朱曉丹,賈春虹,王 東,靖俊杰,賀 敏*
(北京市農(nóng)林科學(xué)院植物保護(hù)環(huán)境保護(hù)研究所,北京 100097)
氟啶胺是日本石原產(chǎn)業(yè)自主研發(fā)生產(chǎn)的2,6-二硝基苯胺類低毒、廣譜性殺菌劑,對蔬菜及果樹上的許多病害都有一定的防治效果[1-3]。氟啶胺對疫病有特效,很多登記產(chǎn)品用于防治辣椒疫病、馬鈴薯和番茄晚疫病等[4-8]。蔥是我國傳統(tǒng)的調(diào)味品蔬菜,在我國屬于小作物[9-10]。近些年隨著市場需要,蔥的種植面積不斷擴(kuò)大,且復(fù)種指數(shù)增加,其病害發(fā)生情況逐年加重[11-13]。氟啶胺已廣泛用于蔥疫病的防治,但目前氟啶胺并未在蔥上登記使用[14],且無食品安全限量標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)生產(chǎn)和安全監(jiān)管,亟需開展氟啶胺在蔥上的殘留試驗(yàn),制定氟啶胺在蔥上的食品安全限量標(biāo)準(zhǔn),保障農(nóng)產(chǎn)品安全和進(jìn)出口貿(mào)易[15]。
關(guān)于氟啶胺的殘留與消解行為研究,國內(nèi)外已見報道的作物有辣椒、馬鈴薯、人參等[16-20],其在不同作物上的殘留量差異較大。目前國內(nèi)外鮮見氟啶胺在大蔥或小蔥上的殘留報道。國內(nèi)外報道的關(guān)于氟啶胺的檢測分析方法有氣相色譜法[21-23]、液相色譜法[24-25]、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法[26-28],涉及的基質(zhì)有蔬菜、水果和糧食作物,但鮮有涉及大蔥或小蔥。因此,本試驗(yàn)開展氟啶胺在大蔥和小蔥上的殘留分析方法研究,并開展氟啶胺39.5%(體積分?jǐn)?shù))懸浮劑在大蔥和小蔥上的消解動態(tài)和最終殘留試驗(yàn),本研究結(jié)果可為氟啶胺在大蔥和小蔥上的安全合理使用技術(shù)、膳食攝入風(fēng)險評估和食品安全限量標(biāo)準(zhǔn)的制定提供科學(xué)依據(jù)。
試驗(yàn)地點(diǎn)和蔥品種:北京市順義區(qū)木林鎮(zhèn)榮各莊村的試驗(yàn)蔥品種為‘北京高腳白’;山東省淄博市周村區(qū)南郊鎮(zhèn)柳行村的試驗(yàn)蔥品種為‘章丘大蔥’;內(nèi)蒙古烏蘭察布市涼城縣麥胡圖鎮(zhèn)麥勝七隊的試驗(yàn)蔥品種為‘春蔥一號’;江蘇省南京市溧水區(qū)百馬鎮(zhèn)江蘇省農(nóng)科院試驗(yàn)基地的試驗(yàn)蔥品種為‘小香蔥’;四川省彭州市濛陽鎮(zhèn)四川省農(nóng)科院植物高技術(shù)育種試驗(yàn)基地的試驗(yàn)蔥品種為小蔥;浙江省杭州市余杭區(qū)倉前鎮(zhèn)羊鍋林的試驗(yàn)蔥品種為‘四季小蔥’。
甲酸(色譜純,純度89.5%)、氟啶胺標(biāo)準(zhǔn)品(純度99.6%) 百靈威科技有限公司;乙腈(色譜純,純度大于99.9%) 美國賽默飛世爾公司;氟啶胺39.5%(500 g/L)懸浮劑 日本石原產(chǎn)業(yè)株式會社;純凈水 杭州娃哈哈集團(tuán)有限公司;0.22 μm濾膜 美國Waters公司。
Acquity-Xevo TQD超高效液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜(配備MassLynx V 4.1數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng))、Acquity UPLC BEH C18色譜柱(100 mm×2.1 mm,1.7 μm) 美國Waters公司;2 mL凈化劑管(內(nèi)裝有無水硫酸鎂150 mg、N-丙基乙二胺50 mg、石墨化炭黑50 mg、十八烷基碳50 mg) 天津博納艾杰爾科技有限公司;2094樣品均質(zhì)機(jī) 丹麥FOSS公司;1/100 000和1/100電子天平 瑞士梅特勒-托利多集團(tuán);UMV-2多管漩渦混合器 北京優(yōu)晟聯(lián)合科技有限公司;TDZ5-WS臺式低速離心機(jī)、H1650-W高速離心機(jī)湖南湘儀儀器有限公司。
1.3.1 田間試驗(yàn)
于2017年進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)計參照NY/T 788—2004《農(nóng)藥殘留試驗(yàn)準(zhǔn)則》[29]進(jìn)行,分為最終殘留試驗(yàn)和消解動態(tài)試驗(yàn)2 個部分。試驗(yàn)均設(shè)空白對照區(qū)、高劑量試驗(yàn)區(qū)、低劑量試驗(yàn)區(qū)、消解動態(tài)試驗(yàn)區(qū)。采樣方法、樣品制備、貯存等按照《農(nóng)藥登記殘留田間試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程》[30]執(zhí)行。
1.3.2 消解動態(tài)試驗(yàn)
消解動態(tài)試驗(yàn)僅在山東和四川兩地進(jìn)行。動態(tài)試驗(yàn)小區(qū)面積50 m2,另設(shè)清水噴霧對照區(qū),各處理間設(shè)保護(hù)隔離區(qū)。于蔥苗長至20 cm高時開始施藥,施藥劑量為375 g/hm2(以有效成分計,下同),兌水噴霧蔥全株,每畝用水量約30~50 L,分別于施藥后1 h和1、3、7、14、21、28、35 d采用隨機(jī)的方法在試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)采集樣品。小區(qū)邊行和每行距離兩端0.5 m內(nèi)不采樣。
1.3.3 最終殘留試驗(yàn)
設(shè)兩個施藥劑量:低劑量(250 g/hm2)和高劑量(375 g/hm2)。各設(shè)2 次施藥和3 次施藥兩個處理,每個處理設(shè)3 次重復(fù),每小區(qū)15 m2。按照試驗(yàn)設(shè)計時間開始第1次施藥,施藥間隔期為7 d。采樣時間為距離最后一次施藥間隔5、7、10、14 d。另設(shè)清水空白對照,各處理間設(shè)保護(hù)帶。
1.3.4 樣品采集、制備與保存方法
采用隨機(jī)的方法在試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)10 個以上的采樣點(diǎn)采集不少于1.0 kg的大蔥或小蔥樣品,裝入樣本容器中包扎妥當(dāng),帶回實(shí)驗(yàn)室及時處理。樣品用不銹鋼刀切成1 cm左右的碎塊,在不銹鋼盆里充分混勻,四分法分取150~200 g樣品兩份,分別裝入封口樣品容器中,貼上標(biāo)簽后于冰柜內(nèi)-20 ℃低溫保存,待用。
1.3.5 氟啶胺含量的分析
1.3.5.1 樣品的前處理
提取:稱取樣品10 g(準(zhǔn)確至0.01 g)置于50 mL聚四氟乙烯試管中,加入20 mL乙腈溶液,漩渦振蕩提取3 min,再加入3.0 g氯化鈉,漩渦振蕩1 min,4 000 r/min離心5 min,待凈化。
凈化:將1.5 mL提取液轉(zhuǎn)入2 mL分散凈化管中,漩渦振蕩1 min,離心1 min,上清液過0.22 μm濾膜后,轉(zhuǎn)入預(yù)切口進(jìn)樣小瓶待分析。
1.3.5.2 檢測條件
液相色譜條件:Acquity UPLC BEH C18不銹鋼柱,柱溫35 ℃,樣品室溫度15 ℃,進(jìn)樣量3.0 μL。流動相A為體積分?jǐn)?shù)0.1%甲酸溶液,流動相B為乙腈,流速0.3 μL/min。流動相梯度洗脫程序:0~3 min,流動相A由90%線性變化至10%;3~4 min,流動相A保持10%;4~5 min,流動相A由10%線性變化至90%。
質(zhì)譜條件:電噴霧離子源,正離子電離,毛細(xì)管電壓3.20 kV,離子源溫度150 ℃,去溶劑溫度400 ℃;去溶劑氣和錐孔氣均為高純液氮,去溶劑氣流速為700 L/h,錐孔氣流速為50 L/h;碰撞氣為高純氬氣;采用多反應(yīng)離子對監(jiān)測模式,以定量離子對、定性離子對和保留時間進(jìn)行定性,以峰形好、干擾小、響應(yīng)高的定量離子對進(jìn)行定量。氟啶胺的定量離子對、定性離子對、錐孔電壓、碰撞電壓、保留時間見表1。
表 1 檢測氟啶胺的超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜參數(shù)Table 1 UPLC-MS-MS conditions for fluazinam
1.3.5.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線和添加回收率測定
取200 μL 1 000 mg/L氟啶胺母液,用乙腈定容到20 mL,配制成質(zhì)量濃度為5.0 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液。用系列稀釋法配制質(zhì)量濃度為0.002、0.005、0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)曲線系列。
取空白大蔥或小蔥樣品,按照1.3.5.1節(jié)方法進(jìn)行試驗(yàn),凈化后的樣品為大蔥或小蔥基質(zhì)。用凈化后的大蔥或小蔥基質(zhì)稀釋氟啶胺母液,配制成質(zhì)量濃度為5 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液作為母液,用系列稀釋法配制質(zhì)量濃度為0.002、0.005、0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5 mg/L的大蔥或小蔥基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線。
添加回收率測定:稱取空白大蔥和小蔥樣品,添加一定量的氟啶胺標(biāo)準(zhǔn)溶液,設(shè)定0.01、0.05、0.5 mg/kg 3 個添加量,每個添加量設(shè)置5 個重復(fù),另設(shè)空白對照樣品(不添加氟啶胺)。
1.3.5.4 定量分析
本研究中檢測限(limit of detection,LOD)按照3 倍信噪比計算。
采用外標(biāo)法定量,即用氟啶胺標(biāo)準(zhǔn)品(加入一定量的基質(zhì))配成一系列標(biāo)準(zhǔn)溶液,以氟啶胺標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),定量離子對的色譜峰面積為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線y=ax+b,其中y為定量離子對的色譜峰面積,x為氟啶胺標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度,a為直線斜率,b為直線截距。本試驗(yàn)中采集的大蔥或小蔥樣品的氟啶胺殘留量按式(1)計算。
式中:C表示氟啶胺殘留量/(mg/kg);V為提取溶液體積/mL;m為樣品質(zhì)量/g。
基質(zhì)效應(yīng)系數(shù)(matrix effects,ME)按式(2)計算。
式中:B表示基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率;A表示溶劑標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率。當(dāng)|ME|<10%時,基質(zhì)效應(yīng)可以忽略,用溶劑標(biāo)準(zhǔn)曲線定量即可;當(dāng)10%<|ME|<50%時,有基質(zhì)效應(yīng)增強(qiáng)或減弱現(xiàn)象,用基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線定量可適當(dāng)消除基質(zhì)效應(yīng)對定量結(jié)果的影響;當(dāng)|ME|>50%時,基質(zhì)效應(yīng)對定量的干擾較大,應(yīng)優(yōu)化樣品預(yù)處理方法使|ME|<50%。
農(nóng)藥的消解趨勢用一級反應(yīng)動力學(xué)方程(式(3))計算。
式中:Ct表示時間t時的農(nóng)藥殘留量/(mg/kg);Co表示施藥后作物上的原始沉積量/(mg/kg);k表示消解系數(shù);t表示施藥后時間/d。
半衰期(t1/2)表示農(nóng)藥殘留量消解一半所需要的時間,按式(4)計算。
采用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與作圖。
表 2 氟啶胺在不同基質(zhì)中的線性方程、相關(guān)系數(shù)、ME和LODTable 2 Calibration equations, correlation coefficients, ME and LOD for fluazinam in different substrates
如表2所示,氟啶胺在0.002~0.5 mg/L范圍內(nèi)能均呈現(xiàn)出很好的線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)大于0.999。氟啶胺在大蔥和小蔥基質(zhì)中的ME分別為2.5%和6.2%,均小于10%,說明基質(zhì)效應(yīng)可以忽略,用溶劑標(biāo)準(zhǔn)曲線定量即可。
表 3 氟啶胺在大蔥和小蔥中的添加回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差Table 3 Recoveries and relative standard deviations of fluazinam spiked into green Chinese onion and shallot
氟啶胺在大蔥和小蔥中的添加量分別為0.01、0.05、0.5 mg/kg時,回收率數(shù)據(jù)如表3所示。結(jié)果表明,氟啶胺在大蔥中的回收率為81.4%~107.0%之間,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.7%~4.6%;氟啶胺在小蔥中的回收率為99.0%~111.1%之間,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.5%~3.1%,滿足農(nóng)藥殘留分析的要求。
圖 1 氟啶胺在大蔥(A)和小蔥(B)上的消解曲線Fig. 1 Degradation curves of fluazinam in green Chinese onion (A) and shallot (B)
如圖1所示,氟啶胺在山東大蔥上的原始沉積量為1.313 mg/kg,其消解規(guī)律符合一級動力學(xué)模型,消解方程為C=2.286 8e-0.593t,相關(guān)系數(shù)r=0.956 6,7 d消解率約為96.1%,半衰期t1/2=1.2 d。氟啶胺在四川小蔥上的原始沉積量為3.265 mg/kg,其消解規(guī)律符合一級動力學(xué)模型,消解方程為C=3.587 3e-0.08t,相關(guān)系數(shù)r=0.977 9,35 d消解率約為94.4%,半衰期t1/2=8.7 d。
氟啶胺39.5%懸浮劑噴霧在大蔥和小蔥上原始沉積量和降解半衰期差異明顯,大蔥上的原始沉積量遠(yuǎn)小于小蔥,且在大蔥上降解比在小蔥快,這主要與大蔥和小蔥地上部分生物量不同有關(guān)[31-32]。
于北京、山東、內(nèi)蒙古試驗(yàn)點(diǎn)共采集144 個大蔥樣品,江蘇、四川、浙江試驗(yàn)點(diǎn)共采集144 個小蔥樣品(不包括空白樣品),氟啶胺在大蔥和小蔥上的最終殘留情況見表4。
表 4 氟啶胺在大蔥和小蔥上的最終殘留量Table 4 Final residues of fluazinam in Chinese green onion and shallot
北京、山東和內(nèi)蒙古的所有大蔥樣品氟啶胺最終殘留量為<0.010~0.400 mg/kg,采收間隔期5、7、10、14 d時,其最高殘留量分別為0.308、0.400、0.118、0.045 mg/kg,殘留量中值分別為0.139、0.068、0.012、0.015 mg/kg。江蘇、四川和寧夏的所有小蔥樣品氟啶胺最終殘留量為0.100~5.738 mg/kg,采收間隔期5、7、10、14 d時,其最高殘留量分別為5.738、5.018、3.334、4.909 mg/kg,殘留量中值分別為3.347、2.006、1.502、1.030 mg/kg。
本試驗(yàn)中,氟啶胺在大蔥上使用后的殘留量遠(yuǎn)低于小蔥,與氟啶胺在大蔥和小蔥上的消解趨勢基本吻合。大蔥的植株個體大、生長快、生物稀釋作用強(qiáng)。等量的氟啶胺噴霧到大蔥上后,其在大蔥上的原始沉積量低于小蔥,多次施藥后,其最終殘留量比小蔥低。理論上,隨著施藥次數(shù)增多、施藥量增加、采收間隔期縮短,大蔥和小蔥上氟啶胺的殘留濃度會逐漸增加[33]。但是在蔥的種植過程中,因?yàn)槭[的品種、植株大小、種植地的氣候條件、土壤質(zhì)地、有機(jī)質(zhì)含量、微生物群落等差異,導(dǎo)致不同試驗(yàn)地點(diǎn)的樣品中氟啶胺的殘留量不同,且其殘留量的增減規(guī)律與理論值有一定差距,符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況[34-35]。
歐盟、日本、韓國規(guī)定氟啶胺在蔥上的最大殘留限量分別為0.01、0.1、3.0 mg/kg,中國、國際食品法典委員會、美國、加拿大和澳大利亞均未規(guī)定氟啶胺在蔥上的食品安全限量標(biāo)準(zhǔn)。參照韓國的限量標(biāo)準(zhǔn),采收間隔為14 d時,氟啶胺在大蔥上的殘留量是安全的,江蘇和四川收獲的小蔥樣品中氟啶胺的殘留量是安全的,但是寧夏的小蔥樣品中氟啶胺的殘留量高于3.0 mg/kg,食用不安全。參照歐盟的限量標(biāo)準(zhǔn),我國大蔥和小蔥上氟啶胺的殘留都不安全。參照日本的限量標(biāo)準(zhǔn),大部分大蔥和小蔥樣品中氟啶胺的殘留都不安全。大蔥和小蔥是我國傳統(tǒng)的調(diào)味品蔬菜,在日常烹飪中經(jīng)常會用到,但是它們作為膳食的攝入量并不大,完全依據(jù)國外的限量標(biāo)準(zhǔn)評判氟啶胺在大蔥和小蔥上的殘留安全性可能并不合適[36],我國應(yīng)加快制定氟啶胺在大蔥和小蔥上的殘留限量標(biāo)準(zhǔn),保障食品安全。
本研究建立了氟啶胺在大蔥和小蔥上的超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜分析方法,方法的靈敏度、準(zhǔn)確度、精密度符合農(nóng)藥殘留分析的要求。開展了氟啶胺39.5%懸浮劑在大蔥和小蔥上的消解動態(tài)和最終殘留試驗(yàn),結(jié)果表明,氟啶胺在大蔥和小蔥上的消解速度很快,降解半衰期分別為1.2 d和8.7 d。低劑量(250 g/hm2)和高劑量(375 g/hm2)施藥2~3 次,施藥間隔7 d,采收間隔期5、7、10、14 d時,收獲的大蔥中氟啶胺的殘留量為<0.010~0.308 mg/kg,小蔥中氟啶胺的殘留量為0.100~5.738 mg/kg。我國未制定氟啶胺在大蔥和小蔥上的食品安全限量標(biāo)準(zhǔn),歐盟、日本、韓國規(guī)定氟啶胺在蔥上的限量標(biāo)準(zhǔn)分別為0.01、0.1、3.0 mg/kg。根據(jù)本試驗(yàn)結(jié)果,參照國外的限量標(biāo)準(zhǔn)評判氟啶胺在大蔥和小蔥上的殘留安全性過于嚴(yán)格,我國應(yīng)加快制定氟啶胺在大蔥和小蔥上的殘留限量標(biāo)準(zhǔn)。