草莓温室施用百菌清对施药及采收人员的暴露水平与风险评估.pdf

农药学学报，（）：收稿日期：；修回日期：作者简介：安雪花，女，博士，副研究员，主要从事农药环境与毒理研究，：；赵学平，通信作者（），男，研究员，主要从事农药应用及环境安全性评价研究工作，：基金项目：公益性行业（农业）科研专项（）；“十二五”国家科技支撑计划项目（）研究论文 草莓温室施用百菌清对施药及采收人员的暴露水平与风险评估安雪花，吴长兴，吉小风，吴声敢，陈丽萍，苍 涛，蔡磊明，赵学平（浙江省植物有害生物防控重点实验室 省部共建国家重点实验室培育基地，浙江省农业科学院 农产品质量标准研究所，杭州）摘 要：采用手动背负式喷雾器，在草莓温室中均匀施用 百菌清可湿性粉剂，通过贴片法分析了施药者及果实采收者的人体暴露量，研究了草莓温室施用百菌清对操作人员的职业暴露风险。结果表明：在草莓温室中施用百菌清，对施药者人体暴露的施药液量为 ，平均为 ，主要暴露部位为小腿；采收果实时，施药后第 天采收者人体暴露的施药液量为 ，第 天时为 ，主要暴露部位均为手部。在本研究暴露条件下，施药者的安全限值（）为 ，表明该暴露环境对施药者存在风险；施药后 ，采收者的 值均，表明该暴露环境对采收者人体暴露为安全。研究表明，在草莓温室中施用百菌清，对田间操作人员存在职业暴露风险，因此应注意加强防护措施，或缩短暴露时间；采收时，对采收者无职业暴露风险，但应对主要暴露部位手部加强防护。关键词：百菌清；人体暴露；安全限值；施药者；采收者；草莓：中图分类号：；文献标志码：文章编号：（），（，）：（，）（），安雪花等：草莓温室施用百菌清对施药及采收人员的暴露水平与风险评估 ，（），（），：；在混合、装卸、施用以及农产品收获等农事活动中，农药会通过呼吸道和皮肤进入操作者体内，产生不同程度的急性伤害或各种慢性危害。据世界卫生组织估计，每年至少发生 万起农药中毒事件，仅亚洲农村地区每年就有约 万人死于农药中毒，而其中因皮肤吸收导致的中毒人数占 以上。农药中毒事件大多数发生在生产和施药过程中，中毒原因一般是由于农民缺乏自身防护意识或施药过程中喷雾器使用不当所致。农药的人体暴露量分析是农药风险评估的重要组成部分，其主要是皮肤暴露分析。通常采用贴片法（）、全身整体取样法（）及手套、袜子、口罩等取样测定皮肤的农药暴露量，其中贴片法因简单、实用而被诸多研究者应用于施药者农药暴露风险评估研究。发达国家关于农药对职业人员体表暴露风险的研究较早，欧美等国家已建立起适应其国家或地区气候、地理条件、作物生长状态及施药机械等的特定农药暴露模型，如北美的（）、英国 的 （）、德国的 和欧盟的 等，通过这些模型可简便地评估具体施药场景下施药者的农药暴露风险。而我国的相关研究起步较晚，还存在明显不足。温室草莓栽培因具有管理方便、产量高、收益好等优点，目前已成为我国主要的生产方式。由于温室内温、湿度高，农民通常穿短袖、短裤作业，最多以长袖衬衫和普通棉质长裤为防护措施进行施药和果实采收，因此在作业过程中的人体暴露危害会更加明显。百菌清（）是草莓采果期常用的一种杀菌剂。研究表明，百菌清对皮肤、眼睛和肠胃有严重的刺激性，虽然其对哺乳动物 的 毒 性 不 大，但 美 国 国 家 环 境 保 护 总 署（）已经把百菌清列为可能使人类致癌的化学物质之一。目前国内外尚未见关于百菌清对温室草莓栽培从业人员人体暴露风险的研究报道。笔者为评估温室草莓栽培中百菌清的人体暴露风险，采用贴片（）、口罩、手套和袜子分别对施药者和果实采收者进行了人体暴露水平分析，并通过安全限值（，）评估了暴露风险，以期为温室草莓栽培作业人员的健康防护提供参考。材料与方法 供试材料百菌清（）可湿性粉剂（）（惠州市中讯化工有限公司）；的百菌清标准品（美国 公司）；试剂均为分析纯。纸片（：，）；锡箔纸（购买于杭州本地超市）；定制的铝纸袋（中间打直径 的圆孔，圆孔面积约 ）；纯棉的手套、口罩、袜子（购买于杭州本地超市及药店）（图）。气 相 色 谱 仪（，）；永盛手动背负式喷雾器（单个圆锥喷头）。试验设计试验分别于 年 月 月在浙江省萧山市 个种植草莓的温室中进行。参加研究的人员分为 类：监督员 名，从事农药毒理研究 年以上的专业人员，负责农药及喷雾器的保管，监督施药及采收的全程作业；技术员 名，负责配药及施药或采收作业结束后的取样；施药者 名，年以上种植温室草莓的职业人员（农民）。试验田附近备有规范的施药器械及农药存放仓库。施药者人体暴露：采用国内普遍使用的手动压 农 药 学 学 报 铝纸袋（反面）；铝纸袋（正面）；锡箔纸；纸片；纯棉手套；纯棉口罩；纯棉袜子 （）；（）；（）；（）；（）图 测定皮肤暴露量的材料 力喷雾器施药方式。于试验开始前由监督人员对 名施药者进行喷雾器操作方法及施药技术培训，并多次进行演示，因此，他们所有的结果被认为是有效的。名施药者分别在果实收获期的草莓温室中单独完成施药作业，并以习惯的施药方式（右手作业，正向行走左右摇摆方式）施药，施药过程中对施药者不施加任何干预。每个施药者的总施药量相同，均为 （配制质量浓度均为 ），施药时间为 ，平均为 ，即施药液量为 （表）。施药人员均身体健康无疾病。采收者人体暴露：参加施药作业的 名施药者同时参加果实采收者人体暴露试验，即果实采收者的信息与施药者相同。于施药后第 天开始采收果实，采收至第 天。每个采收者均在单独的温室中进行采收，采取半蹲半跪姿势，作业时间为每天早上 点左右开始，约 。采收者除采摘草莓外，不参加任何其他农业活动。测试对象、温室环境、施药条件及施药液量等信息详见表。表 实验设计 项目 实验条件 施药者 采收者 性别 男 身高 体重 温室 面积 （）植物生长期 收获期 做床规格 （含两侧步道沟 ）（）种植规格 （床面上栽双行，一穴一株）（，）温度 湿度 施药 喷雾器 背负式手动喷雾器 喷杆 喷头 单个圆锥喷头 施药时间 施药液量 有效剂量 配制质量浓度 （）果实采收 采收时间 施药后 ，每天约 ，人体暴露量测定按照 和 的农药暴露量测定标准方法（贴片法）测定人体暴露水平（，）。本研究中的 是用单位 安雪花等：草莓温室施用百菌清对施药及采收人员的暴露水平与风险评估 时间的施药液量（）来表示操作者喷施百菌清时的人体暴露量（），即通过分析检测量、暴露面积、体表面积及百菌清的配制浓度（，）推算得出其暴露量。施药者皮肤暴露：每个施药者穿着连体防护服，于 个不同身体部位（头、前颈、后颈、前胸、后背，共 处；左右上臂、下臂、大腿、小腿，共 处）分别粘贴贴片。每个贴片由 部分组成，包括纸片（）、锡箔纸（）和铝纸袋（图），以防止农药渗漏至铝纸袋上纸片后面垫的锡箔纸。施药者均佩戴面积为 的纯棉口罩和纯棉手套，穿纯棉袜子。人体各部位的体表面积见表。以手套和袜子的暴露量代表手部和脚的暴露水平。为保护施药人员，施药时穿 高的橡胶靴。果实采收者皮肤暴露：与上述施药者皮肤暴露相同的防护措施下，同样通过贴片、口罩、手套和袜子测定皮肤暴露量。表 人体各部位的暴露面积 身体部位 表面积 身体部位 表面积 头 上臂 脸 下臂 前颈 大腿 后颈 小腿 前胸（胸 腹部 骨盆）（）脚（纯棉袜子）（）后背（背 臀）（）手（纯棉手套）（）试样采集于试验结束后，由 名技术人员负责进行采样。首先小心取下口罩、手套；其次取下身体各部位的贴片，小心取出铝纸袋的纸片；最后取下袜子。每个样品取下后单独放入保鲜袋中。在收集不同部位的样品时，技术人员需换戴干净的橡胶手套。所有样品均于取样后 内运回实验室，并保存于 恒温冰箱中，待分析。所有样品分析均在取样后 内完成。样品处理将每个实验对象的手套（一双）、口罩和袜子（一双）分别置于 广口玻璃瓶中，加入可将样品完全浸没（液面高出样品 ）的正己烷约；将取样纸片置于 广口玻璃瓶中，每瓶 片，加入约 正己烷；于 下振荡提取 ，将提取液浓缩至干，用丙酮定容至 ，待测。分析方法验证 检测条件：检测器；色谱柱（）；进样口温度；检测器温度 ；进样量 ；载气为高纯氮气（纯度大于 ），流速 ，尾吹（氮气）。柱程序升温：，保持 ；以 升至 ，保持；以 升至 ，保持；以 升至，保持 。百菌清标准溶液配制：用丙酮配制 的百菌清标准母液，试验时再用丙酮稀释配制成系列浓度的标准工作溶液，现用现配。添加回收试验：为证明百菌清在田间采样、运输、实验室保存直至样品检测期间在实验基质中的稳定性，每次在田间取样时，同时采用 倍 浓度的百菌清标样溶液处理空白基质，并与实验样品同步运输、保存及分析检测。暴露风险评估采用安全限值（）评估百菌清的人体暴露风险。通过实测的暴露量，推算 的暴露量，进而推算出 值，其计算公式见式（）及式（）。（）（）其中，（）为可接受暴露量，（）为皮肤暴露量，（）为 吸 收 系 数。由 可 接 受 暴 露 水 平（，）和暴露人员体重（）推算得出，即 。百菌清的 ，平均 为（表）。本研究中的 是由（）、农 药 学 学 报 百菌清的配制浓度（）、暴露时间（，）及衣服渗透率（，）推算得出，即 。为 （皮肤渗透率加上其他不确定因素），为，。即 （）评价施药者人体暴露风险时，若，表示暴露环境安全；，表示应减少暴露，调整施药频率，增加防护，甚至放弃施药活动。数据统计分析采用 软件对试验数据进行统计分析。结果与讨论 检测方法验证线性范围、检出限与精密度：在最优化的实验条件下，对百菌清标准工作溶液进行检测。在进样质量浓度为 范围内，浓度和峰面积之间呈线性且线性相关性较好，。采用外标法定量，以进样质量浓度为横坐标、峰面积为纵坐标，得标准曲线方程为 。百菌清的检测限（）和定量限（）分别按信噪比（）等 于 和 计 算，得 为 ，为 。回收率与精密度：本研究全部样品共分 批次完成检测分析，其中施药者暴露样品分成 批次，采收者暴露样品分成 批次。每批次进样检测时，同步检测与检测样品一同田间运输及实验室保管的添加回收试验样品。结果（表）表明，分成 批次检测的添加回收样品的平均回收率为 ，相对标准偏差（）为 。即从田间取样至测定，环境对百菌清未产生影响。表明本研究所选测试基质及分析方法满足试验要求，证明了试验材料及分析方法的可行性。施药者人体暴露实际暴露量测定对于正确评估职业暴露风险极为重要。本研究由单位时间的施药液量（）来表示草莓温室施药者人体各部位的暴露量（，），其结果见表。从表 中可看出，名施药者的人体总暴露量为 ，平均为 ，占总施药液量（）的。等报道，采用背负式喷雾器对矮作物如甜菜和莴苣施药时，值分别为 和 ；等研究报道，对矮作物番茄施用马拉硫磷时的 值为 ，占总施药液量的 ；本研究结果与文献报道类似。但 等报道，采用背负式喷雾器对矮作物如西兰花施药时的 值为 ，占总施药量的，与本研究结果相比，其暴露量相对较高。表明因作物的生长情况、种植密度，施药者个体差异、施药方式、施药者的技术以及其他不可预测的因素等影响可能会使得农药暴露数据具有变动性。表 运输及储存对纸片、手套、口罩和袜子样品中百菌清稳定性的影响 ，基质添加水平（）平均回收率 相对标准偏差 纸片 （）手套 （）口罩 （）袜子 （）比较百菌清对施药者人体各部位的暴露情况（表）发现，小腿为主要暴露部位，其暴露量左右腿分别为 和 ，分别占总 值的 和 （图），但相互间无明显差异（）。本 研 究 结 果 与 文 献 报 道 类似，。造成这一分布特点的主要原因可能是由于施药 作 物 为 草 莓，属 高 及 膝 盖 植 物（），并且喷杆斜向下喷雾，因此施药者的小腿部位更接近喷头，从而导致腰以下部位的暴露量最多。采收者人体暴露草莓温室中施喷百菌清后果实采收者的人体暴露量测定结果见表。从中可看出，施药后第 天，采收者的 值为 ，占总施药液量（）的 ，占 施 药 者 总 值（）的 ；施药后第 天，采收者的 值 为 ，占 总 施 药 量 的 ，占施药者总 值的。表明随施药后间隔时间延长，采收者的人体暴露量减少，这可能跟百菌清的光解、水解及蒸发作用等有关。分析采收者身体各部位的 值发现：施药后 采收，主要的暴露部位为手，占采收当天总 值的 ，其次为腿部（大腿和小腿），占当天总 值的 ；从第 天开始，主 安雪花等：草莓温室施用百菌清对施药及采收人员的暴露水平与风险评估 要的暴露部位均为手，占到采收当天总 值的以上。其原因主要是由于采收果实时手部与作物直接接触，因此采收果实时加强手部的保护较为重要。表 草莓温室施药者身体各部位的百菌清暴露量（）（，）人体部位 施药者 平均头 脸 前颈 后颈 前胸 背部 左上臂 右上臂 左下臂 右下臂 双手 左大腿 右大腿 左小腿 右小腿 脚 总和 注：为未检出。：表 草莓温室果实采收者身体各部位的百菌清暴露量（）（）人体部位 第 天第 天第 天第 天第 天第 天第 天头 脸 前颈 后颈 前胸 后背 左上臂 右上臂 左下臂 右下臂 双手 左大腿 右大腿 左小腿 右小腿 脚 总和 注：为未检出。：农 药 学 学 报 注：图中百分数为各部位 占总 的百分比；其他：包括头、脸、前颈、后颈、前胸、背部、上臂、下臂和手。：，（），图 施药者身体各部位百菌清的分布 暴露风险（）农药暴露风险评估包括危害识别、剂量与反应关系评价、暴露评估和风险描述。其中风险描述是综合剂量效应关系和暴露评估 部分的数据对农药可能对从业人员健康产生的不良影响进行计算和描述的过程，也是风险评估的总结阶段。农药暴露风险评估常用安全限值（）来描述其风险。暴露量（）在目前的研究中被定义为暴露于皮肤的农药量，即通过渗透防护服或工作服后暴露于皮肤的农药量。目前防护服或工作服的渗透率通常假设为 。皮肤暴露量（）是指农药对人体 的有效暴露量。本研究中 值为 暴露 的总暴露量，。表 表明，本研究中施药者的总 值为有效成分 ，由此推算得其 值为，即该暴露环境对从业人员存在暴露风险。提出，当 值 时，应计算其（，暴露控制率）值和（，安全作业时间）值，从而对施药者提供相应的安全防护措施。于本研究的暴露环境中施用百菌清后，推算得其 值为 ，值为 ，即暴露风险大，其 的暴露时间不宜超过。因此，在温室中对收获期草莓施用百菌清时，应加强防护措施，或缩短暴露时间。施用百菌清后采收者人体暴露情况（表）表明，喷药后第 天的 值为有效成分 ，第 天减少至 ，值均，即草莓温室中施用百菌清后采收果实，对采收者的人体暴露环境为安全。为了估计与本研究同样暴露环境条件下农药的暴露风险，笔者假设草莓温室中施用的不是百菌清，而是 吡虫啉乳油（稀释 倍），并假设产生与百菌清相同的暴露效果（，），推算其 值。即，如果吡虫啉的暴露量设为本研究结果中百菌清的平均（），配制浓度为 ，值为 ，得其 值为 ，据此可推测在本研究的暴露场景中喷施吡虫啉是安全的。但要正确评估吡虫啉对施药者的人体暴露风险，还须通过实际演习进一步检验和完善。表 百菌清对草莓温室施药者和采收者的安全限值 （）（）（）施药者 采收者 ：皮肤暴露量（）；：暴露控制率（），（）；：安全工作时间（），（暴露时间，）：结论研究表明，在草莓温室中使用手动背负式喷雾器施用百菌清时，施药液量对施药者的人体暴露量为 ，主要暴露部位为小腿。采收果实时，第 天采收者的人体暴露量为 ，第 天为 ，且主要暴露部位为手部。在本研究的暴露环境中，施药者的 值为 ，小于；采收者的 值均大于。因此，在此暴露环境中施药者应注意加强防护措施，或缩短暴露时间；而采收者的暴露环境为安全，但需对主要暴露部位手部加强防护。安雪花等：草莓温室施用百菌清对施药及采收人员的暴露水平与风险评估 参考文献（）：，：，（）：（）：易继湖，阎永建，范照宾，等 山东省农药中毒危险因素的流行病学调查研究 中国职业医学，（）：，（）：（），：，（）：，（）：（），（）：，（）：，（）：，：，（）：，：，（）：，（）：，（）：（），（）：，：，（）（）：，（）：，：，：，（）：，（）：？：，（）：，（）：，（）：，（）：，：，（）：，：（责任编辑：唐 静）