氟氯氰菊酯在大棚和露地油麥菜上的殘留消解及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

馬 成，石凱威，杜靈敏，劉鳳嬌，朱宇珂，李 莉*

(1.中國(guó)科學(xué)院 動(dòng)物研究所農(nóng)業(yè)蟲(chóng)害鼠害綜合治理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100101；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)藥檢定所，北京 100125)

隨著人們對(duì)反季節(jié)的蔬菜和水果需求的不斷增加，大棚蔬菜和水果規(guī)模變得越來(lái)越大[1]。大棚的優(yōu)勢(shì)在于產(chǎn)量高、條件可控，但由于大棚是一個(gè)相對(duì)密閉的空間，更易遭受蟲(chóng)害侵食，從而農(nóng)藥用量也會(huì)相應(yīng)增加，同時(shí)也增大了農(nóng)產(chǎn)品和環(huán)境中農(nóng)藥殘留的風(fēng)險(xiǎn)[2]。鄭坤明[3]等研究了吡蚜酮在露地和大棚芥藍(lán)上的殘留消解動(dòng)態(tài)，發(fā)現(xiàn)在大棚條件下比在露地更難降解。黃蘭淇[2]等研究了噻蟲(chóng)嗪和啶蟲(chóng)脒在露地和大棚青菜的殘留消解動(dòng)態(tài)，得出在大棚中的殘留量高于露地。劉騰飛[4]等研究了氯氰菊酯在露地和大棚小白菜上的殘留動(dòng)態(tài)，得出在露地條件下的降解速度比在大棚中快。此外還有毒死蜱[5]、阿維菌素[6]、毒氟磷[7]等農(nóng)藥在大棚中的殘留量均高于露地殘留量，但關(guān)于氟氯氰菊酯在大棚和露地油麥菜上的研究鮮有報(bào)道。

氟氯氰菊酯作為一種殺蟲(chóng)活性較高的擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)殺蟲(chóng)劑，作用方式主要以觸殺、胃毒為主，能有效防治禾谷類(lèi)作物、棉花、果樹(shù)和蔬菜上的鞘翅目、半翅目、同翅目和鱗翅目害蟲(chóng)[8]。目前，殘留檢測(cè)方法主要有氣相色譜法、氣相色譜質(zhì)譜法、高效液相色譜法和酶聯(lián)免疫分析法[9]。氟氯氰菊酯在油麥菜中的最大殘留限量中國(guó)為10mg/kg，歐盟為1mg/kg，美國(guó)為6mg/kg。

本試驗(yàn)采用氣相色譜法建立了油麥菜中氟氯氰菊酯的殘留分析方法，通過(guò)規(guī)范殘留試驗(yàn)得到露地和大棚油麥菜中氟氯氰菊酯的殘留消解和最終殘留值，結(jié)合我國(guó)膳食情況評(píng)價(jià)氟氯氰菊酯在油麥菜中的膳食風(fēng)險(xiǎn)，以期為露地和大棚兩種種植模式下農(nóng)藥合理、規(guī)范使用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑 試驗(yàn)儀器：Agilent7890A氣相色譜儀，配有電子捕獲檢測(cè)器(ECD)；色譜柱：DB-17MS 30m×0.25mm×0.25μm；KQ-600型超聲波清洗器；EYELA OSB-2000型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀；SC-3612臺(tái)式低速離心機(jī)；電子分析天平AL204-IC(0.1mg)；電子天平(0.01g)。

試驗(yàn)試劑：氟氯氰菊酯標(biāo)準(zhǔn)品(純度≥99.0%)；

乙腈(色譜純)；乙腈、丙酮、氯化鈉均為分析純；石油醚(60～90℃，分析純重蒸)；弗羅里硅土柱：1g/6mL。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì) 依據(jù)NY/T 788-2004《農(nóng)作物中農(nóng)藥殘留試驗(yàn)準(zhǔn)則》[19]。2017年在北京市、安徽省、山東省、內(nèi)蒙古、云南省、浙江省6地進(jìn)行了5.7%氟氯氰菊酯水乳劑在油麥菜上的田間試驗(yàn)，其中北京市、浙江省進(jìn)行消解試驗(yàn)。每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)設(shè)置對(duì)照小區(qū)和處理小區(qū)，小區(qū)面積15m2，每個(gè)處理小區(qū)設(shè)3個(gè)重復(fù)，小區(qū)間設(shè)保護(hù)帶。

北京市、安徽省、內(nèi)蒙古、云南省為露地種植，山東省和浙江省為大棚種植。

1.2.2 消解動(dòng)態(tài)試驗(yàn) 在北京和浙江兩地做消解動(dòng)態(tài)試驗(yàn)。5.7%氟氯氰菊酯水乳劑在油麥菜上的推薦劑量為17.54～31.58g/667m2(15～27g.a.i./ha)。試驗(yàn)采用1次施藥，多次采樣的方法。施藥劑量為推薦高劑量的1.5倍，即40.5g.a.i./ha，于油麥菜生長(zhǎng)至 4～5葉時(shí)施藥。采樣時(shí)間為末次施藥后的0(2h)、1、2、3、5、7、10、14、21d，每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)。

1.2.3 最終殘留試驗(yàn) 最終殘留試驗(yàn)采用多次施藥，多次采樣的方法。設(shè)2個(gè)施藥劑量，低劑量按制劑量473.7g/ha(27g a.i./ha)，高劑量按制劑量710.5g/ha(40.5g a.i./ha)，

于油麥菜生長(zhǎng)前期(2～3葉期)開(kāi)始第1次施藥，各設(shè)2施藥和3次施藥，施藥間隔7d，采樣時(shí)間為末次施藥后的3、5、7d，每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)。

1.2.4 樣品采集 在試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)用隨機(jī)的方式采樣，每小區(qū)在10個(gè)以上采樣點(diǎn)采集2kg 以上生長(zhǎng)正常的油麥菜樣品，去除明顯腐壞、萎蔫、枯老部分的莖葉，貯存于-20℃冰柜中保存。

1.3 分析方法

1.3.1 樣品提取凈化 準(zhǔn)確稱(chēng)取粉碎后的油麥菜樣品10g放入50mL 離心管中，加20mL乙腈，充分混合，超聲波輔助提取15min后，加入6g 氯化鈉，劇烈搖動(dòng)1min，與3 000r/min 離心5min，取上清液10mL 于茄形瓶中，35℃水浴中旋蒸近干，待凈化。

用5mL丙酮/石油醚(1：9，v/v)預(yù)淋弗羅里硅土固相萃取柱，棄去。用5mL丙酮/石油醚(1：9，v/v)溶解蒸殘物，并轉(zhuǎn)移至柱中，收集流出物以及全部洗脫液，于35℃水浴中旋蒸近干，2.5mL丙酮/石油醚(1：9，v/v)定容，待測(cè)定。

1.3.2 儀器條件 色譜柱：DB-17MS，30m×0.25mm×0.25μm；色譜柱溫度：200℃(保持0min)，以6℃/min速率升溫到260℃(保持6min)；載氣：高純氮?dú)?；流速：恒?.0mL/min；檢測(cè)器溫度：320℃；進(jìn)樣口溫度：260℃，不分流進(jìn)樣，進(jìn)樣量1μL；樣品相對(duì)保留時(shí)間：氟氯氰菊酯3個(gè)異構(gòu)體保留時(shí)間約為 18.19、18.43和18.69min。

1.3.3 添加回收試驗(yàn) 在空白油麥菜樣品中添加氟氯氰菊酯標(biāo)準(zhǔn)溶液，添加水平為0.010、0.10、1.0和5.0mg/kg，每個(gè)水平重復(fù)5次。計(jì)算添加回收率及RSD。

1.3.4 長(zhǎng)期膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 長(zhǎng)期膳食暴露和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果分別由公式(1)和(2)[10]計(jì)算得出。

NEDI=∑[STMRi(或STMR-Pi)×Fi]/bw

(1)

RQc=NEDI/ADI×100

(2)

式中：NEDI為國(guó)家估計(jì)每日攝入量，μg/kg bw；STMRi為第i類(lèi)初級(jí)食用農(nóng)產(chǎn)品的規(guī)范試驗(yàn)殘留式中，mg/kg；STMR-Pi為第i類(lèi)加工食用農(nóng)產(chǎn)品的規(guī)范試驗(yàn)殘留中值，mg/kg；Fi為第i類(lèi)使用農(nóng)產(chǎn)品的消費(fèi)量，kg/d；bw為人群平均體重，kg；RQc為風(fēng)險(xiǎn)商值；ADI為每日允許攝入量，mg/kg bw。當(dāng)RQc>1時(shí)，表示存在不可接受的較大風(fēng)險(xiǎn)，數(shù)值越大，風(fēng)險(xiǎn)越大；當(dāng)RQc≤1時(shí)，表示風(fēng)險(xiǎn)可以接受，數(shù)值越小，風(fēng)險(xiǎn)越小。

根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，氟氯氰菊酯的每日允許攝入量為0.04 mg/kg bw[11]，根據(jù)公式(1)和(2)計(jì)算估計(jì)暴露量和風(fēng)險(xiǎn)商值。

1.3.5 短期膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 短期膳食暴露和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果分別由公式(3)[12]計(jì)算得出。

NESTI=[LP×(HR 或 HR-P)]/bw

(3)

式中：LP為高端消費(fèi)量(短期膳食分布的97.5th百分位值的消費(fèi)量)，kg；HR 為最高殘留值，mg/kg；HR-P 為加工食品中最高殘留值，mg/kg；bw 為人群平均體重，kg；ARfD 表示急性參考劑量，mg/kg。

短期膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)以NESTI占ARfD的百分比來(lái)表示。當(dāng)NESTI/ARfD≤100%時(shí)，可認(rèn)為該農(nóng)藥的短期膳食風(fēng)險(xiǎn)處于可接受水平；當(dāng) NESTI/ARfD>100%時(shí)，則認(rèn)為其短期膳食風(fēng)險(xiǎn)為不可接受。

氟氯氰菊酯的急性參考劑量為0.04mg/kg bw[13]。

2 結(jié)果與分析

2.1 方法有效性評(píng)價(jià) 按照上述儀器條件對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行分析測(cè)定，得到氟氯氰菊酯溶劑標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)及相關(guān)系數(shù)關(guān)系，試驗(yàn)表明，在0.010～1.0mg/L范圍內(nèi)氟氯氰菊酯的質(zhì)量濃度與峰面積之間具有良好的線(xiàn)性關(guān)系，方程為y=5E+07x-197 529，相關(guān)系數(shù)為0.999 8。

在0.010mg/kg、0.10mg/kg、1.0mg/kg和5.0mg/kg 4個(gè)添加水平下，氟氯氰菊酯在油麥菜中的平均回收率在93%～105%范圍內(nèi)，RSD在3.1%～9.7%范圍內(nèi)(表1)。氟氯氰菊酯在油麥菜中的定量限為0.01mg/kg。由以上結(jié)果可知，該方法的線(xiàn)性、正確度和精密度均符合農(nóng)藥殘留分析的要求。

表1 氟氯氰菊酯在油麥菜中的添加回收率及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差

2.2 殘留消解試驗(yàn)結(jié)果 按照田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)1.2.1，得到兩地油麥菜中氟氯氰菊酯的消解動(dòng)態(tài)，其降解均符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程式。(表2)氟氯氰菊酯在北京露地中的半衰期為3.8d，在浙江大棚中的半衰期為10.3d。

不同的栽培方式對(duì)氟氯氰菊酯在作物上的降解存在一定影響。在露地施藥，由于風(fēng)、雨等因素的影響，使得藥液發(fā)生漂移，造成露地原始沉積量少。另一方面，農(nóng)藥受光、溫度、雨水等因素的影響較大，在露地由于光照直射時(shí)間較長(zhǎng)，雨水稀釋等原因致使露地殘留量少，降解快，而大棚是的薄膜會(huì)阻擋大部分紫外光，無(wú)法到達(dá)作物表面，再加之棚內(nèi)濕度較大，所以殘留量較高，降解慢[3，14-16]。

圖1 氟氯氰菊酯在油麥菜中的消解動(dòng)態(tài)

試驗(yàn)地消解動(dòng)態(tài)方程(C=)相關(guān)系數(shù)(r)半衰期(d)北京1.36e-0.18T0.804 63.8浙江2.40e-0.067T0.926 910.3

2.3 最終殘留量試驗(yàn)結(jié)果 按低劑量 473.7g/ha(27g a.i./ha)，高劑量 710.5g/ha(40.5g a.i./ha)，于油麥菜生長(zhǎng)前期(2～3葉期)開(kāi)始第1次施藥，各設(shè)2施藥和3次施藥，末次施藥后3、5、7d采集油麥菜樣品，油麥菜中氟氯氰菊酯的殘留量范圍(表3)。

表3 氟氯氰菊酯在油麥菜中的殘留量

測(cè)得，露地種植的油麥菜中氟氯氰菊酯最終殘留量分別為0.27～1.6mg/kg、0.24～1.1mg/kg、0.17～0.90mg/kg，殘留中值分別為0.76mg/kg、0.62mg/kg、0.49mg/kg；大棚種植的油麥菜中氟氯氰菊酯最終殘留量分別為0.34～4.3mg/kg、0.31～3.9mg/kg、0.071～3.5mg/kg，殘留中值分別為1.5mg/kg、1.0mg/kg、0.75mg/kg。試驗(yàn)表明，藥后相同間隔天數(shù)下，大棚條件下氟氯氰菊酯在油麥菜中的最終殘留量顯著高于露地條件下(P<0.05)。

2.4 長(zhǎng)期膳食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 不同性別、年齡段的人群食物攝入量與其相應(yīng)的體重的比值不同，結(jié)合“中國(guó)居民營(yíng)養(yǎng)與健康狀況監(jiān)測(cè)報(bào)告(2010～2013)”[17]中各年齡段居民體重和膳食調(diào)查數(shù)據(jù)，進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。考慮到油麥菜屬于生長(zhǎng)較快的蔬菜和遵循風(fēng)險(xiǎn)最大化原則，本研究根據(jù)在大棚栽培下采收間隔期3d的殘留數(shù)據(jù)進(jìn)行長(zhǎng)期膳食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。根據(jù)GB 2763-2021《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中農(nóng)藥最大殘留限量標(biāo)準(zhǔn)》[11]，氟氯氰菊酯日允許攝入量(ADI)為0.04mg/kg bw，并根據(jù)距末次施藥3d的大棚油麥菜中氟氯氰菊酯的殘留中值以及不同年齡段和人群的平均體重，得出氟氯氰菊酯對(duì)不同人群的每日膳食攝入量(NEDI)和風(fēng)險(xiǎn)商(RQc)(表4)。結(jié)果表明不同年齡段及性別人群，氟氯氰菊酯的風(fēng)險(xiǎn)商在4.56%～10.33%范圍內(nèi)，均<100%，說(shuō)明有效成分為27～40.5g a.i./ha的氟氯氰菊酯在油麥菜上施藥2～3次，施藥間隔為7d，不會(huì)對(duì)一般人群造成不可接受的膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)。

表4 關(guān)于氟氯氰菊酯在油麥菜中的中國(guó)膳食消費(fèi)數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果

2.5 短期膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 (表3)顯示，油麥菜中氟氯氰菊酯距末次施藥3d的最高殘留值露地為1.6mg/kg，大棚為4.3mg/kg，95%置信區(qū)間上限值分別為0.84mg/kg和2.55mg/kg。根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織公布的數(shù)據(jù)，中國(guó)1～6歲兒童油麥菜消費(fèi)大份餐LP 為387.3g，中國(guó)普通人群油麥菜消費(fèi)大份餐 LP為451.9g[12]。根據(jù)中國(guó)居民營(yíng)養(yǎng)與健康狀況監(jiān)測(cè)報(bào)告(2010～2013)[17]，中國(guó)1～6歲兒童平均體重為13.9kg，普通人群平均體重以63kg計(jì)。根據(jù)公式(3)分別代入直接采用殘留試驗(yàn)數(shù)據(jù)最高值(HR)和基于概率論和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法得到的95%置信區(qū)間的上限殘留值(95%UCL)，計(jì)算得出露地油麥菜中氟氯氰菊酯對(duì)中國(guó)1～6歲兒童的短期膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)值分別為111.5%和58.5%，大棚油麥菜中氟氯氰菊酯對(duì)中國(guó)1～6歲兒童的短期膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)值分別為299.5%和177.6%。露地油麥菜中氟氯氰菊酯對(duì)普通人群的短期膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)值分別為28.7%和15.1%，大棚油麥菜中氟氯氰菊酯對(duì)普通人群的短期膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)值分別為77.1%和45.7%。

以露地和大棚油麥菜中氟氯氰菊酯殘留最高值(HR)和以大棚油麥菜中氟氯氰菊酯95%置信區(qū)間上限(95%UCL)計(jì)算得出的對(duì)中國(guó)1～6歲兒童的短期膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)值>100%。露地和大棚油麥菜中氟氯氰菊酯對(duì)中國(guó)普通人群的短期膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)值都<100%。說(shuō)明有效成分27～40.5g a.i./ha的氟氯氰菊酯在油麥菜上施藥2～3次，施藥間隔為7d，采收間隔為3d時(shí)，露地和大棚栽培模式下的油麥菜中氟氯氰菊酯會(huì)很大程度上對(duì)1～6歲兒童造成不可接受的短期膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)，而對(duì)普通不會(huì)造成不可接受的短期膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)。利用概率評(píng)估模型所要求的的數(shù)據(jù)和應(yīng)用的限制條件較多，但該方法根據(jù)代表性，可靠性更好[18]。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)基于氣相色譜法，測(cè)定氟氯氰菊酯在油麥菜上的添加回收率在93%～105%范圍內(nèi)，RSD在3.1%～9.7%范圍內(nèi)，說(shuō)明該方法準(zhǔn)確度、靈敏度、精密度均符合農(nóng)藥殘留分析要求，可保障檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。殘留消解試驗(yàn)結(jié)果表明，氟氯氰菊酯在油麥菜中的消解均符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，在露地中的半衰期為3.8d，在大棚中的半衰期為10.3d。氟氯氰菊酯以有效成分27～40.5g a.i./ha在油麥菜上施藥2～3次，施藥間隔為7d，采收間隔為3d時(shí)，長(zhǎng)期膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)值在4.56%～10.33%范圍內(nèi)，風(fēng)險(xiǎn)均<100%，不會(huì)產(chǎn)生膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)。短期膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)表明油麥菜中氟氯氰菊酯對(duì)中國(guó)1～6歲兒童會(huì)產(chǎn)生不可接受的膳食風(fēng)險(xiǎn)，而對(duì)普通人群不會(huì)。