張愛娟,戈大慶,林東森,馮義志,馬新剛,潘金菊,梁 林*,左伯軍
(1.山東省農藥科學研究院 山東省化學農藥重點實驗室,山東 濟南 250033 2.平度農業(yè)農村局,山東 平度 266700 3.棲霞市綜合行政執(zhí)法局, 山東 煙臺 265300)
啶蟲脒屬于煙堿類殺蟲劑,對刺吸式口器害蟲,如蚜蟲、飛虱、葉蟬和粉虱以及對鞘翅目、雙翅目和鱗翅目等有明顯防治效果[2]。目前,在水果、蔬菜、茶葉等作物上得到廣泛登記[3]。研究證明,啶蟲脒具有細胞毒性[4],且對人體外周血淋巴細胞遺傳物質有損傷作用[5,6]。因此,許多國家和組織已先后制定了啶蟲脒在農產品中的最大殘留限量(MRL)標準[7-9],我國食品安全國家標準(GB273-2019)[10]也已經制定了啶蟲脒在結球甘藍、花椰菜等40余項限量標準。
研究農藥使用后在農作物中的殘留消解及評價其在農產品中的膳食風險,對于農藥的安全使用具有重要意義。到目前為止,尚未見關于啶蟲脒在大蒜和冬瓜中的殘留檢測報道。本文對啶蟲脒在大蒜和冬瓜中的消解動態(tài)和最終殘留進行了研究,并對啶蟲脒在大蒜和冬瓜中的膳食風險評估進行了研究。
1.1 材料和試劑 啶蟲脒標準品(純度為99.0%);氯化鈉(分析純)、甲酸(色譜純);乙腈(色譜純),購自Thermo Fisher Scientific;有機濾器(0.22μm),購自美瑞泰克科技有限公司;純凈水,購自廣州屈臣氏食品飲料有限公司。
1.2 儀器 液相色譜質譜聯用儀(1290II-6460), Agilent;多管漩渦混合儀(MTV-100),杭州奧盛儀器有限公司;臺式通風型離心機(Sorvall ST16),Thermo Fisher;實驗室超純水機(艾柯Exceed-Cd-08),成都唐氏康寧科技發(fā)展有限公司;電子天平(AL204),梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司。
1.3 分析方法 液相色譜質譜聯用儀(1290II-6460);色譜柱:Eclipse PlusC18RRHD(50mm×2.1mm,1.8μm);進樣體積:2μL;流動相:0.1%甲酸水溶液+乙腈=30+70(v/v);流速:0.2mL/min;質譜條件:電噴霧離子源(ESI);毛細管電壓:4kV;干燥氣流量:11L/min;霧化氣壓力:15psi;反應氣:氮氣;啶蟲脒母離子:223.2m/z;子離子:126.0m/z (定量),碰撞能量15eV、90.0m/z (定性),碰撞能量35eV。
1.4 田間試驗設計 按照《農藥殘留試驗準則》[11]和《農藥登記殘留田間試驗標準操作規(guī)程》[12]要求設試驗小區(qū),小區(qū)面積30m2,重復3次,小區(qū)間設保護帶。20%啶蟲脒可溶性粉劑在大蒜和冬瓜上防治薊馬和蚜蟲的推薦使用劑量24~36ga.i./hm2,在蟲害發(fā)生初期使用,莖葉噴霧施藥1~2次,施藥間隔7d。
1.4.1 消解動態(tài)試驗 消解動態(tài)按180g a.i./hm2于青蒜和冬瓜生長期,噴霧1次施藥。分別于施藥后當天(施藥后0d)、1、3、5、7、10、14、21、28、35d采集青蒜和冬瓜樣品。在試驗小區(qū)內用隨機的方式采樣,每次每小區(qū)在10個以上采樣點采集2kg以上生長正常的樣品,裝入樣本容器中包扎妥當。將田間采集的樣本用不銹鋼刀切成1~2cm大小的碎塊,并于不銹鋼盆中充分混勻。用四分法縮分樣品,分取2份150g的樣品,分別裝入封口袋中,并貼好標簽,放入-20℃低溫冰柜中貯存。
1.4.2 最終殘留試驗 設2個施藥劑量:低劑量按36ga.i./hm2,高劑量按54ga.i./hm2,各設2次和3次施藥,施藥間隔7d。大蒜采樣時間距最后1次施藥的間隔時間為7、14、21d;青蒜和蒜薹采樣時間距最后1次噴藥的時間間隔為5、7、10d;冬瓜采樣時間距最后1次施藥的間隔時間為7、14、21d。樣品制備同動態(tài)樣品。
1.5 樣品處理 將樣品用食品調理儀進行粉碎,準確稱取10.0g樣品至50mL具塞塑料離心管內,加入10mL水和10mL乙腈,渦旋1min,加入4g氯化鈉,搖晃1min。4 000r/min下離心5min,取上清液約1mL,轉移至裝有40mg PSA的2mL離心管內,渦旋1min。靜置后,取上清液過0.22μm有機系濾膜,待檢測。
1.6 計算公式 膳食暴露和風險評估采用以下公式計算:
(1)
(2)
其中NEDI為國家估算每日攝入量;FI為食物攝入量;STMR為試驗中位殘留量;bw為中國居民的平均體重;RQ為風險商,ADI為每日允許攝入量。RQ值越高表示接觸農藥的風險越高;RQ>1表示對人類健康的風險不能接受[13,14]。
1.7 方法驗證 標準曲線分別用乙腈、大蒜、青蒜、蒜薹和冬瓜空白基質梯度稀釋配得5、2、0.5、0.05、0.01mg/L,在1.3節(jié)色譜條件下進行測定。方法回收率通過在空白大蒜、蒜薹和冬瓜中添加0.01、0.1、1mg/kg啶蟲脒標準品,在青蒜中添加0.01、0.1、5mg/kg啶蟲脒標準品,每個質量分數5次平行試驗。按1.5節(jié)方法進行提取、凈化,按1.3節(jié)色譜條件進行檢測,測定回收率及相對標準偏差。以最低添加濃度表示為方法定量限。
2.1 方法驗證
2.1.1 線性 結果表明(表1),在0.01~5mg/L范圍內,啶蟲脒在乙腈、大蒜、青蒜、蒜薹和冬瓜空白基質溶液中定量離子對峰面積與進樣質量濃度間均呈良好的線性關系,相關系數(r)都>0.9994。
表1 啶蟲脒的線性方程、相關系數和斜率比
2.1.2 基質效應 采用基質標準曲線斜率和溶劑標準曲線斜率之比(k)來評價基質效應:當k>1.1時為基質增強效應,k<0.9為基質減弱效應,而當k在0.9~1.1之間時為基質效應不明顯[15]。(表1)可知,啶蟲脒在大蒜和冬瓜等基質中均存在明顯基質減弱效應。為保證方法通用性,本試驗均采用基質標樣消除基質效應。
2.1.3 添加回收試驗 (表2)可知:啶蟲脒在大蒜、青蒜、蒜薹和冬瓜中的平均回收率為91%~105%,相對標準偏差分別為1%~6%。符合《農作物中農藥殘留試驗準則》(NY/T788-2018)的要求[16]。
表2 啶蟲脒在大蒜、青蒜、蒜薹和冬瓜中的添加回收率及相對標準偏差
2.2 啶蟲脒在青蒜和冬瓜中的消解試驗 為了解啶蟲脒在青蒜和冬瓜中的消解趨勢,對山東和安徽兩地青蒜和冬瓜進行消解試驗。試驗結果表明(表3):啶蟲脒在兩地青蒜中原始沉積量分別為1.89mg/kg和4.87mg/kg;在冬瓜中原始沉積量分別為0.230mg/kg和0.150mg/kg。啶蟲脒在不同作物和不同試驗地原始沉積量差異較大,這可能與施藥時作物生長狀態(tài)、品種,種植方式等不同有關。啶蟲脒在山東和安徽青蒜中半衰期分別為1.4d和1.8d;啶蟲脒在兩地冬瓜中的半衰期分別為6.5d和8.1d。啶蟲脒在兩種作物中均降解較快。研究結果與之前文獻報道啶蟲脒在草莓(4.34~4.42d)[17]、茶葉(3.36~8.77d)[18]、甘藍(1.4~1.6d)[19]、辣椒(6.2~15.4d)[20]、小麥(5.3~5.8d)[21]、柑橘(4.93~9.83d)[22]、煙葉(3.26~6.27d)[23]、黃瓜(9.7~10.1d)[24]、青菜(1.54~1.98d)[25]中半衰期相近。
表3 啶蟲脒在青蒜和冬瓜中消解方程和半衰期
2.3 啶蟲脒在大蒜和冬瓜中的最終殘留量及膳食風險評估 啶蟲脒在大蒜和冬瓜中的最終殘留量(表4)。啶蟲脒在所有大蒜樣品中的殘留量均<方法定量限(0.01mg/kg)。在所有青蒜、蒜薹和冬瓜樣品中最大殘留量分別為1.55、0.329和0.0436mg/kg。本研究根據大蒜和冬瓜7d采收間隔,青蒜和蒜薹5d采收間隔樣品殘留數據評估啶蟲脒的長期估算膳食風險。基于風險評估最大化原則,本次評估不僅考慮大蒜和冬瓜,而對啶蟲脒所有登記作物均進行膳食風險評估。目前,啶蟲脒在中國已登記水稻、小麥、煙草、甘藍等二十余種作物[3]。中國居民的平均體重為63kg,啶蟲脒ADI值為0.07mg/kgbw[10],根據中國健康與營養(yǎng)調查總結報告,將所有登記作物進行膳食分類和限量查詢后,結果匯總(表5)。啶蟲脒在所有登記作物中風險商數RQ值為0.093,遠低于1。因此,啶蟲脒在大蒜和冬瓜中的殘留量對我國一般人群健康的影響是在一個可接受的風險水平。
表5 啶蟲脒在所有登記作物中的長期膳食攝入評估
建立了啶蟲脒在大蒜、青蒜、蒜薹和冬瓜中的殘留分析方法。在不同添加水平下啶蟲脒在大蒜、青蒜、蒜薹和冬瓜中的回收率為91%~105%,相對標準偏差為1%~6%。啶蟲脒在大蒜、青蒜、蒜薹和冬瓜的定量限均為0.01mg/kg。啶蟲脒在青蒜和冬瓜中降解較快,半衰期分別為1.4~1.8d和6.5~8.1d。
目前,我國食品安全農藥最大殘留限量尚未制定大蒜和冬瓜中啶蟲脒的最大殘留限量,韓國和日本分別制定了啶蟲脒在大蒜中的最大殘留限量為0.05和0.02mg/kg,其他國家或組織亦尚未制定啶蟲脒在冬瓜中的最大殘留限量。本試驗膳食風險評估結果表明:啶蟲脒在大蒜和冬瓜中的殘留量不會我國一般人群健康產生影響。本研究中長期膳食攝入是根據規(guī)范殘留試驗中值或已制定的最大殘留限量進行評估,所以風險評估結果介于殘留中值和最大殘留限量評估結果之間。本試驗結果為我國制定啶蟲脒在大蒜和冬瓜中的最大殘留限量提供了數據支持。
表4 啶蟲脒在大蒜和冬瓜中最終殘留
續(xù)表