伊朗市场大米中有机磷农药残留：基于蒙特卡洛模拟的膳食风险评估

《Journal of Agriculture and Food Research》：Organophosphorus Pesticide Residues in Iranian Market Rice: A Monte Carlo Simulation Approach for Dietary Risk Assessment

　　

尽管农药在控制农业害虫和显著提高作物生产力方面具有有效性，但其在食品中的残留可能对健康构成严重风险。本研究旨在调查伊朗市场大米样品中4种常用有机磷农药（OPs）的残留水平，并评估其对人群潜在的非致癌性和致癌性健康风险。

2024年冬季共采集36份大米样品，包括国产和进口产品。采用乙腈进行样品提取，并使用气相色谱-质谱联用（GC-MS）对有机磷农药残留进行定量。采用蒙特卡洛模拟方法，对参数变异性进行表征，并计算估计每日摄入量（EDI）、危害指数（HI）和癌症风险（CR）。

敌敌畏和二嗪农在所有国产大米样品中均被检出。二嗪农、敌敌畏和毒死蜱的平均残留水平均分别为64.4、37.9和10.5 μg/kg。值得注意的是，敌敌畏、二嗪农和毒死蜱的残留水平分别在69.4%、66.6%和19.4%的样品中超过最大残留限量（MRLs）。这些农药各自的危害商（HQs）及总危害指数（HI）均低于1这一临界阈值，表明其风险水平可接受。敌敌畏计算得到的癌症风险（CR）为2.14×10^-5，处于可接受范围内。

常规食用大米不会对消费者造成显著健康风险。鉴于大米是伊朗居民的主食，本研究强调，应对农药使用及其残留水平实施严格监测，以保障食品安全。

该论文发表于《Journal of Agriculture and Food Research》，围绕伊朗市场大米中有机磷农药（OPs，有机磷类杀虫剂）残留水平及其膳食健康风险开展了系统研究。研究背景在于，有机磷农药因杀虫谱广、成本较低、应用便捷而在农业生产中被广泛使用，尤其在水稻种植体系中具有较高使用频率。然而，这类农药虽然能够提升病虫害防治效率和作物产量，却会以残留形式进入食物链，进而对人体健康造成潜在危害。既往研究已表明，有机磷农药可通过抑制乙酰胆碱酯酶引起急性毒性，同时长期低剂量暴露还可能与神经毒性、氧化应激、遗传损伤、免疫异常及多器官损害相关。由于大米是伊朗居民的重要主食，其人均摄入量明显高于世界平均水平，因此，针对市场流通大米中有机磷农药残留进行监测，并进一步评估膳食暴露所致健康风险，具有突出的公共卫生意义。

论文指出，目前关于伊朗消费者经由大米摄入有机磷农药所产生膳食风险的系统性研究仍较为缺乏，尤其缺少基于概率学框架的综合风险表征。为解决这一问题，研究人员选取伊朗市场上常见的国产和进口大米样品，检测4种在伊朗稻田中广泛使用的有机磷农药，即马拉硫磷、毒死蜱、敌敌畏和二嗪农，并进一步采用蒙特卡洛模拟（Monte Carlo simulation，一种可处理参数不确定性与变异性的概率风险分析方法）评估非致癌性风险和致癌性风险。研究结论表明，伊朗市场大米中敌敌畏和二嗪农检出较普遍，且相当比例样品超过欧盟最大残留限量（MRLs，最大残留限值）；但从总体膳食暴露风险看，各单项危害商（HQ）及总危害指数（HI）均低于1，敌敌畏致癌风险（CR）亦处于美国环境保护署可接受区间，说明在当前暴露情景下，常规食用大米尚不会对一般人群造成显著健康风险。不过，研究同时强调，国际限量超标现象较为普遍，提示现行农药管理和残留监测体系仍需加强。

在技术方法方面，研究人员于2024年冬季从伊朗市场采集36份大米样品，包括10种常见国产大米共30份以及进口巴基斯坦和印度大米各3份。样品经粉碎、乙腈提取和净化后，采用气相色谱-质谱联用（GC-MS）进行目标农药定量，并通过方法学质控指标验证检测可靠性，包括线性相关系数、回收率、检出限（LOD）和定量限（LOQ）。在人群风险评价中，结合大米摄入率、体重、农药浓度分布和参考剂量（RfD）等参数，利用RStudio实施10,000次蒙特卡洛模拟，计算估计每日摄入量（EDI）、危害商（HQ）、总危害指数（HI）及敌敌畏癌症风险（CR），并通过敏感性分析识别主要风险驱动因素。

3.1. OPs residues in rice samples
这一部分报告了伊朗市场大米样品中4种有机磷农药的检出情况及残留水平。研究结果显示，敌敌畏和二嗪农在所有国产大米样品中均有检出，而马拉硫磷在全部样品中均未检出，毒死蜱则出现在10种国产大米中的7种。进口样品方面，印度大米中4种目标农药均低于检出限，而巴基斯坦大米中仅检出敌敌畏和二嗪农。总体上，二嗪农、敌敌畏和毒死蜱在全部样品中的平均残留水平分别为64.4、37.9和10.5 μg/kg。不同国产品种之间残留水平差异明显，部分品种中敌敌畏、二嗪农或毒死蜱达到较高值，提示农药施用状况在不同来源大米之间存在不均一性。

研究进一步将检测结果与法规限量进行比较。按照欧盟委员会标准，敌敌畏、二嗪农和毒死蜱在大米中的最大残留限量均为10 μg/kg。以此为参照，分别有69.4%、66.6%和19.4%的样品超过上述3种农药的欧盟限值。若按照伊朗国家标准进行评价，超标比例有所下降，分别为33.3%、27.7%和2.7%。这一结果说明，虽然多数样品在国家标准框架下可被视为合规，但若依据更严格的国际标准，伊朗市场大米中的有机磷农药残留问题仍较突出。研究人员还将结果与中国、印度、泰国及伊朗既往研究进行比较，指出本研究中二嗪农残留水平明显高于部分前人报道，而毒死蜱则低于某些既往伊朗市场调查结果。文中据此指出，长期施药导致害虫抗性增强以及为提高产量而进行不规范施药，可能与残留水平升高有关；同时，马拉硫磷未检出的结果与其他地区研究相符，提示其可能已较少用于稻田害虫防治。

3.2. Human health risk assessment
这一部分利用蒙特卡洛模拟对经由大米摄入有机磷农药所致膳食暴露进行概率风险评价。研究人员基于10,000次模拟结果计算了各目标农药的估计每日摄入量（EDI）、危害商（HQ）以及总危害指数（HI）。结果显示，所有单项HQ值和总HI值均低于1，表明在长期暴露条件下，相关非致癌性健康风险处于可接受范围。中位数HQ结果显示，敌敌畏、二嗪农、马拉硫磷和毒死蜱分别为0.018、0.044、0.00001和0.0005，其中二嗪农对总体非致癌风险的贡献最高。总HI中位数为0.067，95百分位数为0.414，提示多种农药并存暴露会增加总体风险，但仍未达到不可接受水平。

致癌风险方面，由于仅敌敌畏具有美国环境保护署提供的癌症斜率因子（CSF），因此论文仅对敌敌畏进行了癌症风险（CR）评估。结果显示，经由大米摄入敌敌畏所致一般人群癌症风险为2.14×10^-5，处于10^-6至10^-4这一可接受范围内。研究据此认为，在当前暴露条件下，伊朗居民经常规食用大米所承受的有机磷农药非致癌性与致癌性风险总体可接受。论文还援引巴基斯坦、尼日利亚和中国等地相关研究进行对照，表明本研究所得结论与已有国际研究总体一致，即主食性大米消费并未显示出显著健康危害。

该部分还分析了大米摄入对可接受每日摄入量（ADI）的贡献。结果显示，伊朗人群经由大米摄入敌敌畏、二嗪农和毒死蜱的平均比例分别占各自ADI的2.52%、5.87%和0.1%；在较高暴露条件下，二嗪农甚至可达到ADI的31.7%。这一结果表明，大米是伊朗居民摄入部分有机磷农药的重要食物来源之一。论文进一步结合其他研究指出，相较于水果和饮用水，大米对二嗪农日摄入的贡献更高，因此在进行膳食风险评价时，不能仅限于单一食品，而应开展多食品来源的总膳食暴露评估。

3.3. Risk mitigation and management
这一部分讨论了影响风险水平的关键因素以及潜在的风险控制路径。研究人员通过敏感性分析发现，二嗪农和毒死蜱残留水平是影响总非致癌性风险的主要驱动因素，而摄入率（IR）与敌敌畏残留水平则对致癌风险影响最大。体重（BW）对非致癌性和致癌性风险均表现出负向影响。这说明，要降低总体风险，最直接有效的策略仍是减少大米中的农药残留水平；同时，更精确的区域性膳食摄入数据也有助于提高风险评估精度。

在管理建议方面，论文总结了若干降低稻米农药残留的思路，包括收获后加工与储藏措施，以及替代性病虫害防控策略。研究指出，清洗、焯水、蒸煮、碾磨、预煮和适宜条件下储藏等处理方式可在不同程度上降低残留；而综合虫害管理（IPM，integrated pest management，综合病虫害管理）通过减少对化学农药的依赖，有望实现更可持续的风险控制。论文还从农产品供应链和市场准入角度强调，农药残留不仅是食品安全问题，也关系到品牌信誉、贸易合规和经济损失控制，因此需要监管部门、生产者和销售端协同推进残留治理。

在讨论部分，论文的核心观点是：尽管伊朗市场大米中敌敌畏和二嗪农的检出率很高，且相当比例样品超过欧盟最大残留限量，但基于概率风险模型的结果显示，一般人群经常规食用大米所承受的健康风险总体仍处于可接受水平。这一发现一方面说明“超标”并不必然等同于现实暴露下的显著健康危害，另一方面也提示仅依赖合规性判断不足以全面揭示公共卫生影响，必须结合摄入量、体重和毒理学参数开展定量风险评估。与此同时，国际标准下较高的超标率也反映出伊朗当前农药使用管理、残留控制和市场监测方面存在改进空间。论文因此强调，未来应扩大检测农药种类、拓展至其他常见食品，并结合生物监测验证膳食暴露估计，以获得更完整的人群真实暴露图景。

研究结论部分可译为：
本研究对伊朗市场大米中的有机磷农药（OP）残留进行了综合评估，并采用概率学蒙特卡洛模拟对相关膳食风险进行了评价。研究结果揭示了与食品安全和公共卫生相关的若干关键问题。

在所有国产大米样品中均检出敌敌畏和二嗪农，且相当比例样品超过国际最大残留限量（MRLs），这表明国内食品供应中存在值得关注的农药污染水平。具体而言，相对于欧盟委员会较为严格的MRLs，敌敌畏和二嗪农的超标率分别为69.4%和66.6%，提示当地农业实践与国际食品安全标准之间存在明显差距。尽管超过伊朗国家MRLs的样品比例较低，但如此普遍的残留现象本身已表明，需要更严格的监管控制和更严密的监测措施。

结合国际文献背景来看，本研究发现的残留水平，尤其是二嗪农，显著高于中国、印度和泰国相关研究的报告值。这种差异可能与伊朗农户对有机磷农药的无规范和过量施用有关，其潜在驱动因素包括为克服日益加重的害虫抗性以及追求更高作物产量。尽管残留现象普遍存在，本研究风险评估的核心结果传递出相对积极的公共卫生信息。考虑多种农药并发暴露综合效应的危害指数（HI）概率估计值在整个暴露人群中始终明显低于安全阈值1。HI中位数为0.067，表明在当前暴露情景下，经由大米摄入这些有机磷农药而导致慢性非致癌性健康效应的可能性较低。同样，敌敌畏的致癌风险（CR）为2.14×10^-5，处于美国环境保护署可接受范围10^-6至10^-4之间。这些结果与巴基斯坦、尼日利亚和中国的其他风险评估研究结论一致，即大米消费并不会因有机磷农药残留而构成显著健康风险。

总之，尽管本研究证实当前伊朗大米中有机磷农药残留对一般人群的健康风险总体可接受，但国际MRLs的广泛超标仍是对现行农药管理体系缺陷的重要警示。未来研究应进一步扩大农药分析范围，调查其他常见食品中的残留水平，并开展生物监测研究，以验证所估算的膳食摄入量及其相关健康风险。