GC/LC-Q/TOF MS 測定當歸中農藥殘留及膳食風險評估

常巧英，楊志敏，白若鑌，邱國玉，李 堅，朱仁愿，張虹艷，閆 君，吳福祥*

（1.中國檢驗檢疫科學研究院，北京 100176；2.蘭州市食品藥品檢驗檢測研究院，食品中農藥獸藥殘留監控重點實驗室，甘肅 蘭州 730050；3.中原食品實驗室，河南 漯河 462300；4.甘肅藥業集團科技創新研究院有限公司，甘肅 蘭州 730050）

當歸（Angelicae sinensis（Oliv.）Diels.）為傘形科當歸屬草本植物，以干燥根入藥，屬藥食兩用物質。隨著中醫藥大健康產業的蓬勃發展，當歸的需求量隨之增大。當歸在種植過程中主要以化學農藥防治病蟲害，但農藥的不規范施用不僅會導致農藥殘留超標、環境污染，還可能給人體健康造成潛在危害。因此，明確當歸中農藥殘留狀況并進行風險評估是非常必要的，可為當歸的安全生產、品質監管以及最大殘留限量（MRLs）的制定等提供科學依據。

藥食同源中藥材通過飲食發揮治療和保健效果，其農藥殘留狀況及健康風險備受關注。氣相色譜-串聯質譜（GC-MS/MS）和液相色譜-串聯質譜（LC-MS/MS）等靶向檢測技術已應用于大樣本中藥材中農藥殘留的分析，初步積累了枸杞、黨參、金銀花等100 多種中藥材中農藥殘留的監測數據，并開展了風險評價［1-3］。有文獻研究在1 771 批次中藥材中共檢出136 種農藥殘留，其中包括35 種禁用的劇毒農藥。其膳食風險評估結果顯示，山楂、枸杞子、肉豆蔻的急性風險和慢性風險均為不可接受［1］。而另一組1 017批中藥材樣品中168種農藥殘留的檢測數據顯示，89.2%的樣品檢出1種或多種農藥殘留。雖然大部分中藥材的農藥殘留暴露量為可接受水平，但其中檢出17 種禁用農藥，應加大管控力度［2］。針對根莖類中藥材中農藥殘留研究的報道較多，對人參、西洋參、太子參、丹參、黨參和北沙參等6種420 例樣品中295 種農藥的檢測結果顯示，最常檢出的農藥為多菌靈（≥47.14%）和苯胺靈（≥40%）［3］。而另兩種根莖類中藥材三七和川芎，分別檢出了249 種和136 種農藥殘留，檢出率在68.69%~100%之間。其短期、長期和累積風險遠低于可能造成健康風險的水平，但克百威、甲拌磷砜、甲拌磷亞砜、甲基異柳磷、特丁硫磷砜和特丁硫磷亞砜等6種禁用農藥的檢出，值得關注［4-5］。此外，有團隊分析了藥用花蕾中的農藥殘留及健康風險，在151 批金銀花樣品中檢測137 種農藥，至少檢出1~31 種農藥或其代謝物的樣品占比99.3%，含量為0.001~3.087 mg/kg。多菌靈、氯苯脲、吡蟲啉、毒死蜱和啶蟲脒的檢出率較高。在特定人群（嬰兒、孕婦或哺乳期婦女）中，克百威的急性危險系數（HQa）為1.54，表明具有潛在的急性健康風險［6］。

近年來，符合中藥使用特點的風險評估技術體系日漸完善，不同類型化合物的評估方法包括：風險排序法，以農藥毒性、毒效、膳食比例、施藥頻率、高暴露人群和殘留水平等指標的賦值分數進行計算并風險排序；此外，基于農藥殘留量、消費量、每日允許攝入量、急性參考劑量應用危害商數（HQ）和危害指數（HI）量化農藥殘留所造成的急性、慢性和累積風險，以進行膳食暴露評估。

關于農藥殘留風險評估的研究目前在果蔬［7-10］中報道較多，近年來也有藥食兩用品種（如黃芪、黨參、枸杞、人參、三七、陳皮、金銀花等）的相關報道［3，11-14］，但關于當歸中農藥殘留風險評估的報道較少。農藥殘留檢測屬于痕量分析，色譜-質譜技術是目前應用最廣泛的農藥多殘留檢測技術。當歸中農藥殘留檢測主要采用氣相色譜-串聯質譜法［15-18］、液相色譜-串聯質譜法［19-22］等儀器方法，近年來也有免疫分析法的應用［23］，但由于免疫分析法是基于抗原抗體特異性結合的一種分析技術，適用于同一類少量農藥的檢測，對同一樣品中多種農藥殘留分析需要多種農藥抗體進行多次檢測。本研究基于氣相色譜-四極桿飛行時間質譜（GC-Q/TOF MS）和液相色譜-四極桿飛行時間質譜（LC-Q/TOF MS）測定了100 例市售當歸樣品中989 種農藥，并對其殘留農藥的整體情況進行了分析，著重對檢出率高的27種農藥通過風險排序對風險等級進行歸類，采用點評估方式計算單個農藥的慢性膳食攝入和急性膳食攝入暴露風險，通過危害指數法聯合評價多種農藥的累積暴露風險，明確當歸中主要的農藥風險因子，以期為當歸中需要重點監控的農藥提供參考依據，并為其他中藥材的農藥殘留風險評估提供借鑒。

1 實驗部分

1.1 樣品來源

當歸樣品隨機購自市售，共100例。

1.2 儀器與試劑

Agilent 1290 Infinity II LC-6545 Q/TOF MS液相色譜-飛行時間質譜聯用儀，配有雙噴射電噴霧電離源（美國Agilent 公司）；Agilent 7890B GC-7250 Q/TOF MS 氣相色譜-飛行時間質譜聯用儀（美國Agilent公司）；N-EVAP氮吹儀（美國Organomation）；KDC-40離心機（中科中佳儀器有限公司）；SR-2 DS振蕩器（日本AITEC），EL131旋轉蒸發儀（瑞士Buchi公司）。

989 種農藥標準品和2 種內標（莠去津-D5，環氧七氯）的純度均≥95%（天津阿爾塔科技有限公司）；冰醋酸、無水乙酸鈉、N-丙基乙二胺（40~60 μm）、十八烷基硅烷鍵合硅膠（40~60 μm）、硅膠（40~60 μm）、石墨化碳黑（40~60 μm）均為分析純（上海安譜公司）；無水硫酸鎂、NaCl 為分析純（天津光復科技有限公司）；甲酸、乙酸、正己烷為質譜純，乙腈、甲苯、甲醇為色譜純（美國Fisher公司）；固相萃取柱（Carb/NH2，500 mg/500 mg，沃特世科技有限公司）。

1.3 檢測方法及超標率的判定

前處理方法參照Chang 等［24］方法并改進。稱取3 g 樣品粉末置于50 mL 聚苯乙烯具塞離心管中，加入1%冰醋酸水溶液15 mL，渦旋使藥粉充分浸潤，放置30 min。再加入15 mL 乙腈，渦旋振蕩（300 r/min，10 min）。加入7.5 g 無水硫酸鎂和無水乙酸鈉混合粉末（4∶1），立刻搖散混勻（300 r/min，5 min），冰水浴中冷卻10 min，離心（4 200 r/min，5 min）。移取9 mL 上清液，置于預先裝有凈化材料的分散固相萃取凈化管（無水硫酸鎂900 mg，N-丙基乙二胺300 mg，十八烷基硅烷鍵合硅膠300 mg，硅膠300 mg，石墨化碳黑90 mg）中，渦旋振蕩（300 r/min，10 min），離心（4 200 r/min，5 min）。精密吸取5 mL 上清液于帶刻度離心管中，置于40 ℃旋轉蒸發儀濃縮至約0.4 mL，然后分別加入2.5 mg/L 莠去津-D5溶液（供LC-Q/TOF MS測定）和2.5 mg/L環氧七氯溶液（供GC-Q/TOF MS測定）各20 μL，分別用乙腈和乙酸乙酯稀釋至1 mL，渦旋混勻，過0.22 μm有機濾膜，置于進樣瓶中測定。

依據《中國藥典（2020 年版）》［25］和GB2763-2021［26］標準，對于有最大殘留限量（MRL）規定的農藥，其檢測結果按照上述標準判定；對無MRL 但有每日允許攝入量（ADI）規定的農藥，其檢測結果根據最大殘留限量估算值（eMRL）判定是否超標。

1.4 最大殘留限量估算值的計算

《中國藥典（2020 年版）》通則規定植物類中藥不得檢出33 類禁用農藥，并規定了定量下限；GB 2763-2021中將當歸歸屬為藥用植物，對42種農藥有MRL 規定；但在當歸樣品中實際檢出的農藥種類超過此范圍。根據歐洲藥典第8 版［27］計算無MRL 農藥的eMRL，計算公式為：eMRL=ADI×Bw/（100×IRd）。其中eMRL 為最大殘留限量估算值（mg/kg）；ADI 為每種農藥的每日允許攝入量（mg/kg）；Bw 為平均體重（60 kg）；IRd 為當歸的每日最大服用量（kg），參照《中國藥典（2020 年版）》的最大劑量為12 g，即0.012 kg；100 為安全因子，表示每日從當歸中攝取的農藥殘留量不大于每日允許攝入量（包括食物和飲用水）的1%。

1.5 農藥殘留風險排序

英國獸藥殘留委員會提出的獸藥殘留矩陣風險排序法［28］，目前在藥用植物中已有應用［14］。本研究借鑒此法對當歸中檢出的農藥以農藥毒性（A）、毒效（B）、膳食比例（C）、施藥頻率（D）、高暴露人群（E）和殘留水平（F）指標的賦值分數進行計算并風險排序。當歸樣品中各農藥的殘留風險分值（S）通過公式（1）計算，S值越高，殘留風險越大。

其中：A根據急性經口半數致死量（LD50）分為低毒、中毒、高毒和劇毒，農藥的LD50從中國農藥信息網查得，得分分別為2、3、4、5；B以GB2763-2021中ADI值計算，其中ADI值為＞1×10-2、1×10-4~1×10-2、1×10-6~1×10-4、＜1×10-6的得分分別為0、1、2、3；C是當歸占居民總膳食的百分率（%），施藥頻率D=施藥次數/生長天數，C 或D 指標值＜2.5、2.5~20、20~50、50~100 的得分分別為0、1、2、3；膳食比例根據《中國藥典（2020 年版）》一部的最大食用量為12 g，計算其比例低于2.5，則C 得分為0；通過調研，當歸一般生長周期為3年，施藥次數為2~3次，D值估算小于2.5%，則其得分為0；E是將暴露在特定人群的可能性設為0、不太可能、有可能、不確定，其對應分值分別為0、1、2、3，由于當歸是藥食兩用物質，可用于醫藥、飲食等，但尚無判定其為高暴露人群的相關數據，因此設其得分為3；F為未檢出（ND）、＜1MRL、1MRL~10 MRL、＞10MRL的得分分別為1、2、3、4。

1.6 暴露評估模型構建

1.6.1 膳食暴露量暴露風險評估是將食物中的污染物數據與膳食消費量數據相結合，通過統計學處理得到膳食暴露量的估計。點評估法簡便易行，常被用作暴露風險初篩和確定高風險污染物的評估方法。慢性膳食暴露量（EXPc）和急性膳食暴露量（EXPa）按照公式（2）和公式（3）計算。

其中：EXPc（mg/（kg.d））為慢性膳食暴露量；STMR（mg/kg）為農藥殘留實驗的平均殘留值；參照《中國藥典（2020 年版）》當歸的日平均最大消費量為6~2 g，P（kg/d）選取消費量中值9 g，LP（kg/d）選取消費量最大值12 g 計算；bw（kg）為平均體重，以60 kg 計；EXPa（mg/（kg.d））為急性膳食暴露量；HR（mg/kg）為農藥殘留實驗的最大殘留量。

1.6.2 慢性膳食風險和急性膳食風險評估慢性膳食攝入風險（%ADI）和急性膳食攝入風險（%ARfD）是國際用于評價各農藥慢性膳食攝入風險和急性膳食攝入風險的通用指標。%ADI或%ARfD值越小，其相應的風險越小。當%ADI 或%ARfD≤100%時，風險可接受；反之，則風險不可接受。%ADI 或%ARfD按照公式（4）和公式（5）計算。急性參考劑量ARfD（mg/kg）根據世界衛生組織數據庫［29］獲得。

1.6.3 累積風險評估危害指數法（HI）是常見的累積風險評估方法，HI 是各農藥的危害商（HQ）之和。危害商是各農藥暴露量（EXP）與其安全參考劑量（RV）的比值。HI用公式（6）計算：

HQ≤1或HI≤1時，表明累積暴露風險可以接受；當HQ＞1或HI＞1時，表明存在潛在的健康風險。

2 結果與討論

2.1 當歸中的農藥殘留總體情況分析

圖1 為加標樣品的GC/LC-Q/TOF MS 總離子流圖。100 批當歸樣品中有95 批樣品檢出（檢出率為95%），共檢出27 種農藥（見表1）。從表1 中可以看出，檢出率高于60%的農藥有2 種，分別為甲拌磷（64%）和毒死蜱（62%）；檢出率在10%~50%的農藥有6種，其中三唑醇的檢出率為40%；其余19種農藥的檢出率均低于10%。所有檢出農藥的含量為0.001 0~1.407 7 mg/kg，平均含量為0.001 3~0.278 0 mg/kg。當歸中檢出農藥的檢出率、毒性和類別對比如圖2所示。結果發現，檢出農藥中殺菌劑占比最高，約為37%，其次為殺蟲劑（約26%）和除草劑（約22%）。檢出農藥以低中毒農藥為主，占比為85.19%，高劇毒農藥占14.82%。甲拌磷、甲基異柳磷、特丁硫磷為《中國藥典（2020年版）》規定的禁用農藥，檢出67頻次；毒死蜱、三唑磷雖不是中藥材的禁用農藥，但屬于蔬菜中的禁用農藥，這些農藥均有檢出且甲拌磷和毒死蜱的檢出率較高，可見當歸中以有機磷農藥超標為主，此類農藥的不規范施用需要加強管理。

圖1 當歸中農藥殘留加標樣品的總離子流圖Fig.1 Total ion chromatograms of pesticides in spiked Angelicae sinensis

圖2 當歸中檢出農藥的檢出率、毒性和農藥類別對比Fig.2 Comparison of detection rate，toxicity and function of pesticides detected in Angelica Sinensis

表1 27種檢出農藥的殘留情況Table 1 Analysis of 27 detected pesticides

從檢出農藥的超標情況來看，《中國藥典（2020年版）》中除甲基異柳磷、甲拌磷、特丁硫磷規定了MRL外，其余24種農藥未制定當歸中MRL。100個當歸樣品中，有60個樣品農藥殘留超標，其中甲拌磷的超標率高達57%，甲基異柳磷為2%，特丁硫磷為1%。當歸在GB 2763-2021 中歸屬于藥用植物，其中42 種農藥制定了限量規定，但本研究檢出的27 種農藥中只有甲拌磷、甲基異柳磷和特丁硫磷有MRL，其余均未制定MRL。其中甲拌磷的MRL 為0.01 mg/kg，較中國藥典（0.02 mg/kg）嚴格，按該標準，本研究的樣品超標率高達64%；甲基異柳磷的MRL 和超標率與中國藥典相同。對GB2763-2021 中無MRL的農藥，通過估算eMRL 值對比甲拌磷、甲基異柳磷和特丁硫磷的MRL發現，絕大部分農藥的MRL與eMRL相近或MRL更趨嚴格。以eMRL判定超標率，則甲拌磷的超標率為52%，特丁硫磷為1%，噻唑磷為1%。整體上，甲拌磷的超標率最高；值得關注的是噻唑磷，目前中國藥典和GB 2763-2021中均無限量值規定。綜上可見，甲拌磷在當歸中的使用較為普遍且用藥超標現象嚴重，今后需加強監測。

2.2 農藥殘留的風險排序

按“1.5”方法進行農藥殘留風險排序。從圖3可以看出，27種農藥的殘留風險得分從高到低可分為4類，高風險農藥（S≥20）有3種，為甲拌磷、甲基異柳磷、特丁硫磷；中等風險農藥（15≤S＜20）有6種：毒死蜱、苯醚甲環唑、三唑磷、禾草敵、噻唑磷和2，4-滴異辛酯；低風險農藥（5≤S＜15）有11種：戊唑醇、吡唑醚菌酯、三唑醇、三唑酮、烯酰嗎啉、2甲4氯、甲哌、撲草凈、炔丙菊酯、四氟苯菊酯和草完??；極低風險農藥（S＜5）為7 種：多菌靈、灰黃霉素、蒽醌、嘧菌胺、氟樂靈、嘧菌酯和增效醚。由此可見，當歸中的高風險農藥均有最大殘留限量值規定，已被關注；今后需重點關注中等風險農藥并制定其最大殘留限量值。

圖3 當歸中27種檢出農藥的殘留風險得分Fig.3 Residual risk score for 27 pesticides detected in Angelica Sinensis

2.3 農藥殘留慢性和急性風險評估

2.3.1 慢性膳食攝入風險用公式（4）計算得各農藥的慢性膳食風險（見表2）。從表2 可以看出，27種農藥的慢性膳食攝入風險（%ADI）為0.000 1%~3.852 9%，平均值為0.290 8%，遠低于100%，且慢性累積暴露危害指數（HIc）為0.066 89，小于1。結果表明，當歸的慢性膳食攝入風險和累積攝入風險較低，其安全性風險可以接受。

表2 當歸中27種農藥的慢性風險評估和急性風險評估結果Table 2 Chronic risk assessment and acute risk assessment of 27 pesticide residues in Angelica sinensis

2.3.2 急性膳食攝入風險根據世界衛生組織數據庫，嘧菌酯和增效醚的ARfD 信息為不必要（Unnecessary）；2，4-滴異辛酯、蒽醌、嘧菌酯、噻唑磷、灰黃霉素、甲基異柳磷、嘧菌胺、甲哌、禾草敵、草完隆、增效醚、炔丙菊酯、撲草凈、四氟苯菊酯和氟樂靈15 種農藥未查到ARfD 數據，只有12種農藥進行急性風險評估（表2）。結果顯示，上述12種農藥的急性膳食攝入風險（%ARfD）為0.000 5%~0.563 1%，平均值為0.097 8%，遠低于100%。其中禁用農藥甲拌磷和特丁硫磷的%ARfD 較高，分別為0.563 1%和0.428 0%。急性累積暴露危害指數（HIa）為0.011 73，遠小于1，表明當歸的急性膳食攝入和累積攝入風險值均很低，可以接受。

3 結 論

本研究測定的100批市售當歸樣品中有95批樣品檢出農藥，共檢出27種農藥，以殺菌劑和低中毒性農藥為主。檢出農藥中存在違規使用禁用農藥現象，但多數處于痕量殘留水平。風險評估結果表明，當歸中的農藥累積暴露風險較小，現階段通過攝入產生的風險尚處于可接受范圍內。風險排序結果顯示，甲拌磷、甲基異柳磷和特丁硫磷是當歸中的高風險農藥，上述3 種農藥目前已在《中國藥典（2020年版）》和GB2763-2021限量值規定范圍內，但當歸中使用的大部分農藥缺少MRL，建議在日常檢驗中重點監控當歸中的中等風險農藥，補充和制訂中等風險農藥的限量標準。