啶蟲(chóng)脒在桃上的殘留消解規(guī)律與膳食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

陳小龍, 王 亞, 程金金, 趙江濤, 余向陽(yáng)

(1. 省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地——江蘇省食品質(zhì)量安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210014；2. 江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與營(yíng)養(yǎng)研究所，南京 210014)

桃Prunus persicaL. Batsch屬薔薇科李屬桃亞屬，果肉細(xì)膩多汁，味美芳香，且富含蛋白質(zhì)、糖類、有機(jī)酸、多種微量元素和維生素。2016年桃在中國(guó)的種植面積和產(chǎn)量分別達(dá)到8.5 × 105 hm2和1 428萬(wàn)t[1]，占全國(guó)水果栽培面積的6.6%，水果產(chǎn)量的7.9%。但桃樹(shù)的病蟲(chóng)害問(wèn)題尤其突出，嚴(yán)重影響產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，桃種植過(guò)程中蟲(chóng)害達(dá)150余種，病害100余種[2]，使用化學(xué)農(nóng)藥是桃生產(chǎn)過(guò)程中病蟲(chóng)害防治的主要措施。截至2020年12月1日，經(jīng)查詢中國(guó)農(nóng)藥信息網(wǎng)[3]，在桃上登記的農(nóng)藥制劑信息僅45條，其中包括1種昆蟲(chóng)性信息素、31種殺蟲(chóng)劑和13種殺菌劑。病蟲(chóng)害種類多，而登記用于桃上的農(nóng)藥種類少，導(dǎo)致農(nóng)戶往往借鑒其他作物的防治情況超范圍用藥進(jìn)行桃上的病蟲(chóng)害防治。

啶蟲(chóng)脒又名吡蟲(chóng)清，是繼吡蟲(chóng)啉之后開(kāi)發(fā)的第一代氯代煙堿型殺蟲(chóng)劑，主要通過(guò)選擇性控制昆蟲(chóng)神經(jīng)系統(tǒng)煙堿型乙酰膽堿酯酶受體而發(fā)揮作用，與常規(guī)殺蟲(chóng)劑沒(méi)有交互抗性，具有高效、廣譜及良好的根部?jī)?nèi)吸性、觸殺和胃毒作用，可有效防治同翅目、鞘翅目、雙翅目和鱗翅目等害蟲(chóng)[4]，截至2020年12月1日，經(jīng)查詢中國(guó)農(nóng)藥信息網(wǎng)[3]，中國(guó)登記的啶蟲(chóng)脒制劑信息共有829條，涉及25種農(nóng)作物 (表1)。由于啶蟲(chóng)脒良好的殺蟲(chóng)作用也可能被農(nóng)戶用于桃上蟲(chóng)害防治。李海飛等[5]在分析桃中農(nóng)藥殘留時(shí)發(fā)現(xiàn)，啶蟲(chóng)脒的檢出率為37.8%，位于桃上農(nóng)藥殘留第三位，因此其造成的殘留膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)值得關(guān)注。

表1 啶蟲(chóng)脒在不同作物上的登記情況[3]Table 1 Acetamiprid registered on different crops[3]

本研究于2015—2018年，連續(xù)4年對(duì)中國(guó)9大桃主產(chǎn)區(qū)桃中的啶蟲(chóng)脒殘留進(jìn)行了調(diào)查與膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)分析，通過(guò)消解試驗(yàn)以及模擬農(nóng)戶用藥，對(duì)其殘留消解規(guī)律進(jìn)行了分析，以期明確啶蟲(chóng)脒在桃上的殘留情況和消解規(guī)律，為其在桃樹(shù)上科學(xué)合理施用提供理論依據(jù)，為相關(guān)產(chǎn)品登記提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料與試劑

試驗(yàn)于江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院溧水植物科學(xué)基地進(jìn)行。供試桃品種為紫金紅3號(hào)，露地栽培7月中下旬成熟，樹(shù)形為三主枝自然開(kāi)心形，樹(shù)齡及長(zhǎng)勢(shì)相同，按常規(guī)栽培措施進(jìn)行試驗(yàn)前病蟲(chóng)害防治 (不施用含啶蟲(chóng)脒成分的農(nóng)藥) 和水肥管理。

啶蟲(chóng)脒 (acetamiprid) 標(biāo)準(zhǔn)品 (純度≥ 95%，德國(guó)D r.E h r e n s t o r f e r公司)；5%啶蟲(chóng)脒乳油(acetamiprid 50 EC，河北禾潤(rùn)生物科技有限公司，該產(chǎn)品已在蘋(píng)果上登記，其推薦使用劑量為有效成分15 mg/kg，施藥間隔期10 d。在試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，確認(rèn)其有效成分含量)。N-丙基乙二胺 (PSA)和C18(天津Agela有限公司)；乙腈和甲酸為色譜純，氯化鈉為分析純。試驗(yàn)用去離子水均為超純水 (18.2 MΩ/cm)。

1.2 儀器與設(shè)備

6410-1200串聯(lián)三重四極桿質(zhì)譜儀 (Agilent公司，美國(guó))；IKA組織研磨儀 (儀科實(shí)驗(yàn)室技術(shù)有限公司)；TG16-WS離心機(jī) (長(zhǎng)沙湘智離心機(jī)儀器有限公司)；Direct-Q 5 UV型超純水系統(tǒng) (Millipore公司，美國(guó))；旋渦混合儀 (滬西分析儀器廠有限公司)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 啶蟲(chóng)脒在桃果皮與果肉上的消解試驗(yàn) 由于啶蟲(chóng)脒尚未在桃上登記，故參照其在蘋(píng)果上的登記信息，采用 5% 啶蟲(chóng)脒乳油，按照蘋(píng)果上的推薦劑量 (有效成分15 mg/kg)進(jìn)行噴霧施藥1次，分別于施藥后1、3、5、7和9 d采集桃樣品。每棵樹(shù)按上、下、左、右、前、后和中部7個(gè)點(diǎn)位采集，每個(gè)點(diǎn)采集3個(gè)桃，共21個(gè)桃計(jì)為1個(gè)樣本，以未噴施啶蟲(chóng)脒的桃樹(shù)為對(duì)照。每個(gè)小區(qū)2棵桃樹(shù)，3次重復(fù)。試驗(yàn)于2017年6月1日至7月24日在江蘇省南京市溧水植物科學(xué)基地進(jìn)行，使用Caipos環(huán)境智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)果園的平均溫濕度、降水量等信息。

1.3.2 模擬農(nóng)戶實(shí)際用藥的殘留驗(yàn)證試驗(yàn) 按照蘋(píng)果上的推薦劑量 (有效成分15 mg/kg) 及施藥間隔期 (10 d )，采用 5% 啶蟲(chóng)脒乳油分別噴霧施藥2～3次，分別于末次施藥后間隔7、14和21 d采集桃樣品。其余同1.3.1節(jié)消解試驗(yàn)。

1.3.3 桃主產(chǎn)區(qū)抽樣檢測(cè) 分別從河北、河南、遼寧、山東、北京、陜西、浙江、山西和江蘇9個(gè)桃主產(chǎn)區(qū)采集鮮桃樣品。采樣對(duì)象包括散戶、大戶和合作社等不同規(guī)模的主體，按照GB/T 8855—2008新鮮水果和蔬菜取樣方法[6]，每個(gè)果園按照五點(diǎn)取樣法采集3 kg桃果進(jìn)行試驗(yàn)分析。

1.4 樣品制備

1.4.1 樣品預(yù)處理

消解試驗(yàn)與殘留驗(yàn)證試驗(yàn)樣品：桃果去皮后，將果皮和果肉 (去核) 分別研磨后保存，24 h內(nèi)完成樣品前處理。

啶蟲(chóng)脒殘留抽樣試驗(yàn)樣品：桃果去核后將整果 (包括果肉和果皮) 置于研磨機(jī)中，加少許干冰后研磨5 min，混勻，于 ?20 ℃ 冰箱保存。

1.4.2 樣品前處理方法 采用改進(jìn)的QuEChERS方法進(jìn)行。稱取10.0 g勻漿后的桃樣品，用10 mL乙腈溶解，搖床振蕩2 h；加入2 g氯化鈉，渦旋1 min，于3 500 r/min下離心5 min；取5 mL上清液，加入50 mg PSA、50 mg C18和150 mg無(wú)水硫酸鎂，渦旋1 min；取1 mL上清液過(guò)0.22 μm微孔濾膜，待測(cè)。

1.5 液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)方法

色譜條件：Aglient ZORBAX SB-C18色譜柱(150 mm × 2.1 mm，3.5 μm，美國(guó)Aglient公司)；流動(dòng)相為V(乙腈) :V(0.1%甲酸水溶液) = 80 :20；流速0.2 mL/min；進(jìn)樣量5 μL。

質(zhì)譜條件：多重反應(yīng)監(jiān)測(cè) (MRM) 正離子模式，定量離子對(duì)223.1/126，定性離子對(duì)223.1/56；離子源溫度為350 ℃；毛細(xì)管電壓4 000 V；傳輸電壓90 V，碰撞能量10 eV；霧化氣為氮?dú)?172 kPa)，干燥氣為氮?dú)?(10 mL/min)。

1.6 膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

對(duì)2015—2018年中國(guó)9大主產(chǎn)區(qū)桃中的啶蟲(chóng)脒殘留進(jìn)行了抽樣檢測(cè)和膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)分析。根據(jù)中國(guó)桃產(chǎn)量 (1 428.90 × 104t)[7]，其中鮮食約占87% (1 243.14 × 104t)[8]，出口鮮食桃數(shù)量 (9.6 ×104t)[9]、貯藏運(yùn)輸損耗率 (8%)[10]及消費(fèi)天數(shù) (365 d)，按照中國(guó)人口13.953 8億，折算出中國(guó)居民日均桃消費(fèi)量約為0.022 kg。按照公式 (1) 計(jì)算桃中啶蟲(chóng)脒殘留慢性膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)占每日允許攝入量(ADI) 的比值 (%ADI)[11]。

式中，STMR為規(guī)范試驗(yàn)殘留中值 (mg/kg)，取抽樣檢測(cè)得到的平均殘留值；0.022為居民日均桃消費(fèi)量 (kg)；ADI取值 0.07 mg/kg bw[12]；bw為體重，按63 kg計(jì)。按照公式（2）計(jì)算桃中啶蟲(chóng)脒殘留急性膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)占急性參考劑量 (ARfD)的比值 (%ARfD)[11]。

式中，LP為桃的大份餐數(shù)據(jù)，根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織公布的數(shù)據(jù)，中國(guó)居民桃的LP值為0.642 8 kg[11]；HR為最大殘留量，單位mg/kg；ARfD 取值 0.10 mg/kg[12]。

1.7 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 20.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，當(dāng)P＜ 0.05時(shí)，認(rèn)為存在顯著性差異。采用Excel制作相關(guān)圖譜。

2 結(jié)果與討論

2.1 啶蟲(chóng)脒殘留檢測(cè)方法

取啶蟲(chóng)脒標(biāo)準(zhǔn)品，用乙腈溶解配制成10 mg/L標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，試驗(yàn)時(shí)用乙腈稀釋，配制成質(zhì)量濃度為5、10、25、50、100、150、200和250 μg/L的系列啶蟲(chóng)脒標(biāo)準(zhǔn)溶液，繪制峰面積 (y) 與質(zhì)量濃度 (x) 的標(biāo)準(zhǔn)曲線。在5～250 μg/L范圍內(nèi)，啶蟲(chóng)脒的質(zhì)量濃度與其峰面積間具有良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)均大于0.998 7。通過(guò)向待測(cè)空白樣品中添加10、50和100 μg/kg 3個(gè)水平的啶蟲(chóng)脒標(biāo)準(zhǔn)溶液，確認(rèn)測(cè)定方法的準(zhǔn)確度和精密度，每個(gè)水平重復(fù)3次。結(jié)果顯示，啶蟲(chóng)脒的添加回收率在75%～118%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于10%，符合農(nóng)藥殘留檢測(cè)的要求[13]，說(shuō)明檢測(cè)方法可靠。典型色譜圖與質(zhì)譜圖見(jiàn)圖1。

2.2 啶蟲(chóng)脒在桃果皮與果肉上的消解動(dòng)態(tài)分析

分別于施藥后1、3、5、7和9 d采樣分析發(fā)現(xiàn)，啶蟲(chóng)脒在桃果皮上的殘留量在0.077～0.291 mg/kg之間，在桃果肉中的殘留量在0.032～0.212 mg/kg之間，相同采樣時(shí)間桃果皮中的殘留量是果肉中殘留量的1.4～3倍，表明去皮食用可減少殘留農(nóng)藥的攝入。由圖2可知，桃果皮與果肉中的啶蟲(chóng)脒殘留消解動(dòng)態(tài)均符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程，消解半衰期分別為3.92和3.14 d。研究表明，啶蟲(chóng)脒在不同作物與不同環(huán)境中的消解速率差別較大。啶蟲(chóng)脒在水稻植株中的消解半衰期為7.04～20.4 d[14]，在茶葉中為3.36～16.1 d[15]，在大棚黃瓜中為9.7～10.1 d[16]，在豇豆中為2.8～4.8 d[17]，在毛葉棗中為2.8 d[18]，在苦菜中為9.9 d[19]，在蘋(píng)果中為2.2～5.1 d[20]。本研究中啶蟲(chóng)脒在桃果上的消解半衰期與蘋(píng)果中的相近。

2.3 模擬農(nóng)戶實(shí)際用藥殘留驗(yàn)證分析

結(jié)果 (圖3) 表明：2次施藥與3次施藥后，桃果皮中啶蟲(chóng)脒殘留量在0.152～0.348 mg/kg之間，7、14與21 d 3個(gè)取樣時(shí)間點(diǎn)3次用藥與2次用藥間殘留量無(wú)差異。桃果肉中的啶蟲(chóng)脒殘留較低，其中僅3次施藥處理組距末次施藥后7 d的樣品檢出殘留量為0.018 mg/kg，其他樣品均未檢出 (低于檢出限0.010 mg/kg)。表明啶蟲(chóng)脒在桃上消解速率快，用藥后7 d消解已經(jīng)趨于穩(wěn)定，2次施藥與3次施藥3個(gè)取樣時(shí)間點(diǎn)樣品中啶蟲(chóng)脒的殘留量均不超過(guò)中國(guó)規(guī)定的其在核果上最大殘留限量 (MRL)值2 mg/kg[21]。

按照消解試驗(yàn)得到的一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程，單獨(dú)計(jì)算得到啶蟲(chóng)脒在桃果皮上14與21 d的理論殘留量為0.024～0.083 mg/kg。與圖3中啶蟲(chóng)脒殘留量對(duì)比發(fā)現(xiàn)，驗(yàn)證試驗(yàn)的殘留量比理論殘留量低，主要原因可能是由于 2 次試驗(yàn)的環(huán)境條件不同，消解方程不能完全適用。此外，消解試驗(yàn)的平均溫度為29.46 ℃、相對(duì)濕度為78.9%、降水量為0.72 mm，而驗(yàn)證試驗(yàn)的平均溫度為33.27 ℃、相對(duì)濕度為86.08%、降水量為0.98 mm (圖4)，即驗(yàn)證試驗(yàn)的平均溫度、相對(duì)濕度以及降水量均比消解試驗(yàn)時(shí)高。研究表明，除施藥量和農(nóng)藥性質(zhì)等因素外，溫度、降水量、相對(duì)濕度和光照等環(huán)境因素均可對(duì)啶蟲(chóng)脒的消解產(chǎn)生影響[22]。

2.4 主產(chǎn)區(qū)桃中啶蟲(chóng)脒殘留抽檢與膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)分析

結(jié)果 (表2) 顯示：2015—2018年間，啶蟲(chóng)脒在桃上的殘留檢出率在8%～38%之間，殘留量范圍在0.001～1.348 mg/kg之間，遠(yuǎn)低于中國(guó)規(guī)定的啶蟲(chóng)脒在核果上的最大殘留限量 (MRL) 值2 mg/kg。由于啶蟲(chóng)脒的良好殺蟲(chóng)作用，其被廣泛用于農(nóng)作物的蟲(chóng)害防治，殘留抽樣檢出率也普遍較高，且在不同作物上的檢出率存在較大差異。譚穎等[23]調(diào)查了北京市場(chǎng)上蔬菜水果中9種新煙堿類農(nóng)藥殘留，發(fā)現(xiàn)49種蔬菜樣品與24種水果樣品中啶蟲(chóng)脒的檢出率高達(dá)100%，殘留量范圍為0.20～37.7 μg/kg。此外，其他研究數(shù)據(jù)顯示，啶蟲(chóng)脒在蔬菜水果中的檢出率為3.5%～82.1%[24-29]。檢出率差異大的主要原因與啶蟲(chóng)脒在作物上登記情況、農(nóng)戶實(shí)際用藥情況、作物生長(zhǎng)環(huán)境及農(nóng)作物本身性質(zhì)差異等因素有關(guān)。雖然本研究中 2015—2018年啶蟲(chóng)脒在桃上的殘留檢出率較高，但均未超過(guò)其在核果上的MRL標(biāo)準(zhǔn)。啶蟲(chóng)脒在桃上的慢性膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)占ADI的比值在0.021%～ 0.086%之間，急性膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)占 ARfD 的比值在1.520%～13.755%之間。

3 結(jié)論與建議

本研究結(jié)果顯示，啶蟲(chóng)脒在桃果皮與果肉中的消解半衰期分別為 3.92 與 3.14 d。3 次施藥與2 次施藥情況下，距末次施藥后 7、14 與 21 d 3 個(gè)取樣時(shí)間點(diǎn)桃中啶蟲(chóng)脒的殘留量均較低，遠(yuǎn)低于中國(guó)規(guī)定的啶蟲(chóng)脒在核果上的 MRL值 2 mg/kg，且去皮食用能夠進(jìn)一步降低其膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)。

2015—2018 年間，啶蟲(chóng)脒在桃上的殘留檢出率在 8%～38%之間，殘留量范圍在 0.001～1.348 mg/kg 之間，也遠(yuǎn)低于其在核果上的 MRL值。連續(xù) 4 年桃上啶蟲(chóng)脒殘留的急性膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)占ARfD 的比值在1.520%～13.755%之間，慢性膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)占 ADI 的比值在0.021%～0.086%之間，總體膳食風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)較小。本研究結(jié)果可為啶蟲(chóng)脒在桃樹(shù)上的登記使用提供參考。

由于目前在桃上登記使用的農(nóng)藥種類少，啶蟲(chóng)脒作為低毒高效殺蟲(chóng)劑已被登記用于其他果樹(shù)和蔬菜上，易導(dǎo)致農(nóng)戶超范圍在桃蟲(chóng)害防治中的使用，同時(shí)由于缺乏用藥信息指導(dǎo)，增加了其膳食暴露的不確定性，因此建議考慮啶蟲(chóng)脒在桃樹(shù)上登記使用的可行性，以便農(nóng)戶嚴(yán)格遵守《食品安全法》與《農(nóng)藥管理?xiàng)l例》，避免超范圍用藥。