中國居民氯吡脲膳食風險評估

中國居民氯吡脲膳食風險評估

0氯吡蝽在國內(nèi)外的使用情況[研究意義]近年來，植物生長活性劑的使用有所增加，引起了消費者對植物生長添加劑殘余的廣泛擔憂。其中網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)媒體廣泛關(guān)注的很多典型事件都與氯吡脲的使用有關(guān),如“頂花帶刺”的黃瓜和未成熟先爆裂的西瓜?！厩叭搜芯窟M展】氯吡脲最早由美國Sandoz公司確證其植物生長調(diào)節(jié)劑功能,日本協(xié)和發(fā)酵工業(yè)株式會社首先開發(fā)成功并于1989年獲得專利。目前在美國、日本、歐盟、澳大利亞、新西蘭、印度和南非等很多國家都已獲得使用登記,登記的使用范圍包括葡萄、獼猴桃、西瓜、甜瓜、茄子、煙草等多種作物。國內(nèi)于1987年由四川大學(xué)合成成功,1988起進行應(yīng)用評價試驗,1992年獲準臨時登記生產(chǎn)。目前有9家企業(yè)生產(chǎn)的氯吡脲產(chǎn)品登記用于黃瓜、西瓜、甜瓜、葡萄、獼猴桃和枇杷等作物,前幾年也曾臨時登記用于臍橙。近年氯吡脲的使用量顯著增加,已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上廣泛使用的一種新的高效植物生長調(diào)節(jié)劑,主要應(yīng)用于水果和果菜類作物的花期至幼果期,達到提高坐果率、促進果實生長和增加產(chǎn)量等目的。除主要用于上述登記使用的作物外,其它水果和果菜類作物偶爾有使用?！颈狙芯壳腥朦c】在歐盟、美國、澳大利亞和日本等很多發(fā)達國家,氯吡脲的登記使用都有詳細的評估報告。中國雖然也按照自身的登記管理規(guī)范進行了評估,但未見有公開的氯吡脲膳食攝入風險的綜合評估報告?！緮M解決的關(guān)鍵問題】為明確中國人群的氯吡脲膳食攝入風險,筆者采用國內(nèi)外可以獲得的氯吡脲毒理學(xué)數(shù)據(jù)、國內(nèi)人群的膳食數(shù)據(jù)、在國內(nèi)完成的規(guī)范的氯吡脲殘留試驗數(shù)據(jù)、中國的市場農(nóng)產(chǎn)品氯吡脲殘留監(jiān)測數(shù)據(jù)和殘留管理標準,以及農(nóng)藥殘留國家估計膳食攝入量和理論最大膳食攝入量評估方法,對中國各類人群的氯吡脲膳食攝入風險進行評估。1評估方法1.1根據(jù)標準化殘留試驗數(shù)據(jù)測定食品攝入風險1.1.1其他加工食用農(nóng)產(chǎn)品的規(guī)范化管理(1)式中,NEDI——國家估計每日攝入量(nationalestimateddailyintake),單位μg·kg-1bw·d-1;STMRi——第i類初級食用農(nóng)產(chǎn)品的規(guī)范試驗殘留中值(supervisedtrialsmedianresidue),單位mg·kg-1;STMR-Pi——第i類加工食用農(nóng)產(chǎn)品的規(guī)范試驗殘留中值(supervisedtrialsmedianresidue,processedcommodity),單位mg·kg-1;Fi——第i類食用農(nóng)產(chǎn)品的消費量(consumptionoffoodagro-producti),單位g/d;bw——人群平均體重(bodyweight),單位kg。氯吡脲的慢性攝入風險用國家估計每日攝入量占ADI的百分率表示,計算公式如下:(2)式中,ADI——每日允許攝入量(acceptabledailyintake)單位為μg·kg-1bw·d-1,本文中氯吡脲的ADI值采用美國環(huán)保局確定的70μg·kg-1bw·d-1;%ADI——占ADI的百分率(percentageofADI)。當%ADI≤100%時,表示慢性風險可以接受,%ADI越小,風險越小;當%ADI>100%時,表示有不可接受的慢性風險,%ADI越大,風險越大。1.1.2急性風險的計算按照產(chǎn)品的性質(zhì),分4種不同情景進行評估,但本文評估的產(chǎn)品只涉及下列2種情景:1.1.2.1產(chǎn)品的單個重量大于25g但小于大份餐,該產(chǎn)品的一餐量可能含有高于混合樣本的殘留水平該情景下用公式(3)計算國家估計短期攝入量:(3)式中,NESTI——國家估計短期攝入量(nationalestimatedshort-termintake),單位μg·kg-1bw·d-1;LP——大份餐(largeportionconsumed),即某類食品一餐的最大消費量,一般以日消費量的97.5百分位點值為準,單位g/d;HR——最高殘留量(highestresidue),單位mg·kg-1;HR-P——加工農(nóng)產(chǎn)品的最高殘留量(highestresidueinaprocessedcommodity),單位mg·kg-1;Ue——以可食部分計的產(chǎn)品單個重量(unitweightoftheedibleportion),一般采用中值,單位g;v——變異因子(variabilityfactor),表示同一批產(chǎn)品中不同個體或同一個體中不同部位的殘留變異,定義為97.5百分位點殘留量與平均殘留量的商,一般取3。然后,分別用公式(4)和公式(5)計算急性風險和安全界限:(4)—(5)式中,ARfD——急性參考劑量(acutereferencedose),單位為μg·kg-1bw·d-1,本文中氯吡脲的ARfD值采用美國環(huán)保局確定的1000μg·kg-1bw·d-1;%ARfD——占急性參考劑量的百分率(percentageofARfD);SM——安全界限(safetymargin),單位mg·kg-1。當%ARfD≤100%時,表示急性風險可以接受,%ARfD越小,風險越小;當%ARfD>100%時,表示有不可接受的急性風險,%ARfD越大,風險越大。當產(chǎn)品的氯吡脲殘留量在安全界限以內(nèi)時,急性風險可以接受;反之,則有不可接受的急性風險。1.1.2.2產(chǎn)品的單個重量大于大份餐,該產(chǎn)品的一餐量可能含有高于混合樣本的殘留水平該情景下用公式(6)計算國家估計短期攝入量:然后,分別用公式(4)和公式(7)計算急性風險和安全界限:1.2未檢出樣品的檢測基于市場監(jiān)測數(shù)據(jù)的膳食攝入風險評估的計算公式與基于規(guī)范殘留試驗數(shù)據(jù)的評估類似,只是在NEDI計算中用市場產(chǎn)品殘留監(jiān)測數(shù)據(jù)的平均值代替STMRi(或STMR-Pi),在NESTI計算中用市場產(chǎn)品殘留監(jiān)測數(shù)據(jù)的99.5百分位點值代替HR(或HR-P)。葡萄和黃瓜產(chǎn)品的氯吡脲殘留監(jiān)測在2010—2011年進行,樣品采自浙江、河北、山西、重慶和黑龍江的農(nóng)產(chǎn)品批發(fā)市場、農(nóng)貿(mào)市場和大型超市。其中葡萄樣品共255個,產(chǎn)地包括浙江、河北、山西、山東、天津、新疆、四川、遼寧、海南和云南;黃瓜樣品共80個,產(chǎn)地包括浙江、河北、山西、山東、重慶、內(nèi)蒙古、遼寧和黑龍江。檢測方法采用“糧谷中486種農(nóng)藥及相關(guān)化學(xué)品殘留量的測定液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(GB/T20770-2008)”,檢出限0.006mg·kg-1。采用@risk軟件對監(jiān)測得到的葡萄和黃瓜中氯吡脲的殘留數(shù)據(jù)進行處理。在數(shù)據(jù)處理時假設(shè)監(jiān)測的每個樣品在其生產(chǎn)過程中都曾使用過氯吡脲,產(chǎn)品也都存在氯吡脲殘留,因此,所有的未檢出樣品也都是有殘留的,其殘留量分別在0至檢出限之間隨機取值。同時,利用@risk軟件的模擬抽樣功能,進行了10000次的模擬抽樣,擬合出葡萄和黃瓜的氯吡脲殘留分布,并根據(jù)殘留分布計算殘留的平均值和99.5百分位點值。1.3現(xiàn)有mri模式對消費者的保護水平的評估1.3.1保護水平的計算(8)式中,TMDI——理論最大每日攝入量(theoreticalmaximumdailyintake),單位μg·kg-1bw·d-1;MRLi——第i類食用農(nóng)產(chǎn)品的最高殘留限量(MRL),單位mg·kg-1?，F(xiàn)有MRL標準對消費者慢性攝入風險的保護水平用氯吡脲的ADI值與理論最大每日攝入量的商值表示,計算公式如下:(9)式中,CPLc——慢性風險的消費者保護水平(consumerprotectionlevel)。當CPLc≥1時,表示現(xiàn)有的MRL標準對消費者在慢性攝入風險方面的保護達到了可以接受的水平,CPLc越大,保護水平越高;當CPLc<1時,表示現(xiàn)有的MRL標準對消費者在慢性攝入風險方面的保護沒有達到可以接受的水平,CPLc越小,保護水平越低。1.3.2.1產(chǎn)品的單個重量大于25g但小于大份餐,該產(chǎn)品的一餐量可能含有高于混合樣本的殘留水平該情景下分別用公式(10)和公式(11)計算理論最大短期攝入量和急性風險的消費者保護水平:(10)—(11)式中,TMSTI——理論最大短期攝入量(theoreticalmaximumshort-termintake),單位μg·kg-1bw·d-1,CPLa——急性風險的消費者保護水平(consumerprotectionlevel)。當CPLa≥1時,表示現(xiàn)有的MRL標準對消費者在急性攝入風險方面的保護達到了可以接受的水平,CPLa越大,保護水平越高;當CPLa<1時,表示現(xiàn)有的MRL標準對消費者在急性攝入風險方面的保護沒有達到可以接受的水平,CPLa越小,保護水平越低。1.3.2.2產(chǎn)品的單個重量大于大份餐,該產(chǎn)品的一餐量可能含有高于混合樣本的殘留水平該情景下分別用公式(12)和公式(11)計算理論最大短期攝入量和急性風險的消費者保護水平:2結(jié)果2.1氯吡脲殘留試驗如上所述,氯吡脲在中國登記用于黃瓜、西瓜、甜瓜、葡萄、獼猴桃和枇杷等作物(表1)。從氯吡脲的登記、實際使用情況和相關(guān)農(nóng)產(chǎn)品的消費量分析,中國人群的氯吡脲膳食攝入來源主要是黃瓜、葡萄、西瓜和甜瓜,獼猴桃、枇杷及其它水果和果菜類產(chǎn)品也會有少部分的貢獻。上述6種登記使用作物中,國內(nèi)在獼猴桃、西瓜、甜瓜和黃瓜4種作物上已有規(guī)范的氯吡脲殘留試驗報告發(fā)表,規(guī)范試驗殘留中值(STMR)為0.0022—0.023mg·kg-1,最高殘留值(HR)為0.0029—0.037mg·kg-1(表2)?？紤]到還有2種作物沒有公開的殘留試驗數(shù)據(jù),實際生產(chǎn)中農(nóng)藥使用的規(guī)范性相對較差,超登記范圍使用尚難避免等現(xiàn)實情況,按照最大風險原則,假設(shè)所有的水果和蔬菜都使用了氯吡脲,水果和蔬菜中的殘留量采用已做過殘留試驗的4種作物中STMR最高的數(shù)值來評估其長期膳食攝入的慢性風險。結(jié)果顯示各類人群氯吡脲的國家估計每日攝入量在0.117—0.318μg·kg-1bw·d-1,只占ADI的0.17%—0.45%,慢性膳食攝入風險很低(表3)。短期膳食攝入急性風險評估結(jié)果,獼猴桃、西瓜、甜瓜和黃瓜消費帶來的氯吡脲國家估計短期攝入量在0.06—1.33μg·kg-1bw·d-1,只占ARfD的0.01%—0.13%,雖然不同產(chǎn)品之間以及兒童與成人之間有明顯差異,但總的來說,急性風險也都很低,氯吡脲的最高殘留水平遠低于安全界限(表4)。2.2長期膳食:氯吡脲根據(jù)中國市場上葡萄和黃瓜產(chǎn)品的氯吡脲殘留監(jiān)測結(jié)果,擬合得到葡萄和黃瓜氯吡脲殘留分布如圖所示。根據(jù)該殘留分布模型,葡萄和黃瓜氯吡脲殘留的均值分別為0.0044和0.0032mg·kg-1,99.5百分位點值分別為0.0114和0.0108mg·kg-1。長期慢性膳食攝入估計應(yīng)包括所有主要的膳食來源,而現(xiàn)有的市場監(jiān)測數(shù)據(jù)僅有葡萄和黃瓜。本文按照最大風險原則,假設(shè)所有水果和蔬菜在生產(chǎn)過程中均使用了氯吡脲,并在產(chǎn)品中殘留,長期膳食攝入估計時,其平均殘留量采用2種監(jiān)測產(chǎn)品中殘留量較高的葡萄的殘留均值。評估結(jié)果表明各類人群國家估計每日攝入量在0.022—0.061μg·kg-1bw·d-1,僅占ADI的0.03%—0.09%(表4),顯示慢性膳食攝入風險非常低。短期急性膳食攝入估計時殘留量采用99.5百分位點值,評估結(jié)果顯示,氯吡脲的國家估計短期攝入量在0.20—0.83μg·kg-1bw·d-1,只占ARfD的0.02%—0.08%(表5)。雖然不同產(chǎn)品之間以及兒童與成人之間有明顯差異,但總的來說,氯吡脲的急性膳食攝入風險很低,葡萄和黃瓜99.5百分位點的氯吡脲殘留量也遠低于安全界限。2.3氯吡脲mrl標準目前中國共制定了獼猴桃、葡萄、西瓜、甜瓜和黃瓜5種農(nóng)產(chǎn)品的氯吡脲MRL標準。與國外主要國家(地區(qū))的相應(yīng)標準比較顯示,中國的獼猴桃和葡萄的MRL標準與歐盟和韓國一致,嚴于日本,寬于澳大利亞、美國和加拿大;西瓜、甜瓜和黃瓜的MRL標準與日本一致,寬于澳大利亞、美國、加拿大、歐盟和韓國(表6)[20,21,22,23,24,25,26,27,28]。總體來看,中國已制定的氯吡脲MRL標準與主要發(fā)達國家相近或少偏寬松。同時,這5個MRL標準值也都顯著大于上述相應(yīng)的規(guī)范殘留試驗得到的最高殘留值和市場監(jiān)測的99.5百分位點殘留值,說明只要按照規(guī)范使用,可以保證產(chǎn)品的氯吡脲殘留符合標準。在理論最大每日攝入量的估計中,按照最大風險原則,假設(shè)所有的果蔬作物使用氯吡脲,在產(chǎn)品中的殘留按現(xiàn)有MRL標準中最高的限量值0.1mg·kg-1計。結(jié)果表明中國各類人群的理論最大每日攝入量為0.51—1.38μg·kg-1bw·d-1,只占ADI值的0.73%—1.97%,現(xiàn)有的氯吡脲MRL標準對消費者慢性膳食風險的保護水平達51—138倍。中國成人(30—44歲)和兒童(4—6歲)通過消費葡萄、獼猴桃、西瓜、甜瓜和黃瓜可能帶來的氯吡脲理論最大短期攝入量在0.64—23.25μg·kg-1bw·d-1,只占ARfD值的0.06%—2.33%,這些果蔬產(chǎn)品的氯吡脲MRL標準對消費者急性膳食風險的保護水平達43—1564倍(表7)。3討論3.1鼠慢性毒性試驗結(jié)果國際上的毒理學(xué)研究顯示,氯吡脲對鼠的急性經(jīng)口LD50為4902mg·kg-1bw,屬于低毒;兔急性經(jīng)皮LD50≥2000mg·kg-1bw,也屬于低毒;鼠急性吸入LC50≥3.0mg·L-1,屬于無毒;兔眼睛刺激性為中等強度,但對皮膚無刺激性。鳥類急性經(jīng)口LD50≥2250mg·kg-1,亞急性LC50≥5620mg·kg-1,均為低毒。對冷水魚和溫水魚的LC50分別>9.2mg·kg-1和>8.8mg·kg-1,屬于中等毒性。慢性和亞慢性試驗結(jié)果表明,氯吡脲只對鼠腎臟有輕微的影響,而對其它器官無影響,也無神經(jīng)毒性、致癌或內(nèi)分泌干擾毒性。為期2年的鼠慢性毒性試驗結(jié)果,觀察到的有害作用最低劑量(LOAEL)為:雄性93mg·kg-1·d-1,雌性122mg·kg-1·d-1;最大無作用劑量(NOAEL)為:雄性7mg·kg-1·d-1,雌性9mg·kg-1·d-1。兔急性影響試驗結(jié)果,對眼有輕微的刺激性,NOAEL為≥100mg·kg-1·d-1。代謝研究結(jié)果表明,氯吡脲在葡萄、蘋果和獼猴桃樹中的代謝途徑相似,首先是苯基的3或4-位被羥基化,然后酚羥基與糖基結(jié)合。植物體內(nèi)的整個代謝過程中未發(fā)現(xiàn)有毒理學(xué)關(guān)注意義的代謝物,因此,氯吡脲在植物體中的殘留物定義僅為母體化合物。大鼠經(jīng)口試驗顯示,口服攝入的氯吡脲可迅速被消化道吸收,代謝途徑與植物類似,主要是對苯環(huán)的羥基化,然后再迅速地形成硫酸酯結(jié)合物,經(jīng)尿排出,羥基氯吡脲則通過糞便排出?，F(xiàn)有的毒理學(xué)試驗結(jié)果表明,氯吡脲對人和環(huán)境都是比較安全的。在動物毒理學(xué)試驗獲得NOAEL的基礎(chǔ)上,采用物種和個體差異各10倍的不確定系數(shù),得到人的每日允許攝入量(ADI)和急性參考劑量(ARfD)等膳食風險的毒理學(xué)終點。雖然美國的食品質(zhì)量保護法(FQPA)要求額外考慮亞人群之間的敏感性差異,但美國環(huán)保局(EPA)確定的氯吡脲對各類人群(包括嬰兒和兒童)的FQPA安全系數(shù)均為1。目前,歐盟、美國、澳大利亞和日本評估后確定的氯吡脲ADI值分別為0.05、0.07、0.07和0.093mg·kg-1bw;歐盟和美國確定的氯吡脲ARfD值均為1.0mg·kg-1bw,而澳大利亞的評估報告認為沒有必要制定氯吡脲的ARfD值。3.2氯吡脲急性膳食風險評估結(jié)果基于殘留試驗和市場監(jiān)測的氯吡脲慢性膳食風險評估結(jié)果,中國各類人群的國家估計每日攝入量分別只占ADI的0.17%—0.45%和0.03%—0.09%。而美國、歐盟和澳大利亞的評估結(jié)果分別為占ADI的0.05%—0.3%、0.0025%(成人)和<0.1%。其中美國和澳大利亞與中國基于市場監(jiān)測的評估得到的風險程度相近,歐盟則更低一點,而中國基于殘留試驗的評估結(jié)果則稍高于其它國家?；跉埩粼囼灪褪袌霰O(jiān)測的氯吡脲急性膳食風險評估結(jié)果,中國人群的國家估計短期攝入量分別只占ARfD的0.01%—0.13%和0.02%—0.08%,而美國為占ARfD的0.02%—0.08%,與筆者的評估結(jié)果非常接近?？傮w來說,中國人群的氯吡脲膳食攝入風險非常低,且與主要發(fā)達國家的評估結(jié)果相近。目前中國共有獼猴桃、葡萄、西瓜、甜瓜和黃瓜5種農(nóng)產(chǎn)品的氯吡脲MRL標準。假設(shè)所有的果蔬作物使用氯吡脲,產(chǎn)品殘留為現(xiàn)有5種產(chǎn)品MRL標準中最高的限量值0.1mg·kg-1。這樣的限量標準對消費者慢性膳食風險的保護水平達51—138倍。而5種產(chǎn)品的氯吡脲MRL標準對消費者急性膳食風險的保護水平達43—1564倍?？梢姮F(xiàn)有的氯吡脲MRL標準對消費者健康的保護水平非常高。3.3風險評估中的主要不確定因素分析3.3.1市場監(jiān)測效果本文評估中所用的氯吡脲殘留數(shù)據(jù)來源于殘留試驗和市場農(nóng)產(chǎn)品的殘留監(jiān)測。但殘留試驗僅有獼猴桃、西瓜、甜瓜和黃瓜4種作物的數(shù)據(jù),且其中的甜瓜數(shù)據(jù)偏少;市場監(jiān)測也僅有葡萄和黃瓜2種產(chǎn)品的數(shù)據(jù)。為了彌補殘留數(shù)據(jù)的不確定性,在氯吡脲長期膳食攝入評估中按照最大風險原則,假設(shè)所有的水果和蔬菜都使用了氯吡脲,基于殘留試驗和市場監(jiān)測的評估中果蔬產(chǎn)品的殘留量分別采用已做過殘留試驗的4種作物中STMR最高的數(shù)值和2種監(jiān)測產(chǎn)品中殘留量較高的葡萄的殘留均值。筆者認為,經(jīng)過處理之后,對長期膳食慢性風險的評估總體上是偏于保守的。但由于上述的評估結(jié)論已顯示慢性風險很低,因此,對最終結(jié)論基本無影響。3.3.2氯吡脲的長期膳食觀念產(chǎn)品量的影響本文中氯吡脲的長期膳食攝入評估的膳食數(shù)據(jù)采用衛(wèi)生部在2002年進行的中國居民營養(yǎng)與健康狀況調(diào)查資料,這是目前可以獲得的能全面系統(tǒng)反映中國居民膳食情況的最新數(shù)據(jù)。不可否認,2002年以來,中國居民的膳食結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生了一定的變化,其中果蔬的消費量總體上可能會有所增加。但氯吡脲的長期膳食攝入評估采用的食物消費量是果蔬的總量,而可能存在殘留的只是其中的部分產(chǎn)品,因此完全可以抵消可能的消費量增加,不存在因此造成低估風險的可能。另外,由于中國目前尚未見有可用于短期膳食攝入評估的大份餐調(diào)查數(shù)據(jù),本文從全球環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)/食品污染監(jiān)測與評估計劃(GEMS/Food)提供的部分國家的大份餐數(shù)據(jù)中選擇最高的用于氯吡脲的短期膳食攝入評估。筆者認為,本文選用的大份餐數(shù)據(jù)與中國居民實際的情況會有一些差異,其中多數(shù)產(chǎn)品可能是偏向于高估的,但由于上述的評估已經(jīng)顯示急性風險很低,因此,對最終結(jié)論基本無影響。3.3.3監(jiān)獄比較評估中的化合物雖然FAO/WHO農(nóng)藥殘留聯(lián)合專家委員會(JMPR)尚未對氯吡脲進行評估,但歐盟、美國、澳大利亞和日本已確定氯吡脲的ADI值分別為0.05、0.07、0.07和0.093mg·kg-1bw;歐盟和美國確定的氯吡脲ARfD值均為1.0mg·kg-1bw,而澳大利亞的評估結(jié)論是沒有必要制定氯吡脲的ARfD值。這些毒理學(xué)終點都是以符合良好實驗室規(guī)范(GLP)要求的毒理學(xué)研究為基礎(chǔ),分別由歐盟委員會健康和消費者保護總司(EuropeanCommissionHealth&Consum