郗政棋,沈琦,勿吉斯古冷,何偉忠*,王成
(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院,新疆烏魯木齊 830052)(2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所、農(nóng)村農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室、新疆農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,新疆烏魯木齊 830091)(3.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院,新疆烏魯木齊 830091)
植物生長調(diào)節(jié)劑因具有調(diào)節(jié)作物生長、增產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、改善作物品質(zhì)等作用,而被廣泛應(yīng)用于瓜果,包括甜瓜的栽培種植過程中[1-3]。開展甜瓜植物生長調(diào)節(jié)劑殘留風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究,明確殘留水平及風(fēng)險(xiǎn)狀況,可為甜瓜中殘留植物生長調(diào)節(jié)劑的安全使用有效監(jiān)管提供科學(xué)數(shù)據(jù)和技術(shù)支持,利于支撐和促進(jìn)植物生長調(diào)節(jié)劑在甜瓜種植過程中的安全規(guī)范使用。
植物生長調(diào)節(jié)劑的濫用和誤用也是影響食用農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的潛在隱患[4],如Luo 等[5]發(fā)現(xiàn)麥冬中存在多效唑超標(biāo)的現(xiàn)象;Le 等[6]發(fā)現(xiàn)越南河內(nèi)芥菜中GA4(赤霉素)殘留超標(biāo),存在潛在風(fēng)險(xiǎn);黃志英等[7]在對(duì)撫州市豆芽菜中7 種植物生長調(diào)節(jié)劑殘留檢測中發(fā)現(xiàn):豆芽菜中的4-氯苯氧乙酸超標(biāo)率為11.36%,存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。蘇海雁等[8]在對(duì)廣西果蔬中28 種植物生長調(diào)節(jié)劑殘留檢測種發(fā)現(xiàn),22 批豆芽中共有10 批次含有的4-氯苯氧乙酸,其中有3 批殘殘留超標(biāo)這與廣西市場監(jiān)督管理局檢驗(yàn)報(bào)告相同。也見葡萄和卷心菜[9]、蘋果和番茄[10]、人參[11]等作物中植物生長調(diào)節(jié)劑殘留風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的報(bào)道。植物生長調(diào)節(jié)劑(PGRs)本身也是有毒性的[12]:包括造成肝損傷、對(duì)家蠶具有急性和慢性毒性、影響環(huán)境等。研究發(fā)現(xiàn)脫落酸對(duì)家蠶具有急性和慢性毒性[13];PGRs 具有肝臟毒素和免疫毒素在人體長時(shí)間蓄積會(huì)造成肝損傷[14];還有研究發(fā)現(xiàn)PGRs的施用可能會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定影響[15]。據(jù)FAO 數(shù)據(jù)庫顯示,我國甜瓜收獲面積和產(chǎn)量分別占世界總量的36.91%和49.23%[16],位居各國之首,但還鮮見甜瓜植物生長調(diào)節(jié)劑殘留水平及其膳食風(fēng)險(xiǎn)的系統(tǒng)研究報(bào)道。
本文以6 省份8 個(gè)市、縣,分別為鹽城市、唐山市、沈陽市、康平縣、吉林市、三亞市、樂東縣、南寧市(A~H)132 份甜瓜樣品為研究對(duì)象,參照DB65/T 3970-2017《蔬菜和水果中17 種植物生長調(diào)節(jié)劑殘留量的測定液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法》,通過液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀,開展了樣品中植物生長調(diào)節(jié)劑殘留種類及水平的研究分析,并評(píng)估了殘留植物生長調(diào)節(jié)劑的急、慢性膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)及不同產(chǎn)地風(fēng)險(xiǎn)排序的差異,以期為我國甜瓜質(zhì)量安全水平的提升提供數(shù)據(jù)支持。
甜瓜:根據(jù)甜瓜上市時(shí)間,2020 年成熟期完成采集。樣品采集于江蘇5 份、河北20 份、遼寧40 份、吉林16 份、海南31 份、廣西20 份,共計(jì)6 省份8個(gè)縣(A-H)132 份樣品。
液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀:電噴霧離子源,日本SHIMADZU 公司;Scyncronis-C18 色譜柱(150 mm×2.1 mm,5 μm),美國沃特世公司;MX-F 渦動(dòng)混合器,中國DRAGONLAB 公司;5415D離心機(jī),Eppendorf 公司;C18 吸附劑、0.45 μm 有機(jī)濾膜,中國上海安譜中國有限責(zé)任公司。
乙腈和甲醇(色譜純),美國默克公司;甲酸和乙酸銨均為分析純(脫落酸99.8%),壇墨;多效唑95.2%,安譜;烯效唑99.8%,阿爾塔科技;氯吡脲98%,安譜;矮壯素97.7%,安譜;縮節(jié)胺99%,阿爾塔科技;實(shí)驗(yàn)室用水為超純水。
1.2.1 參試植物生長調(diào)節(jié)劑及分析方法
參試植物生長調(diào)節(jié)劑共6 種,具體是:矮壯素、多效唑、氯吡脲、縮節(jié)胺、脫落酸、烯效唑。
參照DB65/T 3970-2017《蔬菜和水果中17 種植物生長調(diào)節(jié)劑殘留量的測定液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法》進(jìn)行定量分析。
1.2.2 膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)研究方法
參照聶繼云等[17]報(bào)道的方法進(jìn)行殘留植物生長調(diào)節(jié)劑慢性、急性膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)及風(fēng)險(xiǎn)排序。
慢性膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)按照公式(1)進(jìn)行評(píng)估。
式中:
Z——農(nóng)藥殘留平均值(STMR),mg/kg;
Q——體質(zhì)量,kg,按60 kg 計(jì)算;
ADI——每日允許攝入量,mg/kg;
0.164 4——居民日均甜瓜消費(fèi)量,kg。
急性膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)按照公式(2)和公式(3)進(jìn)行分析。
式中:
M——估算短期攝入量(ESTI),kg;
U——單果質(zhì)量,kg,按3 kg 計(jì)算;
H——最高殘留量(HR),mg/kg,取99.9 百分位點(diǎn)值;
v——變異因子,取值3;
L——甜瓜消費(fèi)大份餐(LP),kg,按0.626 4 kg 計(jì)算;
ARfD——急性參考劑量,mg/kg。
%ARfD和%ADI值越大表示風(fēng)險(xiǎn)越大,當(dāng)%ARfD和%ADI>100%時(shí),表示風(fēng)險(xiǎn)為不可接受水平;%ARfD和%ADI≤100%時(shí),則表示風(fēng)險(xiǎn)為可接受水平。
表1 植物生長調(diào)節(jié)劑急、慢性參考值Table 1 Acute and chronic reference values of plant growth regulators
1.2.3 風(fēng)險(xiǎn)排序研究方法
風(fēng)險(xiǎn)排序按照公式(4)和公式(5 )進(jìn)行計(jì)算。
式中:
J——農(nóng)藥使用頻率(FOD);
T——果實(shí)發(fā)育過程中使用此類農(nóng)藥的次數(shù);
P——果實(shí)發(fā)育日數(shù),d;
A——毒性得分;
B——毒效得分;
C——甜瓜膳食比例得分;
D——農(nóng)藥使用頻率得分;
E——高暴露人群得分;
F——?dú)埩羲降梅帧?/p>
根據(jù)農(nóng)藥合理使用國家標(biāo)準(zhǔn),農(nóng)藥最高使用次數(shù)T計(jì)3 次;果實(shí)發(fā)育日數(shù)P計(jì)45 d;甜瓜膳食比例C計(jì)1.6;農(nóng)藥使用頻率D為1;高暴露人群E尚無相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)3 分;根據(jù)檢出農(nóng)藥毒性、ADI 和農(nóng)藥殘留水平,對(duì)照表2,可得出殘留農(nóng)藥的毒性得分A、毒效得分B和殘留水平得分F。
表2 毒性、毒效、殘留水平賦分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Scoring standards for toxicity,toxicity,and residue levels
1.2.4 植物生長調(diào)節(jié)劑最大殘留限量估計(jì)值的計(jì)算
式中:
Y——最大殘留限量估計(jì)值(eMRL)。
采用Origin 2021 繪圖、SPSS 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
由圖1 可知,132 份甜瓜樣品中,共檢出5 種植物生長調(diào)節(jié)劑殘留。其中脫落酸殘留樣品占比最高,其次是多效唑、矮壯素、氯吡脲、烯效唑,殘留樣品占比依次是72.13%、11.48%、9.29%、4.37%、2.73%。
圖1 殘留樣品所占比例(%)Fig.1 Proportion of residual samples (%)
相關(guān)報(bào)道顯示:脫落酸、多效唑在部分作物種也存在有殘留樣品占比相對(duì)較高的特點(diǎn),如李曉貝等[18]發(fā)現(xiàn)上海草莓和葡萄有脫落酸的樣品占比為100%;宋雯等[19]的研究結(jié)果顯示江浙蔬菜樣品殘留15 種植物生長調(diào)節(jié)劑,有殘留樣品占比由高到低依次為:脫落酸90.74%、矮壯素20.37%、多效唑14.07%等。另外,余翠翠等[20]、徐國鋒等[21]的報(bào)道表明在麥冬中檢出率為100%、在葡萄殘留樣品的占比也居于前列。本文研究結(jié)果顯示,殘留的5 種植物生長調(diào)節(jié)劑中,脫落酸和多效唑殘留樣品占比相對(duì)較高與上述報(bào)道結(jié)果一致。
殘留樣品占比高,說明甜瓜種植中脫落酸和多效唑的使用相對(duì)廣泛;但通過中國農(nóng)藥信息網(wǎng)查詢,脫落酸和多效唑均未在甜瓜上登記允許使用,建議加快脫落酸和多效唑的登記,以引導(dǎo)瓜農(nóng)規(guī)范用藥。
表3 為甜瓜樣品植物生長調(diào)節(jié)劑殘留水平概況,其中矮壯素殘留水平最高的樣品出現(xiàn)在H 市,殘留水平0.043 4 mg/kg,C 市和E 市樣品均未檢出矮壯素殘留;多效唑殘留水平最高樣品出現(xiàn)在B市,殘留值是0.020 7 mg/kg,A 市和G 市樣品均未檢出多效唑殘留;氯吡脲殘留水平最高樣品出現(xiàn)在D 市,殘留值是0.001 2 mg/kg,A、B、F、G、H 市樣品均未檢出氯吡脲殘留;脫落酸殘留水平極大值樣品出現(xiàn)在D 市,殘留水平為1.037 9 mg/kg,極小值出現(xiàn)在D 市,殘留值為0.001 2 mg/kg;烯效唑殘留水平最高值樣品出現(xiàn)在E 市,殘留值為0.000 2 mg/kg,A、C、D、F、G 市樣品均未檢出烯效唑殘留。
表3 不同產(chǎn)地甜瓜樣品植物生長調(diào)節(jié)劑殘留情況Table 3 Residues of plant growth regulators in melon samples from different origins
上述結(jié)果說明:不同產(chǎn)地樣品殘留植物生長調(diào)節(jié)劑有所不同,其中脫落酸在所有產(chǎn)地中殘留樣品占比最高,其次是多效唑。目前GB2763-2021 僅有氯吡脲的限量值,本研究所采集樣品中氯吡脲殘留水平均未超過該限量值。
不同產(chǎn)地同種農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留水平和殘留種類有所不同,如:張雁鳴等[22]比較了新疆主產(chǎn)區(qū)西瓜農(nóng)藥殘留水平的差異性,發(fā)現(xiàn)不同縣市西瓜農(nóng)藥殘留污染程度不同,E 市、D 縣、L 市、N 縣的殘留污染程度相對(duì)較高;張甘霖等[23]對(duì)中國市售水果蔬菜農(nóng)藥殘留水平研究發(fā)現(xiàn),不同城市間市售果蔬農(nóng)藥殘留狀況差別明顯;韋凱麗等[24]對(duì)新疆、山東、廣西三產(chǎn)地的西瓜農(nóng)藥殘留水平分析發(fā)現(xiàn),3 產(chǎn)地的農(nóng)藥殘留種類、殘留樣品占比、主要?dú)埩艮r(nóng)藥均有不同。
為進(jìn)一步探討殘留植物生長調(diào)節(jié)劑的膳食風(fēng)險(xiǎn)水平,本文通過膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,評(píng)估甜瓜中殘留植物生長調(diào)節(jié)劑的急、慢性膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)。
2.2.1 植物生長調(diào)節(jié)劑慢性膳食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
樣品殘留植物生長調(diào)節(jié)劑殘留慢性膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果見表4。從表4 可知,殘留5 種植物生長調(diào)節(jié)劑的慢性膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)在0.000 0%~0.119 7%間,平均值為0.015 2%,遠(yuǎn)低于100%。這表明:樣品雖存在殘留植物生長調(diào)節(jié)劑的現(xiàn)象;但其慢性膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)處于安全水平。
表4 不同產(chǎn)地甜瓜樣品植物生長調(diào)節(jié)慢性膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)Table 4 Plant growth regulation and chronic dietary intake risk in melon samples from different origins
2.2.2 植物生長調(diào)節(jié)劑急性膳食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
經(jīng)查閱美、日、歐等相關(guān)文件[25]脫落酸不需要規(guī)定急性膳食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)定,故未開展急性膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,其余4 種殘留植物生長調(diào)節(jié)劑的急性膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果列于表5。由表5 可知,B 市H市樣品矮壯素%ARfD相對(duì)較高,分別為9.714 1%和9.573 0%;D 市矮壯素、B 市和H 市樣品多效唑的%ARfD在1%~3%之間;其余省份樣品殘留植物生長調(diào)節(jié)劑的%ARfD均在1%以下??傮w來看,樣品4 種殘留植物生長調(diào)節(jié)劑的急性膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)在0%~9.714 1%間,平均值為0.669 2%,遠(yuǎn)低于100%,這表明樣品殘留甜瓜植物生長調(diào)節(jié)劑殘留急性膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)處于安全水平。本研究結(jié)果顯示植物生長調(diào)節(jié)劑雖存在殘留的現(xiàn)象,但其急、慢性膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)均為安全。
表5 不同產(chǎn)地甜瓜樣品植物生長調(diào)節(jié)急性膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)Table 5 Plant growth regulation of acute dietary intake risk in melon samples from different origins
已知文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn):植物生長調(diào)節(jié)劑殘留在農(nóng)產(chǎn)品中普遍存在,但其急、慢性膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)均在可接受范圍內(nèi),如:高宇航等[26]發(fā)現(xiàn),菜豆中共檢出4 種植物生長調(diào)節(jié)劑其%ADI和%ARfD范圍分別在0.020%~3.11%和0.020%~1.57%顯示風(fēng)險(xiǎn)極低;蘭珊珊等[27]對(duì)蔬菜中多效唑殘留評(píng)估發(fā)現(xiàn),估計(jì)每日攝入量占ADI 的0.04%~0.21%,估計(jì)短期攝入量占ARfD 的0.07%~0.95%整體風(fēng)險(xiǎn)非常低;張志恒等[28]、凌淑萍等[29]對(duì)氯吡脲、矮壯素等在農(nóng)產(chǎn)品中的膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中發(fā)現(xiàn),果蔬中氯吡脲每日攝入量占ADI 值的0.03%~0.45%,短期攝入量占ARfD 值的0.01%~0.13%;矮壯素每日攝入量占ADI 值的14.3%,兩者研究均表明風(fēng)險(xiǎn)為可接受。同時(shí),開展本文急慢性膳食風(fēng)險(xiǎn)與上述報(bào)道急慢性膳食風(fēng)險(xiǎn)的比較后發(fā)現(xiàn),結(jié)果與本文相同。
不同產(chǎn)地(縣、市)甜瓜樣品殘留風(fēng)險(xiǎn)得分見圖2,脫落酸在所有8 個(gè)市中風(fēng)險(xiǎn)得分均最高;多效唑次之,體現(xiàn)在除A 市和G 市風(fēng)險(xiǎn)得分相對(duì)較低外,其他6 市的風(fēng)險(xiǎn)得分均和脫落酸相同;A、C、E 市在矮壯素風(fēng)險(xiǎn)得分相對(duì)較低;C、D、E 市氯吡脲、B、E、H,烯效唑風(fēng)險(xiǎn)得分相對(duì)較高。由此可以得出,不同省份植物生長調(diào)節(jié)劑的風(fēng)險(xiǎn)得分有所不同,總體來看,脫落酸和多效唑的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)突出。
圖2 不同產(chǎn)地(縣、市)甜瓜樣品殘留風(fēng)險(xiǎn)得分Fig.2 Residual risk scores of melon samples from different origins (counties)
根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估得分可以看出脫落酸和多效唑的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較高,有學(xué)者研究結(jié)果顯示:王麗英等[30]發(fā)現(xiàn)河北市售草莓中多效唑?yàn)橹饕獨(dú)埩糁参锷L調(diào)節(jié)劑檢出率為26.35%;馬晨等[31]在發(fā)現(xiàn)荔枝中植物生長調(diào)節(jié)劑多效唑使用位于前列;宋雯等[19]在對(duì)蔬菜的植物生長調(diào)節(jié)劑殘留分析中發(fā)現(xiàn)脫落酸和多效唑?yàn)橹饕獨(dú)埩糁参锷L調(diào)節(jié)劑。上述研究結(jié)果與本文研究結(jié)果相同,由此可見,需要在種植中加強(qiáng)關(guān)注脫落酸和多效唑。
根據(jù)上述研究結(jié)果結(jié)合查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn):梁穎等[32]研究發(fā)現(xiàn),葉面噴施脫落酸可以明顯提升黃瓜的品質(zhì),如可溶性糖和抗壞血酸的含量;王曉晨等[33]發(fā)現(xiàn)脫落酸提高了葡萄中單萜物質(zhì)的含量改善玫瑰香型葡萄的品質(zhì);Pan 等[34]發(fā)現(xiàn)脫落酸產(chǎn)生菌在青菜中提高了總酚、總黃酮、抗壞血酸等水平;褚乾梅[35]發(fā)現(xiàn)噴施多效唑可以有效降低油菜株高,還可提高油菜子產(chǎn)量和改善油菜子品質(zhì)。上述研究發(fā)現(xiàn)植物生長調(diào)節(jié)劑可以改善果蔬的品質(zhì),這就會(huì)導(dǎo)致這兩種植物生長調(diào)節(jié)劑在作物上的廣泛使用,這可能也是脫落酸和多效唑檢出率較高的原因。
甜瓜中植物生長調(diào)節(jié)劑最大殘留限量建議值見表6,可以看出與eMRL 相比氯吡脲的MRL 過嚴(yán),其余植物生長調(diào)節(jié)劑的eMRL 分別為多效唑、矮壯素、烯效唑的9.57、4.78、0.95 mg/kg,且脫落酸的ADI 高達(dá)13.6 mg/kg,因此不需要在甜瓜中制定最大殘留限量值。
表6 植物生長調(diào)節(jié)劑最大殘留限量建議值 (mg/kg)Table 6 Recommended maximum residue limits for plant growth regulators
綜合5 種植物生長調(diào)節(jié)劑檢出率占比、急、慢性膳食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及風(fēng)險(xiǎn)排序結(jié)果,按照最大殘留限量比eMRL 略高或略低原則建議制訂多效唑、矮壯素、烯效唑的最大殘留限量值分別為9、4、1 mg/kg。5種植物生長調(diào)節(jié)劑的99.5 百分位點(diǎn)殘留值也明顯低于國家最大殘留限量和最大殘留限量建議值,說明MRL 值和RMRL 值可以保護(hù)消費(fèi)者健康。
本文中6 省份8 個(gè)縣、市的132 份甜瓜樣品的質(zhì)量安全良好,檢出的5 種植物生長調(diào)節(jié)劑無殘留超標(biāo)情況。急、慢性膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果表明,抽檢的樣品風(fēng)險(xiǎn)水平極低,甜瓜樣品植物生長調(diào)節(jié)劑殘留均為安全。eMRL 建議制訂多效唑、矮壯素、烯效唑的最大殘留限量值分別為9、4、1 mg/kg。風(fēng)險(xiǎn)排序結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)地的植物生長調(diào)節(jié)劑風(fēng)險(xiǎn)不同,以脫落酸的風(fēng)險(xiǎn)得分在所有省份中最高,其次是多效唑,建議后續(xù)應(yīng)該加強(qiáng)關(guān)注,并加快脫落酸和多效唑的登記,以指導(dǎo)瓜農(nóng)規(guī)范用藥。