中国是全球农药施用量最大的国家,每年农药施用总量约为130万吨,是世界平均水平的2倍[1]。其中有机磷农药 (organophosphorus pesticides, OPs) 具有低毒和低残留的优点,作为杀虫剂在农业和日常生活中广泛使用。然而,由于农药管理制度不够健全、人们安全用药意识不强,中国农药的大量使用,不仅使农作物农药残留严重,而且对水、土壤、空气等环境造成污染。一般人群可通过饮食、皮肤和呼吸道等多种途径接触OPs。由于孕产妇特殊的生理代谢过程,使其成为OPs暴露的敏感人群[2-3]。本研究以2011-2012年在沈阳医学院附属中心医院分娩的孕产妇为研究对象,检测其尿中OPs农药暴露水平并对其可能的影响因素进行分析,为今后开展OPs对母婴健康影响的研究提供必要的数据支持。
1 对象与方法 1.1 对象选择2011年3月-2012年3月在沈阳医学院附属中心医院分娩的健康产妇249人,产妇在沈阳市连续居住≥3年,无重大疾病史,无吸毒史,无吸烟饮酒史,产妇及其配偶无先天畸形、唐氏综合征、智能发育迟缓、苯丙酮尿症、糖原累积症等遗传代谢性疾病等家族史。所有研究对象均知情同意。
1.2 方法 1.2.1 问卷调查本研究采用流行病学现况研究方法,用自行设计的问卷对产妇进行调查,问卷内容包括产妇基本健康状况、生活习惯、怀孕情况及胎产史、职业状况和孕期农药接触及使用情况。
1.2.2 样本采集用一次性无菌尿杯收集孕妇产前晨尿20~30 mL。标本在采样当天由专职人员取回实验室分装于5 mL聚丙烯瓶中,编号、记录,放置-80 ℃ MDF-U53V超低温保存箱 (日本Sanyo公司),于上海疾病预防与控制中心专人检测。
1.2.3 OPs代谢产物水平检测(1) 仪器与试剂:GC-14A气相色谱仪 (毛细管气相色谱/火焰光度检测器)(日本Shinadzu公司);二丁基磷酸酯 (dibutyl phosphrate, DBP) 内标工作溶液 (浓度4.0 mg/L)(美国Fluck公司),五氟溴苄苯 (pentafluorobenzyl bromide, PFB-Br,美国Fluck公司),二烷基磷酸酯标准品:磷酸二甲酯 (dimethylphosphate, DMP)(比利时Acros Organics公司),二甲基硫代磷酸酯 (dimethylthiophosphate, DMTP) 铵盐 (日本林纯药工业株式会社),磷酸二乙酯 (diethylphosphate, DEP)(美国Chem Service公司),二乙基硫代磷酸酯 (diethylthio-phosphate, DETP) 钾盐 (美国Aldrich公司),二乙基二硫代磷酸酯 (diethyldithiophosphate, DEDTP)(美国Aldrich公司)。(2) 方法:参考相关文献,采用毛细管气相色谱/火焰光度检测器,以二丁基磷酸酯作为内标,对孕产妇尿样中5种有机磷代谢产物进行分析[4-5]。尿样中肌酐浓度使用苦味酸法进行测定。
1.2.4 判定标准每次测量均同时使用待测样品和空白样品,以确保测量结果的准确性。DMP的检出限 (limit of detection, LOD) 为2 μg/L,DEP、DMTP、DETP和DEDTP的检出限为1 μg/L[5]。低于检出限者,参考相关文献,采用LOD/ 2 μg/L替代[6]。尿肌酐测定结果 < 10 mg/L者予以剔除。空白样品:由健康未接触有机磷农药者提供。
1.3 统计分析采用SPSS 16.0软件对孕妇基本情况及其OPs暴露情况进行描述性统计分析和检验,采用t检验、单因素方差分析和多元线性回归方法分析影响产妇孕期OPs代谢产物分布的因素,分别计算磷酸二甲酯类 (dimethyl phosphates,DMs)(DMP与DMTP之和)、磷酸二乙酯类 (diethyl phosphates,Des)(DEP、DETP、DEDTP之和) 与 (dialkylphosphates,DAPs)(DMP、DMTP、DEP、DETP、DEDTP之和),并进行对数转换,采用对数转换后的均数及标准差描述不同特征孕产妇体内OPs代谢产物水平的差异,检验水准为α=0.05。
2 结果 2.1 孕产妇尿液中OPs代谢产物浓度 (表 1)| 表 1 肌酐校正前后产妇孕期尿液中5种OPs代谢产物浓度百分位数分布 (n=249) |
产妇尿中5种OPs代谢产物暴露水平DEP和DMP检出率最高 (95.6%),但DMs比DEs的平均浓度高。5种代谢物浓度均呈偏态分布,但经对数转换后服从正态分布。由于肌酐浓度与年龄、种族等许多个体特征密切相关,尿中肌酐浓度可影响代谢产物的浓度[7],所以本研究中对代谢产物的浓度进行了校正。后续的统计分析肌酐校正后与肌酐校正前结果一致。
2.2 不同特征产妇OPs代谢产物分布 (表 2)| 表 2 不同产妇孕期体内OPs代谢产物水平比较a(x±s, μg/L) |
249名孕妇年龄为21~44岁,平均年龄为 (28.8±3.3) 岁。怀孕前有职业性OPs暴露的人数为2人 (0.8%),孕期仍接触OPs者为1人,占0.4%。按照产妇年龄、居住地区、是否为初产妇、受教育程度等因素对产妇尿中OPs代谢产物水平 (对数转换浓度) 的影响进行比较,≥30岁年龄组产妇OPs代谢产物水平最高,其中DMs水平明显高于其他各年龄组,差异有统计学意义 (F=3.944, P=0.021);DEs水平也较各年龄组偏高,但差异无统计学意义 (P>0.05)。对于家庭内杀虫剂使用频率不同的产妇,孕期从不使用家庭杀虫剂组的孕妇体内OPs代谢产物水平DMs、DAPs的对数转换浓度均低于孕期家庭偶尔使用和经常使用杀虫剂的产妇,差异有统计学意义 (DMs:F=7.755, P=0.001;DAPs:F=5.137, P=0.007)。而产妇居住地区、妊娠史 (是否为初产妇)、受教育程度、被动吸烟及食用蔬菜、水果情况对lgDMs、lgDEs、lgDAPs水平的影响虽有差异,但均无统计学意义 (P>0.05)。
2.3 影响产妇体内OPs代谢产物含量的因素 (表 3)| 表 3 产妇尿液中OPs代谢产物含量多元线性回归分析 |
对孕妇的年龄等变量与尿中DAPs含量进行Spearman相关性分析,结果表明,产妇年龄 (r=0.129, P=0.041) 以及杀虫剂使用情况 (r=0.163, P=0.01) 与产妇尿中DAPs含量呈正相关,且有统计学意义。采用多元线性回归分析方法,对可能影响产妇尿中OPs代谢产物水平的因素进行综合分析。以产妇对数转换后DAPs含量 (lgDAPs) 作为因变量,可能的影响因素为自变量 (包括产妇年龄、居住地区、受教育程度、被动吸烟情况、是否为初产妇、杀虫剂使用频率、食用蔬菜的情况、食用水果的情况及出生季节) 引入模型,采用逐步回归分析方法,进行多因素分析。进入模型的P值取0.05,剔除模型的P值取0.10,对回归方程是否成立进行F检验,结果回归方程有统计学意义 (F=5.354, P=0.001)。在其他影响因素均衡的前提下,随着孕产妇年龄的增加,其尿液中累积的OPs代谢产物浓度增加;使用室内杀虫剂频率较高的家庭,孕妇体内的OPs代谢产物越多。生活在郊区的产妇比生活在城市的产妇尿中OPs代谢产物含量高。
3 讨论从20世纪初法国实行农药法制管理起,世界各国的农药管理不断完善和发展,中国农药管理制度相对健全,但与欧美等发达国家相比还不完整[8]。国际食品法典委员会 (CAC) 和欧盟对蔬菜农药残留的标准分别为827项和583项;而中国蔬菜农药残留的标准为433项,是CAC的52.3%,欧盟的74.3%[1]。长期农药残留和农药的不合理使用,使得中国人群处于农药尤其是OPs农药的高暴露水平。目前许多研究表明,OPs可以通过胎盘屏障影响胎儿的生长发育和神经行为发育[2],因此,了解孕期OPs暴露水平及可能的影响因素,并开展相应的防护措施以减少OPs暴露水平、保护孕妇自身及胎儿健康十分重要。
大多数OPs进入机体后会迅速分解,生成多种共同的非特异性代谢产物DAP,这些产物通常可在接触24~48 h内在尿中出现。并且,尿液标本具有采集方便、标本量充足、对人体无创等特点,是目前人体农药暴露的生物学监测相关研究中最常用的具有较高特异性的生物学标本[9]。本研究对沈阳市部分产妇孕期OPs尿代谢产物进行检测,5种代谢产物的检出率和平均暴露水平与国内上海地区的调查结果[10]比较接近,其检出率DMP为83.82%,DMTP为89.63%,DEP为96.37%,DETP为93.26%,DEDTP为6.22%;几何均数DMP为25.75 μg/L,DMTP为11.99 μg/L,DEP为9.03 μg/L,DETP为9.45 μg/L。但与国外相比,中国产妇体内OPs代谢产物检出率高且含量较高。美国萨利纳斯妇幼健康评估中心 (CHAMACOS队列) Bradman等[11]选择了488名产妇,其5种有机磷农药检出率DMP 67.1%、DMTP 85.9%、DEP 81.4%、DETP 65.9%、DEDTP 29.2%和几何均数DMP为27.7 nmol/L、DMTP为60.0 nmol/L、DEP为14.4 nmol/L、DETP为3.6 nmol/L、DEDTP为0.7 nmol/L,低于本次研究。美国纽约西奈山医院,Engel等[12]选择311名孕妇,尿中5种代谢产物检出率分别是DMP 57.5%、DMTP 88.7%、DEP 45.9%、DETP 83.7%和DEDTP 8.8%,也远低于中国OPs暴露水平。提示,中国人群,尤其是孕妇这一特殊人群,处于OPs高暴露水平。
本研究结果表明年龄和孕期杀虫剂使用对产妇体内OPs暴露水平的影响有统计学意义;≥30岁产妇体内OPs代谢产物DMs明显高于 < 30岁产妇,即随着年龄的增加,其暴露于OPs农药的机会就会增加,累积暴露水平增加。本研究中49.8%的家庭从不使用杀虫剂,其体内OPs代谢产物DMs、DEs和DAPs水平均低于孕期家庭偶尔使用或经常使用杀虫剂的产妇,且差异有统计学意义 (P < 0.05)。以色列的Berman[13]在研究中也指出,室内杀虫剂的使用可导致孕产妇OPs内暴露水平增加,与本研究结果一致。因此,孕产妇在怀孕期间应尽量减少家庭杀虫剂的使用,以降低对OPs的暴露,避免不良生殖结局的发生。通过进一步对所有可能影响孕产妇尿中OPs代谢产物水平的各种因素进行多因素分析,结果显示,导致产妇个体间OPs代谢产物浓度差异的因素除年龄、室内杀虫剂使用频率外,还可能与居住地区有关。生活在郊区的居民OPs暴露风险较大,原因在于郊区有大量农作物的耕种,环境中更易存在各种农药成分,尽管OPs在体内代谢速度较快,但长期持续接触,仍然有可能导致个体OPs累积暴露量增加。
本研究中,249名孕产妇中仅有2人孕前在农业生产中接触过OPs,其余均无职业性暴露。比较产妇不同的受教育程度、妊娠史、妊娠季节、被动吸烟及食用蔬菜、水果情况,其体内OPs代谢产物水平尽管不同,但差异均无统计学意义。这一结果可能是与本研究样本量较小有关。
本次研究结果提示,孕产妇作为一个特殊的群体,在孕期注意合理营养的同时,更要加强自我保护意识,多学习卫生、健康知识,应减少或避免杀虫剂的使用和接触,注意饮食习惯和卫生习惯,果蔬食用前认真清洗和浸泡,减少农药残留,以防止OPs对自身及胎儿的健康造成不良影响。
| [1] | 梁一博, 谭兴和, 胡望资, 等. 我国蔬菜中农药残留现状及其检测技术的研究进展[J]. 农产品加工:学刊, 2014(5) : 73–75. |
| [2] | 韩俊艳, 檀德宏, 王军, 等. 有机磷农药的神经发育毒性研究进展[J]. 中国工业医学杂志, 2010, 23(3) : 199–202. |
| [3] | 周淑芳, 田英. 有机磷农药的雌性生殖毒性研究进展[J]. 国外医学:卫生学分册, 2008, 35(1) : 15–19. |
| [4] | 王沛, 田英, 高宇, 等. 孕妇有机磷农药代谢产物暴露水平检测[J]. 中国公共卫生, 2009, 25(4) : 470–471. |
| [5] | Zhang Y, Han S, Liang D, et al. Prenatal exposure to organophosphate pesticides and neurobehavioral development of neonates:a birth cohort study in Shenyang, China[J]. PLoS One, 2014, 9(2) : e88491. DOI:10.1371/journal.pone.0088491 |
| [6] | Barr DB, Bravo R, Weerasekera G, et al. Concentrations of dialkyl phosphate metabolites of organophosphorus pesticides in the US population[J]. Environ Health Perspect, 2004, 112(2) : 186–200. |
| [7] | Mckelvey W, Jacobson JB, Kass D, et al. Population-based biomonitoring of exposure to organophosphate and pyrethroid pesticides in New York City[J]. Environ Health Perspect, 2013, 121(11/12) : 1349–1356. |
| [8] | 顾宝根. 国内外农药管理制度的比较及启示[J]. 世界农药, 2014, 36(2) : 1–5. |
| [9] | 邓媛英, 何微, 田静, 等. 人体慢性低剂量农药暴露生物学监测研究进展[J]. 中国公共卫生, 2015, 31(7) : 900–903. |
| [10] | Wang P, Tian Y, Wang XJ, et al. Organophosphate pesticide exposure and perinatal outcomes in Shanghai, China[J]. Environ Int, 2012, 42 : 100–104. DOI:10.1016/j.envint.2011.04.015 |
| [11] | Bradman A, Eskenazi B, Barr DB, et al. Organophosphate urinary metabolite levels during pregnancy and after delivery in women living in an agricultural community[J]. Environ Health Perspect, 2005, 113(12) : 1802–1807. DOI:10.1289/ehp.7894 |
| [12] | Engel SM, Berkowitz GS, Barr DB, et al. Prenatal organophosphate metabolite and organochlorine levels and performance on the Brazelton Neonatal Behavioral Assessment Scale in a multiethnic pregnancy cohort[J]. Am J Epidemiol, 2007, 165(12) : 1397–1404. DOI:10.1093/aje/kwm029 |
| [13] | Berman T, Hochner-Celnikier D, Barr DB, et al. Pesticide exposure among pregnant women in Jerusalem, Israel:results of a pilot study[J]. Environ Int, 2011, 37(1) : 198–203. DOI:10.1016/j.envint.2010.09.002 |
2017, Vol. 33


