李瑞娟,李如美*,梁慧,房鋒,白元良,梁林,馮義志,潘金菊,崔淑華,于建壘,劉同金
(1.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,山東 濟(jì)南 250100;2.山東省農(nóng)藥科學(xué)研究院,山東 濟(jì)南 250033;3.山東出入境檢驗(yàn)檢疫局檢驗(yàn)檢疫技術(shù)中心,山東 青島 266002)
我國特色小作物種類多,食用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值高,在出口貿(mào)易和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)重要地位。但中國針對(duì)這些小作物登記的農(nóng)藥產(chǎn)品嚴(yán)重匱乏,農(nóng)藥殘留限量標(biāo)準(zhǔn)極為不足,農(nóng)藥在小作物中的殘留消解和安全性使用研究較少,嚴(yán)重制約小作物的發(fā)展。研究啶酰菌胺在代表性小作物上的殘留和安全性使用,對(duì)改善小作物亂用藥和無藥可用的局面、完善中國農(nóng)藥殘留限量標(biāo)準(zhǔn)體系、維護(hù)小作物產(chǎn)品安全有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。美國、歐盟和日本等組織和國家很早就重視小作物上農(nóng)藥的登記與管理,提出根據(jù)農(nóng)作物形態(tài)學(xué)特點(diǎn)和農(nóng)藥殘留分布規(guī)律的不同,將作物進(jìn)行分類,選取典型代表作物進(jìn)行試驗(yàn),是一條解決小作物農(nóng)藥登記和MRL標(biāo)準(zhǔn)的有效途徑[1]。
啶酰菌胺通用名稱boscalid,化學(xué)名稱2-氯-N-(4′-氯聯(lián)苯-2-基)煙酰胺,是巴斯夫公司開發(fā)的廣譜性煙酰胺類殺菌劑,主要用于蔬菜、果樹和谷物灰霉病、白粉病、莖腐病等多種病害的防治[2-4]。目前,國內(nèi)外報(bào)道了啶酰菌胺在草莓、黃瓜、番茄和葡萄等作物上的殘留及消解動(dòng)態(tài)[5-8],以及啶酰菌胺在馬鈴薯、豆瓣菜、葡萄、黃瓜等作物上的殘留及膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[9-12]。有關(guān)啶酰菌胺在苦瓜、韭菜、大蒜3種代表性小作物中的殘留特征及膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的研究尚未見報(bào)道。
本研究通過1年6地的田間殘留試驗(yàn),利用QuEChERS方法結(jié)合液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜(LCMS/MS)法,對(duì)苦瓜、韭菜、大蒜樣品中啶酰菌胺進(jìn)行檢測(cè),研究啶酰菌胺在苦瓜、韭菜、大蒜中的殘留動(dòng)態(tài)及最終殘留量,以摸清啶酰菌胺在這3種代表性小作物中的殘留特征,并根據(jù)啶酰菌胺在這3種作物中的最終殘留量,進(jìn)行啶酰菌胺的長期膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,為其在小型瓜類、綠葉蔥類、鱗莖蔥類小作物中的安全使用提供科學(xué)依據(jù)。
50%啶酰菌胺水分散粒劑(巴斯夫歐洲公司),啶酰菌胺標(biāo)準(zhǔn)品(純度99.0%,德國Dr.Ehrenstorfer公司);乙腈、甲醇為色譜純,美國TEDIA公司提供;其他試劑均為分析純,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司提供。
準(zhǔn)確稱?。?0±0.1)mg啶酰菌胺標(biāo)準(zhǔn)品于50 mL容量瓶中,用甲醇溶解定容得1 000.0μg·mL-1啶酰菌胺標(biāo)準(zhǔn)品標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,-20℃保存;用標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液初步稀釋,配制0.001、0.005、0.050、0.500、1.000μg·mL-1系列濃度標(biāo)準(zhǔn)工作液,避光4℃保存。
參照農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)藥檢定所制定的《農(nóng)藥登記殘留田間試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程》和《農(nóng)藥殘留試驗(yàn)準(zhǔn)則》[13,14],于2019年按照《農(nóng)藥登記殘留試驗(yàn)區(qū)域指南》的要求在全國選取6省份進(jìn)行50%啶酰菌胺水分散粒劑在苦瓜、韭菜、大蒜上的最終殘留試驗(yàn),設(shè)4個(gè)劑量處理和空白對(duì)照,每個(gè)處理重復(fù)小區(qū)3個(gè),每個(gè)小區(qū)面積15 m2。其中兩省同時(shí)進(jìn)行消解動(dòng)態(tài)試驗(yàn),一個(gè)劑量處理,小區(qū)面積30 m2。正常田間管理,每個(gè)小區(qū)有單獨(dú)的排灌水口,小區(qū)中間設(shè)置隔離帶。
消解動(dòng)態(tài)試驗(yàn):50%啶酰菌胺水分散粒劑有效成分506.25 g·hm-2(最高推薦劑量的1.5倍)均勻噴霧1次,施藥器械為背負(fù)式噴霧器,空白對(duì)照區(qū)噴施純水,施藥后2 h及1、3、5、7、14、21、28 d取樣。
最終殘留試驗(yàn):50%啶酰菌胺水分散粒劑有效成分337.50 g·hm-2(最高推薦劑量)~506.25 g·hm-2(最高推薦劑量的1.5倍)均勻噴霧2~3次,施藥間隔7 d,最后一次施藥后5、7、10 d分別采集苦瓜、韭菜、青蒜、蒜薹樣品,最后一次施藥后7、14、21 d采集大蒜樣品。
用不銹鋼刀具將樣品切成1~2 cm碎塊(段),放在不銹鋼盆中充分混勻,用四分法分取100 g兩份,裝入樣品袋,做好標(biāo)記,放入-20℃低溫冰柜中貯存。
JMPR(2006年)報(bào)告中指出[15],-20℃條件下,啶酰菌胺在高含水量作物中24個(gè)月內(nèi)儲(chǔ)藏穩(wěn)定。本試驗(yàn)條件下啶酰菌胺在儲(chǔ)藏期不會(huì)發(fā)生降解,對(duì)試驗(yàn)結(jié)果無影響。
稱取5 g樣品于50 mL離心管中,加入10 mL乙腈(1%乙酸),勻漿2 min,加入2 g氯化鈉,渦旋2 min,靜置10 min,5 000 r·min-1離心5 min。取2 mL上清液轉(zhuǎn)移至裝有0.1 g C18、0.05 g PSA、0.01 g GCB的15 mL離心管中,渦旋2 min,8 000 r·min-1離心5 min,取上清液過0.22μm濾膜,待測(cè)。
高效液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀Agilent 1260-6420(Agilent,USA),配電噴霧ESI離子源;色譜柱Eclipse plus C18,柱長100 mm,內(nèi)徑2.1 mm,粒徑3.5μm;柱溫35℃;流動(dòng)相乙酸銨水溶液(5 mmol·L-1)∶甲醇=20∶80;流速0.4 mL·min-1;正離子電離模式;毛細(xì)管電壓4 kV;脫溶劑溫度300℃;脫溶劑氣流量10 L·min-1;霧化器壓力35 kPa;進(jìn)樣量2μL;檢測(cè)方式為多重反應(yīng)監(jiān)測(cè)(MRM),具體如表1所示。
表1 啶酰菌胺的MRM條件
苦瓜空白樣品添加0.004、0.040、1.600 mg·kg-1三檔濃度的啶酰菌胺,韭菜、青蒜、蒜薹、大蒜空白樣品添加0.004、0.100、5.000 mg·kg-1三檔濃度的啶酰菌胺,每個(gè)加標(biāo)量平行測(cè)定5次,采用1.5中的樣品提取方法和1.6的儀器條件進(jìn)行檢測(cè),計(jì)算加標(biāo)回收率和變異系數(shù)。
估算每日攝入量(NEDI):
風(fēng)險(xiǎn)商(RQ):
式中:STMRi為規(guī)范殘留試驗(yàn)中值,本研究采用推薦的安全間隔期苦瓜、韭菜、青蒜、蒜薹、大蒜最終殘留試驗(yàn)數(shù)據(jù)的中值;Fi為我國一般人群對(duì)某一食品的日攝入量,kg·d-1;Ei和Pi分別為食品的可食部分因子和食品加工因子,本文不考慮,均設(shè)為1;ADI為每日允許攝入量,mg·kg-1bw;bw為體重(kg),我國人均體重一般按63 kg計(jì)。當(dāng)RQ>1時(shí),表示存在不可接受的風(fēng)險(xiǎn),數(shù)值越大,風(fēng)險(xiǎn)越大;RQ<1時(shí),表示風(fēng)險(xiǎn)為可接受,數(shù)值越小,風(fēng)險(xiǎn)越?。?6,17]。
通過檢測(cè)苦瓜、韭菜、青蒜、蒜薹、大蒜基質(zhì)中系列濃度的啶酰菌胺繪制的曲線來評(píng)估方法的線性相關(guān)性。以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),以其相應(yīng)的峰面積為縱坐標(biāo)作圖,獲得線性回歸方程,在0.001~2.500 mg·L-1范圍內(nèi)啶酰菌胺呈線性關(guān)系(R2>0.9996),最小檢出量為2×10-12g,最低檢測(cè)濃度為0.004 mg·kg-1?;|(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)參數(shù)見表2。韭菜、青蒜、蒜薹、大蒜樣品中的基質(zhì)導(dǎo)致啶酰菌胺在儀器上的信號(hào)明顯增強(qiáng),苦瓜樣品中的基質(zhì)導(dǎo)致啶酰菌胺在儀器上的信號(hào)稍微增強(qiáng)。為了獲得較真實(shí)的殘留試驗(yàn)數(shù)據(jù),選擇基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算田間實(shí)際樣品的濃度。
表2 啶酰菌胺基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)參數(shù)
試驗(yàn)方法的準(zhǔn)確度及精密度采用添加回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)表示。采集田間未施過啶酰菌胺的苦瓜、韭菜、青蒜、蒜薹、大蒜空白樣品進(jìn)行添加回收率試驗(yàn),苦瓜空白樣品添加0.004、0.040、1.600 mg·kg-1三檔濃度的啶酰菌胺,韭菜、青蒜、蒜薹、大蒜空白樣品添加0.004、0.100、5.000 mg·kg-1三檔濃度的啶酰菌胺,每個(gè)加標(biāo)量平行測(cè)定5次。啶酰菌胺在苦瓜中的平均添加回收率為91%~96%,RSD為1.3%~3.3%;啶酰菌胺在韭菜中的平均添加回收率為80%~97%,RSD為0.7%~2.6%;啶酰菌胺在大蒜、蒜薹、青蒜中的平均添加回收率為78%~99%,RSD為1.1%~2.8%。
試驗(yàn)方法的靈敏度用最低檢測(cè)濃度(LOQ)來表示。啶酰菌胺在苦瓜、韭菜、青蒜、蒜薹、大蒜中的最低檢出濃度為0.004 mg·kg-1。表明本方法有較好的準(zhǔn)確度、精密度和靈敏度,符合農(nóng)藥殘留檢測(cè)要求。
按照1.5的提取方法和1.6的檢測(cè)方法對(duì)啶酰菌胺在苦瓜、韭菜、青蒜中的殘留動(dòng)態(tài)樣品進(jìn)行檢測(cè),其消解規(guī)律均符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程式Ct=C0e-kt。試驗(yàn)結(jié)果(表3)表明,啶酰菌胺在苦瓜中的半衰期為3.4~4.5 d,藥后14 d消解率達(dá)84.6%及以上;啶酰菌胺在韭菜中的半衰期為2.9~3.5 d,藥后14 d消解率達(dá)95.4%及以上;啶酰菌胺在青蒜中的半衰期為4.6~6.5 d,藥后14 d消解率達(dá)79.2%及以上。應(yīng)用DPS9.50軟件進(jìn)行差異分析,結(jié)果為啶酰菌胺在3種作物中的消解半衰期差異顯著。
表3 啶酰菌胺在苦瓜、韭菜、青蒜中的消解動(dòng)力學(xué)方程式及半衰期
從六地試驗(yàn)結(jié)果(表4)看出,藥后5~10 d,苦瓜中啶酰菌胺殘留量為<0.004~1.120 mg·kg-1,其中藥后7 d,苦瓜中啶酰菌胺殘留量為<0.004~0.764 mg·kg-1,殘留中值為0.115 mg·kg-1,殘留最大值為0.764 mg·kg-1。藥后5~10 d,韭菜中啶酰菌胺殘留量為0.338~9.120 mg·kg-1,其中藥后10 d,韭菜中啶酰菌胺殘留量為0.350~4.460 mg·kg-1,殘留中值為1.530 mg·kg-1,殘留最大值為4.460 mg·kg-1。藥后5~10 d,青蒜中啶酰菌胺殘留量為0.348~5.710 mg·kg-1,其中藥后10 d,青蒜中啶酰菌胺殘留量為0.356~3.460 mg·kg-1,殘留中值為1.780 mg·kg-1,殘留最大值為3.460 mg·kg-1。藥后5~10 d,蒜薹中啶酰菌胺殘留量為0.0337~2.970 mg·kg-1,其中藥后7 d,蒜薹中啶酰菌胺殘留量為0.0776~2.020 mg·kg-1,殘留中值為0.540 mg·kg-1,殘留最大值為2.020 mg·kg-1。藥后7~21 d,大蒜中啶酰菌胺殘留量均未檢出(<0.004 mg·kg-1),其中藥后7 d,大蒜中啶酰菌胺殘留中值、殘留最大值均為0.004 mg·kg-1。對(duì)照區(qū)苦瓜、韭菜、青蒜、蒜薹、大蒜樣品中啶酰菌胺殘留量均未檢出。
表4 啶酰菌胺在苦瓜、韭菜、青蒜、蒜薹、大蒜中的殘留量、殘留中值和殘留最大值(mg·kg-1)
目前啶酰菌胺在我國登記使用作物有16種。GB 2763—2019規(guī)定啶酰菌胺的ADI值為0.04 mg·kg-1bw[18]。根據(jù)表5中啶酰菌胺在登記作物中的平均膳食量及體重調(diào)查數(shù)據(jù),結(jié)合本試驗(yàn)獲得的推薦間隔期的殘留量中值(表4),以及啶酰菌胺在不同食物中的殘留限量值,通過1.8的方法估算每日攝入量并計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)商,得到人群對(duì)啶酰菌胺全膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)概率為24.0%,處于可接受水平。該結(jié)果表明,苦瓜、韭菜、大蒜生產(chǎn)中規(guī)范使用啶酰菌胺不會(huì)對(duì)人群造成慢性膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)。
表5 啶酰菌胺在登記作物中的長期膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
建立了苦瓜、韭菜、青蒜、蒜薹、大蒜中啶酰菌胺的QuEChERS前處理和高效液相色譜—質(zhì)譜/質(zhì)譜串聯(lián)檢測(cè)方法,最小檢出量為2×10-12g,最低檢測(cè)濃度為0.004 mg·kg-1,空白添加平均回收率為78%~99%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.7%~3.3%。該方法操作簡便,準(zhǔn)確度、精密度及檢出限均可滿足啶酰菌胺在苦瓜、韭菜、青蒜、蒜薹、大蒜上的殘留分析要求。
消解動(dòng)態(tài)試驗(yàn)結(jié)果表明,3種作物之間啶酰菌胺的消解半衰期差異顯著。啶酰菌胺在苦瓜、韭菜、青蒜中的半衰期分別為3.4~4.5、2.9~3.5、4.6~6.5 d。啶酰菌胺在苦瓜和韭菜中的半衰期無顯著差異,但與其在青蒜中的半衰期差異顯著。啶酰菌胺在作物中的消解速率受其自身結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)影響,還與天氣條件、作物形態(tài)及作物基質(zhì)有關(guān)。啶酰菌胺在青蒜、苦瓜和韭菜中的半衰期差異與在不同作物上的施藥時(shí)間、溫度有關(guān),啶酰菌胺在青蒜上的施藥時(shí)間在1~3月,氣溫較低,在韭菜和苦瓜上的施藥時(shí)間為7~8月,氣溫較高。啶酰菌胺在這3種小作物中的殘留降解均較快,根據(jù)化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評(píng)價(jià)試驗(yàn)準(zhǔn)則,屬于易降解農(nóng)藥。
從六地試驗(yàn)結(jié)果可以看出,啶酰菌胺在苦瓜、韭菜、青蒜、蒜薹、大蒜中的最終殘留量分別低于1.120、9.120、5.710、2.970、0.004 mg·kg-1,韭菜>青蒜>蒜薹>苦瓜>大蒜,說明啶酰菌胺在作物中的最終殘留量與作物形態(tài)關(guān)系較大,單位質(zhì)量受藥量越大,最終殘留量就越大。同時(shí),啶酰菌胺在作物中的殘留量和施藥量呈正相關(guān),與取樣時(shí)間呈負(fù)相關(guān),與施藥次數(shù)相關(guān)性較小。
我國尚未制定啶酰菌胺在苦瓜、韭菜、大蒜上的最大殘留限量。美國規(guī)定啶酰菌胺在苦瓜、韭菜、大蒜上的最大殘留限量分別為1.6、5.0、5.0 mg·kg-1[20]。建議:50%啶酰菌胺水分散粒劑在苦瓜、韭菜和大蒜上使用時(shí),最高用藥量337.5 g a.i.·hm-2,最多施藥2次,推薦安全間隔期苦瓜、蒜薹和大蒜7 d,韭菜和青蒜10 d。啶酰菌胺在這些作物上的MRL值可暫定為苦瓜2 mg·kg-1、韭菜10 mg·kg-1、大蒜0.1 mg·kg-1、蒜薹5 mg·kg-1、青蒜7 mg·kg-1。根據(jù)本規(guī)范試驗(yàn)推薦間隔期獲得的殘留量中值,計(jì)算得到人群對(duì)啶酰菌胺全膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)概率為24.0%,處于可接受水平,苦瓜、韭菜、大蒜生產(chǎn)中規(guī)范使用啶酰菌胺不會(huì)對(duì)人群造成慢性膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)??梢酝茢噜>吩谛⌒凸项?、綠葉蔥類、鱗莖蔥類小作物中按推薦劑量使用是安全的,其MRL值可以參考本試驗(yàn)推薦啶酰菌胺在苦瓜、韭菜、大蒜上的MRL值。