首页 > 分享 > 三七中农药残留联合健康风险评估

三七中农药残留联合健康风险评估

花匠小妙招
2025-01-05 03:43

孙悦, 王凯迪, 诸寅, 苗水, 保聪, 蔡强, 季申, 赵远. 三七中农药残留联合健康风险评估[J]. 环境化学, 2022, 41(7): 2234-2244. doi: 10.7524/j.issn.0254-6108.2021072706

SUN Yue, WANG Kaidi, ZHU Yin, MIAO Shui, BAO Cong, CAI Qiang, JI Shen, ZHAO Yuan. Combined health risk assessment of pesticide residues in Panax notoginseng[J]. Environmental Chemistry, 2022, 41(7): 2234-2244. doi: 10.7524/j.issn.0254-6108.2021072706

Citation:SUN Yue, WANG Kaidi, ZHU Yin, MIAO Shui, BAO Cong, CAI Qiang, JI Shen, ZHAO Yuan. Combined health risk assessment of pesticide residues in Panax notoginseng[J]. Environmental Chemistry, 2022, 41(7): 2234-2244. doi: 10.7524/j.issn.0254-6108.2021072706

三七中农药残留联合健康风险评估

孙悦1,2, , 王凯迪1,2, 诸寅2, 苗水3, 保聪2,4, 蔡强2, 季申3, , , 赵远1, , 通讯作者:Tel：18001677892, E-mail：jishen2013@163.com; Tel：15961238081, E-mail：zhaoyuan@cczu.edu.cn1. 常州大学环境与安全工程学院, 常州, 2131642. 浙江清华长三角研究院, 嘉兴, 3140063. 国家药品监督管理局中药质量控制重点实验室, 上海市食品药品检验研究院, 上海, 2012034. 瓦赫宁根大学海洋动物生态组, 荷兰, 6708WD 收稿日期: 2021-07-27 网络出版日期: 2022-07-12

摘要: 研究三七中农药残留对人体的联合健康风险。针对出自文山平坝、云南曲靖等不同产地的51个三七样品进行农药残留检测，利用相对毒效因子法将各值与其相对应的残留限量值和安全指导值等结合进行联合健康风险评估，并将结果利用@risk 7.5软件进行迭代。结果表明，检测的51个三七样本中，烯酰吗啉的检出率为100％，腐霉利、毒死蜱和吡唑醚菊酯的检出率均大于90％。针对联合毒性风险而言，三七中有机氯类杀虫剂和酰胺类杀菌剂农药残留对人体存在一定的健康风险，有机磷类、蜕皮激素类杀虫剂和噁唑类、有机氯类杀菌剂对人体存在潜在风险。有机氯类杀虫剂中，贡献水平最高的为狄氏剂，为18.66％，其次为七氯、环氧七氯和艾氏剂，分别占该类别累计暴露的15.99％、15.99％和13.33％，其余的均低于10％。酰胺类杀菌剂中，烯酰吗啉的贡献率最高，高达99.79％。居民长期服用三七存在一定的健康风险，需对烯酰吗啉的残留引起重视，且针对有机氯类杀虫剂建议加强农药污染土壤的修复。

English Abstract

全文HTML

三七是一种常见中药材，具有止血、消炎定痛、清热之效[1]。但在三七的种植过程中，需使用不同农药防治病虫害[2]，例如，用甲基托布津防治立枯病；用苯醚甲环唑、丙环唑等防治黑斑病；用多菌灵来来防治猝倒病等等。然而由于农药施用不规范等原因造成一定程度的农药残留，对人体健康产生了潜在的威胁，因此，针对三七中农药残留量开展联合健康风险评估。

目前，有关中药材中农药残留风险评价，大多数研究只针对单一农药对人体的健康风险进行评价，如包媛媛[3]等研究了三七中腈菌唑残留的膳食风险评估，姚芳等[4]研究了百菌清及其代谢物的膳食风险评估，以上研究结果均为无风险。然而，当两个化合物的作用机制相似时，即使单一化合物对人体的健康风险可忽略，但这两个化合物对人体的健康风险却是叠加的，所以多种农药残留的联合健康风险需要引起重视[2]，且由于国内未有专门针对三七中农残膳食暴露的安全标准，并不能准确判断是否存在健康风险，本文利用累积暴露评估的方法来研究其健康风险。

累积暴露是指具有相同毒性机制的多种化学物经某一特定途径（如食物）同时暴露的总量。美国环保局（USEPA）制定了多个累积性风险评估指南[5-7]，在不断地探索中建立了一套风险评估框架[8]，USEPA提出共同机制组，将具有相同分子靶标的化合物作为一个评估组进行评估，之后也陆续提出化合物结构、作用机理和毒性效应等作为分组依据。欧洲食品安全局（EFSA）在这之后提出的累积性评估组（cumulative assessment group，CAG）的概念所包含的更加广泛，EFSA认为具有相同分子靶标的农药也可以归为一组。

在假设各组分之间没有相互作用的情况下，两种广泛运用的联合毒性计算方法分别为剂量相加（concentration addition，CA）和反应相加（independent addition，IA）[8-9]。CA法是基于作用机制相同的情况下进行运算；而IA法是基于统计学上独立事件发生的概率[10]。IA法在预测具有不同机制化合物时的计算结果较准确。对于具有共同毒性机制的化学物同时暴露的累积风险评估，美国毒物与疾病登记署（Agency for Toxic Substances and Disease Registry ，ATSDR）认为浓度相加是最合适的方法[11]。当前假设在满足浓度相加的前提下建立起的一系列累积风险评估方法最常用的几种为危害指数法（hazard index，HI）、相对毒效因子法（relative potency factor，RPF）及分离点指数法（point of departure index，PODI）。常见的累积风险评估方法中，HI法是将不同化合物的暴露量与其安全参考剂量的比值相加，从而得到联合暴露风险指数HI。当HI小于1，表明联合暴露风险可以接受；大于1，则表明存在潜在的健康风险[12]。RPF法和HI法的公式原理几乎一致，HI法计算更加简便，是对单一污染物所得值的简单相加，但该方法存在一定缺陷，它是基于安全参考剂量进行计算，如若超出，则无法进行准确描述，适用于风险初筛。而RPF法考虑了毒性当量，并利用基准物的毒性当量进行加权求和来进行风险评估，反映了毒性当量以及累积性评估概念[12-13]。杨博涛[14]等提出作为一种快速简单的方法，HI多用于初级的累积风险评估，EFSA也利用HI法对三唑类农药进行了初期风险评估[15]。累积风险评估方法为相对效能因子法（RPF法），该法适用于评估同一类别的化合物，每种农药的毒性效应通过指示化合物来表示，指示化合物一般选择混合物中较为典型的化合物[12]。隋海霞等[16]利用RPF法，以甲胺磷作为指示化合物，计算12种有机磷农药的累积暴露水平。USEPA也利用RPF法进行了有机磷类农药累积性风险评估[17]、三嗪类累积性风险评估[18]、除虫菊酯类/拟除虫菊酯类风险评估[19]。

本研究对出自文山平坝、云南曲靖等不同产地的51个三七样品进行农药残留检测，利用相对毒效因子法将各样品的残留限量值和安全指导值等结合，并对结果迭代进行联合健康风险评估。研究结果有助于评估三七中农药残留的潜在风险，为进行中药材中相关有毒有害物质风险评估和限量制订提供科学依据。

1. 材料与方法（Materials and methods） 1.1. 三七中农药残留分析方法建立

对文山平坝、云南曲靖等不同产地的51个三七样本进行检测，2017至2019年在上海市食品药品检验研究院进行。先对三七样本进行前处理，称取样品1.00 g于研钵中，再加入水0.5 mL、硅镁型吸附剂1.5 g、中性氧化铝1.5 g，研杵研磨5 min，装入已填好下层填料的固相萃取仪（TALBOY 7×7 CERHOT/STIR，美国）柱中（从下至上依次为脱脂棉、无水硫酸钠2 g、中性氧化铝2 g、活性炭0.1 g，并以正己烷预淋洗），丙酮—正己烷（3∶7）100 mL洗脱，收集全部洗脱液。氮吹仪使洗脱液浓缩近干，最后用二氯甲烷定容至1 mL，以备气相色谱质谱联用仪（Perkin Elmerclams 500 GC/MS，美国）检测，具体参照吴娜[20]等对三七中农药残留检测方法。

1.2. 暴露评估模型构建

污染物浓度（C）：利用@risk7.5对检测污染物浓度数据进行分布拟合。检出数据采用最切合数据的分布公式，未检出数据用“0—检出限”的均匀分布随机数替代，再利用离散概率分布将所有数据进行总的分布拟合。

消费量（IR）：根据《中国药典》[21]，消费量为每日3—9 g，选取平均分布随机数代替。

体重（bw）：假设当地一般人群的平均体重为60 kg，用于将日均消费量（mg·d−1）转换为单位体重日均消费量（mg·kg−1·d−1 bw）。

根据以上参数值求出各农药的暴露量（EXP），具体计算见公式（1）：

采用概率评估的方法估算单位体重日均暴露量，再在@RISK7.5中通过蒙特卡洛模拟进行105次迭代实现。

1.3. RPF法

风险熵小于1是认为风险可忽略，反之，则认为可能存在一定的健康风险，计算见公式（2）：

式中，EXP累积为相同机制化合物累积暴露量；EXPi为化合物i暴露量；RPFi为化合物i相对于指示化合物的效能因子；BMD为基准剂量值；ADI指示化合物为指示化合物的安全指导值；α为风险熵。

1.4. 联合毒性效应

混合化合物CA模型的公式如（3）：

式中，ECx,mix—诱导x％效应时混合物的浓度；Pi—组分i在混合物中相应的质量比例；ECx,i—组分i单独作用达到x％效应的浓度；TU—混合化学物导致某效应的毒性当量

针对相似化合物首先利用CA法计算各相同类别中化合物的作用方式，即当TU=1时，即混合物之间呈现相加作用，即CA模式效应；当TU<1时，即混合物之间呈现协同作用；当TU>1时，即混合物之间呈现拮抗作用。

2. 结果与讨论 (Results and discussion) 2.1. 各农药检出率，加标回收率及RSD

在检测的51个三七样本中，烯酰吗啉的检出率最高，为100%，其次是腐霉利、毒死蜱、吡唑醚菊酯，检出率分别为98.04%、96.08%、96.08%。每个样本均检测出10种以上农药，有6个样本检测出50种以上，最高1个样本检测出61种。针对有机氯类杀虫剂，该类别包含25种农药，有7个样品检测出12种以上，最高含22种，其余样品均低于3种，有25个样品中没有该类别农药。针对酰胺类杀菌剂，该类别包含7种农药，51个样本中均有检出，最高有4个样本检出6种，最低有6个样本检出1种。回收率为样品加标回收平行测定7次的平均值，精密度以样本数为7 计算相对标准偏差。三七中各农药的平均回收率为 63.4%—106.6%, 相对标准偏差RSD为 1.4%—14.7%。具体检出情况见表1。

2.2. RPF法计算累计暴露风险

假设各类别化合物均符合CA模型，即均为相加作用，利用RPF法计算，根据所得出结果判断三七中农药残留是否对人体存在一定的健康风险。利用RPF法计算各类别化合物的累积风险值，以各自最具代表性化合物为指示化合物，利用公式（3）对数据进行处理，得到结果见表2。结果显示，只有单一化合物的类别所得到的风险熵均小于1，说明无风险，有机氯杀虫剂和酰胺类杀菌剂的风险熵分别为1.6、3.757，超过安全范围，对人体存在一定的健康风险。

有机氯类杀虫剂包括六六六、滴滴涕、氯丹等25种农药；酰胺类杀菌剂包括烯酰吗啉、啶酰菌胺、甲霜灵等7种农药。根据暴露量发现，单个有机氯类杀虫剂暴露量普遍偏低，但由于其种类繁多，导致联合暴露风险偏大，而酰胺类杀菌剂中烯酰吗啉和啶酰菌胺为高暴露量农药，从而导致联合暴露风险偏大。

有机氯类杀虫剂的EXP累积分布情况见图1，其中横坐标为EXP累积的数值，单位为mg·kg−1·d−1bw，纵坐标为个数。有机氯杀虫剂累计暴露的最大值为0.00317 mg·kg−1·d−1bw，中位数为0.00079 mg·kg−1·d−1bw，均值为0.0009 mg·kg−1·d−1bw，在105迭代中有80.1%的数值大于指示化合物的ADI值，存在健康风险。酰胺类杀菌剂的EXP累积分布情况见图1，其中横坐标为EXP累积的数值，单位为mg·kg−1·d−1bw，纵坐标为个数。酰胺类杀菌剂累计暴露的最大值为0.3015 mg·kg−1·d−1bw，中位数为0.3005 mg·kg−1·d−1bw，均值为0.3006 mg·kg−1·d−1bw，在105迭代中有100%的数值大于指示化合物的ADI值，存在健康风险。

2.3. 相互作用方式

相互作用指化学物之间存在的协同、拮抗、增毒和减毒等联合毒性效应，相互作用发生于浓度修饰或效应修饰，当导致有效浓度改变时，则产生浓度相互作用。本文首先将三七中各种残留化合物按作用机制进行分类，分为拟除虫菊酯类杀虫剂、三唑类杀菌剂等，再利用CA法计算各类别之间的作用方式，排除单个化合物为一个类别的组，具体作用方式见表3。表现为协同的为有机氯类、有机磷类、蜕皮激素类杀虫剂，噁唑类、有机氯类杀菌剂，其余均为拮抗。针对基于相加作用所算出的类别农药的累积暴露评估值来说，拮抗作用会使累积暴露评估值偏大，相反，协同作用会使累积暴露评估值偏小。

2.4. 农药对累积暴露的贡献

表4列出有机氯类杀虫剂、酰胺类杀菌剂中不同农药通过指示化合物标准化后得到的暴露量值相对于该类别累积暴露的贡献水平。由表可见，有机氯类杀虫剂中，贡献最高的为狄氏剂，为18.66%，其次为七氯、环氧七氯和艾氏剂，分别占该类别累计暴露的15.99%、15.99%和13.33%，其余的均低于10%。酰胺类杀菌剂中，烯酰吗啉的贡献率最高，高达99.79%。

2.5. 烯酰吗啉高暴露原因

针对烯酰吗啉高暴露的原因可能是，使用剂量超出安全剂量范围或是施用次数频繁，使其无法正常消解。张文斌等[22]对三七及栽培土壤中的烯酰吗啉残留动态进行研究，发现只要按照规定的栽种方法，既能防治病虫害也能保证质量。张曙明等[23]针对三七中有机氯农药残留进行分析，由于三七是体内含有大量挥发油的多年生药材，而有机氯农药具有脂溶性，所以易受有机农药的污染。同时有机氯农药具有结构稳定、难氧化、难降解的特点，虽然环境中存留的浓度较低，但三七从环境中吸收，再在体内累积，从而导致累积风险较高。

2.6. 联合暴露风险不可忽略

研究发现，针对单一化合物的暴露风险，除了烯酰吗啉的暴露量大于其安全指导值外，其他均低于相对应的安全指导值，但利用RPF法计算的相同类别化合物的累积暴露水平发现，有机氯类杀虫剂和酰胺类杀菌剂对人体存在一定的健康风险，根据暴露量发现，单个有机氯类杀虫剂暴露量普遍偏低，但由于其种类繁多，导致联合暴露风险偏大，而酰胺类杀菌剂中烯酰吗啉和啶酰菌胺为高暴露量农药，从而导致联合暴露风险偏大。这说明即使单一化合物的风险可忽略，但相同类别化合物的联合风险同样也需要关注。郇志博等[24]分别使用确定性、概率性和累积暴露评估方法评估了2016年我国南方5省辣椒中吡虫啉和啶虫脒残留的膳食暴露风险，结果表明两种农药的急慢性累积暴露量高于各自的单一暴露量。由于各类别之间存在一定的作用关系，所以利用CA法计算的累积风险评估值针对具有协同作用的类别来说偏小，而针对具有拮抗作用的类别来说偏大。这说明有机氯类杀虫剂存在更大风险，酰胺类杀菌剂的风险则被放大，有机磷类、蜕皮激素类杀虫剂和噁唑类、有机氯类杀菌剂也可能存在潜在风险。通过利用@risk7.5迭代105结果发现，80%的三七中对人体有机氯类杀虫剂存在一定健康风险，而由于烯酰吗啉的高残留量导致酰胺类杀菌剂对人体健康存在高风险。

2.7. RPF值对暴露水平的贡献率存在影响

针对有机氯类杀虫剂和酰胺类杀菌剂中各农药对该类别累积暴露水平的贡献率来看，有机氯类杀虫剂中，贡献水平最高的为狄氏剂，为18.66%，但它的暴露量均值并不是最高的。酰胺类杀菌剂中，烯酰吗啉的贡献率最高，高达99.79%。进一步分析发现，针对单一化合物暴露量，有机氯类杀虫剂中，甲基五氯苯基硫和五氯苯胺的暴露量均值最高，其他化合物的暴露水平相近，但甲基五氯苯基硫和五氯苯胺针对指示化合物的RPF较低，所以甲基五氯苯基硫和五氯苯胺的贡献率有所降低，而RPF较高的狄氏剂、七氯、环氧七氯和艾氏剂的贡献率得到提高。隋海霞[14]的研究提出RPF值对同组化学物的毒性存在矫正作用，能更好的得出占主导因素的化学物质。

3. 结论（Conclusion）

（1）居民长期服用三七存在一定的健康风险，从农药残留暴露量情况发现，烯酰吗啉存在高风险，需对烯酰吗啉的残留引起重视，建议按照规范使用或使用低残留、少风险的替代品。

（2）现今大多数有机氯类农药由于结构稳定、难氧化、难降等原因已被禁用，但仍在三七中发现有残留，且通过结果发现其对人体存在一定的健康风险，建议加强有机氯农药污染土壤的修复。

参考文献 (24)