百菌清在番茄上的自然消解動(dòng)態(tài)及健康風(fēng)險(xiǎn)研究

于安芬,車宗,李瑞琴,白 濱,徐 瑞,宋政平

(1.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 畜草與綠色農(nóng)業(yè)研究所， 蘭州 730070；2.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所，蘭州 730070；3.農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室(蘭州)，蘭州 730070；4.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 土壤肥料與節(jié)水農(nóng)業(yè)研究所，蘭州 730070)

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百菌清在番茄上的自然消解動(dòng)態(tài)及健康風(fēng)險(xiǎn)研究

(1.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 畜草與綠色農(nóng)業(yè)研究所， 蘭州 730070；2.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所，蘭州 730070；3.農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室(蘭州)，蘭州 730070；4.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 土壤肥料與節(jié)水農(nóng)業(yè)研究所，蘭州 730070)

試驗(yàn)設(shè)噴施百菌清推薦劑量(2 400 g/hm2，T1)、加倍劑量(4 800 g/hm2,T2)、噴清水(對(duì)照)3個(gè)處理。探討蔬菜上百菌清殘留量的安全性，開展番茄中百菌清殘留的消解規(guī)律試驗(yàn)。結(jié)果表明，百菌清在番茄上的自然消解速度隨施藥劑量的增大而減慢。噴藥后24 h內(nèi)消解最快，T1處理和T2處理施藥后1 d的消解率分別為60.22%和27.58%，7 d的消解率達(dá)91.72%和46.67%，其半衰期分別為4.3 d和18.0 d。按推薦劑量施藥1 d后采摘，番茄中百菌清殘留量為0.370 mg/kg,符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；從人體健康風(fēng)險(xiǎn)角度分析，如果按規(guī)范施藥，百菌清在番茄上施用安全，產(chǎn)品食用無(wú)健康風(fēng)險(xiǎn)。

百菌清；殘留；消解；番茄；健康風(fēng)險(xiǎn)

化學(xué)農(nóng)藥殘留污染是影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的主要因素，尤其在設(shè)施蔬菜生產(chǎn)上。由于農(nóng)藥使用不規(guī)范，隨意增加農(nóng)藥施用濃度和次數(shù)，縮短噴藥周期或剛噴完農(nóng)藥不久，甚至在噴藥10 h之內(nèi)即摘果上市，致使蔬菜產(chǎn)品因農(nóng)藥殘留嚴(yán)重超標(biāo)而導(dǎo)致的中毒事件時(shí)有發(fā)生[1-2]。目前，由于化學(xué)農(nóng)藥用量少、見效快，其他防治措施還無(wú)法替代，該方法仍是設(shè)施蔬菜病蟲害防治的主要措施[3-5]。百菌清(chlorothalonil)是一種廣譜、保護(hù)性殺菌劑，化學(xué)名稱為四氯間苯二腈(2,4,5,6-四氯-1,3-苯二甲腈)。因其噴施在作物表面有良好的粘著性、耐雨水沖刷、耐光照、藥效期較長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，常在蔬菜、水果、谷物、油料、食用菌等多種作物上用于銹病、炭疽病、白粉病、霜霉病等的防治[6-9]。近年來(lái)，百菌清在蔬菜產(chǎn)品檢測(cè)中超標(biāo)率一直處于較高水平[10]，且隨著設(shè)施蔬菜栽培面積的不斷擴(kuò)大，其在蔬菜中的殘留問(wèn)題越來(lái)越突出。番茄是中國(guó)廣泛種植的蔬菜，生產(chǎn)中應(yīng)用百菌清防治早疫病、晚疫病及霜霉病比較普遍。百菌清在作物上殘留量的消解規(guī)律已有報(bào)道[11-12]，但研究百菌清殘留量在產(chǎn)品中的安全性及其對(duì)人體健康風(fēng)險(xiǎn)的報(bào)道較少。本研究以設(shè)施番茄為試驗(yàn)對(duì)象，開展百菌清的消解規(guī)律和健康風(fēng)險(xiǎn)研究，以揭示百菌清在田間的消解動(dòng)態(tài)和及其安全性。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試藥劑：75%百菌清可濕性粉劑，江陰市利港精細(xì)化工廠生產(chǎn)。

試驗(yàn)材料：百菌清標(biāo)準(zhǔn)品(純度≥99.9%)；丙酮、丁酮、環(huán)己烷均為分析純，經(jīng)重蒸后使用；弗羅里硅土(60～80目)，用前在600 ℃高溫下灼燒5 h 后置干燥器中儲(chǔ)存?zhèn)溆茫杀３? d；無(wú)水硫酸鈉(分析純)，經(jīng)450 ℃灼燒后使用；磷酸(分析純)。

試驗(yàn)儀器：氣相色譜儀，北京分析儀器廠；0.53 mm×30 m農(nóng)殘1號(hào)毛細(xì)管色譜柱；超聲清洗器(SK3200H)，昆山市超聲儀器有限公司；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海愛朗儀器有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)在蘭州市安寧區(qū)劉家堡鄉(xiāng)番茄種植塑料大棚，大棚面積336 m2(42 m×8 m)，東西走向，高2.6 m。根據(jù)施藥劑量設(shè)3個(gè)處理： 推薦劑量(T1)，噴施百菌清2 400 g/hm2；加倍劑量(T2)，噴施百菌清4 800 g/hm2；對(duì)照(CK)，噴清水。重復(fù)3次，小區(qū)面積20 m2。施藥后，用紅、藍(lán)2種不同顏色的吊簽對(duì)不同處理的膨大且個(gè)體一致的番茄進(jìn)行標(biāo)記。

1.2.1 樣品采集 施藥后按一定時(shí)間間隔采集番茄樣品。采樣時(shí)間為：噴藥后0 d(在施藥后藥液基本風(fēng)干的2 h之內(nèi)，即原始沉積量)、1 d、3 d、5 d、7 d、10 d、20 d和30 d。采用隨機(jī)多點(diǎn)采樣，每個(gè)處理每次采番茄半成熟果實(shí)樣品2～3 kg。在室內(nèi)切碎充分混合后，取250 g用組織搗碎機(jī)打漿。每個(gè)樣品打2份原漿，保存在-20 ℃的冰箱中，備用。采樣期間，不施用同類農(nóng)藥。對(duì)大棚內(nèi)外溫、濕度進(jìn)行記載。

1.2.2 樣品前處理 樣品前處理參照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)進(jìn)行[13-15]。

萃取：稱取25.0 g樣品勻漿，置于250 mL錐形瓶中，加60 mL丙酮及φ=50%磷酸2 mL，充分振蕩2 min，過(guò)濾，用20 mL丙酮洗滌錐形瓶2次，濾液全部移入250 mL分液漏斗中，加入 20 g/L硫酸鈉溶液100 mL，搖勻后用環(huán)己烷60 mL提取3次，靜置分層后，提取液經(jīng)無(wú)水硫酸鈉漏斗干燥，濃縮至5 mL待凈化。

凈化：濃縮后的萃取液過(guò)內(nèi)徑為10 mm的硅膠-中性氧化鋁層析柱，層析柱底部墊少許脫脂棉，從上至下依次裝入2 cm無(wú)水硫酸鈉，7 g弗羅里硅土(100～200目)，2 cm無(wú)水硫酸鈉，敲實(shí)并成平面。然后用15 mL環(huán)己烷預(yù)淋層析柱，棄去預(yù)淋液。將濃縮的樣品提取液倒入柱中，用100 mL環(huán)己烷-丁酮混合液[V(環(huán)己烷)∶V(丁酮)=20∶1]分4次淋洗，收集全部淋洗液。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮定容至5 mL，進(jìn)行氣相色譜分析。

1.2.3 檢測(cè)條件 柱箱溫度250 ℃，檢測(cè)器溫度300 ℃，汽化室溫度260 ℃，載氣流速40 mL/min, 色譜柱30 m×0.53 mm毛細(xì)管色譜柱。

1.2.4 質(zhì)量控制 應(yīng)用回收率法進(jìn)行質(zhì)量控制，以番茄空白為樣品，分別設(shè)低、中、高3個(gè)濃度的百菌清標(biāo)樣做添加回收率試驗(yàn)，各設(shè)6次重復(fù)，變異系數(shù)在0.004 9%～4.52%，3個(gè)水平的平均回收率在94.0%～101.7%，最低檢出限0.002 8 mg/kg，本方法的精密度和準(zhǔn)確度達(dá)到農(nóng)藥殘留分析方法的要求。

1.3 人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是指特定接觸條件下，預(yù)測(cè)環(huán)境污染物對(duì)人體產(chǎn)生有害影響可能性的過(guò)程。本研究采用靶標(biāo)危害系數(shù)(THQ)和危害指數(shù)(HI)方法進(jìn)行計(jì)算并評(píng)估[16-19]。THQ方法是 USEPA于 2000 年提出的一種用于評(píng)估人體通過(guò)食物攝取污染物風(fēng)險(xiǎn)的方法。對(duì)于不同年齡的人群參數(shù)不同。計(jì)算公式如下：

(1)

(2)

(1)和(2)式中：EDI( estimated daily intake)為攝入番茄引起的百菌清平均日攝入量；RfD為參考暴露劑量，百菌清的RfD值為 0.03 mg/(kg·d)[20]；C為番茄中百菌清殘留量(mg/kg)；EF為暴露頻率也稱接觸頻率(365 d/a)；ED為暴露區(qū)間即平均人壽(70 a)；FIR為每日蔬菜攝入量(kg/d)，成人和兒童的番茄攝入量分別為 0.15 kg/d 和 0.10 kg/d；WAB為平均人體質(zhì)量(成年人為 60 kg，兒童為 32.7 kg)；TA為污染物平均暴露時(shí)間(365×暴露年數(shù)，本研究中假定為 70×365=25 550)。

該方法假定污染物吸收劑量等于攝取劑量，以測(cè)定的人體攝入污染物劑量與參考劑量的比值作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，如果THQ值小于 1，則說(shuō)明暴露人群沒有明顯的健康風(fēng)險(xiǎn)，反之，則存在健康風(fēng)險(xiǎn)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

消解動(dòng)態(tài)：施藥后的農(nóng)藥在農(nóng)作物中的殘留量一般隨時(shí)間變化以近似負(fù)指數(shù)函數(shù)遞減的規(guī)律變化，可用一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程公式計(jì)算[21]。根據(jù)一級(jí)動(dòng)力學(xué)關(guān)系，利用如下方程計(jì)算百菌清在番茄上的消解動(dòng)態(tài)。

即：-dc/dt=kC

(3)

將(3)式積分得：

Ct=C0e-kT

(4)

式中：C0為施藥后的原始沉積量(mg/kg)；Ct為時(shí)間(d或h)t時(shí)的農(nóng)藥殘留量(mg/kg)；T為施藥后時(shí)間(d或h)；k為消解系數(shù)。將(4)式取對(duì)數(shù)得：

lnCt=-kT+lnC0

(5)

當(dāng)農(nóng)藥消解50%，即CT=1/2C0時(shí)，所需時(shí)間為消解半衰期，以T1/2表示：

T1/2=ln2/k=0.693/k

(6)

采用SPSS 12.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 百菌清在番茄上的消解動(dòng)態(tài)

2.1.1 消解方程及動(dòng)力學(xué)參數(shù) 不同劑量百菌清殘留消解動(dòng)力學(xué)參數(shù)比較見表1，方程的相關(guān)系數(shù)達(dá)極顯著。百菌清在番茄上的殘留量隨噴施劑量的增加而增加，其消解的動(dòng)力學(xué)參數(shù)也隨之發(fā)生變化，消解系數(shù)k隨噴施劑量的增加而減小，T1處理的消解系數(shù)是T2處理的4.17倍；半衰期隨噴施劑量的增加而延長(zhǎng)，分別為4.3 d和18.0 d，T2處理的半衰期是T1處理的4.19倍。

2.1.2 消解動(dòng)態(tài) 噴施百菌清后，消解速度先快后慢(表2)。在相同時(shí)間內(nèi)，消解率隨施藥劑量的增大而降低。施藥后1 d，T1處理的番茄中百菌清殘留量為0.370 mg/kg、消解率達(dá)60.22%，施藥后7 d消解率已達(dá)90%以上；而T2處理的番茄中百菌清消解速度較慢，施藥后30 d才消解72.73%。說(shuō)明按推薦劑量施藥，殘留消解速度快，施藥劑量越大，殘留消解速度越慢，殘留量越大。

表1 百菌清在番茄上消解的動(dòng)力學(xué)參數(shù)

表2 百菌清在番茄上的消解動(dòng)態(tài)

2.1.3 殘留量變化 噴施百菌清后，24 h內(nèi)殘留量降解最快(圖1)。T1處理施藥24 h后采摘，番茄中百菌清殘留量為0.370 mg/kg。7 d后殘留量很低，僅0.077 mg/kg。但在T2處理中，番茄中百菌清消解速度較慢，施藥后30 d殘留量仍高于T1處理施藥24 h后的殘留量。

2.2 百菌清在番茄中的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及安全性綜合分析

2.2.1 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 采用靶標(biāo)危害系數(shù)法對(duì)經(jīng)番茄攝入百菌清對(duì)人體健康產(chǎn)生的危害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，結(jié)果表明(表3)，無(wú)論是攝入施用推薦劑量或加倍劑量百菌清的番茄對(duì)成人和兒童，其施藥后1～7 d的EDI均低于EPA推薦的RfD0.03 mg/(kg·d)。

對(duì)比分析攝入施用推薦劑量或加倍劑量百菌清的番茄對(duì)成人和兒童造成的健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(THQ)，發(fā)現(xiàn)施用百菌清的番茄對(duì)兒童的健康風(fēng)險(xiǎn)高于成年人，兒童的THQ值約為成人的1.21 倍，但THQ值均小于 1，說(shuō)明番茄施藥1 d后食用，暴露人群沒有明顯的健康風(fēng)險(xiǎn)。

2.2.2 安全性分析 目前，國(guó)內(nèi)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中國(guó)標(biāo)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》(GB 2763-2014)中百菌清在番茄中殘留的限量比歐盟及俄羅斯高，《綠色食品 茄果類蔬菜》(NY/T 655-2012)的限量比歐盟的低(表4)。

圖1 百菌清在番茄上的殘留動(dòng)態(tài)

百菌清在番茄上的自然消解速度隨施藥劑量的增大而減慢，產(chǎn)品的食用安全性降低。按推薦劑量在番茄上噴施百菌清，原始沉積量?jī)H為0.93 mg/kg，1 d后百菌清殘留量降為0.370 mg/kg，低于百菌清的最高殘留限量在NY/T 655-2012中的≤1.0 mg/kg和GB 2763-2014中的≤5.0 mg/kg。但加倍劑量施用百菌清后5 d，番茄中殘留量才降低到0.970 mg/kg。說(shuō)明按推薦劑量施用，百菌清在番茄上的殘效期短，施藥1 d后番茄中殘留量符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求。從人體健康風(fēng)險(xiǎn)角度分析，如果按規(guī)范施藥，百菌清在番茄上施用安全，產(chǎn)品食用無(wú)健康風(fēng)險(xiǎn)。

表3 番茄施用百菌清的膳食暴露和健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

3 結(jié)論與討論

百菌清在番茄上的自然消解先快后慢，噴藥后24 h內(nèi)消解最快，推薦劑量和加倍劑量分別消解60.22%和27.58%，半衰期分別為4.3 d和18.0 d。按推薦劑量施藥，1 d后番茄中殘留量符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求，產(chǎn)品食用無(wú)明顯健康風(fēng)險(xiǎn)。百菌清消解具有隨施藥劑量增加，殘留量增加、消解速度降低、半衰期延長(zhǎng)的特征。這與有關(guān)學(xué)者的研究結(jié)論基本一致[11，25-27]。

中國(guó)制定農(nóng)藥殘留限量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與歐美、日本、澳大利亞等發(fā)達(dá)國(guó)家一樣，采用國(guó)際上通用的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)和方法，以考慮最大可能的風(fēng)險(xiǎn)為原則[28]。而與消費(fèi)者直接關(guān)系最大的是食品或食用農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留限量標(biāo)準(zhǔn)。本試驗(yàn)在設(shè)施番茄上噴施百菌清，農(nóng)藥殘留量、半衰期同施藥劑量呈正相關(guān)，消解速度同施藥劑量呈負(fù)相關(guān)，說(shuō)明在生產(chǎn)中隨意加大農(nóng)藥用量，不僅增加了番茄中農(nóng)藥殘留含量，也延長(zhǎng)了藥后摘果時(shí)間，如果提前采收上市，就會(huì)給番茄食用安全帶來(lái)威脅，而按規(guī)范施藥，百菌清在設(shè)施番茄上的殘留量低于GB 2763-2014和的最高殘留限量值，兒童和成人在施藥1 d后食用無(wú)明顯健康風(fēng)險(xiǎn)，即百菌清在設(shè)施番茄上施用是安全的。

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(責(zé)任編輯：史亞歌 Responsible editor:SHI Yage)

Study on Natural Dynamic Degradation of Chlorothalonil in Tomato and Its Health Risks

(1.Institute of Animal Husbandry, Pasture and Green Agriculture, Gansu Academy of Agricultural Sciences, Lanzhou 730070, China;2.Institute of Agricultural Quality Standards and Testing Technology, Gansu Academy of Agricultural Sciences, Lanzhou 730070, China;3.Laboratory of Quality & Safety Risk Assessment for Agro-products (Lanzhou), Ministry of Agriculture, Lanzhou 730070, China;4.Institute of Soil, Fertilizer and Water-saving Agriculture, Gansu Academy of Agricultural Sciences, Lanzhou,730070, China)

To study the safety of pesticide residues in vegetable, the experiments on natural dynamic degradation of chlorothalonil in tomato were carried out . The results showed that the higher treated dosage was, the slower the degrading speed of chlorothalonil residues in tomato. It degraded fastest in the first 24 h after spraying. The chlorothalonil residues in treatments of recommended dosage and doubled recommended dosage degraded by 60.22% and 27.58% in 1 d, then by 91.72% and 46.67% in 7 d, respectively. Therefore in these cases the half lives of decomposition of chlorothalonil residues in tomato would be 4.3 d and 18.0 d, respectively. In treatments of recommended dosage the content of chlorothalonil in tomato was 0.370 mg/kg in 24 h after spraying, complying with the provisions of the relevant national standards.According to application, specifications, applying pesticide chlorothalonil on tomato was safe in human beings health risk,and tomato products consumption has no health risks.

Chlorothalonil; Residues; Degradation; Tomato; Health risk

YU Anfen, female, associate researcher. Research area: agro-products quality & safety risk assessment.E-mail:gsyuanfen@126.com

LI Ruiqin, female, Ph.D,associate research fellow. Research area: agricultural quality standards and safety.E-mail:liruiqin_524@163.com

2015-08-07

2016-01-11

國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估項(xiàng)目(GJFP2015-2016001)；甘肅省科技廳科學(xué)事業(yè)費(fèi)項(xiàng)目(GS022-C31-045)。

于安芬，女，副研究員，主要從事農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)分析研究。E-mail:gsyuanfen@126.com

李瑞琴，女，博士，副研究員，主要從事農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究。E-mail:liruiqin_524@163.com

日期：2016-10-20

S641.2；S482.2+6

A

1004-1389(2016)10-1508-07

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20161020.1655.026.html

Received 2015-08-07 Returned 2016-01-11

Foundation item The National Agro-products Quality & Safety Risk Assessment Project (No.GJFP2015-2016001); The Operating Sci-tech Project of Gansu Province(No.GS022-C31-045).