嗪胺靈在西瓜土壤和西瓜中的降解動態(tài)和最終殘留量

張寧，李洪，周游，胡威，張志祥

(1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)天然農(nóng)藥與化學(xué)生物學(xué)教育部重點實驗室，廣東 廣州 510642；2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)藥工程與安全評價中心，廣東 廣州 510642)

嗪氨靈(N,N'–哌嗪1,4–二[2,2’,2”–三氯–1–甲酰胺基乙基]哌嗪)是一種內(nèi)吸性殺菌劑，主要用來防治蔬菜、果樹、谷物的白粉病、銹病、黑心病等[1]，其作用機理是通過抑制麥角甾醇的合成來使病原菌細(xì)胞膜的通透性發(fā)生改變[2]，從而達(dá)到殺菌的目的。馬來西亞、印度尼西亞等國家以及國際食品法定委員會(CAC)都規(guī)定了嗪胺靈在蘋果和草莓上的最大殘留限量(分別均為2.0、1.0 mg/kg)，中國暫無嗪胺靈最大殘留限量的規(guī)定。

嗪胺靈殘留量的檢測方法主要有氣相色譜(ECD檢測器)檢測法(GC)、高效液相色譜檢測法(HPLC)、高效液相色譜–質(zhì)譜檢測法(HPLC–MS)等[3–6]。有關(guān)嗪胺靈殘留降解動態(tài)的研究[7]尚少，分析其在土壤中殘留量的研究少見報道。為評價嗪胺靈及其制劑在土壤和西瓜中使用后的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)和農(nóng)產(chǎn)品安全性，筆者在文獻(xiàn)[5、6]的基礎(chǔ)上對前處理進(jìn)行優(yōu)化，采用GC–ECD 技術(shù)研究土壤和西瓜中嗪胺靈的殘留降解動態(tài)和殘留量，現(xiàn)將結(jié)果報道如下。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試西瓜品種廣東為鄭雜7 號，廣西為黑美人。

1.2 儀器與試劑

主要儀器有島津GC–2010Plus 氣相色譜儀(配電子捕獲器檢測器)、Rtx–1(30.00 m×0.25 mm，0.25 μm)石英毛細(xì)管柱(日本Shimadzu 公司)、KQ5200D型聲數(shù)控超聲儀(江蘇舒美超聲儀器公司)、Sartorius BSA2245–CW 萬分之一天平(德國賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司)、JJ100Y 電子天平(廣州深華生物科技有限公司)、TLT–DCⅡ型氮吹儀(北京同泰聯(lián)科技發(fā)展有限公司)。

主要試劑有嗪胺靈標(biāo)樣(純度≥95%，農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研檢測所)、19%嗪胺靈乳油(triforine EC，住友商事株式會社)、甲醇和乙腈(分析純)、甲醇(色譜純)。

1.3 嗪胺靈標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和添加回收率試驗

準(zhǔn)確稱取嗪胺靈標(biāo)準(zhǔn)品(0.10±0.01) g，置于100 mL 容量瓶中，用甲醇色譜純?nèi)芙?，? g/L 的嗪胺靈標(biāo)準(zhǔn)溶液，于－20 ℃冰箱中保存。使用前用甲醇配制成所需的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

分別在空白土壤和西瓜中添加1.0、0.5、0.1 mg/L 和0.5、0.2、0.1 mg/L 3 個水平的嗪胺靈標(biāo)準(zhǔn)溶液，進(jìn)行添加回收率試驗，每個水平重復(fù)5 次。

1.4 樣品的提取和凈化

1.4.1 提 取

稱取20.0 g 試驗樣品于250 mL 具塞三角瓶中，加50.0 mL 乙腈搖勻，超聲提取10 min，過濾。濾液轉(zhuǎn)到50 mL 具塞量筒中，加10.0 g NaCl，振搖1 min，靜置分層。從50 mL 具塞量筒中準(zhǔn)確吸取上層溶液25 mL 于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(40 ℃)蒸發(fā)近干，用正己烷定容至10.0 mL。

1.4.2 凈 化

參照文獻(xiàn)[6]中的方法對凈化方法進(jìn)行優(yōu)化。在柱層析柱中依次加入少許無水硫酸鈉、3 g 中性氧化鋁、0.1 g 活性炭和無水硫酸鈉。先用25 mL 正己烷淋洗，待正己烷液面下降至柱填料表面時，將上述正己烷提取液轉(zhuǎn)移到柱中，再用20 mL 乙酸乙酯–正己烷(體積比1∶9)溶液淋洗，棄去流出液。然后用60 mL 乙酸乙酯–正己烷(體積比1∶1) 溶液洗脫，收集流出液。在40 ℃水浴上濃縮近干，用甲醇定容到4.0 mL，供氣相色譜測定。

1.5 色譜條件

色譜柱為Rtx–1 石英毛細(xì)管柱。柱初始溫度60 ℃，保留2 min，15 /min℃ 升至260 ℃，保留8 min；進(jìn)樣口溫度260 ℃，不分流；檢測器溫度300 ℃；尾吹氣60 mL/min；載氣(氮氣99.999%)2 mL/min；進(jìn)樣量1 μL，運行20 min；保留時間約8.9 min。

1.6 田間試驗

1.6.1 降解動態(tài)試驗

按照“農(nóng)藥殘留試驗準(zhǔn)則”[8]，2011年分別于廣東和廣西兩地進(jìn)行19%嗪胺靈乳油在土壤和西瓜中的降解動態(tài)試驗。采用噴霧法將19%嗪胺靈乳油按有效成分450 g/hm2均勻噴施于土壤和植株，小區(qū)面積20 m2，每處理重復(fù)3 次，處理間設(shè)保護(hù)帶。另設(shè)清水空白對照。噴霧后2 h 和1、2、3、5、7、10、14 d 定時采集分析樣品，置于–20 ℃冰箱，待測。

1.6.2 最終殘留試驗

分別按19%嗪胺靈乳油有效成分300(推薦劑量)、450(1.5 倍推薦劑量) g/hm2施藥，小區(qū)面積20 m2，每個處理設(shè)3 個重復(fù)。于西瓜開花期均勻噴藥3～4 次，每隔7 d 施藥1 次，距末次施藥后1、3、5 d 采集土壤和西瓜樣品。

1.6.3 膳食暴露及風(fēng)險評價

調(diào)查不同人群每人每天的西瓜消費量，根據(jù)西瓜的最終殘留量統(tǒng)計嗪胺靈的膳食暴露風(fēng)險。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線和方法的準(zhǔn)確度

將工作母液用甲醇稀釋，配得2.0、0.5、0.2、0.1、0.05 mg/L 系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。在1.4 節(jié)氣相色譜條件下進(jìn)行測定，測定結(jié)果見圖1。

圖1 嗪胺靈標(biāo)準(zhǔn)品和土壤、西瓜空白樣品及添加了嗪胺靈標(biāo)準(zhǔn)品的土壤、西瓜樣品的色譜圖Fig.1 Triforine chromatogram of standard sample,soil sample,watermelon sample,spiked triforine and blank samples

以嗪胺靈標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度與氣相色譜檢測的峰面積作標(biāo)準(zhǔn)曲線，得線性方程為y=1448x– 78.201，相關(guān)系數(shù)R2=0.998 9，結(jié)果表明峰面積和進(jìn)樣量具有良好的線性關(guān)系。

根據(jù)3 倍信噪比得出嗪胺靈的最小檢出量為5.0×10–3ng。嗪胺靈在土壤中的最低檢出質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.005 mg/kg，在西瓜中為0.01 mg/kg。

由表1 可見：土壤中的添加回收率為71.81%～101.45%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為2.27%～3.59%；在西瓜中的添加回收率為77.63%～100.23%，RSD為4.08%～10.43%，均符合“農(nóng)藥殘留試驗準(zhǔn)則”要求。

表1 嗪胺靈在土壤和西瓜中的添加回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差Table 1 Average recovery and relative standard deviation(RSD) of triforine in soil and watermelon samples spiked at different levels

2.2 田間降解動態(tài)

2.2.1 嗪胺靈在土壤中的降解動態(tài)

圖2 結(jié)果表明：廣東省土壤中的嗪胺靈原始附著量為0.495 8 mg/kg，噴霧后14 d 土壤中嗪胺靈殘留量為0.044 1 mg/kg，降解率為91.10%，降解動態(tài)方程C=0.341 1e–0.1683t，相關(guān)系數(shù)r=0.938 8，半衰期T1/2= 4.12 d；廣西省土壤中的嗪胺靈的原始附著量為0.396 9 mg/kg，噴霧后14 d 土壤中嗪胺靈的殘留量為0.044 3 mg/kg，降解率為88.84%，降解動態(tài)方程C=0.298 8e–0.1534t，相關(guān)系數(shù)r=0.939 2，半衰期為T1/2=4.52 d。

圖2 嗪胺靈在土壤中的降解動態(tài)Fig.2 Degradation dynamics of triforine in soil

2.2.2 嗪胺靈在西瓜中的降解動態(tài)

圖3 結(jié)果表明：嗪胺靈在廣東地區(qū)西瓜中的原始附著量為0.423 9 mg/kg，噴藥后10 d 未檢出，降解率≥93.29 %，降解動態(tài)方程C=0.297 2e–0.3815t，相關(guān)系數(shù)r=0.952 1，半衰期T1/2=1.81 d；嗪胺靈在廣西地區(qū)西瓜中的原始附著量為0.556 5 mg/kg，噴藥后10 d 未檢出，降解率≥93.72%，降解動態(tài)方程C=0.353e–0.3645t，相關(guān)系數(shù)r=0.949 7，半衰期為T1/2= 1.90 d。

圖3 嗪胺靈在西瓜中的降解動態(tài)Fig.3 Degradation dynamics of triforine in watermelon

2.3 最終殘留量

表2 結(jié)果表明，嗪胺靈的使用劑量越高，噴藥次數(shù)越多，在西瓜中的殘留越多。嗪胺靈在廣東、廣西地區(qū)土壤中的殘留量分別為0.054 3～0.503 7、0.049 9～0.682 2 mg/kg；在西瓜中的殘留量分別為0.028 5～0.3319、0.038 1～0.514 1 mg/kg。

表2 嗪胺靈在土壤和西瓜中的最終殘留量Table 2 Final residues of triforine in soil and watermelon

2.4 膳食暴露及風(fēng)險評價

根據(jù)農(nóng)藥殘留專家聯(lián)合會議(JMPR)的評估報告，水果中嗪胺靈的日允許攝入量為0.02 mg/kg(鮮重)。根據(jù)馬來西亞規(guī)定的嗪胺靈在水果中的最大殘留限量1.0 mg/kg 推斷，中國通過西瓜所攝入的嗪胺靈的人均每日最大殘留限量為0.20～0.33 mg。本研究測得嗪胺靈在西瓜上的最終殘留量最高為0.514 1 mg/kg(理論攝入量)，因此，可以推斷中國每人每天通過西瓜所攝入的嗪胺靈為0.102 8～0.169 7 mg，其值低于理論攝入量，風(fēng)險商值為12.9%～34.3%，膳食暴露風(fēng)險較低。

表3 嗪胺靈在西瓜中的膳食暴露及風(fēng)險評估Table 3 Dietary exposure and risk assessment of triforine in watermelon

3 結(jié)論與討論

嗪胺靈在廣東、廣西兩地土壤和西瓜中的降解動態(tài)曲線符合一級動力學(xué)方程，降解行為相似，其在廣東和廣西土壤中的半衰期分別為4.12、4.52 d，在西瓜中的半衰期分別為1.81、1.90 d，屬于易降解農(nóng)藥(T1/2＜30 d)[9]。溫度、相對濕度、pH 值、有機質(zhì)含量、含水量等環(huán)境因子對農(nóng)藥降解有極大的影響[10]。廣東和廣西氣候條件相似，都屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，廣東年平均氣溫20.7 ℃，年平均降水量1 900 mm，試驗地土壤pH 值為6.8，有機質(zhì)含量為3.1%。廣西年平均氣溫21.6 ℃，年均降水量1 304.2 mm，試驗地土壤pH 值6.9，有機質(zhì)含量2.7%。此外，植物的稀釋作用對農(nóng)藥降解有一定的影響[11]，因此，嗪胺靈在西瓜中的消解較快。

19%嗪胺靈乳油以推薦劑量的1.5 倍(有效成分450 g/hm2)連續(xù)噴藥4 次，距末次施藥后1 d，嗪胺靈在西瓜上的最終殘留量最高，為0.514 1 mg/kg，低于馬來西亞規(guī)定的最大殘留限量值(中國暫無規(guī)定)。結(jié)合嗪胺靈在西瓜上的膳食暴露和風(fēng)險評估[12]，可以推斷19%嗪胺靈乳油按推薦劑量和推薦劑量的1.5 倍在西瓜上使用，距最后一次施藥后1 d 采收是安全的。

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