22%氟蟲腈懸浮種衣劑在玉米和土壤中的殘留動態(tài)

朱曉丹 賈春虹 趙爾成

摘要：為了評價22%氟蟲腈懸浮種衣劑在玉米中的殘留動態(tài)和環(huán)境安全性。2014—2015年在北京市郊區(qū)和河南省新鄉(xiāng)市郊區(qū)進行22%氟蟲腈懸浮種衣劑在玉米上的殘留試驗。消解動態(tài)試驗結(jié)果表明，氟蟲腈在玉米植株和土壤中的消解符合一級動力學方程，植株上的降解半衰期為6.6～7.5 d，土壤中的降解半衰期為20.7～24.2 d。土壤樣品中能檢測到代謝物氟蟲腈砜和氟蟲腈硫醚，玉米植株樣品中沒有檢測到代謝物的殘留。2年2地的最終殘留試驗結(jié)果無明顯差異，收獲的玉米中氟蟲腈及其代謝物的殘留量均低于0.01 mg/kg。

關鍵詞：氟蟲腈;代謝物;超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜;玉米;土壤;殘留

中圖分類號： TQ450.2 ?文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2019）13-0226-04

GB/T 2763—2016《食品安全國家標準 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》[1]中規(guī)定，氟蟲腈的殘留物為氟甲腈、氟蟲腈砜和氟蟲腈硫醚之和，以氟蟲腈表示。關于氟蟲腈的檢測分析，蔬菜、谷物、油料和油脂作物上參照SN/T 1982—2007《進出口食品中氟蟲腈殘留量檢測方法 氣象色譜—質(zhì)譜法》[2]方法，水果、糖料和食用菌則參照NY/T 1379—2007《蔬菜中334種農(nóng)藥及多殘留的測定 氣相色譜質(zhì)譜法和液相色譜質(zhì)譜法》[3]方法。但SN/T 1982—2007和NY/T 1379—2007僅僅規(guī)定了母體氟蟲腈的檢測方法，沒有包含3個代謝物的測定分析。部分文獻報道的氣相色譜[4-7]、氣質(zhì)聯(lián)用[8-9]、液相色譜[10-11]、液質(zhì)聯(lián)用[12-13]，均未涉及代謝物分析。Cheng等報道了氟蟲腈及其代謝物的殘留檢測方法，主要采用QuEChERS前處理技術，共萃取物對目標化合物的干擾較大，有較強的基質(zhì)效應[14-16]。玉米樣品含水量不高，玉米植株色素較多，鮮食玉米和老玉米含有較多蛋白質(zhì)、脂肪等，采用復合固相萃取小柱能排除更多的雜質(zhì)，減少共萃取物對目標化合物的干擾。為此，本研究利用石墨化炭黑復合乙二胺基-N-丙基固相萃取小柱凈化，超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜開展了玉米和土壤中氟蟲腈及其代謝物的殘留檢測分析，并于2014—2015年，在北京市郊區(qū)、河南省新鄉(xiāng)市郊區(qū)進行了氟蟲腈22%懸浮種衣劑在玉米上的殘留試驗，以期為該藥劑的殘留風險和環(huán)境安全性評估提供科學依據(jù)。1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗農(nóng)藥：氟蟲腈22%懸浮種衣劑，以色列馬克西姆化學公司生產(chǎn);試驗作物：玉米，品種為鄭單958。

1.2 施藥方法

施藥方法為玉米播前種子包衣處理，施藥次數(shù)為1次。

1.3 試驗時間和地點

2014—2015年的田間試驗，在北京市房山區(qū)石樓鎮(zhèn)夏村、河南省新鄉(xiāng)市平原新區(qū)王村進行;室內(nèi)分析試驗由北京市農(nóng)林科學院植物保護環(huán)境保護研究所農(nóng)藥與農(nóng)田環(huán)境研究室完成。

1.4 田間試驗方法

試驗設計參照NY/T 788—2004《農(nóng)藥殘留試驗準則》[17]進行，分為最終殘留試驗和消解動態(tài)試驗2個部分。試驗均設空白對照區(qū)、高劑量試驗區(qū)、低劑量試驗區(qū)、消解動態(tài)試驗區(qū)。采樣方法、樣品制備、儲存等按照《農(nóng)藥登記殘留田間試驗標準操作規(guī)程》執(zhí)行。

1.4.1 消解動態(tài)試驗 在有代表性的玉米田設置試驗小區(qū)，植株消解動態(tài)按300 mL/100 kg種子（75 g a.i./100 kg種子）用藥。將藥劑加水至藥液量為10 mL/kg種子，倒入種子中充分攪拌，混勻后晾干，機械播種。玉米播種后，玉米苗長至 10 cm 高時開始動態(tài)試驗樣品采樣，此為第1天，并在隨后的第2、3、7、14、21、30、45天采集玉米植株。設對照區(qū)，每個處理3次重復，每個小區(qū)面積30 m2。隨機在試驗小區(qū)內(nèi)6～12個采樣點采集2 kg生長正常、無病害的玉米植株，切碎、混勻后，用四分法分取150 g樣品2份，分別裝入封口樣品袋中，并外貼標簽，貯存于-20 ℃冰柜中保存。小區(qū)邊行和每行距離兩端0.5 m內(nèi)不采樣。

在玉米試驗的同一地塊進行土壤消解動態(tài)試驗。從試驗田中0～15 cm取土樣約30.0 kg，搗碎過篩，每0.5 kg為1份，每份加入上述處理好的種子10粒，與土充分混勻，裝入牛皮紙袋中，外套80目紗網(wǎng)（以免紙袋破碎后土壤散落），埋入試驗田中（在未處理玉米地行間挖溝埋入，讓土袋四面均與土壤接觸）。于埋入后每間隔6 d取樣1次，共采樣15次，另設空白對照。每次取3袋土，撿出種子后混勻土壤，用四分法分取100 g樣品2份，分別裝入封口樣品袋中，并外貼標簽，貯存于-20 ℃冰柜中保存。

1.4.2 最終殘留試驗 在有代表性的玉米田設置小區(qū)。處理劑量分別為推薦劑量200 mL/100 kg種子（50 g a.i./100 kg種子）和高劑量300 mL/100 kg種子（75 g a.i./100 kg種子），玉米播前種子包衣處理1次。每個處理設3次重復，小區(qū)面積30 m2，分別于玉米收獲期前1個月（青玉米）和玉米成熟期采集玉米、植株和土壤樣品。在試驗小區(qū)分8～10點取青玉米或玉米8～10穗，玉米地上植株 8～10株，分別裝入樣本容器中包扎妥當。土壤樣品于玉米行間隨機取點5～10個，采集0～15 cm的耕作層土壤1 kg。同時采集玉米和土壤對照樣品，樣品帶回實驗室處理。

1.5 實驗室樣品制備與保存方法

田間樣本在采集后8 h內(nèi)運回實驗室，并立即制備成實驗室樣品冷凍保存。植株樣本剪切成1 cm以下的小段或切碎，混勻后，用四分法分別取150 g 2份，裝入樣品袋中，并外貼標簽。玉米樣品先脫粒（應有1 kg籽粒），然后將玉米粒充分混勻，取100 g樣品2份，分別裝入樣品袋中，并外貼標簽。土壤樣本碾碎后過篩，收集于搪瓷盤或其他適宜容器中，充分混勻，用四分法分別取200 g樣品2份，分別裝入封口樣品袋中，并外貼標簽;剩余的土壤樣品另取100 g，裝入封口樣品袋中外貼標簽，用于土壤樣品含水率的測定。含水量較高不能過篩的土壤樣本，可不過篩，直接混勻后取樣。

1.6 檢測方法

1.6.1 儀器與試劑 超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（UPLC-MS/MS，美國沃特斯公司）;應用軟件為Masslynx4.1質(zhì)譜工作站;1/10萬和1/100電子天平，康式振蕩機、BUCHI 215旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮儀、高速離心機、超聲波清洗器、各種玻璃器皿等。

色譜純乙腈、甲醇、甲酸，百靈威試劑公司購買;水為娃哈哈純凈水;氟蟲腈標準品，純度99.0%，以色列馬克西姆化學公司提供;氟甲腈標準品，100 μg/mL，百靈威試劑公司購買;氟蟲腈砜標準品，純度98.3%，百靈威試劑公司購買;氟蟲腈硫醚標準品，純度99.4%，百靈威試劑公司購買;石墨化炭黑復合乙二胺基-N- 丙基固相萃取柱，月旭（上海）股份有限公司購買。無水硫酸鈉使用前在130 ℃烘烤6 h。

1.6.2 樣品的前處理

1.6.2.1 提取 稱取樣品20 g（精確至0.01 g）置于250 mL具塞三角瓶中，加入7 g氯化鈉搖勻，加入100 mL乙腈避光浸泡過夜，過無水硫酸鈉脫水，收集50 mL濾液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮近干，氮吹儀吹干，加入1 mL乙酸乙酯待凈化。

1.6.2.2 凈化 采用石墨化炭黑復合乙二胺基-N-丙基固相萃取小柱凈化。用5.0 mL乙酸乙酯活化固相萃取柱，然后將上述制備好的1.0 mL樣品轉(zhuǎn)入小柱內(nèi)，用10.0 mL乙酸乙酯-丙酮（體積比1 ∶ 1）的混合溶液分5次洗脫小柱，收集洗脫液于平底燒瓶中，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上濃縮至近干，乙腈和水（體積比1 ∶ 1）的混合溶液準確定容至2.0 mL，過0.22 μm濾膜后，轉(zhuǎn)入預切口進樣小瓶中，待UPLC-MS/MS檢測分析。

1.6.3 樣品的分析測試條件

1.6.3.1 液相色譜條件 Acquity UPLC BEH C18柱（100 mm×2.1 mm，1.7 μm），柱溫40 ℃，樣品室溫度10 ℃，進樣量3 μL。流動相A為乙腈，流動相B為0.1%甲酸水溶液，流速0.3 mL/min。流動相梯度洗脫程序：0～2.0 min，流動相A由15%線性變化至90%;2.1～4.0 min，流動相A保持90%的比例等度洗脫;4.1～5.0 min，流動相A由90%線性變化至15%。

1.6.3.2 質(zhì)譜條件 電噴霧負離子電離源（ESI-），掃描方式為多反應離子監(jiān)測模式（MRM），毛細管電壓0.5 kV，離子源溫度為150 ℃，去溶劑氣溫度為500 ℃;去溶劑氣、錐孔氣體為高純液氮，去溶劑氣流速1 000 L/h，錐孔氣體流速 50 L/h;碰撞氣為高純氬氣;4個化合物質(zhì)譜參數(shù)見表1。

2 結(jié)果與分析

2.1 方法的準確度、靈敏度和精密度

設定3個添加濃度水平，每個濃度設5個重復，按照上述分析步驟開展添加回收率試驗， 另設空白對照。試驗結(jié)果見注：*指定量離子對。

2.2 氟蟲腈在土壤上的消解動態(tài)

氟蟲腈在北京市土壤的原始沉積量為0.384 mg/kg，其消解規(guī)律符合一級動力學模型，消解方程為C=0.520 5e-0.028 6t，R2=0.951 0，半衰期（T1/2）=24.2 d。氟蟲腈在河南省土壤中的原始沉積量為0.202 mg/kg，其消解規(guī)律符合一級動力學模型，消解方程為C=0.380 0e-0.033 5t，R2=0.970 5，半衰期（T1/2）=20.7 d。

在土壤環(huán)境中，氟蟲腈發(fā)生降解，代謝物氟甲腈的殘留量均低于0.01 mg/kg。由圖1、圖2可知，氟蟲腈砜和氟蟲腈硫醚能在土壤樣品中檢測到，采樣間隔期內(nèi)，氟蟲腈砜的殘留量從低到高緩慢增加，北京市試驗點在54 d達到最大殘留量0.150 mg/kg，河南試驗點在60 d時達到最大殘留值 0.086 mg/kg，之后殘留量逐步減少，90 d時殘留量均低于0.01 mg/kg。代謝物氟蟲腈硫醚的殘留量也是從低到高緩慢增加，66 d達到最大殘留量 0.029 mg/kg（北京市）和 0.027 mg/kg （河南?。?，之后殘留量逐步減少，90 d時殘留量均低于0.01 mg/kg。

2.2 氟蟲腈在土壤上的消解動態(tài)

氟蟲腈在北京市土壤的原始沉積量為0.384 mg/kg，其消解規(guī)律符合一級動力學模型，消解方程為C=0.520 5e-0.028 6t，R2=0.951 0，半衰期（T1/2）=24.2 d。氟蟲腈在河南省土壤中的原始沉積量為0.202 mg/kg，其消解規(guī)律符合一級動力學模型，消解方程為C=0.380 0e-0.033 5t，R2=0.970 5，半衰期（T1/2）=20.7 d。

在土壤環(huán)境中，氟蟲腈發(fā)生降解，代謝物氟甲腈的殘留量均低于0.01 mg/kg。由圖1、圖2可知，氟蟲腈砜和氟蟲腈硫醚能在土壤樣品中檢測到，采樣間隔期內(nèi)，氟蟲腈砜的殘留量從低到高緩慢增加，北京市試驗點在54 d達到最大殘留量0.150 mg/kg，河南試驗點在60 d時達到最大殘留值 0.086 mg/kg，之后殘留量逐步減少，90 d時殘留量均低于0.01 mg/kg。代謝物氟蟲腈硫醚的殘留量也是從低到高緩慢增加，66 d達到最大殘留量 0.029 mg/kg（北京市）和 0.027 mg/kg （河南省），之后殘留量逐步減少，90 d時殘留量均低于0.01 mg/kg。

2.3 氟蟲腈在玉米植株上的消解動態(tài)

氟蟲腈在北京市郊區(qū)玉米植株中的原始沉積量為 0.023 mg/kg，14 d消解率98.88%，其消解規(guī)律符合一級動力學模型，消解方程為C=0.037 2e-0.104 8t，R2=0.732 7，半衰期（T1/2）=6.6 d。氟蟲腈在河南省郊區(qū)玉米植株中的原始沉積量為0.024 mg/kg，21 d消解率98.80%，其消解規(guī)律符合一級動力學模型，消解方程為C=0.055 0e-0.093 0t，R2=0.918 3，半衰期（T1/2）=7.5 d。在玉米植株中，氟蟲腈的3個代謝物的殘留量均低于0.01 mg/kg。北京市、河南省玉米植株的消解曲線見圖3、圖4。

2.4 氟蟲腈在土壤和玉米中的最終殘留量

2014—2015年氟蟲腈在玉米上的最終殘留結(jié)果表明， 氟蟲腈22%懸浮種衣劑按高、低劑量在玉米播前種子包衣處理1次，收獲期玉米樣品和土壤樣品中氟蟲腈及其代謝物的殘留量均低于0.01 mg/kg。北京市、河南省2地的檢測結(jié)果無明顯差異。

3 結(jié)論

氟蟲腈在土壤和玉米植株上降解較快，土壤中的降解半衰期為20.7～24.2 d，植株上的降解半衰期為6.6～7.5 d。我國規(guī)定氟蟲腈在玉米上的最大允許殘留限量為 0.1 mg/kg[1]，本試驗中以色列馬克西姆化學公司生產(chǎn)的22%氟蟲腈懸浮種衣劑，在北京、河南2地以 200 mL/100 kg 種子（50 g a.i./100 kg種子）和高劑量300 mL/100 kg種子（75 g a.i./100 kg種子）于玉米播前種子包衣處理1次，收獲玉米和土壤中氟蟲腈的殘留量均低于 0.01 mg/kg，收獲玉米是安全的。嚴格按照標簽規(guī)定的使用程序合理用藥，該藥劑對人類健康和環(huán)境安全帶來的負面影響很小。

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