农药残留混合污染联合效应风险评估研究进展
咪鲜胺和多菌灵对斑马鱼联合毒性效应

咪鲜胺和多菌灵对斑马鱼联合毒性效应李健;吴声敢;赵慧宇;杨桂玲【摘要】水生生物经常暴露于多种化合物中,多种农药联合会产生不同的毒性作用.在目前农药管理中,仅要求开展单剂的毒性评价,没有考虑到多种混合物对水生生物的联合毒性.咪鲜胺和多菌灵是农业生产中常混用的2种农药,为评价其联合毒性,以斑马鱼为受试生物,采用静态法和实时荧光定量PCR方法,测定了其单剂及混剂对斑马鱼胚胎的急性毒性和对斑马鱼幼鱼甲状腺轴关键基因的影响.急性毒性试验结果显示:咪鲜胺和多菌灵对斑马鱼胚胎96 h-LC50值分别为8.41 mg·L-1和0.81 mg·L-1,表现为中毒和高毒.二元组合时,在24~96 h暴露时间内,对斑马鱼胚胎的急性毒性均表现为拮抗效应.基因表达结果显示:咪鲜胺抑制斑马鱼幼鱼促甲状腺激素释放激素(CRH)、促甲状腺激素(TSH)、甲状腺激素受体(TRα)、脱碘酶(D1、D2)基因的表达,对甲状腺激素转运蛋白(TTR)基因的表达没有显著影响;多菌灵抑制CRH、TSH、D1和D2基因的表达;暴露于二元组合时,低、中剂量组抑制CRH、TSH、D1和D2基因表达;二元组合与单剂相比,高剂量组促进TSH、D1和D2基因的表达,中剂量组促进TRα 基因的表达.综上所述,咪鲜胺和多菌灵联合暴露能够干扰斑马鱼幼鱼早期发育,且与单剂相比,对斑马鱼甲状腺轴上基因干扰效应存在差异.因此,在农药风险评估中,应充分考虑农药联合暴露的效应.【期刊名称】《生态毒理学报》【年(卷),期】2019(014)003【总页数】9页(P249-257)【关键词】咪鲜胺;多菌灵;斑马鱼;联合毒性【作者】李健;吴声敢;赵慧宇;杨桂玲【作者单位】农业部农产品质量安全风险评估实验室(杭州) 浙江省农业科学院农产品质量与标准研究所,杭州 310021;农业部农产品质量安全风险评估实验室(杭州) 浙江省农业科学院农产品质量与标准研究所,杭州 310021;农业部农产品质量安全风险评估实验室(杭州) 浙江省农业科学院农产品质量与标准研究所,杭州 310021;农业部农产品质量安全风险评估实验室(杭州) 浙江省农业科学院农产品质量与标准研究所,杭州 310021【正文语种】中文【中图分类】X171.5咪鲜胺(prochloraz)是一种广谱咪唑类杀菌剂,能够防治子囊菌和半知菌在作物上引起的病害,对大田作物、水果、蔬菜、草皮及观赏植物上的多种病害具有治疗和铲除作用[1]。
有机磷农药的联合毒性作用

3 .建议
1.研究并确定有机磷农药混合物对人体可能存在的各种 毒性。重视并加强有机磷农药混合物的长期低剂量毒性 研究, 重点开展致癌、生殖毒性、发育神经毒性的研究。 2. 从分子( 基因、蛋白) 、细胞、器官和整体水 平上, 研究多种有机磷农药混合物对机体产生损害的机 制与规律, 确定有机磷农药混合物的接触、效应和易感 性生物标志物, 构建有机磷农药混合物有害效应的预警 体系。 3.普通人群接触有机磷农药的主要途径是通过食 物, 因此应开展对食品中有机磷农药残留的污染物联合 暴露的复合效应模式和评估技术的研究, 建立食品中有 机磷农药残留联合( 危害) 效应的评价方法和模型, 制 定食品中有机磷农药残留限量标准。
有 皮肤 机 血 磷 农 胃肠道 药 液
呼吸道
→ 与血、组织器官生物大分子结合氧化、还原、 水解 →血液 →循环或渗透→各靶组织→中毒酶→ACh蓄积→ 中毒症状 →残留血中——胃粘膜、脂肪组织→再释放→ 血液
中毒不深且全身没有骨折 “奇迹姐”无事 2012年2月
对人体健康的影响
农药可经口、皮肤、呼吸道进入体内, 高剂 量短期作用于人体会造成急性中毒, 严重时甚至导 致死亡。而长期接触或食用含有有机磷农药残留物 的物质, 会引发慢性不良影响, 如癌症、神经系统 失调、出生缺陷、生殖毒性等。
有机磷农药的联合毒性研究进展
杀虫剂
除草剂
目录
引发联合毒性的作用机制
对人体健康的影响(有机磷农药的联合毒性)
定量预测混合污染物的联合毒性研究进展

定量预测混合污染物的联合毒性研究进展王壮,黄丽萍,李斐大连理工大学环境科学与工程系,辽宁大连 (116024)E-mail:wangzhuang126@摘要:环境中的有机体频繁地暴露在混合污染物当中。
然而,对单一物质暴露下的生态毒性研究成果,难以适用于环境中多元混合污染物的生态毒理效应诊断及风险评价。
由于环境中这种潜在的混合风险性不断提高,因而研究的焦点就集中在发展计算模型用于预测评价化学品的联合毒性。
综述了近年生态毒理学领域在混合污染物的毒性定量预测模型方面的研究进展。
关键词:混合污染物;联合毒性;作用方式;QSAR1.引言化学污染物以各种混合形式存在于环境中是一条普遍的规律。
污染物大多以混合物形式暴露在水体、土壤、沉积物等各种环境介质之中[1][2],对人体和环境带来潜在的健康与生态危害。
环境中的化学混合物由于对人类健康存在潜在的危害,使得化学混合物生态毒理和风险评价研究成为一个极为重要且富有挑战的未知科学领域[3],并正在成为环境与生态学的一个研究重点[4]。
对化合物毒性风险评价的传统方法是在实验室条件下测试生物量,而这种方法往往很难正确反映实际环境中污染物混合存在时的生态行为及环境危害。
传统的实验方法也存在很多不足之处:第一,实验方法花费昂贵的费用;第二,利用实验测试耗费大量时间;第三,用于测试的很多生物还没被学界所公认的。
随着科学的发展和人们认识事物本质能力的提高,研究者们发现应用模型来预测化合物的毒性效应是替代实验的一种十分有效的方法。
特别是对于通过现有的方法测得的化合物的毒性大多是单一毒性,而要获得混合组分的联合毒性效应,模型预测则是既经济又实用的方法。
联合毒性的预测这一研究领域受到越来越多的环境研究者的广泛关注。
然而,更多的研究是集中在发展传统的联合毒性效应分类的方法上,却很少研究预测混合物的联合毒性效应[5][6]。
因此,寻求一种普遍适用的用于预测混合物的联合毒性效应方法是发展的必然,并且通过这种预测提高风险评价的质量和制定完善的生态标准。
农药残留混合污染联合毒性效应研究

本论文的结论可为农药残留联合毒性效应评价以及混合污染风险评估提供技术支撑和基础数据,为我国食品中农药残留限量标准的制修订提供科学依据。
同时,利用Real-time PCR技术,检测了蚯蚓生理相关基因的表达量随不同浓度混合污染物胁迫的变化。结果表明,由二元、三元农药残留成的混合污染物,约有半数符合浓度相加作用。
在偏离浓度相加作用的组合中,大多二元和三元混合物产生的联合毒性效应与浓度相加作用的偏离系数在2以内,因此认为二元、三元的农药残留混合污染不会产生显著的协同或拮抗的联合毒性效应,整体仍然呈现浓度相加的特点。研究还发现,由辛硫磷、丁草胺、高效氯氟氰菊酯、吡虫啉等多种农药残留组成的多元复杂混合污染物则呈现出显著的协同作用,表明由三种以上组分组成的多元复杂混合污染物,联合效应远大于各组分单独效应之和,即在各组分单独作用不引起毒性效应的情况下,混合污染物仍然有可能产生危害效应。
在联合毒性评价判定方面,传统的浓度相加方法相对保守,而独立作用方法基于毒性效应发生率,对应的污染物浓度较高,与食用农产品安全性评价相关性较低,因此两种方法均无法准确定量描述协同或拮抗作用的程度。相比之下,联合指数方法定量描述了农药残留混合污染物在不同组分和浓度条件下的相互作用,可较好的预测混合污染物的联合毒性效应。
本论文首先根据有机磷类和氨基甲酸酯类杀虫剂对乙酰胆碱酯酶的作用机制,选择我国农产品中常用的毒死蜱、马拉硫磷、三唑磷等有机磷类杀虫剂,以及仲丁威、丁硫克百威、灭多威等氨基甲酸酯类杀虫剂,测定了这两类具有相同毒性机制的二元农药混合物对鲤鱼脑组织中乙酰胆碱酯酶的抑制作用。同时,以我国农产品中常用的辛硫磷、丁草胺、高效氯氟氰菊酯、吡虫啉、莠去津、毒死蜱等农药残留组成的复合污染物为研究对象,利用滤纸法和土壤法,根据单一农药对蚯蚓的急性毒性试验结果,按照等毒性混合比例的联合毒性测定方法,利用滤纸法和人工土壤法测定了上述农药、重金属的二元、三元及多元混合物的联合毒性效应。
生姜生产中农药使用现状及残留检测方法研究进展

生姜生产中农药使用现状及残留检测方法研究进展罗 扬1,吴 景2*(1.长沙市农产品质量监测中心,湖南长沙 410003;2.长沙市农业科学研究院,湖南长沙 410003)摘 要:生姜具有较高的食用和药用价值,在我国广泛种植。
本文通过整理近年来发表的相关文献,介绍了生姜种植过程中出现的主要病虫害及农药使用现状,并对生姜中农药残留的前处理和检测方法进行了概述,以期对生姜生产中病虫害防治、农药残留检测及农药合理使用提供参考。
关键词:生姜;农药;残留检测Research Progress on the Current Situation of Pesticide Use and Residue Detection Methods in Ginger ProductionLUO Yang1, WU Jing2*(1.Changsha Agricultural Product Quality Monitoring Center, Changsha410003, China; 2.Changsha Academy ofAgricultural Sciences, Changsha410003, China)Abstract: Ginger has high edible and medicinal value and is widely cultivated in China. This article reviews the relevant literature published in recent years, introduces the main pests and diseases that occur during ginger cultivation, as well as the current status of pesticide use. It also provides an overview of the pre-treatment and detection methods for pesticide residues in ginger, with the aim of providing reference for pest control, pesticide residue detection, and rational use of pesticides in ginger production.Keywords: ginger; pesticide; residue detection姜,姜科多年生草本宿根植物,是一种高产作物[1]。
农产品农药残留检测技术的研究进展

农产品农药残留检测技术的研究进展作者:汪新来源:《中国农业文摘·农业工程》2021年第05期摘要:农药残留是影响我国农产品对外出口的重要因素之一。
农产品农药残留检测技术在科学技术迅速发展的背景下,应用越来越成熟。
本文主要对农产品农药残留检测技术研究进展进行分析,结果表明我国近几年来的农产品农药残留检测技术正朝着高效、快速、便捷、準确的方向发展,本技术的不断成熟可以保障消费者的合法权益,为我国农产品对外出口创造了良好的条件。
关键词:农产品;农药残留;检测技术;研究进展农产品种植中普遍存在的问题之一就是农药的大量使用,农药使用不合理导致农产品农药大量残留,严重降低农产品质量,给消费者带来巨大的食品安全隐患。
农产品农药残留检测技术的研究尤为重要,可以解决我国农产品农药残留过多制约对外出口等问题,因此需要科研人员加强对农产品农药残留检测技术的深入研究,借助先进的检测技术控制农产品农药残留量。
1 样品前处理技术分析1.1 固相萃取技术20世纪70年代开始出现了固相萃取技术,其应用原理是借助固体吸附剂吸附液体样品中目标化合物,可以将干扰化合物与样品基体分离开来,之后再借助洗脱液洗脱等方式实现目标化合物分离和富集的目的。
固相萃取技术中对待测样品进行测定,在选择萃取柱和洗脱液时,需要考虑待测农药性质、样品种类等,以确保所选择萃取柱和洗脱液的合理性,实现一步完成萃取、富集和净化的目的。
固相萃取技术操作较为简单,使用溶剂较少,有较好的重现性和较高的回收率,并能避免其他杂质的加入,因此国内外的农产品农药残留检测前处理中应用较为广泛。
1.2 微波辅助萃取技术该技术要微波加热样品,借助极性分子将微波能量迅速吸收。
在一些极性溶剂上可以采用微波辅助萃取技术来加热,起到样品目标化合物萃取并分离杂质的目的。
1.3 加速溶剂萃取技术提升温度和压力可以提高物质溶解度和溶质扩散效率,从而进一步加快萃取效率。
加速溶剂萃取技术所使用溶剂较少、萃取效率较高,因此在农产品农药残留检测样品前处理中被广泛应用。
蜂蜜中农药残留检测前处理和分析方法研究进展

58APICULTURE OF CHINA综述2021年12月 蜂业研究蜂蜜是蜜蜂采集植物的花蜜、分泌物或蜜露,与自身分泌物混合后,经充分酿造而成的天然甜物质。
蜜蜂采集植物的花蜜、分泌物或蜜露应安全无毒,不得来源于雷公藤、博落回、狼毒等有毒蜜源植物[1]。
蜜蜂在传播花粉、采集花蜜和花粉的过程中,不可避免的会接触到空气、水、作物上残存的农药,而且蜂农为了防治蜜蜂的病虫害,生产中经常使用杀螨剂,如氟胺氰菊酯、氟氯苯氰菊酯等,造成农药在蜂产品中的残留。
人们长期食用含有农药残留的蜂蜜,会不利于身体健康。
我国农业农村部发布的《蜂蜜中农药残留限量(一)》(NY/T 1243-2006)标准规定,蜂蜜中的氟胺氰菊酯、氟氯苯氰菊酯最大残留限量分别为50 μg/ kg、10 μg / kg [2]。
目前,我国现有国家标准和行业标准涉及蜂蜜中农药残留限量指标仅有 10 项,已不符合市场需求,不利于蜂蜜产品的质量控制[3]。
因此,应建立完善蜂蜜中农药残留限量和分析方法标准,确保蜂产品的质量安全,保障人们身体健康。
蜂蜜基质复杂,主要成分是葡萄糖、果糖、蔗糖和水分,占90% 左右,除此之外,还含有蛋白质、矿物质、维生素和多酚类物质等,这使得蜂蜜中农药残留提取净化的前处理方法以及检测分析方法的选择尤为重要。
本文概述了近年来蜂蜜中农药残留检测的前处理技术和分析方法的应用情况,为我国蜂蜜产品中农药残留的常规监管和风险评估提供依据。
1 蜂蜜中农药残留检测前处理方法近年来,蜂蜜中农药残留检测的前处理方法蜂蜜中农药残留检测前处理和分析方法研究进展吴升德 谷群远 沈校校 王仁德 刘锋 张学军(盐城市产品质量监督检验所,盐城 224056)摘 要:世界各国对蜂蜜中农药残留问题日趋关注。
蜂蜜中的农药残留不仅会危害人体健康,而且会影响我国蜂产品出口。
本文概述了蜂蜜中农药残留的样品前处理和仪器分析方法。
前处理方法主要包括液液萃取、固相萃取和QuEChERS 法。
农药混剂联合毒性评价

农药混剂联合毒性评价关键字:农药混剂1 材料和方法1.1 实验材料和配制1.1.1 试剂品级和来源试验农药均为工业品级原药。
76.5%甲基对硫磷、80%丙溴磷、88%氧乐果、85%敌敌畏由天津农药总厂提供;85%水胺硫磷、90%马拉硫磷、90%甲氰菊酯、84.5%氰戊菊酯、94%高效氯氰菊酯、97%灭多威由北京华戎生物激素厂提供;99%溴氰菊酯由天津艾格福(Agrevo)公司提供;95%速灭威、98%异丙威由上海东风农药厂提供;98%辛硫磷由北京东方农药厂提供;90%甲胺磷由石家庄农药厂提供;吐温80由广州南方化玻公司进口分装;花生油为市售商品。
1.1.2 配制除水溶性农药用蒸馏水配制外,其它农药均加入适量吐温80作为助溶剂,搅拌混匀使与农药充分接触,再加入蒸馏水配制成混悬液备用。
1.2 试验动物Wistar大鼠,清洁级,体重180~220g。
由中国医学科学院实验动物研究所繁育场提供。
将受试动物按体重随机分组,每组10只,雌雄各半。
1.3 染毒剂量和方法1.3.1 染毒剂量根据统计计算毒性参数的方法,每一项LD50按等比梯度设定5~8剂量组。
1.3.2 染毒方法动物禁食12h后,单剂一次经口染毒,混剂按等毒所需剂量分别灌胃给药,2次给药间隔8秒,根据“农药登记毒理学试验方法”对染毒大鼠连续观察2周,记录动物症状发生时间、中毒表现、死亡时间和死亡数。
1.4 资料的统计分析1.4.1 LD50的计算依照Bliss法计算单剂和混剂的LD50及95%可信限,并获得相应的对数剂量-效应回归方程。
1.4.2 联合作用方式的判断采用Harris法[2],根据各单剂的LD50及95%可信限计算混配农药的预期LD50及95%可信限,再计算预期LD50与观察LD50的比值,称毒性比(TR)。
TR等于1且预期与观察LD50的95%可信限互相覆盖,为相加作用;TR>1,预期与观察LD50的95%可信限不互相覆盖,为协同作用;TR<1,预期与观察LD50的95%可信限不互相覆盖,为拮抗作用。
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农药残留混合污染联合效应风险评估研究进展一、国内外食品(农产品)安全农药残留混合污染现状近年来,我国农药的品种、产量及使用量剧增,特别是生产者在农业生产过程中混合施用多种农药的现象增多,造成农产品中出现多种农药残留。
我国现有的农药残留最大限量标准仅规定单一农药残留的限量,而食品和农产品中常常存在多种农药残留共存于单一产品的混合污染,如蔬菜上可能残存多种农药形成“农药鸡尾酒”现象,导致无法对产品中混合污染物的联合毒性效应作出科学研判,给农产品质量安全和食物消费带来了风险隐患。
食品中农药残留联合效应风险评估成为近年来国际关注的焦点和研究热点。
根据近年欧盟食品中农药残留风险监测结果,有超过26%的食品中含有多种农药残留,其中1/3的样品含有4种以上的农药残留,单个产品中最多含有8种农药残留。
因此,消费者在食品消费过程中面临着多种农药残留同时暴露的风险。
美国是最早通过立法关注多种农药残留累积性风险评估的国家,1996年颁布的《食品质量保护法》要求对食品、水及环境等途径中的多种农药残留开展风险评估。
美国对有机磷类、氨基甲酸酯类、三嗪类和除虫菊酯类杀虫剂等农药进行了多残留风险研究,制定了多残留风险评估技术体系和框架,并用于指导农药残留限量标准的制修订。
2000年以来,美国环境保护署(USEPA)发布了食品、饮用水等途径的有机磷类杀虫剂的累积性风险评估报告,指出了多种农药之间存在浓度相加的联合风险效应。
欧盟法规(EC)396/2005规定在制定农药最大残留限量标准时应考虑多种农药残留的协同效应,并采用累积性风险评估方法开展多种农药的安全性评价。
欧盟食品安全局(EFSA)2008年发布了开展食品中多种农药残留风险评估的科学意见,并用于指导农药最大残留限量值的制定。
近年来EFSA发布了食品中有机磷类、氨基甲酸酯类杀虫剂、三唑类杀菌剂等农药残留累积性风险评估报告。
二、动物体内试验在农药残留混合污染联合效应评估中的应用动物体内试验是毒理学的基本研究方法。
传统的化学物毒性测试依赖整体动物,实验多采用哺乳动物,体内试验结果原则上可外推到人。
因此,动物体内试验在混合污染联合效应评估中得到了广泛应用。
Hass等利用大鼠体内试验研究了乙烯菌核利、氟他胺、腐霉利3种具有抗雄激素效应的农药对雄性大鼠生殖发育毒性的影响。
研究发现,以肛门生殖器距离(AGD)作为毒性终点时,3种农药的联合作用基本符合剂量加和,而观察到的乳头保留(NR)结果略高于基于剂量加和的预测。
将在单个农药作用条件下没有诱导AGD产生显著变化的剂量进行3种农药的混合,结果混合物能够产生AGD改变最高值一半的效果;在农药单独作用时只能产生NR效应很小的改变,而农药混合物能使雄性大鼠的乳头保留趋近雌性大鼠的性征。
代谢组学作为一种对生物体内所有代谢物进行定量分析,并寻找代谢物与生理病理变化的相对关系的新兴研究手段,可以全面地反映中毒后生物体内代谢物的变化,获得丰富的生物标志物信息,从一个新角度揭示毒性作用机制,因此在混合污染物安全性评估领域也得到了应用。
中国科学院动物研究所伍一军团队利用代谢组学技术,重点针对有机磷类、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类杀虫剂,研究了农药残留的联合毒性效应,发现马拉硫磷、抗蚜威分别与敌敌畏染毒后可影响小鼠肝脏的糖代谢、脂肪代谢和氨基酸代谢,并引起肝脏损伤;抗蚜威和敌敌畏等毒性复合染毒对肝脏功能相关代谢物的影响较两种农药单独作用时显著;马拉硫磷与敌敌畏复合染毒对肝脏功能相关代谢物的影响较马拉硫磷单独作用时相近;敌敌畏与抗蚜威、敌敌畏与马拉硫磷对肝脏的代谢功能的影响没有相互作用。
三、体外试验在农药残留混合污染联合效应评估中的应用体外试验是利用游离器官、培养的细胞或细胞器进行毒理学研究,其中以细胞毒性测试技术为代表的实验动物替代方法的发展与应用已成为毒性测试的重要方向,获得越来越广泛的支持和管理认可,具有广阔的发展前景和重要的应用价值。
法国国家食品安全、环境及劳动局(ANSES)对近年来法国果蔬消费中的农药残留及其混合污染物进行了监测,并利用人体细胞系对典型农药残留混合物进行了评估,对细胞活力进行了测定。
研究了7组农药混合物对肝癌细胞系(HepG2)和结肠癌细胞系(Caco-2)的毒性,这7组混合物由2~6种农药组成,在蔬菜和水果监测中暴露水平较高。
将测定结果同基于单一毒性和混合物联合毒性的预测结果进行比较,进而估计细胞毒性最强的两组组合。
对于DDT和狄氏剂组合,等摩尔混合物的细胞毒性强于单一毒性和混合物联合毒性的预测结果。
此外,等摩尔混合物导致的细胞凋亡率高于两者单独作用之和。
因此,法国果蔬消费中的部分“农药鸡尾酒”组合产生了协同作用。
此外,考虑到农药对孕烷X受体(PXR)的转录激活和目标基因(细胞色素CYP3A4)表达的影响,ANSES 还对这7种“农药鸡尾酒”对细胞DNA的损伤、氧化应激、细胞凋亡和PXR核酸受体(细胞色素CYP3A4的转录调节因子,调节外源化学物质的代谢)的效应进行了研究,发现了具有细胞毒性效应的鸡尾酒组合,部分结果与浓度相加的预测结果产生了偏离。
Christen等测定了有机磷类杀虫剂和吡咯类杀菌剂的联合抗雄性激素效应。
在人乳腺癌细胞(MDA-kb2)模型中,无毒性效应浓度的各单剂和多种农药的混合物作用于细胞后,农药联合作用效果符合剂量相加作用,高浓度药物处理细胞时表现出协同作用,低浓度时为拮抗作用。
吡咯类杀菌剂表现出了较强的抗雄性激素效应,符合相加作用和协同作用的比例各占一半。
四、生态毒理学方法在农药残留混合污染评估中的应用在生态毒理学领域,通常利用鱼类、植物藻、大型溞等水生生物,或蚯蚓、线虫、发光细菌等生物对化学物进行毒理学评估。
混合物的研究对象主要是从特定类型的化学物中选择,而针对具有不同作用机制或不同类型化学物的组分组成的复杂混合物的研究则较为少见。
Faust以植物藻为模式生物,开展了16种化合物混合物的研究,所有化合物都与藻类的不同靶器官作用。
当这些化合物以6.6%~66%的NOECs剂量混合时,可观测到18%的联合效应。
Zhang等以毒物对青海弧菌Q67发光抑制为毒性指标,考察了马拉硫磷、甲基对硫磷、杀螟硫磷等6种有机磷杀虫剂的联合效应,该方法具有灵敏度高、相关性好、反应速度快等优点。
结果发现二元混合物大多服从相加作用。
中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所钱永忠研究员带领的科技创新团队以毒死蜱、丁草胺、高效氯氟氰菊酯等不同种类农药残留组成的混合污染物为研究对象,利用酶活力、急性毒性等毒性终点测定了二元、三元及多元农药残留混合物的联合毒性效应。
二元混合物整体表现出浓度相加的联合作用特点,也有部分组合偏离了浓度相加或独立作用,但偏离系数一般在2以内;三元农药残留混合物在不同浓度水平呈现不同的联合毒性效应,并随急性毒性的增加而增强;多元农药残留混合污染呈现出显著的协同作用,并随混合物复杂性的增加而增强。
一方面,混合污染物的联合毒性效应由各组分的毒性作用机制决定,但是这些组分作用于环境中的非靶标生物时,其作用机制可能改变并变得未知。
另一方面,联合毒性效应还受到毒性效应水平的影响,导致联合作用方式在不同效应水平下变得复杂,而不再与各组分的作用机制有明显的相关性。
此外,针对不同物种开展的同一混合物的毒理学测定可能会表现出不同的反应,并随着混合物组分的复杂性增加,联合效应趋向于显著的协同作用。
研究结果表明,农药残留混合污染物的联合毒性效应广泛存在,仅考虑单一物质的毒性效应容易低估真实的风险水平,可为农药残留联合毒性效应评价及混合污染风险评估提供基础数据和科学依据。
五、混合污染物联合毒性效应判定研究进展混合物毒理学的主要内容是根据各个组分的毒性信息来定量预测混合物毒性,前提是假设各组分之间没有相互作用。
浓度(剂量)相加(Concentration Addition,CA)和独立作用(Independent Addition,IA)是最为常用的两种混合物联合毒性判定方法。
(一)浓度(剂量)相加 CA的理论基础是混合物的各组分作用机制相同,组分之间互为稀释物。
如果这些物质的作用位点是同一个分子靶标,则一种组分可用等效应的另一种组分来代替,而不会改变混合物的毒性。
CA模型的计算方程为:ECx,mix 表示诱导x%效应时混合物的浓度,ECx,i代表其中的组分i单独作用达到x%效应的浓度,p i是指组分i在混合物中相应的质量比例。
根据这种假设,将等毒性的物质浓度进行简单相加,即可得出混合物的毒性。
该方法成功地预测了多种农药的联合毒性效应。
Altenburger研究了137种由不同农药组成的二元混合物,得出CA在观测毒性数据的整体预测性更好的结论。
Faust也得出了类似的结论,即尽管所有混合物都是由除草剂和杀虫剂或除真菌剂组成,38个二元农药混合物中66%的组合可使用CA预测。
Deneer 重新评估了202个农药混合物的实验结果,发现在90%以上的情况下,CA可以准确评估混合物的联合毒性,且偏差不超过2倍。
Warne认为75%~80%重新评估的混合物可使用CA准确评估,但其余20%~25%则存在偏差。
只有5%的混合物使用CA评估的结果与实验观测结果有2.5倍的偏差,仅有1%的实验结果与CA预测值偏差超过5倍。
(二)独立作用 IA利用混合物中各组分的单一效应来计算联合毒性,根据统计学上独立事件发生的概率得出联合效应。
单一组分在低于效应水平时,将不会对联合效应产生贡献。
如果所有的组分都低于效应水平,则联合效应为零。
IA模型的计算方程为:c mix和E (c mix) 分别表示混合药物的总浓度和总效应。
E(c i)代表其中的组分i在混合药物中的浓度为c i 时的效应。
在同一个研究中同时采用两种方法的报道中,在大部分情况下,IA方法预测的混合物效应中浓度(如EC50值)通常比用CA方法的结果高数倍,后者显得更为保守。
Belden在 2007年发表的大样本研究中包括了37个应用IA预测联合效应的实验,预测与观测的混合物毒性比率通过模型偏差率(MDR)表达。
IA方法在预测具有不同作用机制农药的混合物时,其结果更为准确,但在大多数情形下与CA方法的预测结果相差很小。
根据独立作用原理,100种能够单独产生1%效应的化学物质的联合效应值为63%;如果这100种化合物的单独效应为0.1%,联合效应值为9.5%。
但是当混合物的组分过多时,对于各组分零效应和低效应对应剂量水平的准确区分非常困难。
六、农药残留混合污染联合效应评估研究展望EFSA目前已经完成的评估主要侧重于同一个类别或者具有相同作用机制的化合物(如有机磷类、氨基甲酸酯类杀虫剂和三唑类杀菌剂),不考虑组分之间的相互作用,也称累积性风险评估。