摄入采用世界卫生组织统计的涵盖97.5% 中国消费者的消耗量;谷物、水果、畜禽肉、蛋奶类残留限量取值大多数产品的限量值或同类产品的最高值,例如丙环唑残留急性风险熵计算时,水果取值香蕉MRL,矮壮素残留急性风险熵计算时,谷物取值小麦MRL。慢性风险评估时,为能更好反映出在非极端情况下膳食暴露水平和概率,残留值为拟合分布函数随机取值,谷物、水果、畜禽肉、蛋奶类摄入量采用广州市区人群平均摄入量,同时以广州市区人群所有蔬菜平均摄入量代替芥蓝、菜心、普通白菜摄入量。

4 结论

2016年第2季度广州市所属9个区的农贸市场和超市的芥蓝、菜心、普通白菜中丙环唑残留均值为0.162 8~0.002 8 mg/kg,最高为芥蓝,与菜心和普通白菜差异显著,平均检出率为100%~70.25%,最高为芥蓝,与普通白菜差异显著。矮壮素残留平均值为0.010 9~0.001 0 mg/kg,最高为菜心,三者间差异不显著,平均检出率为14.99%~8.46%,最高为芥蓝,三者间差异不显著。

通过膳食摄入这3种蔬菜,丙环唑残留暴露急性风险熵为1.81~7.93,99%人群暴露慢性风险熵为1.02~25.03,0.1%人群存在芥蓝丙环唑膳食暴露慢性风险;矮壮素残留暴露急性风险熵为55.14~62.26,100%人群暴露慢性风险熵为3.26~8.11。提示,这3种蔬菜中丙环唑和矮壮素残留膳食暴露风险在可接受范围。

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