有机磷农药残留风险评估
1 有机磷农药化学特性
有机磷是磷酸的酯，由磷酸与三种醇连续反应生成。它们被用作溶剂、杀虫剂、阻燃剂和增塑剂。有机磷农药（OPs）主要是磷、磷硫或磷硫酸的酯类、酰胺类或硫醇类衍生物，广泛应用于农业、商业建筑或家庭和花园中防治昆虫病害[1]。大部分OPs属于有机硫代磷酸亚基，其官能团为硫代磷酸P=S键。敌畏和草甘磷主要是P=O键。许多有机硫代磷酸酯（OTPs）由硫转化为毒性较高的氧。这种转化发生在人体内的肝酶和环境下的氧气和光的影响。氧和硫都被水解成毒性较低的烷基磷酸盐，并在排泄前进一步身体代谢。OPs包括超过100种化合物，根据IPCS INCHEM(国际化学品安全规划)和美国EPA(美国环保署),他们被归类为“剧毒”(HT)（老鼠口服LD50值小于50毫克/公斤）“适度有毒”(MT) （LD50值超过50毫克/公斤,低于500毫克/公斤）[2]。
2 接触有机磷农药的途径
一般人口通过家庭使用杀虫剂产品和消费受污染的饮料和食品而在环境上接触OPs。职业性暴露人群包括农药行业工作者从事的生产活性成分或制备配方和农业工人可能从事混合物的制备和应用作为不同的活动的一部分,包括重返以前治疗领域和专业涂抹器。接触杀虫剂也影响从事公共卫生应用的工人。每个人群的主要接触途径各不相同。一般人群以摄入为主，职业性暴露组以吸入和皮肤吸收为主[3]。室内工作人员主要通过吸入接触，较少通过皮肤吸收接触;室外工作人员主要通过皮肤接触和吸入接触（小于10%)。皮肤的吸收量因药剂的不同而不同，通过眼睛暴露也可能是通过蒸气、粉尘或气溶胶，这甚至可能导致全身中毒。OPs的毒性几乎完全是由于乙酰胆碱酯酶(AChE)的抑制，这是一种神经末端的酶，导致乙酰胆碱的积累，引起人体呼吸、心肌和神经肌肉传导损伤[2]。
当OPs进入人体后，通过两步代谢途径代谢为特异性和非特异性代谢产物。非特异性代谢物为二烷基磷酸(DAPs)，可分为二甲基磷酸(DMPs)和二乙基磷酸(DEPs)。DMP包括二甲基磷酸(DMP)、二甲基硫代磷酸(DMTP)和二甲基二硫代磷酸(DMDTP)，DEP包括二乙基磷酸(DEP)、二乙基硫代磷酸(DETP)和二乙基二硫代磷酸(DEDTP)[4]。
3 有机磷农药在食物中的残留
有研究表明，某些特定的食物是人类接触OPs的来源。即使这些食物中的化合物含量很低，也可能会对人类健康造成风险，因为它们的食用寿
命很长。橄榄油、奶制品、蔬菜和水果在某些情况下可能会被有机磷和其他残留物（包括有机氯化合物）污染。特别是，有机油品和传统的橄榄油中都检测到了芬瑟酮和乐果。传统橄榄油的农药残留量较高（有研究表明芬瑟酮和乐果残留量分别为122.2-170.2 ng/g和22.6-27.1 ng/g)，但在有机油品中也能检测到农药残留量(有研究表明芬瑟酮和乐果残留量分别为3.5-21.5 ng/g和1.0-9.8 ng/g)[5]。近年，有一项研究对3483份食品和蔬菜样本进行了有机磷、有机氯和合成拟除虫菊酯分析。至于OPs，除菜花和南瓜外，所有收集的食物样本均检出乐果和甲基吡咪磷。来自希腊不同地区的水果样品(桃子、葡萄、香蕉、苹果、梨、草莓)中也检测到农药残留。在所有水果样品中检出了二嗪农、乐果酸、二磺隆对氧甲基等。大多数检测到的浓度低于欧盟规定的最大残留限量(MRLs)值。根据每个水果的产地，地理位置相近的地区有相似的残留模式，反映了相似的虫害保护要求和杀虫剂的使用。桃子和梨的果皮和果肉中同样可以检测到农药，而苹果主要在果皮上。
4 室内环境中的杀虫剂
除食物、空气和粉尘外，室内环境中的农药由于存在于室内环境中，已被证明是农药的重要来源。有研究表明，农场工人房屋中就有11种OPs 的存在，这些OPs存在于不同的空间场所中，包括房屋灰尘、室内和室外空气，以及各种表面、玩具、棉质袜子和工作服。毒死蜱、二嗪农和马拉硫磷在所有基质中均检测到，敌敌畏在室内外空气和表面擦拭中均检测到。在玩具擦布中检测到甲胺磷，在棉袜中检测到乐果，在工作服中检测到有机磷，而在任何基质中检测不到氮磷甲基、氯嘧磷氧和甲基磷。所有基质都被至少三种(室内灰尘)和最多五种OPs(玩具擦拭)污染。这项特别的研究还发现，婴幼儿配方奶粉和食品中的农药残留可能来自儿童的手或受污染的室内灰尘。
可以通过不同的方法估计人类接触杀虫剂的情况。所谓的“外部接触方法”仅根据环境基质中农用化学品的存在情况提供估算。通过与最大残留限量（MRLs）的比较进行风险评估。这种方法的局限性在于，个体之间的饮食习惯不同，接触杀虫剂的来源多种多样，这对实际摄入量有显著影响。风险评估只能通过定义理论最大日摄入量(TMDI)来进行。考虑到污染物在不同食物和饮料中的浓度，并根据被评估人群所遵循的典型饮食的现有数据来估计摄入量，可以更可靠地估计接触量[6]。这种方法可以给出估计日摄入量(EDI)的定义，该定义还可以考虑每种食物的可食用部分。这种方法的一个局限是，国家/地方饮食的详细数据并不总是可用的。第三种方法是基于内部剂量测量(“内部剂量法”)来估计摄入量，研究人员很少采用这种方
法。通过与特定的指导值进行比较进行风险评估，并计算危险指数(HI)，以评估累积健康风险。
5 有机磷农药残留风险评估方法
在现实生活中，人类暴露于不同类别农药和环境污染物的混合物中，可能具有协同和相加效应。由于风险评估通常侧重于个别化合物，目前的管理方法并不评估混合物中存在的化学品的总体风险。因此，在风险评估方法的选择上一般都以浓度相加法为基础。最常用的几种联合暴露评估方法包括危害指数法、分离点指数法及相对毒效因子法[7]。
5.1 危害指数法( HI)
适用于毒性相似且具备反应剂量关系的一组化合物，其单个化合物的关键效应可通过剂量-反应关系确定，再通过不确定因子外推得到安全参考剂量。一般是将无作用剂量外推100 倍，获得其安全参考剂量：急性参考剂量( ARfD)和每日允许摄入量( ADI) ，其中ARfD 用于描述急性毒性，ADI 用于描述慢性毒性。单个化合物的暴露量与其安全参考剂量的比值则为该单个化合物的风险，将不同化合物的风险相加即得到联合暴露风险。其计算方法见公式( 1)。 HI = ∑=n i RfDi Ei 1
( 1) 式中 Ei 为单个化合物的暴露量，RfDi 是单个化合物的安全参考剂量。虽然“安全参考剂量”在不同国家的具体表现形式不同，但其实际意义相同。当 HI ＜1，表明联合暴露风险可以接受; HI ＞1，则表明存在潜在的健康风险。
该方法使用快速简便，易于理解，适用于以初步筛查为目的的联合暴露评估。但是由于该方法是基于健康参考剂量进行计算的，因此对于超过健康参考剂量的风险无法进行准确的描述。此外，参考剂量的使用也包含了不确定因子，参考剂量未必能够代表不同化合物真实的毒理学意义上的量。
5.2 分离点指数法( PODI)
分离点指数法中的分离点一般采用基准剂量( BMD)或无作用剂量表示，将每个化合物的暴露量与其分离点的比值相加得到联合毒性效应。其计算方法见公式( 2)。 PODI = ∑=n i PODi En
1 ( 2)
式中PODI 是联合暴露的风险指数， POD 是每个化合物的分离点，求出 PODI 后再乘以不确定因子，若结果＜ 1，表明其联合暴露风险为可以接受。
欧盟食品安全局建议使用PODI 代替HI 。分离点指数法比危害指数法更加明确，不需要在计算过程中引入不确定因子，而是直接采用实验数据，最后再引
入不确定因子。整体来看，分离点指数法在国际上暂无统一的评价方法是有待归纳总结之处。目前较为常用的方法是通过乘以一定的不确定因子把 PODI 转化成“风险杯”单位。如可以采用不确定因子 100，则当风险杯数值大于等于1 时，表明联合暴露风险为可以接受。
5.3 相对毒效因子法( RPF)
适用于评估同一类别的化合物，要求受试农药具有一样的毒理学终点、相同的持续时间和暴露途径。每种农药的毒性效应通过指数化合物表示，指数化合物一般选择混合物中较为典型、且研究数据比较充分的化合物。将混合物中各农药乘以其毒效因子，转化成指数化合物的等量物，相加后即得到联合暴露浓度。将联合暴露浓度与指数化合物的参考值进行比较，若联合暴露浓度低于指数化合物的参考值，则认为风险可以接受; 反之，则认为该残留水平可能存在风险。美国环保局制定了 4 组化合物的相对毒效因子(RPFs) : 二噁英、多氯联苯、多环芳烃和有机磷农药，并在其指南中给出了RPF 的计算方法，见公式( 3)。
Cm = ∑=n
i RPFk Ck 1* ( 3)
式中，Cm 是以指数化合物表示的混合物浓度; Ck 为化合物 k 的浓度;RPFk 是化合物 k 相对于指数化合物的毒效因子。
相对毒效因子法优点明显，通俗易懂，能够根据指数化合物的数据以及同类化合物的相对毒效因子求得联合暴露的风险。但是，其存在联合暴露风险结果的准确性依赖于指数化合物数据的准确性的弊端，一旦指数化合物不确定性较大，将增大整个联合暴露风险结果的不确定性，因此在选择指数化合物时需要确定比较明确的原则。
6.展望
世界各地的研究表明，人们受有机磷农药残留的影响因年龄、性别、饮食和生活方式、教育水平和农药管制而存在显著差异。总体趋势是农村居民与城市居民相比暴露程度较高。儿童接触农药是偶发性的，而不是系统性的，尽管由于接触带回家的农药，系统性接触可能发生在农场工人的家中。个人防护措施的使用对减少农业工人及其家庭成员接触有机磷及其它农药具有显著的积极影响。
参考文献：
[1] 李正名. 农药化学的新进展[J]. 科技导报, 1991, 9(9103): 45-48. [2]
文一. 有机磷农药的联合毒性及其毒理学机理研究[D]. 北京: 中国农业科学院, 2008. [3]
戴新新. 有机磷农药中毒的急救与护理体会[J]. 中国现代医生, 2007, 45(11Z): 102-102. [4] 卜俊, 颜零, 沈彦, 等. 有机磷农药中毒的人体血液致死浓度探讨[J]. 法医学杂志, 2001,
17(1): 21-24.
[5]刘纲勇, 黄锦波. 气相色谱法测定橄榄油中22 种有机氯农药[J]. 理化检验-化学分册,
2020, 56(5): 606.
[6]南京熙. 蔬菜中有机磷农药快速检测方法的建立及农药残留风险研究[D]. 延边大学, 2015.
[7]隋海霞, 杨大进, 蒋定国, 等. 相对效能因子法在有机磷农药慢性累积膳食风险评估中的应
用研究[J]. 中国食品卫生杂志, 2016, 28(4): 523-528.