蔬菜农药残留对人体健康急性风险概率评估研究

白新明1,2

（1.平凉市农业技术推广站，甘肃 平凉 744000；2.平凉市农产品质量安全检测检验中心，甘肃 平凉 744000）

摘 要：分析2004－2012年平凉市蔬菜中农药残留现状，根据联合国粮食及农业组织农药残留联席会议建议的急性膳食摄入量计算方法，运用风险分析软件，基于蒙特卡洛模拟技术建立蔬菜农药残留急性膳食风险评估模型，对超标率和检出率高的蔬菜农药开展暴露风险评估。结果表明：在检测的26个种类1273个样品中，有6种蔬菜中的3种农药残留存在膳食风险，即甘蓝中的敌敌畏、乙酰甲胺磷膳食风险概率分别为27.0%和22.5%，普通白菜中的敌敌畏膳食风险概率为32.0%，芹菜、大白菜、番茄、黄瓜中的甲氰菊酯膳食风险概率分别为29.4%、0.4%、0.8%、16.7%。平凉市部分蔬菜中农药暴露风险较高，应加强平凉市蔬菜中农药质量安全监管力度。

关键词：农药残留；蒙特卡洛；风险评估

Assessment of Acute Human Health Risk of Pesticide Residues in Vegetables

BAI Xin-ming1,2

(1. Pingliang Agricultural Technology Extension Station, Pingliang 744000, China;

2. Pingliang Agricultural Products Quality Safety and Inspection Center, Pingliang 744000, China)

Abstract: According to the method of Joint FAO/WHO Meeting on Pesticide Residues (JMPR), a risk assessment model was established based on the data of pesticide residues in vegetables marketed in Pingliang city, Gansu province during 2004—2012 by Monte Carlo simulation with a risk analysis software to estimate the risk of dietary exposure to pesticide residues exceeding the maximum residual limits (MRLs). The results showed that of 1273 samples from 26 varieties of vegetables tested, 6 vegetable varieties contained three kinds of pesticide residues which posed a health risk to consumers, with a risk possibility of 27.0% and 22.5% for dichlorvos and acephate in cabbage, respectively, 32.0% for dichlorvos in Chinese cabbage, and 29.4%, 0.4%, 0.8% and 16.7% for permethrin in celery, Chinese cabbage, tomato and cucumber, respectively. Thus, supervision should be strengthened due to the relatively high risk of dietary exposure to pesticide residues in some vegetables marketed in Pingliang city.

Key words: pesticide residues; Monte Carlo; risk assessment

中图分类号：R155.5 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2014）05-0208-05

doi:10.7506/spkx1002-6630-201405041

近年来随着农业科技的快速发展和人们生活水平的不断提高，公众对农产品质量安全水平的重视程度越来越高，农产品质量安全管理日益受到各国政府和社会的广泛关注。国内外科技界对农产品安全风险评估的研究逐步发展，目前由美国Palisade公司开发的基于蒙特卡洛（Monte Carlo）模拟技术的风险分析软件@Risk己被应用于农产品安全定量风险评估工作中。

Monte Carlo模拟是概率评估的主要方法之一[1]，此方法一般先拟合分布，然后进行抽样，可以认为是从总体中抽样，能够有效地量化变异性。美国环境保护署在风险分析政策中将其定为风险分析基本方法[2]，其输出结果由于考虑到了几乎所有的危害发生的可能性及其发生方式，可以给风险管理者提供更为直观和科学的风险管理依据，已经成为近年来农产品安全风险评估领域研究的热点。Gummow[3]、Liu Chenwuing[4]、周艳明[5-6]、朱君[7]等运用基于蒙特卡落模拟的@Risk软件建立了动物性食品中高钒、有机胂、无机砷等重金属以及亚硝酸盐污染对人体健康膳食风险评估模型，研究了其残留发生的风险概率大小。段文佳等[8]运用@Risk软件对水产品中的甲醛进行了定量风险评估，表明中国普通居民仅通过食用水产品途径的甲醛膳食暴露尚不存在健康风险。叶文慧等[9]利用风险分析@Risk软件对通过大米造成的镉膳食暴露风险进行初步研究，表明镉的膳食暴露浓度对普通人群无健康风险。

以上研究主要集中在畜产品、水产品及大米中高钒、有机胂、无机砷、镉等重金属、亚硝酸盐、甲醛等污染物对人体健康造成的膳食风险概率评估，而利用
@Risk软件对蔬菜农药残留污染对人体健康造成的风险暴露概率评估研究报道较少，为此本实验整合2004—2012年平凉市蔬菜农药残留例行抽检数据，根据联合国粮食及农业组织（Food and Agriculture Organization，FAO）/世界卫生组织（World Health Organization，WHO）农药残留专家联席会议（Joint Meeting of Pesticide Residues，JMPR）农药急性膳食风险摄入量计算方法[10]，对超标率、检出率较高的蔬菜中农药残留进行风险概率评估，旨为维护平凉地区蔬菜产业的健康发展和农产品质量安全风险管理提供技术支持和科学依据。

1 材料与方法

1.1 抽样方法

采用NY/T 789—2004《农药残留分析样本的采样方法》和NY/T 5344—2006《无公害农产品抽样规范》规定执行。2004年4月—2012年11月，在甘肃省凉州市主要蔬菜生产基地、农贸市场及超市抽取了26个种类1273个样品，在取样点随机抽回后按样品处理标准打碎混匀，制成待测样和备份样各一份，冷冻贮藏。

1.2 检测项目与方法

检测蔬菜中敌敌畏、甲拌磷、毒死蜱、乐果、对硫磷、甲胺磷、马拉硫磷、杀螟硫磷、乙酰甲胺磷、倍硫磷、甲基对硫磷、久效磷、氧化乐果、亚胺硫磷、二嗪磷、三唑磷、水胺硫磷、磷胺、溴氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯、甲氰菊酯、氯氟氰菊酯、三氟氯氟氰菊酯、三唑酮、百菌清、抗蚜畏、氟氯氰菊酯28种农药残留。由平凉市农产品质量安全检测检验中心、甘肃省农产品监督管理总站、兰州市农产品质量安全检测中心、甘肃省农科院测试中心4家有资质机构检测，检测方法NY/T 761—2004《蔬菜和水果中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯类农药多残留检测方法》、NY/T 761—2008《蔬菜和水果中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯类农药多残留的测定》，检测仪器为SP-3420型气相色谱仪和Agilent 6890N型气相色谱仪，检测结果以鲜质量表示。

1.3 风险评估方法

1.3.1 计算方法

在WHO原则指导下计算短期残留摄入量（National Estimated Short-Term Intake，NESTI）[10]，开展急性评估，NESTI计算公式如下：

个体质量在0.025kg以下的蔬菜：

（1）

个体质量在0.025kg以上的蔬菜，并且单个质量小于大部分膳食者消耗量：

（2）

个体质量在0.025kg以上的蔬菜，并且单个质量大于或等于大部分膳食者消费量：

（3）

式中：U代表蔬菜的个体质量/kg；HR代表抽查蔬菜中农药最高残留量/（mg/kg）；υ代表变异因子；LP代表涵盖97.5%食用者的蔬菜摄入量/（kg/d）；mb代表食用者平均体质量/kg。

计算变异因子υ参照JMPR建议取默认值3[11]，HR取风险评估软件通过实测值的分布拟合值，LP按2011年中国居民膳食宝塔推荐的消费量最大值0.5kg/d计[12]，mb按中国居民平均体质量63kg计[13]，U取值参见WHO统计[14]。计算过程中对蔬菜超标率、农药检出率均低于0.01、以及未检出的蔬菜样品摄入估计值为0，残留摄入量很小、可以忽略，本实验不再探讨这部分检测结果的污染状况。

1.3.2 评估方法

本研究应用＠Risk5.7定量风险评估专用软件，将蔬菜中农药检测值进行分布拟合，函数曲线的拟合优度运用Chi-Squared（卡方）、Anderson-Darling（安德森-达林）、Kolmogorov-Smirnov（科尔莫戈罗夫-斯米尔诺夫）统计方法进行检验，分别选择出蔬菜中检测农药残留值的最优分布函数，将其与对应参数带入公式（1）～（3）计算出NESTI，NESTI的一次模拟10000次运算，每一次运算时采用Latin Hypercube 抽样方法从模型各变量的概率分布中抽取一个值，以这些随机抽取的数字进行计算。评估的结果以概率分布的形式描述（参照表1中农药急性参考剂量（pesticide acute reference measurement，ARfD），最后得出超过ARfD值的概率大小）。

表 1 不同种农药急性参考剂量[15]

Table 1 Acute reference doses for different pesticides[15]

注：JMPR未规定的农药敌敌畏、百菌清、甲氰菊酯采用欧盟[16]和美国标准[17]。

2 结果与分析

2.1 蔬菜农药残留超标情况和农药残留检出情况

通过整合分析2004年4月—2012年11月蔬菜农药残留检测数据（26种蔬菜，1273个样品，7093个数据）得出：除去全合格蔬菜样品，蔬菜农药残留超标率（高于0.01）由高到低的顺序为：普通白菜＞甘蓝＞花椰菜＞芹菜＞长辣椒＞大白菜＞黄瓜＞青椒，见图1；除去未检出农药外，农药检出率（高于0.01）由高到低的顺序为：百菌清＞溴氰菊酯＞甲氰菊酯＞敌敌畏＞乙酰甲胺磷＞乐果＞三唑酮＞甲胺磷＞杀螟硫磷＞毒死蜱＞三唑磷，见图2。

图 1 不同蔬菜中农药残留超标率的分布图

Fig.1 Distribution of samples with pesticide residues exceeding the MRLs in different vegetables

图 2 不同农药残留检出率的分布图

Fig.2 Detection rates of different pesticides

2.2 风险评估情况

2.2.1 蔬菜农药残留检测值拟合分布情况

将2.1节中蔬菜农药检测值进行拟合分布，列出有风险的蔬菜的农药检测值最优分布函数（无风险的未列出），见表2。

表 2 蔬菜农药残留拟合分布函数

Table 2 The fitting distribution functions of pesticide residues in vegetables

分布拟合的结果表明，蔬菜农药含量检测数据比较符合Extvalue（极值）分布的有：甘蓝中的敌敌畏（极小值为0.015472mg/kg，极大值为0.059316mg/kg）、番茄和黄瓜中的甲氰菊酯（极小值分别为0.006484、0.015586mg/kg，极大值分别为0.0093421、0.01966mg/kg）；
符合BetaGeneral（β分布）的有：甘蓝中的乙酰甲胺磷（形状参数分别为0.10447、0.51623，最小值和最大值分别为0.003、16.8mg/kg）、普通白菜中的敌敌畏（形状参数分别为0.099274、0.48548，最小值和最大值分别为0.005、2.083mg/kg）、芹菜中的甲氰菊酯（形状参数分别为0.15578、0.34163，最小值和最大值分别为0.0005、0.083mg/kg）；大白菜中的甲氰菊酯检测值符合Expon（指数分布），分布的平均值等于0.0053467mg/kg。

2.2.2 蔬菜农药残留短期膳食摄入量风险概率

将蔬菜中农药残留急性膳食摄入量定义为输出变量，用＠Risk5.7进行随机抽取运算，得出有风险蔬菜农药概率分布图（无风险的蔬菜及农药未附图），结果见图3～9。

横坐标农药残留摄入量以体质量计。下同。

图 3 大白菜中甲氰菊酯膳食暴露分布

Fig.3 The dietary exposure distribution of fenpropathrin in Chinese cabbage

图 4 番茄中甲氰菊酯膳食暴露分布

Fig.4 The dietary exposure distribution of fenpropathrin in tomato

图 5 甘蓝中敌敌畏膳食暴露分布

Fig.5 The dietary exposure distribution of dichlorvos in cabbage

图 6 甘蓝中乙酰甲胺磷膳食暴露分布

Fig.6 The dietary exposure distribution of acephate in cabbage

图 7 黄瓜中甲氰菊酯膳食暴露分布

Fig.7 The dietary exposure distribution of fenpropathrin in cucumber

图 8 普通白菜中敌敌畏膳食暴露分布

Fig.8 The dietary exposure distribution of dichlorvos in Chinese Cabbage

图 9 芹菜中甲氰菊酯膳食暴露分布

Fig.9 The dietary exposure distribution of fenpropathrin in celery

从图3～9可以看出，甘蓝、普通白菜、芹菜、大白菜、番茄、黄瓜6种蔬菜中的敌敌畏、乙酰甲胺磷、甲氰菊酯3种农药残留急性膳食摄入量超过其对应参考剂量ARfD值，存在不同程度的膳食风险概率，其中敌敌畏农药残留有急性膳食风险概率的蔬菜由高到低顺序为：普通白菜（32.0%）＞甘蓝（27.0%）；乙酰甲胺磷农药残留有急性膳食风险概率的蔬菜仅有甘蓝，其值为22.5%；甲氰菊酯农药残留有急性膳食风险概率的蔬菜由高到低的顺序为：芹菜（29.4%）＞黄瓜（16.7%）＞番茄（0.8%）＞
大白菜（0.4%）。4种蔬菜中甲氰菊酯农药残留急性膳食摄入量最大值（mg/（kg•d））由高到低顺序为：黄瓜（0.00303）＞大白菜（0.00137）＞芹菜（0.00132）＞
番茄（0.00130），平均值（mg/（kg•d））由高到低顺序为：芹菜（0.000418）＞黄瓜（0.000385）＞番茄（0.000162）＞大白菜（0.000131）；2种蔬菜中敌敌畏农药残留急性膳食摄入量最大值、平均值
（mg/（kg•d））由高到低顺序相同，均为普通白菜（0.0265，0.00454）＞甘蓝（0.0134，0.00118）；甘蓝中的乙酰甲胺磷急性膳食摄入量最大值为0.4mg/（kg•d），平均值为0.0674mg/（kg•d）。发现对于同种农药而言，急性膳食摄入量平均值越大，其发生的风险概率也越大。

3 结论与讨论

本研究以JMPR制定的农药急性参考剂量为依据，应用＠Risk5.7定量风险评估专用软件，分析蔬菜农药残留膳食摄入的风险性。风险评估结果表明，甘蓝中的敌敌畏和乙酰甲胺磷的风险概率相对比较高，分别为27.0%和22.5%。其他种类蔬菜中都只检测出一种农药，其中普通白菜中的敌敌畏风险概率为32%，数据中风险最高。芹菜、黄瓜、番茄和大白菜中都含有甲氰菊酯，风险概率分别为29.4%、16.7%、0.8%和0.4%。甲氰菊酯的风险概率相对较低，但存在于多种蔬菜中，而且这几类蔬菜是居民经常食用的，可能形成农药残留暴露的累积效应[18]。居民应树立科学饮食的观念，扩大蔬菜消费的品种范围，避免长时间大量食用某种蔬菜。

另外本研究中百菌清、溴氰菊酯检出率高达0.325、0.30，但评估过程中未出现风险。由此可见检出率高的农药不一定有风险，检出率低的不一定没有风险，建议此类研究中应加大检出率和超标率高的农药检测力度。

风险评估具有一定的不确定性[19-20]。在评估农产品农药残留对人体暴露风险时，存在许多差异性，如不同人群（常人及敏感人群，主要为老人、孕妇、儿童以及病人等）、消费量、体质量、消费频率、农药残留在农产品中的含量和最低检出限等。今后在此类研究中尽可能考虑这些因素，加大样本含量，使风险评估的结果更接近真实情况。

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