Mezőgazdasági termékek növényvédő szermaradék-szennyezettségének vizsgálatai Magyarországon Prof. Dr. Ambrus Árpád Vásárhelyi Adrienn
Bevezetés • Kiemelt megtiszteltetés • Az „én laborjaim” munkatársaival kialakítottunk egy remek összetartó, egymást segítő csapatot. • Nagyon örülök, hogy volt munkatársaim is úgy érzik közéjük tartozom. • Az összetartozás továbbra is fennáll – Pápa Gusztival közösen szervezett fácánkerti nyugdíjas búcsú 60 résztvevővel – „Öreg vegyészek” éves találkozói 2014– Közös fejlesztő, kutató munka napjainkban
Fácánkert 2006.05.20
Ráckeve 12014.03.31
Az előadásban érintett témák • Honnan indultunk • Hogyan jutottunk el a legjobbak közé? • A növényvédőszer-maradék analitikai vizsgálatok jelenlegi helyzete. • A növényvédőszer-maradék vizsgálati eredmények értékelése – legújabb kutatási eredményeink • Hogyan tovább? Javaslatok
Honnan kezdtünk
Történelmi háttér • • • • • • •
1950-es években DDT általános használata 1954-55 Megyei Növényvédő Állomások megalakulása 1958 Növényvédelmi szakmérnök képzés Gödöllő 1959 Nagy Bálint a Növényvédelmi szolgálat vezetője 1967 MÉM önálló Növényvédelmi Főosztállyal 1968 a DDT, aldrin, dieldrin, HCH forgalmazás betiltása Szükséges a klórozott szénhidrogéneket helyettesítő, de sokkal mérgezőbb szerves foszforsavészter, karbamát és egyéb típusú rovarölő, gombaölő és gyomírtó szerek maradékának rendszeres ellenőrzése az élelmiszerekben, talajban és felszíni vízekben.
Növényvédőszer-maradék analitikai csoport kialakítása 1967, KNKL részeként • az Országos Élelmezés és Táplálkozástudományi Intézet (OÉTI) korábbi vizsgálati tapasztalatának és módszereinek átvétele, új vizsgálati módszerek kifejlesztése; • az új műszerek optimális működési paramétereinek meghatározása; • a megyei növényvédőszer-maradék analitikai laboratóriumi hálózat megszervezése, szakmai irányítása, éves munkatervének összeállítása; • a növényvédő szerek engedélyezés előtti hatékonysági vizsgálataihoz kapcsolódó szermaradék szerkísérleti vizsgálatok rendszerének kialakítása, a vizsgálati eredmények értékelése; • a növényvédő szerek alkalmazásakor használt védőeszközök (kesztyűk, szűrők, ruházat) hatékonyságának ellenőrzésére módszerek kidolgozása és a vizsgálatok végrehajtása; • magyar növényvédőszer-ipar fejlesztésének metodikai segítése.
Továbbképzés – OÉTI ‘Cieleszki könyv’
Növényvédőszer-maradék analitikai laborok kialakítása • 1968-1974 között minden megyei NÁ-on • Vegyész, kémia-biológia-fizika szakos végzettségű munkatársak; laboronként 3-5 fő • Korszerű GC, TLC , UV-VIS műszerek beállítása • Az új állomások építésével kiváló munkafeltételek
Világszínvonalú műszerek
Mintaelőkészítő laboratórium
Laboratóriumok fő feladatai MÉM NF által jóváhagyott központi munkaterv • a növényi termékek növényvédőszer-maradék tartalmának meghatározása; • növényvédőszer-maradékok vizsgálata talajban és felszíni vizekben; • a növényvédő szerek engedélyezés előtti illetve technológiafejlesztő szerkísérletek végrehajtása; • a vizsgálatok megbízhatóságának igazolására ellenőrző (mai szóhasználattal minőségbiztosítási) mérések rendszeres elvégzése; • vizsgálati módszerek fejlesztése, adaptálása; • a Növényvédelmi Főosztály utasítására speciális vizsgálatok végrehajtása; • közreműködés a helyi problémák feltárásában.
Rutin feladatokon túlmenő eredmények • Cukorrépa NO3- , cukor vizsgálat – 7% cukortartalomról 18-19%
• Balaton program VITUKI-val közös FAO Projekt – Egyértelmű bizonyítás: nem az állattartó telepek hanem a települési szennyvíz az oka a rossz vízminőségnek
Mi kellett ahhoz, hogy az európai élvonalba kerüljünk? • Sokat dolgozni és folyamatosan tanulni; • Értelmes feladatokért plusz munkát vállaló tehetséges munkatársak; • Az új elképzeléseket támogató előrelátó vezetők: Főosztály: Dr. Nagy Bálint, Dr. Hargitai Ferenc, Fésűs István, Dr. Eke István Állomási igazgatók többsége, különösen: Balogh Zoltán, Karamán József, Király György, Pálmai Ottó, Sallai Pál, Szabó János, Tóth István
Értelmes feladatokért plusz munkát vállaló munkatársak
Továbbképzés - módszerfejlesztés 1. Rendszeres belső továbbképzések: saját munkatársak készültek fel egy-egy témában – – – – –
Nyíregyháza Kaposvár Egervár Budapest ……
2. Módszerfejlesztési munkacsoportok (7) minden labor bevonásával • Tapasztalatok megosztása a munkaértekezleteken és az éves továbbképzéseken 3. Egységes módszergyűjtemény 1976. május 31 Ambrus Á, Árpád Z, Bálint Sz, Dudar E, Csatlós I, Fülöp A, Hargitai F-né, Lantos J, Pápa Á, Sárvári L, Szabó L
4. Vizsgálati eredmények számítógépes feldolgozása 1978
Minőségbiztosítás • Szigorú vizsgálati rend: labornaplók, kromatogrammok, vizsgálati bizonyítványok … • Belső összehasonlító vizsgálatok (teszt minták) – 1974-től évi négy alkalommal – 1983- évi 2 –szer
• Rendszeres szakmai ellenőrzés évi 2-3 alkalommal • OECD GLP Minősítés 1992 • ISO 17025 szerinti akkreditálás az ezeredforduló környékén
Nemzetközi továbbképzések 1. • 1. Eger 1983. április 13-26 FAO/WHO Európai Regionáls továbbképzés 7 ország 15 analitikusa Felkért előadók: Paul Baker (Anglia), Roy Greenhagh (Canada), Peter Greve (Hollandia) Hargiatai Ferencné, Dr. Kadenczki Lajos, Dr. Lantos János, Visi Éva, Dr. Sós Katalin (OÉTI)
Nemzetközi Továbbképzések • 1996 Miskolc FAO/IAEA - regional training course on application of GLP in pesticide residue studies, • 1998 Miskolc (FAO/IAEA/SIDA) - Training workshop on introduction quality control/quality assurance measures in pesticide residue analytical laboratories, • 2001: Velence: FAO/IAEA Training Workshop on Testing the Quality of Commercial Pesticide Products • 2012 Budapest: FAO Evaluation of pesticide residues for estimation of MRLs • 2015 Miskolc: Better Training for Safer Food initiative
Részvétel a nemzetközi szakmai életben 1. Nemzetközi kongresszusok: 2. Tanulmányutak 3. Nemzetközi továbbképzéseken előadások tartása 4. FAO, IAEA konzulensi feladatok ellátása 5. Ösztöndíjasok fogadása 6. Nemzetközi projektek
Nemzetközi Kongresszusok • IUPAC Pesticide chemistry congress – – – – – – – – – –
1974 Helsinki: 5 fő: 2 előadás 1978 Zürich: 8 fő: 1 plenáris előadás + 4 poszter 1982 Kyoto: 2 fő: 1 plenáris előadás + 2 poszter 1986 Ottawa: 3 fő: 3 plenáris előadás + 3 poszter 1990 Hamburg: 4 fő: 1 plenáris előadás + 4 poszter 1994 Washington: 8 fő: 6 poszter 1998 Basel: 4 fő: 1 plenáris előadás + 4 poszter (első hely!) 2002 London: 2 fő: 1 plenáris előadás + 2 poszter 2006 Kobe: 1 plenáris előadás 2014 Fan Francisco 3 fő 2 plenáris, 2 poszter (első hely)
• Számos egyéb konferencia
IUPAC Kongresszus Bázel
IUPAC Kongresszus San Francisco
Tanulmányutak • • • • • • • • •
Anglia (4) Ausztria (3) Finnország (1) Görögország (1) Hollandia (4) Japán (6) Németország (3) Svédország (1) Új Zealand (1)
Összesen 19 munkatárs több mint 30 hónap
Külföldi továbbképzések, szakértői feladatok Továbbképzések tartása külföldön: • Benke Lajos: IAEA Seibersdorf , Nigéria, Malajzia • Dr. Buzás István: Marokkó • Dr. Kadencki Lajos: Namibia • Dr. Lantos János: Bangladesh, Ghana, Kórea, Myanmar • Dr. Visi Éva: IAEA Seibersdorf, Irán, Malajzia, Myanmar • Zakar Ferenc: IAEA Seibersdorf Ösztöndíjasok fogadása: BAZ, Fejér, Somogy, Szabolcs: > 50 fő; 2 hét - 3 hónap időtartamban
Nemzetközi projektek 1991-2004 • • • • • •
Ausztria: 1 Egyesült Királyság: 2 Németország: 2 Japán: 1 USA 1 DA Tifton Koordinált kutatási projektek: – TLC módszerek – Növényvédőszer-minősítő módszerek – Szermaradékok eloszlása a kezelt területeken
Nemzetközi és hazai szakmai közlemények • Nemzetközi folyóiratokban megjelent közlemények száma: > 70 • Hazai közlemények: ~ >200 • Kongresszusi előadások • Önképzés: – doktori, kandidátusi, PhD, szakmérnöki fokozatok megszerzése
Doktori, PhD fokozatot szerzők – Ferenczi Miklósné – Füzesi István – Kadenczki Lajos – Károly Gabriella – Korsós Istvánné
– Pápa Ágoston – Pásztor Zsuzsa – Solymosné Majzik Etelka – Susán Mária – Visi Éva
Jelen helyzet • A laboratóriumok száma 2012-ben az 1974 évi 20-ról 4-re csökkent! • Létszámcsökkentés 84 ~ 35 fő • Tradicionális szermaradék analitikai feladatok: – – – –
Növényi termékek vizsgálata Környezetvédelmi vizsgálatok (víz- és talajminták, szerelsodródás) EU koordinált monitoring vizsgálatok Engedélyezési szerkísérletek, eseti engedély elővizsgálatok
• Új területek MGSzH,NÉBIH kialakításával: – – – – –
Állati szövetek tiltott szerekre történő vizsgálata Állati eredetű és feldolgozott élelmiszerek, bébiételek Borvizsgálatok Méhmérgezések kivizsgálása (méh hulla, növényi minták) Agrár-környezetgazálkodási program ellenőrző vizsgálatai Megbízásos vizsgálatok (biotermékek, GAP ellenőrzés …)
• • Nemzetközi körmérések, belső minőségbiztosítás
A vizsgált minták száma 2011-2015 között 8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0 2011
2012
2013
2014
2015
BAZ (7-8), Csongrád (6), Fejér (11+3), Szolnok (7) = 35 vegyész+ technikus MSZ EN ISO/IEC 17025:2005 szabvány és az OECD GLP szerint akkreditált
Az elvégzett vizsgálatok színvonala Nemzetközi megmérettetés Az EU körvizsgálatok, melyekben a NRL és OfL részvétele kötelező (882/2004/EC396/2005/EC: résztvevő laborok száma 130 – 190 körül ingadozik. Értékelés: • ’A’ kategória: azon laboratóriumok akik a mintában lévő szermaradékokat vagy azok ~ ≥90%-át azonosították és nem volt hibás azonosítás. – AZ2-score: ≤ 2 jó, 2 ≤ Z < 3 megfelelő, Z>3 nem megfelelő
• ‘B’ kategória: ‘A’ feltételt nem teljesítő laborok: elégtelen minősítés
Normal or Gaussian distribution
Átlagtól () és szórástól () függetlenül az eredmények : 68% az átlag ±𝑠 95% 1.96s, ( 2s) 99.7% 3s. Normál eloszlású adatok összehasonlítása: 39
Európai körvizsgálatok eredményei BAZ
Csongrád
Fejér
Somog y 0.70
Szolnok
2006
0.7
0.4
0.4
2007
*
1.0
0.50
0.5
2008
0.4
0.5
0.4, 0.3, 0.8 0.4, 0.4, 0.5, 1.2
0.40
0.3
2009
0.4
0.8
0.80
1.7
2010
0.6
1.1
0.28
1.4
2011
0.5
1.2, 2.0
0.52
0.6, 1.0
2012
2.0, 0.1
**
0.2, 0.4
2013
0.2, 0.1
2014
0.4,0.4, 0.78
1.1, 1.37, 1.2 0.7, 0.7, 0.7 0.79, 0.80, 1.5
0.6, 0.7, 1.0 0.39, 1.5, 1.6 0.1, 0.72, 0.8 0.2, 0.2 0.2, 0.7, 0.1 0.3, 1.06, 1.0
0.4
0.2-0.5 0.3, 1.02, 1.0
Nemzetközi megmérettetések EUPT körmérések – FV kategória
Zöldség-gyümölcs multi módszerek - 2008 Mátrix: répa 130 résztvevő
Zöldség-gyümölcs multi módszerek - 2010 Mátrix: póréhagyma 150 résztvevő
Nemzetközi megmérettetések EUPT körmérések – gabona kategória
EUPT-CF7 - Gabona és takarmány - 2013 Mátrix: tyúktáp 120 résztvevő „A” kategóriába 60 labor került (50 %)
Siker a körvizsgálatokban
A BAZ-megyei Növényvédőszermaradékanalitikai Laboratórium elnyerte a legjobbaknak járó Arne Andersson díjat az utóbbi három év gabona körvizsgálataiban nyújtott teljesítménye alapján.
A munka elismerése Miniszteri dicséretek: 5 Magyar Ezüst Érdemkereszt Dr. Ambrus Árpád Dobi Dénes, Dr. Kadenczki Lajos
A vizsgálatok színvonalát kockáztató problémák
1. Kiöregedő műszerpark • Átmeneti támogatásból 2007-2008-ban beszerzett műszerek 9- 10 évesek; • 9-17 éves még üzemképes műszerek bármikor javíthatatlanná válhatnak; • A 2013-14-ban üzembe állított 3 db LC-MS/MS készülék javítja a vizsgálati feltételeket, de nem elegendő; • A mintahomogenizáló, daráló eszközök teljes korszerűsítése szükséges.
• Korszerű LC-MS/MS
A vizsgálatok színvonalát kockáztató problémák 2. • Központi koordináció lehetőségei limitáltak; • Laboratóriumok közötti együttműködés a minimumon van; • Központi továbbképzés utoljára 2007-2008ban volt; • A korszerű nagyteljesítményűműszerek optimális kihasználása speciális ismereteket igényel, amit egyénileg csak korlátozottan lehet megszerezni.
Folyamatban lévő fejlesztő munka
Módszerfejlesztés • Folyamatosan bővülő mintaspektrum – új metodikai problémák megoldását követeli. • Nagyteljesítményű, érzékeny műszerek kihasználása és költségcsökkentés az extrahált mintahányad csökkentésével érhető el. • A mintafeldolgozás hatékonyságának a fokozása: mélyhűtött körülmények közti darálást, homogenizálást igényelne, de megfelelő eszköz szükséges. • A mérési eredmények variabilitásának, bizonytalanságának a minimalizálása.
54
Mintahomogenizálás hatékonysága
Saláta és paradicsom minta homogenizátuma
Az analitikai minta csökkentésének hatása
Gy’s alapegyenlet Test portion MTp [g] 15 10 5 2 1
𝐶𝑉𝑠2
𝐶𝑑 3 = 𝑀𝑇𝑝
CVSp 0.2 0.25 0.35 0.55 0.78
15 g helyett 1 g mintát extrahálva változatlan körülmények között a CVSp közel 4-szeresére nő!
A mérési eredmények szóródásának (bizonytalanságának) forrásai 2 2 S Re s S S S L 2 2 CV Re s CV S CV L
CV Lc
CV SS CV Sp CV A 2
2
2
A körvizsgálatok, (EUPT), visszanyerési vizsgálatok csak a CVA-ra adnak információt (CVA ~0.1 CVR!!!)
59
Növényi termékek, tej, tojás vizsgálata A határérték a szabályosan vett minta meghatározott részének az átlagos szermaradék tartalmára vonatkozik Két elvileg különböző szituáció Forgalmazás előtti önellenőrzés • Igazolni kell, hogy a tétel minden összetett mintának megfelelő hányada megfelel a határértéknek. Az eredménynek a mintavételt is tartalmazó (CVR) kombinált bizonytalanságát kell figyelembe venni.
Forgalmazott tétel ellenőrzése • A mintázott tétel akkor tekinthető megfelelőnek ha mért szermaradék koncentráció mínusz a laboratóriumi mérés reprodukálhatóságának a kétszerese (R-2×CVL×R ) ≥ MRL
A mérési bizonytalanság figyelembevétele a tétel megfelelőségének az eldöntésekor 1. A mintázott tétel nem megfelelő
Piac ellenőrzés 2. A mintázott tétel megfelelő Legal limit
3. A termék esetleg nem felel meg.
Forgalmazás előtti önkontrol
1
2
3
4
4.A termék megfelel az MRL-nek.
Mérési eredmények szóródása homogén termék vizsgálatakor. 14
120%
MRL=50 g/kg
AL=40 ng/kg
Relative frequency [%]
12
100%
10
80%
8 60% 6 40%
4
2
20%
0
0% 10
20
30
40
50
60
70
Szermaradék [g/kg]
Amikor a mintázott termék homogénnek tekinthető (pl. tej, bor) akkor a mintavétel hibája gyakorlatilag zéró. Ilyen esetekben csak a laboratóriumi mérés reprodukálhatóságát kell figyelembe venni.
A mért szermaradék összehasonlítása a határértékkel (MRL) MRL 16
100%
14 80% 12
Relative frequency
10
60%
Cumulative frequency
8
40%
6 4
20% 2 0
0% 0,5
0,7
0,9
1,1
1,3
1,5
1,7
1,9
2,1
2,3
Ha a szabályszerűen vett mintában mért szermaradék értéket hasonlítjuk össze a MRL-el akkor az estek közel 70%-ban hibás következtetésre juthatunk.
A cselekvési szint (AL) és a döntési szint (DL) viszonya alma minták vizsgálatakor, ha a határérték 1 mg/kg. 18
AL=0.4 mg/kg
16
MRL=1 mg/kg
14
DL=2 mg/kg
12 CVL ave=1.69; CV=0.25 10
CVR ave=0.43; CV=0.30
8 6 4 2
0 0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
Forgalmazás (export előtti megfelelőség vizsgálat: cselekvési szint AL Hatósági ellenőrzés: döntési szint (DL) (Kiterjesztett bizonytalanság =2x SD, CVL = 0.25 ) Tipikusan: AL ≤ 0.3 MRL
Az elmúlt 3 év kutatási/módszerfejlesztési eredményei • Olasz, török, USA, görög kooperáció: 14 nemzetközi közlemény • P. Yolci Omeroglua*, A´ . Ambrus, D. Boyacioglu and E. Solymosne Majzik A case study to assess the sample preparation error in pesticide residue analysis, Food Anal Methods 8, 2, 474-482. 2014 • Zsuzsa Farkas, Andrew Slate, Thomas Whitaker, Gabriella Kötelesné Suszter, Arpad Ambrus, Use of combined uncertainty information for testing compliance with MRLs, J. Agric. Food Chem., 2015, 63 (18), pp 4418–4428 DOI 10.1021/jf505512h 2015 • Árpád Ambrus, Judit Buczkó, Kamirán Á. Hamow, Viktor Juhász, Etelka Solymosné Majzik, Henriett Szemánné Dobrik, Róbert Szitás. Contribution of sample processing to variability and accuracy of the results of pesticide residue analysis in plant commodities. J. Agric. Food Chem, 20. January 2016. DOI: 10.1021/acs.jafc.5b05779,
Javaslatok a következő időszakra • Figyelni és ellenőrizni – a nagy darabos minták feldolgozása – analitikai mintahányad csökkentése – a mérési eredmények kombinált bizonytalanságának meghatározása
• Akkreditált státusz időbeni megújítása • Módszerfejlesztési feladatok megosztása • Laboratóriumok közötti kapcsolattartás, munkamegosztás szorosabbá tétele • Központilag szervezett magas színtű továbbképzés
Közreműködő munkatársak • • • • • • • • • • • • •
Benyhe János Buzás István, dr Kadenczki Lajos, dr Károly Gabriella, dr Katavics László Lantos János, dr Oláh János Orosz Ferenc Pápa Ágoston, dr Szemánné Dobrik Henriett Solymosné Majzik Etelka, dr Vásárhelyi Adrien Visi Éva, dr
Köszönöm a lehetőséget, hogy a növényvédőszer-analitikai hálózat eredményeiről áttekintést adhattam. Köszönöm a megtisztelő figyelmüket!
