2基于風險矩陣的食品安全風險監(jiān)測模型

1、基于風險矩陣的食品安全風險監(jiān)測模型862010,Vol.31,No.05食品科學基礎研究基于風險矩陣的食品安全風險監(jiān)測模型劉清珺，陳婷*，張經(jīng)華，王覃(北京市理化分析測試中心，北京100089)摘要：在食品安全監(jiān)驗體系積累的大量分析測試數(shù)據(jù)的基礎上，本研究構建出食品安全風險監(jiān)測的體系與流程，并對引起食品安全的風險因素的風險可能性及其風險損失度進行綜合評估，建立起以風險可能性與風險損失度為二維矩陣的食品安全風險監(jiān)測模型。運用該模型對某城市大型農(nóng)副批發(fā)市場的食品安全狀況進行監(jiān)測，可有效地對市場流通領域的食品安全狀況進行把握和控制，保障市場食品供應的質(zhì)量安全。關鍵詞：食品安全；風險監(jiān)測；分析測試；風

2、險矩陣RiskMatrix-basedRiskMonitoringModelofFoodSafetyLIUQing-jun，CHENTing*，ZHANGJing-hua，WANGTan(BeijingCenterforPhysical&ChemicalAnalysis,Beijing100089,China)Abstract：Basedonsubstantialanalysisoftestingdatafromfoodsafetysupervisionandinspectionsystem,ariskmonitoringsystemoffoodsafetywasestablished

3、toconductthecomprehensiveevaluationforriskpossibilityandrisklossoffoodsafety.Thisrisk-monitoringmodelwasa2-dimensionalmatrixbetweenriskpossibilityandrisklossoffoodsafety.Inthemonitoringandanalysisoffoodsafetysituationinurbanwholesalemarketforagriculturalandsidelineproducts,thismodelexhibitedaneffect

4、ivecontroltothesituationoffoodsafetyduringcirculationinmarket,andprovidedthesecurityoffoodsupplyinmarket.Keywords：foodsafety；riskmonitoring；analysisandtesting；riskmatrix中圖分類號：TS201.6文獻標識碼：A文章編號：1002-6630(2010)05-0086-05收稿日期：2009-05-23基金項目：北京市科委重點項目作者簡介：劉清珺(1964)，男，研究員，博士，研究方向為食品安全風險監(jiān)測。E-mail：LiuQJbj

5、ast *通信 陳婷(1982)，女，助理研究員，碩士，研究方向為數(shù)據(jù)處理。E-mail：dinachentgmail 基礎研究食品科學2010,Vol.31,No.0587 近年來國內(nèi)外問題食品違規(guī)事件屢次曝光，如牛奶中添加三聚氰胺、烤翅中添加蘇丹紅、水產(chǎn)品中添加孔雀石綠等，食品安全成為了廣受關注的民生問題。如何通過分析檢測規(guī)避食品安全風險、將危險防范于未然，成為我國食品監(jiān)督體系研究的重大課題。風險是對危險、危害事故發(fā)生的可能性與危險、危害事故所造成損失的嚴重程度的綜合度量1。食品安全風險監(jiān)測是對可識別的食品安全風險因素在不同的目標條件和環(huán)境因素制約下的風險可能性及其損失度的綜合評估過程，其

6、核心內(nèi)容是對危害物檢驗、風險分析、管理完整性等方面進行綜合評價，最終實現(xiàn)食品安全風險可操作。本研究提出的食品安全風險監(jiān)測模型是建立在對食品安全風險監(jiān)測體系研究的基礎上，以食品安全監(jiān)驗體系提供的大量分析檢測數(shù)據(jù)為依托，分析食物污染水平與同期食源性疾病的關系，監(jiān)測特定食品污染物(如微生物、重金屬、非食品添加劑、興奮劑、抗菌素等)對人群健康的危害程度。1食品安全風險監(jiān)測體系的建立將食品安全風險監(jiān)測作為一個體系來研究，該體系可以細化為危害(風險因素)識別、檢驗計劃制定、危害指標檢驗、風險可能性度量、風險損失度度量、風險分析、以及風險控制7大模塊。各個模塊之間的相互聯(lián)系形成了食品安全風險監(jiān)測的總體流程，

7、如圖1所示。針對食品安全風險監(jiān)測體系，風險監(jiān)測不同階段可以采用不同的建模方法。例如危害(風險因素)識別模塊在傳統(tǒng)的風險監(jiān)測體系2-5中是一個關鍵部件，而考慮到本研究主要側(cè)重于對食品危害產(chǎn)生的可能性與損失度進行綜合評價，因此將該模塊簡單地用食品安全檢驗，加以專家識別的方法替代；在風險可能性度量模塊以及風險損失度度量模塊中，由于食品安全的社會特性較為復雜，其中任意一種風險在不同條件下有可能導致不同的社會結(jié)果，因此在本研究中將其表現(xiàn)為條件不同由風險可能性與損失度構成的風險矩陣的加權值不同；為了對風險危害程度進行定性，在風險分析模塊中，將風險一共劃分為5個等級，從一級到五級風險逐步遞增。一級風險表示該

8、風險因素基本安全，但不排除其存在一定的安全隱患。二級表示該風險因素比較安全，但有潛在風險，應引起注意。三級表示該風險因素較為不安全，有可能造成不良后果，應采取一定措施。四級表示該風險因素不安全，應立刻采取措施控制，并非常有可能發(fā)生食品安全事件。五級表示該風險因素非常不安全，并會引起較為嚴重的后果；為了簡化風險控制辦法，在本研究的食品安全風險監(jiān)測模型中，考慮的風險僅局限于食源性風險，并且假設食源性風險的來源唯一，僅為食品中含有的對人體有害的危害物質(zhì)。根據(jù)相關信息以及經(jīng)驗進行危害識別制定檢驗計劃危害指標檢驗風險可能性度量風險損失度度量先應該分別度量危害指標的風險可能性和損失度大小，然后將計算出的可

9、能性數(shù)值與損失度數(shù)值根據(jù)一定法則到風險計算公式中，得出風險等級值。2.1.1風險可能性度量將食品按類劃分，不妨設第m類食品中的第n種食品的第i個危害指標產(chǎn)生風險的可能性為Pmn(i)，則Pmn(i)的計算公式為：Pmn(i)=Hmn(i)×Fmn×(1+4Emn)(i)6(2)式中：Hmn稱為檢驗數(shù)據(jù)的超限率，其取值范圍為Hmn(i)0,1；Fmn稱為食品攝入系數(shù)6，不同種類的食品每日攝入量不同，因此其發(fā)生風險的可能性的權重也有所區(qū)別。由于目前國際上就食品攝入量尚未達成一致意見，因此在本研究模型中，暫定由食品消費量，即食品的每日銷售量食品攝入系數(shù)。將單種食品每日銷售量分為很

10、小、小、一般、大、很大5個等級，分別對應數(shù)值1、2、3、4、5，在數(shù)據(jù)尚不充分的條件下，該系數(shù)采用專家評估法得出。Emn稱為環(huán)境/氣候因子7，食品在不同環(huán)境/氣候因子影響下，其發(fā)生風險的可能性會隨之變化，該加權數(shù)值由專家評估確定，其取值范圍為Emn0,1。2.1.2風險損失度度量風險損失度由風險因素的污染程度與其造成的危害風險分析風險控制圖1食品安全風險監(jiān)測流程程度決定，并受社會影響因子7的影響。針對第m類食品中的第n種食品的第i個危害指標，其風險損失度Smn(i)公式如下：Smn(i)=Imn(i)×Di×(1+4Wi)(i)6Fig.1Riskmonitoringpro

11、cessoffoodsafety2風險監(jiān)測模型通過風險的定義不難得出，風險是風險因素發(fā)生(3)式中：Imn稱為危害指標的污染指數(shù)。將第i個危害指標測試實驗中的第j條檢驗數(shù)據(jù)值記為xij，則該危害指標相應的污染指數(shù)Imn(i)公式為：1(1)xijli2(ij)Imn=lilli20(i)(ij)的可能性與損失度的二元函數(shù)1。用數(shù)學表達式可以表示為：R=f(P,S)可能性；S風險因素產(chǎn)生的損失度。在分析測試領域，食源性風險因素對應于食品的危害指標。要進行食品安全風險監(jiān)測，首先應該選定監(jiān)測區(qū)域，針對區(qū)域內(nèi)的食品進行跟蹤抽樣檢測。然后根據(jù)檢驗結(jié)果，針對食品中具體的危害指標進行風險監(jiān)測；在單種食品包含

12、的各種危害指標的風險等級后，再對單種食品進行風險分析；在單類食品中的各種食品風險等級的情況下，根據(jù)食品之間的相關性，匯總形成單類食品的風險等級；最后，在各大類食品風險分析完成后，進一步匯總形成區(qū)域食品總體風險等級。2.1單個危害指標的風險分析根據(jù)公式(1)，對指定危害指標進行風險分析，首式中：R風險分析值；P風險因素發(fā)生的(xijli1)(lilxijli2)(xijli2)(4)Imn=Imn/J(5)J式中：li1記為第i個危害指標在食品含量中的危險值，在文獻中有明確致病量或者半致死量值時，該值按文獻值執(zhí)行；在沒有明確文獻值時，按專家評議法定數(shù)值；li2為國標中的限量值6；J為第i個危害指

13、標測試實驗總的檢驗次數(shù)。Di稱為危害指標的危害程度6，本研究的評價模型中，將危害程度劃分為5個等級：無顯性傷害、輕微傷害、引起疾病的傷害、致殘、致死，其對應數(shù)值分別為1、2、3、4、5；Wi稱為社會影響因子7，食品風險因素有可能隨著社會的流動性或人為影響其損失度比實際嚴重，該加權數(shù)值的確定由882010,Vol.31,No.05食品科學品危害指標的總體個數(shù)。2.2.2風險損失度度量基礎研究專家評估法得出，社會影響因子數(shù)值提高，造成損失度的等級隨之加大，其取值范圍為Wi0,1。2.1.3風險等級評定鑒于風險是其可能性與損失度的二元函數(shù)，為了直觀的對其風險結(jié)果進行描述，本研究引入了基于風險矩陣的風

14、險結(jié)果表現(xiàn)形式。用橫軸風險可能性等級P，縱軸代表風險損失度等級S。將P與S的數(shù)值分別進行5級量化，按照風險可能性發(fā)生的高低，P依次取為5(幾乎肯定)、4(很可能)、3(有可能)、2(不太罕見)、1(很罕見)；按照風險產(chǎn)生損失程度的強弱，S依次取為E(災難性)、D(較大)、B(中等)、C(較小)、A(可忽略)。矩陣中的5種顏色對應于第1節(jié)所述的5種風險等級，如圖2所示。風險等級所在位置災難性E損失度等級S較大D中等C較小B可忽略A12345一級風險二級風險三級風險四級風險五級風險單種食品的損失度由其危害指標產(chǎn)生的風險等級最大值所對應的風險損失度決定，并受食品管理控制因子7的修即：Smn=Smn(

15、i)Smn(i)max(Pmn(i)2+(Smn(i)2/2,i=1,2,I×(1Zmn)(9)式中：Smn表示第m類食品中第n種食品產(chǎn)生的風險損失度；max·與I的定義與式(8)保持一致；Zmn稱為食品管理控制因子7，其取值范圍為Zmn0,1，隨著食品控制的完善及其管理力度的增強，Z值隨之增大，相應食品造成的損失度隨之減小，其具體數(shù)值由專家評估法得出。2.2.3風險等級評定將計算出的單種食品產(chǎn)生風險的可能性Pmn與損失度Smn分別進行量化，代入圖2中的風險等級矩陣，即可得到單種食品的風險等級。其具體風險值為：Rmn=(Pmn)2+(Smn)2/22.3單類食品的風險分析單

16、類食品的風險分析與單種食品的風險分析不同，后者的風險主要由其包含的各種危害指標中產(chǎn)生最大風險的危害指標決定，而前者由包含的各種食品共同決定。根據(jù)這一特性，單類食品產(chǎn)生風險的可能性Pm和損失度Sm為各種食品產(chǎn)生風險的可能性Pmn與損失度Smn的加權求和值。該加權值隨著大類食品中各種食品的風險值Rmn的分布而變化，因而稱其為匯總加權系數(shù)，用數(shù)學表達式fmn(Rm)表示。其中Rm表(6)示向量Rm1,Rm2,RmNT。2.3.1風險可能性度量單類食品的風險可能性由大類食品中各種食品產(chǎn)生的風險可能性按權重加權形成。對于第m類食品，可能性Pm的計算公式為：Pm=fmn(Rm)×PmnN(10)

17、可能性等級P圖2風險等級矩陣Fig.2Matrixofriskgrades至于風險矩陣圖中5種風險等級(5種顏色)在矩陣中所處的位置是由公式(1)的具體函數(shù)表達式確定。在本模型中，采用的風險公式為：R=f(P,S)=(P2+S2)/2S0,5。通過觀察可以發(fā)現(xiàn)其不同風險等級分布近似為不同半徑的圓在第一象限內(nèi)的分布，即單個危害指標的風險值計算公式為：Rmn(i)=(Pmn(i)2+(Smn(i)2/22.2單種食品的風險分析與單個危害指標的風險分析一致，對單種食品的風險分析，依然采用度量其風險可能性與風險損失度的方法綜合考慮形成其風險等級。2.2.1風險可能性度量通過對單種食品中的各個風險因素(

18、危害指標)的風險進行度量后，單種食品產(chǎn)生風險的可能性由其危害指標產(chǎn)生的風險等級最大值所對應的風險可能性決定。即：Pmn=Pmn(i)Pmn(i)max(Pmn(i)2+(Smn(i)2/2,i=1,2,I(8)式中：Pmn表示第m類食品中第n種食品產(chǎn)生風險的可能性；max·表示取其中的最大值；I表示該種食(7)式中：P的取值范圍為P0,5，S的取值范圍為(11)式中：Pmn表示第m類食品中第n種食品產(chǎn)生風險值為Rmn其對應的風險可能性。fmn(Rm)為單類食品匯總加權系數(shù)，其取值范圍為fmn(Rm)0,1，且滿足：fmn(Rm)=1N(12)式中：N表示大類食品的種數(shù)。2.3.2風險

19、損失度度量對于第m類食品，損失度Sm的計算公式為：Sm=fmn(Rm)×SmnN(13)2.3.3風險等級評定對于單類食品的風險等級評價，依然采用風險矩陣的方法進行描述。分別將公式(11)出來的Pm以及公基礎研究食品科學表1Table1樣品種類蔬菜果品鮮肉禽蛋及其制品2010,Vol.31,No.05食品抽檢方案89式(13)出來的Sm進行量化，代入風險矩陣，即可得出該類食品的風險評價等級。其具體風險評價值為：Rm=(Pm)2+(Sm)2/區(qū)域食品總體狀況的風險分析風險可能性度量與單類食品風險評價類似，采用食品總體匯總加權系數(shù)對各類食品的風險可能性進行加權求和得到最

20、終的食品總體產(chǎn)生風險的可能性：P=fm(R)×PmMFoodsamplingandtestingprotocol檢測項目(危害指標)氨基甲酸酯農(nóng)殘、有機磷農(nóng)殘、擬除蟲菊酯農(nóng)殘、亞硝酸鹽、鉛、鎘、汞、無機砷、鉻有機磷農(nóng)殘、氨基甲酸酯類農(nóng)殘、菊酯類農(nóng)殘、鉛、鎘、汞、砷鹽酸克倫特羅、磺胺類獸殘、水分四環(huán)素類獸殘、鉛、汞、大腸菌群、菌落總數(shù)己烯雌酚、鉛防腐劑、氨基酸態(tài)氮、菌落總數(shù)、大腸菌群、蘇丹紅鎘、汞、毒死蜱、馬拉硫磷、過氧化苯甲酰、甲基毒死蜱、黃曲霉毒素酸價、過氧化值、黃曲霉毒素防腐劑、甜味劑、著色劑二氧化硫、鉛、汞、鎘防腐劑、甜味劑、大腸菌群、菌落總數(shù)、霉菌、鉛、砷、過氧化值、酸價、致

21、病菌菌落總數(shù)、大腸菌群、防腐劑、吊白塊菌落總數(shù)、大腸菌群、防腐劑、吊白塊(14)樣品個數(shù)6020625301032101010125(15)水產(chǎn)品調(diào)味品糧食及加工品食用油飲料干果式中：R表示向量R1,R2,RMT；fm(Rm)為食品總體匯總加權系數(shù)，其取值范圍為fm(R)0,1。2.4.2風險損失度度量采用食品總體匯總加權系數(shù)對各類食品的風險損失度進行加權求和：S=fm(R)×SmM(16)糕點蜜餞果脯豆制品2.4.3風險等級評定將公式(15)與公式(16)出的P和S分別進行量化，圖2的風險等級矩陣中，得到食品安全總體狀況的風險等級，其具體風險評價值為：R=(P)2+(S)2/23食

22、品安全風險監(jiān)測模型應用案例對于都市型食品供應體系，其食品來源涉及眾多的生產(chǎn)單位，其銷售渠道又在全市的各個社區(qū)。如同一棵大樹的樹根和樹冠，分枝眾多，難以把握。在該體系中，大型農(nóng)副產(chǎn)品批發(fā)市場充當了供應體系的樹干，成為了都市食品供應體系的關鍵環(huán)節(jié)。因此，對大型農(nóng)副產(chǎn)品批發(fā)市場加強食品質(zhì)量控制，是保證城市食品安全的重要手段。根據(jù)這一認識，北京市理化分析測試中心將食品安全風險監(jiān)測模型運用到了某城市大型農(nóng)副批發(fā)市場。中心每月根據(jù)以往的檢驗報告以及相關信息制定抽檢計劃，并對抽檢計劃中的風險因素進行分析檢測，然后根據(jù)測試結(jié)果進行食品安全風險監(jiān)測，并將監(jiān)測結(jié)果上報給食品監(jiān)管部門，作為其對食品預警的參考依據(jù)。本

23、研究以09年5月份的抽檢內(nèi)容為例，對食品安全風險監(jiān)測模型的運用進行說明。依據(jù)09年1至4月份的食品檢驗結(jié)果及其風險監(jiān)測結(jié)果，對市場內(nèi)的13大類共239個食品樣品進行抽樣檢測，其總體抽檢方案見表1。通過檢驗，涉及到的54個危害指標中大部分危害指標所在樣品中的含量未超過國家標準限量值，僅彩椒中的氯氰菊酯含量、豬肉和牛肉中的水分含量、鄉(xiāng)鹵豆干中的山梨酸含量、個別醬類中的菌落總數(shù)、榛子中二氧化硫的含量、香酥烤饃片的霉菌含量超過了國家標準的限量值。(17)以榛子中的二氧化硫為例，對其進行風險分析。根據(jù)分析測試，榛子中二氧化硫的超限率H=68.5%，由于其銷售量較少，食品攝入系數(shù)F=2。忽略環(huán)境/氣候因子

24、的影響，其產(chǎn)生風險的可能性P=68.5%×2=1.37。根據(jù)國家標準GB27601996食品添加劑使用衛(wèi)生標準中的相關規(guī)定，堅果和烘炒食品中二氧化硫的含量應低于0.1g/kg，而榛子中的二氧化硫檢驗值為0.448g/kg。根據(jù)專家評估的二氧化硫危險值為0.7g/kg，因而其污染指數(shù)I=0.42。攝入一定量的二0.70.1氧化硫會導致疾病傷害，因而其危害程度D=3。忽略社會影響因子，其損失度S=0.42×3=1.26。將P與S分別進行量化，風險矩陣圖中，得到榛子中的二氧化硫的風險等級如圖3所示。風險等級所在位置災難性E損失度等級S較大D中等C較小B可忽略A1圖3234可能性等

25、級P5一級風險二級風險三級風險四級風險五級風險0.70.448榛子中二氧化硫的風險等級矩陣Fig.3RiskgradematrixforSO2inhazelnut完成危害指標的風險等級計算之后，根據(jù)圖1的監(jiān)測流程，最終需要針對不同的風險等級制定相應的風險902010,Vol.31,No.05食品科學基礎研究控制措施。在參考文獻8-10的基礎上，本研究依據(jù)劃分的風險等級大小提出針對性的風險控制建議如下：1)在風險級別為一級和二級時，應加強對該類食品的抽檢，分析食品的產(chǎn)地來源及對人體產(chǎn)生的危害，同時要對食品的流通渠道進行分析，控制風險。2)當風險等級為三級時，應加強同類食品的監(jiān)督性排查工作，確定被嚴重污染食品的來源，并根據(jù)來源的情況停止銷售，召回同類產(chǎn)品，適度的通過媒體來加強食品安全的教育和培訓，正確導向，同時與食品來源地的食品安全監(jiān)管部門取得聯(lián)系，通力合作，幫助企業(yè)分析被污染的原因，避免媒體的負面宣傳。3)當風險等級達到四級或者五級時，即高風險因素出現(xiàn)或者大面積爆發(fā)食品安全事件時，同類產(chǎn)品應立即下架并暫停銷售，勒令企業(yè)整改，同