噻蟲嗪在甘蔗和土壤中的殘留行為及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

郇志博 羅金輝 謝德芳

摘要：【目的】研究噻蟲嗪在甘蔗和土壤中的殘留及消解動(dòng)態(tài)，并評(píng)價(jià)噻蟲嗪殘留對(duì)消費(fèi)者的健康風(fēng)險(xiǎn)和土壤中非靶標(biāo)生物蚯蚓的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，為噻蟲嗪在甘蔗上的安全使用提供科學(xué)依據(jù)。【方法】分別于2015和2016年在海南和廣西開展10%噻蟲嗪顆粒劑在甘蔗和土壤中的殘留消解試驗(yàn)和最終殘留試驗(yàn)，并根據(jù)蔗莖和土壤中噻蟲嗪及其代謝物噻蟲胺的殘留量，評(píng)估其對(duì)人類急慢性膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)和對(duì)非靶標(biāo)生物蚯蚓的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)?！窘Y(jié)果】噻蟲嗪在甘蔗植株中的半衰期為8.4～18.2 d，在土壤中的半衰期為17.3～22.4 d;甘蔗蔗梢和蔗莖中噻蟲嗪及其代謝物噻蟲胺的最終殘留量均低于定量限（LOQ）（0.05 mg/kg），但施用高劑量562.5 g a.i/ha后，收獲期土壤中噻蟲嗪殘留量高于LOQ，達(dá)0.146～0.153 mg/kg;噻蟲嗪和噻蟲胺對(duì)我國(guó)一般人群的估計(jì)每日攝入量（EDI）僅為每日允許攝入量（ADI）的0.0039%～0.0049%，估計(jì)短期攝入量（ESTI）僅為急性參考劑量（ARfD）的0.17%～0.29%;噻蟲嗪對(duì)蚯蚓的風(fēng)險(xiǎn)商（RQ）<0.01，噻蟲胺對(duì)蚯蚓的RQ=0.016?！窘Y(jié)論】在甘蔗苗期按照375.0～562.5 g a.i/ha溝施10%噻蟲嗪顆粒劑1～2次，甘蔗中噻蟲嗪和噻蟲胺的最終殘留量低于我國(guó)和國(guó)際食品法典委員會(huì)（CAC）的最大殘留限量（MRL）標(biāo)準(zhǔn)，且該殘留對(duì)人類健康的急慢性暴露風(fēng)險(xiǎn)在可接受范圍之內(nèi);但建議該產(chǎn)品在甘蔗上登記使用時(shí)注意其代謝物噻蟲胺對(duì)土壤非靶標(biāo)生物蚯蚓的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞： 噻蟲嗪;代謝物噻蟲胺;甘蔗;土壤;殘留行為;風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

中圖分類號(hào)： S481.8? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-1191（2018）11-2282-10

Residue behavior and risk assessment of thiamethoxam

in sugarcane and soil

HUAN Zhi-bo1，2， LUO Jin-hui1，2， XIE De-fang1，2

（1Analysis and Testing Center， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences， Haikou? 571101， China; 2Hainan Provincial Key Laboratory of Quality and Safety for Tropical Fruits and Vegetables， Haikou? 571101， China）

Abstract：【Objective】Residue and degradation dynamic of thiamethoxam on sugarcane and soil were determined in this study， the health risk to consumers and environment risk to non-target organism earthworm in soil were also assessed according to the residues of thiamethoxam， the results would provide references for the rational use of thiamethoxam on sugarcane. 【Method】The residue degradation dynamic and final residue experiments of 10% thiamethoxam granule in su-garcane and soil were conducted in Hainan and Guangxi during 2015 and 2016， the acute and chronic dietary exposure risk to human and environment risk to non-target organism earthworm were also assessed according to the residues of thiame-thoxam and metabolite clothianidin in sugarcane stalk and soil respectively. 【Result】Results of residue degradation dynamic experiments showed the half-lives of thiamethoxam were 8.4-18.2 d and 17.3-22.4 d in sugarcane plant and soil respectively. Final residue experiments showed the final residue of thiamethoxam and its metabolite clothianidin in sugarcane shoot and stalk were all below limit of quantitation（LOQ）（0.05 mg/kg）， but at the high dosage of 562.5 g a.i/ha， the final residues of thiamethoxam in soil were higher than LOQ and up to 0.146-0.153 mg/kg at harvest time. The results of dietary exposure risk assessment showed the estimated daily intakes（EDI） of thiamethoxam and clothianidin were just 0.0039%-0.0049% of the acceptable daily intake（ADI） to the general people while the estimated short-term intakes（ESTI） were just 0.17%-0.29% of the acute reference dose（ARfD）. The results of environment risk assessment showed the risk quotient（RQ） of thiamethoxam to earthworm was below 0.01 while it was 0.016 for clothianidin. 【Conclusion】After furrow application of 10% thiamethoxam granule at 375.0-562.5 g a.i/ha for once-twice at sugarcane seedling stage， the final residue of thiamethoxam and clothianidin in sugarcane are under the? maximum residue limit（MRL） of China and Codex Alimentarius Commission（CAC）， and the acute and chronic dietary exposure risk of residues to human health are within the acceptable limit. However， it is recommended to note the environmental risk of the metabolite clothianidin to the non-target organism earthworm in soil when the product is registered for use on sugarcane.

Key words： thiamethoxam; metabolite clothianidin; sugarcane; soil; residue behavior; risk assessment

0 引言

【研究意義】甘蔗是重要的糖料作物和經(jīng)濟(jì)作物，但蚜蟲和螟蟲給甘蔗產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了巨大經(jīng)濟(jì)損失（羅素蘭等，2003;韋茂春等，2015）。噻蟲嗪屬于第二代新煙堿類殺蟲劑，具有良好的胃毒、觸殺活性、強(qiáng)內(nèi)吸性和滲透性，對(duì)甘蔗蚜蟲和螟蟲防效顯著（許煥明等，2012;羅志明等，2014;韋茂春等，2015）。但噻蟲嗪強(qiáng)烈的內(nèi)吸性和較高的水溶解度，導(dǎo)致其在土壤施用或作為種衣劑使用后可迅速傳導(dǎo)至植株的各部位，造成作物花粉、花蜜和吐水等污染（Hoffmann and Castle，2012），目前已有研究報(bào)道噻蟲嗪會(huì)通過(guò)作物花粉或花蜜損害大黃蜂的傳粉（Stanley et al.，2015a）、學(xué)習(xí)和記憶能力（Stanley et al.，2015b）;且因?yàn)槠鋵?duì)傳粉蜂類的風(fēng)險(xiǎn)，歐盟在2018年發(fā)布禁令禁止噻蟲胺、吡蟲啉和噻蟲嗪在戶外使用[Commission Implementing Regulation（EU）2018/785]。此外，聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）和世界衛(wèi)生組織（WHO）的農(nóng)藥殘留聯(lián)席會(huì)議（JMPR，2010a）對(duì)噻蟲嗪的毒理學(xué)評(píng)價(jià)認(rèn)為噻蟲嗪對(duì)大鼠存在肝毒性和腎毒性，且會(huì)造成胎兒中毒和骨骼發(fā)育異常。因此，研究噻蟲嗪在甘蔗及環(huán)境中的殘留和消解動(dòng)態(tài)，對(duì)保障噻蟲嗪的安全使用和維護(hù)消費(fèi)者健康及環(huán)境安全具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】目前已有不少學(xué)者對(duì)噻蟲嗪在作物上的殘留情況進(jìn)行研究。Karmakar和Kulshrestha（2009）采用高效液相色譜法測(cè)定了噻蟲嗪在番茄中的消解動(dòng)態(tài)和代謝物殘留，并評(píng)價(jià)其在番茄上使用的安全性;Wang等（2013）、邵建果等（2013）、相金等（2013）采用高效液相色譜—紫外分析法分別研究了噻蟲嗪在煙葉和土壤中、在小麥植株、麥稈和麥粒中、在水稻植株、稻稈、稻殼和糙米中的消解動(dòng)態(tài)及最終殘留，結(jié)果表明，噻蟲嗪在3種作物上的最終殘留對(duì)人類風(fēng)險(xiǎn)處于安全水平;Abd-Alrahman（2014）、Malhat等（2014）采用QuEChERS結(jié)合HPLC-DAD的方法分別測(cè)定了噻蟲嗪在馬鈴薯和土壤中、在番茄中的消解動(dòng)態(tài)和最終殘留，結(jié)果表明，噻蟲嗪在兩種作物中的最終殘留量低于相應(yīng)的最大殘留限量（MRL）標(biāo)準(zhǔn)，且對(duì)人類食用安全;Bhattacherjee和Dikshit（2016）采用高效液相色譜—二極管陣列檢測(cè)器測(cè)定了噻蟲嗪在芒果中的消解動(dòng)態(tài)和最終殘留，結(jié)果表明噻蟲嗪在芒果中的半衰期為4.0～4.5 d，且按照推薦方式施用后芒果中噻蟲嗪的最終殘留對(duì)消費(fèi)者不存在風(fēng)險(xiǎn)。【本研究切入點(diǎn)】至今，國(guó)內(nèi)外尚無(wú)噻蟲嗪在甘蔗及其種植環(huán)境中的殘留行為和使用風(fēng)險(xiǎn)的文獻(xiàn)報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】通過(guò)噻蟲嗪在海南和廣西兩地甘蔗上的田間殘留試驗(yàn)，研究噻蟲嗪及其代謝物噻蟲胺在甘蔗植株和種植土壤中的消解規(guī)律，以及在甘蔗蔗莖、蔗梢和土壤中的最終殘留量，并根據(jù)甘蔗蔗莖中噻蟲嗪和噻蟲胺的最終殘留量評(píng)價(jià)噻蟲嗪在甘蔗上使用后的殘留對(duì)人類膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)土壤中噻蟲嗪和噻蟲胺的最終殘留量評(píng)價(jià)噻蟲嗪在甘蔗上使用后的土壤殘留對(duì)非靶標(biāo)生物蚯蚓（Eisenia foetida）的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，為噻蟲嗪在甘蔗上的安全使用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)試劑：100 μg/mL噻蟲嗪標(biāo)準(zhǔn)品、100 μg/mL噻蟲胺標(biāo)準(zhǔn)品（農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所），甲醇、乙腈、丙酮、乙酸乙酯（色譜純），正己烷、乙腈、無(wú)水硫酸鎂、氯化鈉（分析純），超純水（Milli-Q系統(tǒng)純化制得），500 mg×6 mL弗羅里硅土SPE小柱（上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司）。主要儀器設(shè)備：Agilent 1290 Infinity液相色譜儀配備紫外檢測(cè)器（美國(guó)安捷倫公司），Waters ACQUITY UPLC超高壓液相色譜儀（美國(guó)Waters公司），Waters ACQUITY UPLC超高壓液相色譜儀串聯(lián)AB SCIEX API4000+質(zhì)譜儀（美國(guó)AB公司），RE52CS-1旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（上海亞榮生化儀器廠），SHZ-B水浴恒溫振蕩器（常州諾基儀器有限公司），TDL-40B低速臺(tái)式離心機(jī)（上海安亭科學(xué)儀器廠）。

1. 2 田間試驗(yàn)

按照NY/T 788—2004《農(nóng)藥殘留試驗(yàn)準(zhǔn)則》和《農(nóng)藥登記殘留田間試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程》（農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥檢定所，2007），于2015—2016年在海南和廣西進(jìn)行10%噻蟲嗪顆粒劑在甘蔗上的消解動(dòng)態(tài)和最終殘留試驗(yàn)。每小區(qū)30 m2，每處理3次重復(fù)，隨機(jī)排列，小區(qū)間設(shè)保護(hù)帶，另設(shè)對(duì)照區(qū)（不使用任何藥劑）。推薦施藥時(shí)期及方法：甘蔗苗期溝施于甘蔗根部附近并覆土;推薦施藥劑量和次數(shù)：375.0 g a.i/ha施藥1次;安全間隔期為收獲期。

1. 2. 1 消解動(dòng)態(tài)試驗(yàn) 采用1次施藥多次采樣的方法，施藥劑量為562.5 g a.i/ha（1.5倍推薦劑量），設(shè)甘蔗處理小區(qū)和土壤處理小區(qū)。甘蔗處理小區(qū)在施藥后的2 h和1、3、5、7、10、14、21、28、42、60 d及收獲期采集甘蔗植株樣品，土壤處理小區(qū)在施藥后的2 h和1、3、5、7、10、14、21、28、42、60、90 d及收獲期采集土壤樣品。甘蔗植株樣品和土壤樣品采集方法參照《農(nóng)藥登記殘留田間試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程》（農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥檢定所，2007）。

1. 2. 2 最終殘留試驗(yàn) 設(shè)低劑量375.0 g a.i/ha和高劑量562.5 g a.i/ha兩個(gè)施藥劑量，分別施藥1次和2次，共有4個(gè)處理：低劑量施藥1次、低劑量施藥2次、高劑量施藥1次、高劑量施藥2次。施藥間隔期30 d，收獲期時(shí)采樣。甘蔗蔗莖、蔗梢樣品和土壤樣品采集方法參照《農(nóng)藥登記殘留田間試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程》（農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥檢定所，2007）。

1. 3 提取和凈化

1. 3. 1 噻蟲嗪 甘蔗植株、蔗梢和蔗莖樣品：稱取5.0 g樣品，置于50 mL離心管中，加入25.0 mL乙腈和5.0～7.0 g無(wú)水硫酸鎂，渦旋5 min，振蕩提取30 min，4000 r/min離心15 min，準(zhǔn)確吸取上清液10.0 mL置于50 mL圓底燒瓶中，減壓濃縮（40 ℃）至干，用2.0 mL甲醇∶水（5∶95，v∶v）溶液重新溶解后過(guò)0.22 ?m有機(jī)濾膜，待UPLC-MSMS測(cè)定。

土壤樣品：稱取5.0 g樣品，置于50 mL離心管中，加入25.0 mL乙腈和5.0～7.0 g氯化鈉，渦旋2 min，振蕩提取30 min，4000 r/min離心10 min，準(zhǔn)確吸取上清液10.0 mL置于50 mL圓底燒瓶中，減壓濃縮（40 ℃）至干，用2.0 mL甲醇重新溶解后過(guò)0.22 ?m有機(jī)濾膜。由于土壤樣品鹽分較高，為避免質(zhì)譜檢測(cè)器污染，土壤樣品使用UPLC-UV測(cè)定。

1. 3. 2 噻蟲胺 甘蔗植株、蔗梢和蔗莖樣品：稱取5.0 g樣品，置于50 mL離心管中，加入15.0 mL丙酮、10.0 mL乙酸乙酯和10.0 g氯化鈉，渦旋5 min，振蕩提取30 min，4000 r/min離心5 min，準(zhǔn)確吸取上清液10.0 mL置于50 mL圓底燒瓶中，減壓濃縮（40 ℃）至干，用5.0 mL丙酮∶正己烷（3∶7，v∶v）溶液重新溶解，待凈化。先用5.0 mL丙酮∶正己烷（3∶7，v∶v）溶液將弗羅里硅土柱預(yù)淋洗，然后將提取液轉(zhuǎn)移至小柱中并用100 mL圓底燒瓶收集提取液，盛裝提取液的50 mL圓底燒瓶用5.0 mL丙酮∶正己烷（1∶1，v∶v）淋洗液渦旋清洗2次，將2次的清洗液一并轉(zhuǎn)移至小柱中凈化，凈化液減壓濃縮（40 ℃）近干，用2.0 mL甲醇溶液重新溶解，過(guò)0.22 ?m有機(jī)濾膜后轉(zhuǎn)移至進(jìn)樣瓶中，待UPLC-UV測(cè)定。

土壤樣品：稱取5.0 g樣品，置于50 mL離心管中，加入25.0 mL乙腈和5.0～7.0 g氯化鈉，渦旋2 min，振蕩提取30 min，4000 r/min離心5 min，準(zhǔn)確吸取上清液10.0 mL置于50 mL圓底燒瓶中，減壓濃縮（40 ℃）至干，用2.0 mL甲醇重新溶解后過(guò)0.22 ?m有機(jī)濾膜，待UPLC-UV測(cè)定。

1. 4 分析測(cè)定

1. 4. 1 噻蟲嗪 甘蔗植株、蔗梢和蔗莖樣品色譜條件：色譜柱為Waters ACQUITY UPLC BEH C18柱（2.1 mm×100 mm，1.7 mm），流動(dòng)相為甲醇（A）和水（B），梯度洗脫：0～0.5 min，5% A;0.5～2.0 min，5%～70% A;2.0～4.0 min，70% A;4.0～4.5 min，70%～5% A;4.5～5.0 min，5% A。UPLC-MSMS質(zhì)譜參數(shù)和儀器參數(shù)見表1。

土壤樣品色譜條件：色譜柱為ZORBAX Eclipse Plus C18柱（2.1 mm×50 mm，1.8 mm），流動(dòng)相為甲醇（A）和水（B），梯度洗脫：0～1.0 min，5% A;1.0～4.5 min，5.0%～67.5% A;4.5～7.0 min，67.5% A;7.0～10.0 min，67.5%～90.0% A;10.0～12.0 min，90.0%～5.0% A;12.0～14.0 min，5.0% A。柱溫為室溫，進(jìn)樣量3 mL，流速0.3 mL/min，紫外檢測(cè)波長(zhǎng)254 nm，土壤中噻蟲嗪的保留時(shí)間為4.6 min。

1. 4. 2 噻蟲胺 色譜條件：色譜柱為Waters ACQUITY UPLC BEH C18柱（2.1 mm×100 mm，1.7 mm），流動(dòng)相為甲醇∶水（20∶80）等度洗脫，樣品和色譜柱溫度為30 ℃，進(jìn)樣量1 ?L，流速0.2 mL/min，紫外檢測(cè)波長(zhǎng)265 nm，噻蟲胺的保留時(shí)間約8.5 min。

1. 5 方法驗(yàn)證

按照歐盟《食品和飼料中農(nóng)藥殘留分析的質(zhì)量控制和驗(yàn)證程序指導(dǎo)文件》（SANCO/12571/2013，2013），方法驗(yàn)證包括線性、檢測(cè)限（LOD）、定量限（LOQ）、回收率和精度。

1. 5. 1 線性 首先使用甲醇配制5 ?g/mL噻蟲嗪和噻蟲胺標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，然后以甲醇稀釋標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液配制0.05～2.50 ?g/mL噻蟲嗪和噻蟲胺標(biāo)準(zhǔn)工作液?？紤]到質(zhì)譜分析時(shí)樣品可能對(duì)目標(biāo)物存在基質(zhì)效應(yīng)，因此分別用甘蔗植株、蔗梢和蔗莖空白樣品的提取凈化液配制0.05～2.50 ?g/mL噻蟲嗪基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，再按照1.4.1和1.4.2上機(jī)測(cè)定，以進(jìn)樣濃度為橫坐標(biāo)、峰面積均值（每個(gè)濃度3次重復(fù)）為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1. 5. 2 LOD和LOQ 參照Song等（2014）的方法，噻蟲嗪和噻蟲胺的LOD設(shè)為使檢測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)生3倍噪音信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)品濃度，LOQ設(shè)為最低添加水平。

1. 5. 3 回收率和精度 分別在甘蔗蔗莖、蔗梢、植株和土壤中添加噻蟲嗪和噻蟲胺，添加濃度為0.05、1.00和2.50 mg/kg，每個(gè)濃度重復(fù)5次，然后按照1.3和1.4分析測(cè)定，計(jì)算添加回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。

1. 6 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

為了科學(xué)評(píng)價(jià)10%噻蟲嗪顆粒劑在甘蔗上使用后的風(fēng)險(xiǎn)，本研究分別從健康風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)兩個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，健康風(fēng)險(xiǎn)主要評(píng)價(jià)噻蟲嗪對(duì)人類的急慢性暴露風(fēng)險(xiǎn)，具體評(píng)估方法參照WHO開發(fā)的國(guó)際估計(jì)每日攝入量（International estimated daily intake，IEDI）和國(guó)際估計(jì)短期攝入量（International estimated short term intake，IESTI）計(jì)算模板（World Health Organization，2018）。噻蟲嗪和噻蟲胺對(duì)非靶標(biāo)生物的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)商（RQ）進(jìn)行評(píng)價(jià)（Hela et al.，2005），RQ≤0.01表示低風(fēng)險(xiǎn)，0.011表示非常高風(fēng)險(xiǎn)。選擇土壤中的模式生物蚯蚓作為研究對(duì)象，評(píng)估噻蟲嗪使用后在土壤中的噻蟲嗪和噻蟲胺殘留對(duì)土壤非靶標(biāo)生物蚯蚓的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

2 結(jié)果與分析

2. 1 方法驗(yàn)證結(jié)果

在0.05～2.50 ?g/mL的濃度范圍內(nèi)，噻蟲嗪溶劑標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=39.58x-1.27（R2=0.997），噻蟲嗪在甘蔗植株、蔗梢和蔗莖中的基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=1.0×107x+2.33×104（R2=1.000）（甘蔗植株和蔗梢）和y=1.0×107x+5.63×104（R2=0.998）（甘蔗蔗莖）。噻蟲胺溶劑標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=2.06×104x+1.38×102（R2=0.999），各標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)表明，在0.05～2.50 ?g/mL濃度范圍內(nèi)分析方法線性關(guān)系良好。

按照LOD和LOQ的設(shè)定，噻蟲嗪和噻蟲胺的LOD均為0.02 mg/kg，LOQ均為0.05 mg/kg，我國(guó)設(shè)定的甘蔗中噻蟲嗪MRL為0.1 mg/kg，未設(shè)定甘蔗中噻蟲胺的MRL標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際食品法典委員會(huì)（CAC）設(shè)定的甘蔗中噻蟲胺MRL為0.4 mg/kg，本研究噻蟲嗪和噻蟲胺的LOQ均低于兩個(gè)MRL標(biāo)準(zhǔn)，因此滿足后續(xù)的樣品檢測(cè)。

由表2可知，噻蟲嗪在土壤、甘蔗植株、蔗莖和蔗梢4種基質(zhì)中的平均回收率為71.5%～114.2%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.93%～7.01%;噻蟲胺在4種基質(zhì)中的平均回收率為95.9%～109.3%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.59%～4.19%，滿足SANCO/12571/2013的要求。噻蟲嗪在甘蔗植株、蔗莖和蔗梢中的總離子流圖見圖1，噻蟲嗪在土壤中的典型色譜圖見圖2，噻蟲胺在4種基質(zhì)中的典型色譜圖見圖3。

2. 2 噻蟲嗪在甘蔗植株和土壤中的消解動(dòng)態(tài)

噻蟲嗪在甘蔗植株和土壤中的殘留最大值及其出現(xiàn)時(shí)間、消解動(dòng)態(tài)方程、相關(guān)系數(shù)和消解半衰期見表3。噻蟲嗪在甘蔗植株中的半衰期，海南試驗(yàn)點(diǎn)為11.2～17.3 d，廣西試驗(yàn)點(diǎn)為8.4～18.2 d;噻蟲嗪在土壤中的半衰期，海南試驗(yàn)點(diǎn)為17.3～21.7 d，廣西試驗(yàn)點(diǎn)為21.0～22.4 d。施藥后土壤中噻蟲嗪的殘留最大值出現(xiàn)在施藥后2 h，海南試驗(yàn)點(diǎn)的噻蟲嗪殘留最大值為1.761～2.150 mg/kg，廣西試驗(yàn)點(diǎn)為1.995～2.066 mg/kg;隨時(shí)間的延長(zhǎng)，土壤中噻蟲嗪的殘留量逐漸降低，但持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，直到第90 d土壤中噻蟲嗪的殘留量仍有0.061～0.133 mg/kg。甘蔗植株中噻蟲嗪的殘留最大值出現(xiàn)在第7 d，海南試驗(yàn)點(diǎn)的噻蟲嗪殘留最大值為0.196～0.243 mg/kg，廣西試驗(yàn)點(diǎn)為0.176～0.180 mg/kg，隨時(shí)間的延長(zhǎng)，甘蔗植株中噻蟲嗪的殘留量逐漸減少，至第28 d低于LOQ（0.05 mg/kg）。消解動(dòng)態(tài)試驗(yàn)中，雖然在甘蔗植株中未檢測(cè)到噻蟲胺殘留，但在土壤中從第7 d開始能檢測(cè)到噻蟲胺殘留，并在第10 d達(dá)最大值（0.071～0.094 mg/kg），且持續(xù)到第21 d才低于LOQ（0.05 mg/kg）。

2. 3 噻蟲嗪和代謝物噻蟲胺在甘蔗蔗梢、蔗莖和土壤中的最終殘留量

噻蟲嗪及其代謝物噻蟲胺在甘蔗蔗梢、蔗莖和土壤中的最終殘留量對(duì)噻蟲嗪在甘蔗上的安全使用具有重要意義。由表4和表5可知，2015—2016年無(wú)論在海南或廣西施用高劑量或低劑量噻蟲嗪顆粒劑，收獲期甘蔗蔗梢和蔗莖中噻蟲嗪及其代謝物噻蟲胺的最終殘留量均低于LOQ（0.05 mg/kg），表明在甘蔗苗期溝施10%噻蟲嗪顆粒劑（375.0～562.5 g a.i/ha）1～2次，甘蔗中噻蟲嗪及其代謝物噻蟲胺的殘留量滿足我國(guó)和CAC的MRL標(biāo)準(zhǔn)要求。在土壤中，即使采收間隔期達(dá)177～231 d，在海南和廣西兩地的兩個(gè)年份里，高劑量施用2次的土壤樣品中仍能檢測(cè)到噻蟲嗪殘留（0.146～0.153 mg/kg），但在甘蔗收獲期所有處理的土壤樣品中均未檢測(cè)到噻蟲胺殘留。此外，無(wú)論是消解動(dòng)態(tài)試驗(yàn)還是最終殘留試驗(yàn)的對(duì)照小區(qū)，在4種基質(zhì)中均未檢測(cè)到噻蟲嗪和噻蟲胺殘留。

2. 4 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果

估計(jì)EDI時(shí)，殘留數(shù)據(jù)為最終殘留試驗(yàn)蔗莖中噻蟲嗪和噻蟲胺的殘留中值（STMR），均為0.05 mg/kg，膳食消費(fèi)數(shù)據(jù)為GEMS/Food收錄的中國(guó)所屬的G09類人群甘蔗的平均消費(fèi)量4.27 g/（人·d），體重為G09類人群的平均體重55.0 kg（World Health Organization，2018）。估計(jì)ESTI時(shí)，殘留數(shù)據(jù)為最終殘留試驗(yàn)蔗莖中噻蟲嗪和噻蟲胺的殘留最大值（HR），均為0.05 mg/kg，膳食消費(fèi)數(shù)據(jù)為GEMS/Food收錄的中國(guó)一般人群（General population，>1年）甘蔗的大份餐消費(fèi)量1817.52 g/（人·d），體重?cái)?shù)據(jù)為53.2 kg（World Health Organization，2018）。結(jié)果（表6）顯示，噻蟲嗪和噻蟲胺對(duì)一般人群的急慢性暴露風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)小于100%。

在估計(jì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，噻蟲嗪和噻蟲胺的濃度選擇消解動(dòng)態(tài)試驗(yàn)土壤中噻蟲嗪和噻蟲胺的HR分別為2.150和0.094 mg/kg，經(jīng)計(jì)算得知噻蟲嗪的RQ遠(yuǎn)小于0.01，但噻蟲胺的RQ高于0.01。

3 討論

農(nóng)藥在作物中的降解半衰期受諸多因素的影響，如作物種類、施藥方法、農(nóng)藥在作物體內(nèi)的穩(wěn)定性等（Malhat et al.，2014）。黃偉等（2010）測(cè)得噻蟲嗪在馬鈴薯植株中的半衰期為1.83～1.92 d;Wang等（2013）測(cè)得噻蟲嗪在綠色煙葉中的半衰期為3.9～4.4 d;吳緒金等（2014）測(cè)得噻蟲嗪在小麥植株中的半衰期為0.85～2.24 d;Bhattacherjee和Dikshit（2016）測(cè)得噻蟲嗪在芒果中的半衰期為4.0～4.5 d。本研究測(cè)得噻蟲嗪在甘蔗中的半衰期為8.4～18.2 d，其相對(duì)較長(zhǎng)的半衰期可能與噻蟲嗪的施藥方式有關(guān)，上述研究的施藥方式均為葉面噴霧，作物中的噻蟲嗪殘留來(lái)源于直接的葉面噴施，而本研究甘蔗中的噻蟲嗪殘留是甘蔗從土壤中吸收而來(lái)，因此土壤中噻蟲嗪的殘留量和持續(xù)期間接影響到甘蔗植株中噻蟲嗪的殘留量和持續(xù)期，與實(shí)際情況相符;通過(guò)分析消解試驗(yàn)中甘蔗植株和土壤中噻蟲嗪的殘留量變化趨勢(shì)可發(fā)現(xiàn)，消解試驗(yàn)甘蔗植株中的噻蟲嗪殘留量變化趨勢(shì)為先升高后降低，因此可推測(cè)噻蟲嗪在土壤中溝施后，土壤中噻蟲嗪的殘留水平較高，甘蔗植株對(duì)噻蟲嗪的吸收速率遠(yuǎn)大于消解速率，因此甘蔗植株中噻蟲嗪的濃度逐漸上升，并在第7 d達(dá)峰值，然后隨土壤中噻蟲嗪殘留量逐漸減少（土壤中從第7 d開始檢測(cè)到噻蟲胺殘留），加之甘蔗植株對(duì)噻蟲嗪的降解，甘蔗植株中的噻蟲嗪水平逐漸降低。

噻蟲嗪在土壤中的半衰期受土壤質(zhì)地、溫度、濕度和pH等因素的影響。Karmakar和Kulshrestha（2009）測(cè)得噻蟲嗪在西紅柿田土壤中的半衰期為9 d，吳小毛等（2013）測(cè)得噻蟲嗪在茶園土壤中的半衰期為5.5 d，Schaafsma等（2016）測(cè)得噻蟲嗪作為種衣劑使用后在加拿大安大略省土壤中的半衰期達(dá)0.5～0.7年，JMPR（2010b）則在其報(bào)告中稱噻蟲嗪在需氧條件下在土壤中的半衰期達(dá)80～300 d。本研究測(cè)得噻蟲嗪在甘蔗田土壤中的半衰期為17.3～22.4 d，目前各類研究報(bào)道的噻蟲嗪在土壤中半衰期差異非常明顯，已成為噻蟲嗪最有爭(zhēng)議的問(wèn)題之一（Schaafsma et al.，2016）。相對(duì)較長(zhǎng)的半衰期增加了噻蟲嗪對(duì)土壤中非靶標(biāo)生物的風(fēng)險(xiǎn)，從最終殘留試驗(yàn)數(shù)據(jù)可看出，高劑量施用2次后，即使采收間隔期達(dá)177～231 d，土壤中仍能檢測(cè)到較高濃度的噻蟲嗪殘留。噻蟲胺是噻蟲嗪在植物和土壤中的主要代謝物（JMPR，2010b），有報(bào)道稱噻蟲胺在土壤中的半衰期更長(zhǎng)，達(dá)148～6931 d（Goulson and Kleijn，2013）。本研究結(jié)果表明，甘蔗收獲期在土壤、甘蔗蔗梢和蔗莖中均未檢測(cè)到噻蟲胺殘留，且在消解試驗(yàn)過(guò)程中噻蟲胺僅在土壤使用后的第7～21 d檢測(cè)到，可能是因?yàn)樵诒狙芯恐朽缦x胺并未作為獨(dú)立藥劑使用，而是作為噻蟲嗪的代謝物出現(xiàn)。

噻蟲胺對(duì)非靶標(biāo)生物尤其是對(duì)蚯蚓的毒性很高，Wang等（2012）測(cè)得噻蟲胺對(duì)蚯蚓14 d的LC50為6.06 mg/kg干土，按照我國(guó)的環(huán)境毒性分級(jí)屬于中毒（中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部，2014）;而de Perre等（2015）測(cè)得噻蟲胺對(duì)蚯蚓14 d的LC50為0.227 mg/kg干土，屬于高毒，因此需要評(píng)估土壤中的噻蟲嗪和噻蟲胺殘留對(duì)非靶標(biāo)生物蚯蚓的風(fēng)險(xiǎn)。此外，JMPR（2010a）的報(bào)告表明噻蟲嗪對(duì)哺乳動(dòng)物存在一定的急慢性毒性，因此在噻蟲嗪產(chǎn)品登記使用時(shí)也需評(píng)估其在作物上的殘留對(duì)人類急慢性膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)。本研究根據(jù)10%噻蟲嗪顆粒劑在甘蔗苗期按照劑量375.0～562.5 g a.i/ha溝施1～2次后，收獲期蔗莖中噻蟲嗪及其代謝物噻蟲胺的最終殘留量估計(jì)該噻蟲嗪產(chǎn)品在擬登記作物甘蔗上使用后殘留量對(duì)人類的急慢性膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)果表明其對(duì)人類的健康風(fēng)險(xiǎn)在可接受范圍之內(nèi)，但依據(jù)RQ評(píng)估得出該噻蟲嗪產(chǎn)品在擬登記作物甘蔗上使用后在土壤中形成的代謝物噻蟲胺殘留會(huì)對(duì)土壤非靶標(biāo)生物蚯蚓造成中等風(fēng)險(xiǎn)。若按照de Perre等（2015）測(cè)得的噻蟲胺對(duì)蚯蚓14 d的LC50，對(duì)蚯蚓的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)將會(huì)更高，因此建議該產(chǎn)品在甘蔗上登記使用時(shí)需注意代謝物噻蟲胺對(duì)土壤非靶標(biāo)生物蚯蚓的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)論

10%噻蟲嗪顆粒劑在甘蔗苗期按照劑量375.0～562.5 g a.i/ha溝施1～2次，收獲期甘蔗中噻蟲嗪及其代謝物噻蟲胺的最終殘留量分別低于我國(guó)和CAC制定的MRL標(biāo)準(zhǔn)，且收獲期蔗莖中噻蟲嗪及其代謝物噻蟲胺的最終殘留量對(duì)人類健康風(fēng)險(xiǎn)在可接受范圍之內(nèi)，但建議該產(chǎn)品在甘蔗上登記使用時(shí)注意其代謝物噻蟲胺對(duì)土壤非靶標(biāo)生物蚯蚓的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)：

黃偉，李建中，王會(huì)利，李淑芹，許景鋼. 2010. 噻蟲嗪在馬鈴薯中的殘留分析[J]. 環(huán)境化學(xué)，29（5）：970-973. [Huang W，Li J Z，Wang H L，Li S Q，Xu J G. 2010. Analysis of thiamethoxam residues in potato[J]. Environmental Che-mistry，29（5）：970-973.]

羅素蘭，趙順旺，長(zhǎng)孫東亭. 2003. 海南海口地區(qū)甘蔗蚜蟲種類的調(diào)查[J]. 海南師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），16（2）：84-87. [Luo S L，Zhao S W，Zhangsun D T. 2003. Identification of sugarcane aphid species in Haikou areas[J]. Journal of Hainan Normal University（Natural Science），16（2）：84-87.]

羅志明，李文鳳，黃應(yīng)昆，尹炯，申科，李俊，王曉燕，張榮躍，單紅麗. 2014. 噻蟲嗪及其復(fù)配制劑不同施藥方法對(duì)3種甘蔗害蟲的防控效果[J]. 植物保護(hù)，40（4）：166-170. [Luo Z M，Li W F，Huang Y K，Yin J，Shen K，Li J，Wang X Y，Zhang R Y，Shan H L. 2014. Control efficacies of thiamethoxam and its mixtures with different application methods on three kinds of sugarcane insect pests [J]. Plant Protection，40（4）：166-170.]

農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥檢定所. 2007. 農(nóng)藥登記殘留田間試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程[M]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社. [Institute for the Control of Agrochemicals，MOA. 2007. Standard Operating Procedures on Pesticide Registration Residue in Field Trials[M]. Beijing：China Standards Press.]

邵建果，楊俊柱，王軍. 2013. 噻蟲嗪在小麥中的殘留消解動(dòng)態(tài)及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[J]. 農(nóng)藥學(xué)學(xué)報(bào)，15（1）：98-102. [Shao J G，Yang J Z，Wang J. 2013. Residue decline study and risk assessment of thiamethoxam in wheat[J]. Chinese Journal of Pesticide Science，15（1）：98-102.]

韋茂春，周潔成，賴開平，葉一強(qiáng)，易芬遠(yuǎn)，馬就慶，方峰. 2015. 噻蟲嗪與殺蟲單混配對(duì)黃螟的增效作用和田間防效[J]. 農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào)，5（8）：40-43. [Wei M C，Zhou J C，Lai K P，Ye Y Q，Yi F Y，Ma J Q，F(xiàn)ang F. 2015. Synergisms of the mixture of thiamethoxam and monosultap against Tetramoera schistaceana Snellen and its field control effects against sugarcane borer[J]. Journal of Agriculture，5（8）：40-43.]

吳小毛，袁圓，王芳，李榮玉，龍友華. 2013. 噻蟲嗪在茶葉和土壤中的消解規(guī)律研究[J]. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，52（17）：4214-4217. [Wu X M，Yuan Y，Wang F，Li R Y，Long Y H. 2013. Study on dissipation dynamics of thiamethoxam in tea and soil[J]. Hubei Agricultural Sciences，52（17）：4214-4217.]

吳緒金，李萌，張軍鋒，汪紅，王鐵良，李通. 2014. 小麥和土壤中噻蟲嗪殘留及消解動(dòng)態(tài)分析[J]. 麥類作物學(xué)報(bào)，34（7）：1010-1017. [Wu X J，Li M，Zhang J F，Wang H，Wang T L，Li T. 2014. Analysis on residues and dissipation dynamics of thiamethoxam in wheat and soil under field conditions[J]. Journal of Triticeae Crops，34（7）：1010-1017.]

相金，楊俊柱，張勝義. 2013. 噻蟲嗪在水稻中的消解動(dòng)態(tài)及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[J]. 安徽大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），37（4）：88-92. [Xiang J，Yang J Z，Zhang S Y. 2013. Dissipation dynamic and risk assessment of thiamethoxam in rice[J]. Journal of Anhui University（Natural Science Edition），37（4）：88-92.]

許煥明，黃霞，王艷紅. 2012. 40%氯蟲·噻蟲嗪水分散粒劑防治甘蔗螟蟲藥效試驗(yàn)[J]. 廣西植保，25（1）：7-9. [Xu H M，Huang X，Wang Y H. 2012. Control efficacies of 40% chlorantraniliprole and thiamethoxam WDG on sugarcane borers [J]. Guangxi Plant Protection，25（1）：7-9.]

中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部. 2014. 化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評(píng)價(jià)試驗(yàn)準(zhǔn)則：GB/T 31270.15-2014[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社. [Ministry of Agriculture of the Peoples Republic of China. 2014. Test Guidelines on Environmental Safety Assessment for Chemical Pesticides：GB/T 31270.15-2014[S]. Beijing：China Standards Press.]

Abd-Alrahman S H. 2014. Residue and dissipation kinetics of thiamethoxam in a vegetable-field ecosystem using QuEChERS methodology combined with HPLC-DAD[J]. Food Chemistry，159：1-4.

Bhattacherjee A K，Dikshit A. 2016. Dissipation kinetics and risk assessment of thiamethoxam and dimethoate in mango[J]. Environmental Monitoring and Assessment，188（3）：165.

de Perre C，Murphy T M，Lydy M J. 2015. Fate and effects of clothianidin in fields using conservation practices[J]. Environmental Toxicology and Chemistry，34（2）：258-265.

FAO. 2014. FAO Specifications and Evaluations for Thiametho-xam[EB/OL]. http：//www.fao.org/fileadmin/templates/agphome/documents/Pests_Pesticides/Specs/Thiamethoxam

2014.pdf.

Goulson D，Kleijn D. 2013. An overview of the environmental risksposed by neonicotinoid insecticides[J]. Journal of Applied Ecology，50（4）：977-987.

Hela D G，Lambropoulou D A，Konstantinou I K，Albanis T A. 2005. Environmental monitoring and ecological risk assessment for pesticide contamination and effects in Lake Pamvotis，northwestern Greece[J]. Environmental Toxicology and Chemistry，24（6）：1548-1556.

Hoffmann E J，Castle S J. 2012. Imidacloprid in melon guttation fluid：A potential mode of exposure for pest and be-neficial organisms[J]. Journal of Economic Entomology，105（1）：67-71.

JMPR. 2010a. Pesticide residues in food-2010：Toxicological evaluations[R]. Geneva：Switzerland.

JMPR. 2010b. Pesticide residues in food-2010： Report[R]. Rome：Italy.

Karmakar R，Kulshrestha G. 2009. Persistence，metabolism and safety evaluation of thiamethoxam in tomato crop[J]. Pest Management Science，65（8）：931-937.

Malhat F M，Watanabe H，Loutfy N M，Ahmed M T. 2014. Hazard assessment of the neonicotinoidinsecticide thiamethoxam residues in tomato： A prelude to risk assessment profile[J]. Toxicological and Environmental Chemi-stry，96（2）：318-327.

SANCO/12571/2013. 2013. Guidance document on analytical quality control and validation procedures for pesticide residues analysis in food and feed[EB/OL]. （2013-11-19）. http：//www.eurl-pesticides.eu/library/docs/allcrl/AqcGuidance_Sanco_2013_12571.pdf.

Schaafsma A，Limay-Rios V，Xue Y，Smith J，Baute T. 2016. Field-scale examination of neonicotinoid insecticide persistence in soil as a result of seed treatment use in commercial maize（corn） fields in southwestern Ontario[J]. Environmental Toxicology and Chemistry，35（2）：295-302.

Song W T，Zhang Y Q，Li G J，Chen H Y，Wang H，Zhao Q，He D，Zhao C，Ding L. 2014. A fast，simple and green method for the extraction of carbamate pesticides from rice by microwave assisted steam extraction coupled with solid phase extraction[J]. Food Chemistry，143：192-198.

Stanley D A，Garratt M P D，Wickens J B，Wickens V J，Potts S G，Raine N E. 2015a. Neonicotinoid pesticide exposure impairs crop pollination services provided by bumblebees[J]. Nature，528（7583）：548-550.

Stanley D A，Smith E K，Raine E N. 2015b. Bumblebee lear-ning and memory is impaired by chronic exposure to a neonicotinoid pesticides[J]. Scientific Reports，5：16508.

Wang X G，Xiang Z B，Yan X Y，Sun H Q，Li Y Q，Pan C P. 2013. Dissipation rate and residual fate of thiamethoxam in tobacco leaves and soil exposed to field treatments[J]. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology，91（2）：246-250.

Wang Y，Cang T，Zhao X P，Yu R X，Chen L P，Wu C X，Wang Q. 2012. Comparative acute toxicity of twenty-four insecticides to earthworm，Eisenia fetida[J]. Ecoto-xicology and Environmental Safety，79：122-128.

World Health Organization. 2018. Template for the evaluation of acute exposure（IESTI） and chronic exposure（IEDI）[EB/OL]. （2018-05-10）. http：//www.who.int/foodsafety/areas_work/chemical-risks/gems-food/en/.