烯啶蟲胺和唑蟲酰胺在茶葉和土壤中的殘留動態(tài)及風(fēng)險(xiǎn)評估

陳峰 胡進(jìn)鋒 王俊 吳瑋 王長方

摘要：[目的]明確烯啶蟲胺和唑蟲酰胺兩種新型殺蟲劑在茶葉和土壤中的殘留消解動態(tài)。[方法]應(yīng)用氣相色譜法建立了烯啶蟲胺和唑蟲酰胺推薦施用劑量和2倍推薦施用劑量在茶葉和茶園土壤中的殘留量分析方法及其殘留消解。[結(jié)果]2種供試藥劑在茶葉和土壤中的殘留量隨時(shí)間的推移呈負(fù)指數(shù)函數(shù)遞減，殘留消解動態(tài)符合一級動力學(xué)方程，其中烯啶蟲胺試驗(yàn)劑量在茶葉和土壤中的殘留半衰期分別為6.08～6.54d和1.52～1.68d，在茶葉中殘留量消解至MRL以下所需0.91～3.33d;唑蟲酰胺試驗(yàn)劑量在茶葉和土壤中的殘留半衰期分別為4.47～4.74d和1.87～1.89d，在茶葉中殘留量消解至MRL以下需5.10～8.18d.[結(jié)論]烯啶蟲胺和唑蟲酰胺在茶葉和土壤中均屬于易消解農(nóng)藥，研究結(jié)果可為烯啶蟲胺和唑蟲酰胺在茶園中的合理使用及其在我國規(guī)定最大允許殘留限量（MRL）標(biāo)準(zhǔn)的制定提供參考。

關(guān)鍵詞：烯啶蟲胺;唑蟲酰胺;茶葉;殘留消解動態(tài);風(fēng)險(xiǎn)評估

中圖分類號：S481+。8文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1008-0384（2020）03-0317-06

0 引言

（研究意義）烯啶蟲胺（N1tcnpyraln）是目前常用的新煙堿類殺蟲劑，具有廣譜、高效、低毒、對非靶標(biāo)生物安全和無交互抗性等眾多優(yōu)點(diǎn)，其作用機(jī)理獨(dú)特，對傳統(tǒng)殺蟲劑已產(chǎn)生抗性的害蟲也能取得良好的防治效果;唑蟲酰胺（Tolfenpxrad）是原日本三菱化學(xué)公司開發(fā)的新型吡唑雜環(huán)類殺蟲殺螨劑，具有殺卵、抑食、抑制產(chǎn)卵及殺菌作用，并對假眼小綠葉蟬有特效，防效高，速效性好，持效期長，在防治茶樹害蟲上具有良好應(yīng)用前景。雖然這2種藥劑對茶樹害蟲均具有良好的防效，但長期使用不當(dāng)，可能造成“3R”和藥害，給食品和環(huán)境安全埋下隱患，故亟需明確這2種藥劑在我國茶樹上的最大允許殘留限量。（前人研究進(jìn)展）目前，國外已將烯啶蟲胺和唑蟲酰胺用于防治茶樹上的蚜蟲、薊馬、粉虱、葉蟬和紅蜘蛛等害蟲，兩者在日本規(guī)定的茶葉上殘留限量（MRL）分別為10mg·kg^-1和15mg·kg^-1。在國內(nèi)，姚華源和王國鑫分別使用烯啶蟲胺和唑蟲酰胺對茶小綠葉蟬進(jìn)行田間試驗(yàn)、均認(rèn)為兩種藥劑是防治茶小綠葉蟬的理想農(nóng)藥品種;曾明森等研究了唑蟲酰胺在茶園的殘留動態(tài)與使用安全性，認(rèn)為其在使用時(shí)應(yīng)注意使用周期。（本研究切入點(diǎn)）國內(nèi)這2種殺蟲劑在生產(chǎn)中也已被茶企和茶農(nóng)廣泛用于防控茶樹害蟲，但對兩者最大殘留限量和安全使用規(guī)范的研究近乎為零。（擬解決的關(guān)鍵問題）本研究以10%烯啶蟲胺水劑和30%唑蟲酰胺懸浮劑為供試藥劑，測定其在茶葉和土壤中的殘留消解動態(tài)，分析、評判二者在茶園中的使用安全性，為其在茶園中的合理使用提供理論支持，也為二者在我國殘留限量和安全使用規(guī)范的制定提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1儀器與試劑

99.5%唑蟲酰胺標(biāo)準(zhǔn)品（農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)藥檢定所）、99.9%烯啶蟲胺標(biāo)準(zhǔn)品（農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)藥檢定所）、10%烯啶蟲胺水劑（山東中聯(lián)生物科技有限公司）、30%唑蟲酰胺懸浮劑（江蘇龍燈化學(xué)有限公司）、丙酮（分析純、色譜純）、乙腈（分析純、色譜純）、正己烷（分析純）、無水硫酸鈉（分析純）、弗羅里硅土（分析純）、二氯甲烷（分析純）、柱層析硅膠（分析純）均購于國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

搖床（DKZ-2，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（RE-52，上海亞榮生化儀器廠）、砂芯玻璃層析柱（長20cm，直徑1.5cm，天津天玻玻璃儀器廠）、氣相色譜儀帶ECD、NPD檢測器（GC-2010，日本島津公司）、噴霧器（MATABI-16，西班牙GOiZPER）。

1.2 供試藥劑在茶葉與土壤中的殘留檢測方法

1.2.1 烯啶蟲胺在茶葉與土壤中的殘留檢測方法參考Nakamura等的方法。2014年在福州市晉安區(qū)宦溪鎮(zhèn)滿堂鄉(xiāng)茶園采集茶葉樣品。茶葉樣品前處理：將采集的茶葉樣品用粉碎機(jī)粉碎，過20目篩，混勻后稱取樣品5.00g于錐形瓶中，加入丙酮一水（V/V=2：1，分析純）溶液50mL搖勻，再用搖床于250r·min^-1條件下密閉振蕩4h，靜置后取上清液20mL于三角燒瓶中，加入無水硫酸鈉干燥后，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在40℃水浴條件下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至近干，后加入2mL丙酮（分析純）定容，待凈化。土壤樣品前處理：風(fēng)干后，過40目篩，稱取20g轉(zhuǎn)入錐形瓶中，加入丙酮-水（V/V=2：1，分析純）溶液50mL，搖勻后，密閉振蕩（250r·min^-1）4h，靜置后取上清液20mL，40℃水浴旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至近干，2mL丙酮（分析純）定容，待凈化。

樣品液凈化：取干凈的砂芯玻璃層析柱，自下往上依次濕法裝填5g的無水硫酸鈉、12g弗羅里硅土和5g無水硫酸鈉，在填柱過程中輕輕敲打使吸附劑填實(shí)，用乙腈（分析純）分2次預(yù)淋層析柱，每次10mL，棄去淋洗液。當(dāng)硫酸鈉剛要露出時(shí)將樣品提取液定量加入柱中，隨即以5mL·min^-1的洗脫速度用乙腈（分析純）洗脫2次，每次lomL，收集和合并洗脫液人100mL圓底燒瓶中，于45℃水浴旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至近干，冷卻，用2mL乙腈（色譜純）定容，過0.45um濾膜后進(jìn)行氣相色譜分析。

色譜條件：檢測器為ECD;色譜柱為DB-5不銹鋼毛細(xì)管柱;檢測溫度為300℃;柱箱初始溫度為160℃，保持5min，再以20℃·min^-1的速率程序升溫至280℃，保持8min;進(jìn)樣體積為1uL，分流比為10：1;采用外標(biāo)法定量，在該色譜條件下，烯啶蟲胺保留時(shí)間分別8.1min.

標(biāo)準(zhǔn)工作曲線：準(zhǔn)確稱取0.0100g（精確至0.0001g）99.5%烯啶蟲胺標(biāo)準(zhǔn)品，用丙酮溶解定容至100mL，配制成100mg·L^-1的烯啶蟲胺母液。再用丙酮逐級稀釋成質(zhì)量濃度為0.01、0.05、0.10、0.50、1.00和5.00mg·L^-1的烯啶蟲胺的標(biāo)準(zhǔn)溶液，按上述色譜條件測定，以質(zhì)量溶度為橫坐標(biāo)，對應(yīng)的峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到線性回歸方程。

1.2.2唑蟲酰胺在茶葉與土壤中的殘留檢測方法參考畢富春等的方法。2014年在福州市晉安區(qū)宦溪鎮(zhèn)滿堂鄉(xiāng)茶園采集茶葉樣品。茶葉樣品前處理：準(zhǔn)確稱取樣品5g人錐形瓶中，加入正己烷一丙酮（V/V=2：1，分析純）溶液50mL，搖勻后，再用搖床密閉振蕩（250r·min^-1）4h，靜置后，取上清液20mL，加入無水硫酸鈉干燥后，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀40℃水浴旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至近干，2mL丙酮（分析純）定容，待凈化。樣品液凈化：土壤樣品前處理：風(fēng)干后，過40目篩，稱取20g轉(zhuǎn)入錐形瓶中，加入正己烷一丙酮（V/V=2：1，分析純）溶液50mL，搖勻后，密閉振蕩（250r·min^-1）4h，靜置后，取上清液20mL，40℃水浴旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至近干，2mL丙酮（分析純）定容，待凈化。取干凈的砂芯玻璃層析柱，自下往上依次濕法裝填5g的無水硫酸鈉、12g柱層析硅膠和5g無水硫酸鈉，在填柱過程中輕輕敲打使吸附劑填實(shí)，用二氯甲烷分2次預(yù)淋層析柱，每次10mL，棄去淋洗液。當(dāng)硫酸鈉剛要露出時(shí)將樣品提取液定量加入柱中，隨即以5mL·min^-1的洗脫速度用二氯甲烷洗脫2次，每次10mL，收集和合并洗脫液人100mL圓底燒瓶中，于45℃水浴旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至近干，冷卻，用2mL丙酮（色譜純）定容，過0.45um濾膜后進(jìn)行氣相色譜分析。

色譜條件：檢測器為NPD;色譜柱為HP-5不銹鋼毛細(xì)管柱;檢測器溫度為310℃;柱箱初始溫度為180℃，保持5min，以20℃·min^-1的速率程序升溫升至300℃，保持8min;氣體流速：空氣60mL·min^-1、氫氣3.0mL·min^-1、氮?dú)?.0mL·min^-1進(jìn)樣體積為1ul.采用外標(biāo)法定量。在該色譜條件下，唑蟲酰胺保留時(shí)間為6.2min.

標(biāo)準(zhǔn)工作曲線：準(zhǔn)確稱取0.0100g（精確至0.0001g）99.9%唑蟲酰胺標(biāo)準(zhǔn)品，用乙腈溶解丙定容至100mL，配制成100mg·L^-1的唑蟲酰胺母液。再用乙腈逐級稀釋成質(zhì)量濃度為0.01、0.05、0.10、0.50、1.00和5.00mg·L^-1的唑蟲酰胺的標(biāo)準(zhǔn)溶液，按上述色譜條件測定，以質(zhì)量溶度為橫坐標(biāo)，對應(yīng)的峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到線性回歸方程。

1.3添加回收試驗(yàn)

在未施藥的茶葉和土壤中，分別添加5mE烯啶蟲胺或唑蟲酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液，添加水平為0.05、0.50和5.00mg·kg^-1，每個(gè)水平重復(fù)5次;再按1.2.1、1.2.2的方法進(jìn)行測定、計(jì)算兩種農(nóng)藥的平均回收率與相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）。

1.4 田間殘留消解試驗(yàn)

試驗(yàn)于2014年在福州市晉安區(qū)宦溪鎮(zhèn)滿堂鄉(xiāng)茶園進(jìn)行，園內(nèi)面積約330hm²，持續(xù)種植茶樹近30年，種植品種為梅占，長勢一致，行高1.2m、叢寬1.5m，年內(nèi)試驗(yàn)前栽培條件及管理水平一致且未用過農(nóng)藥，試驗(yàn)時(shí)芽梢達(dá)到采摘標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)期間停止一切農(nóng)事活動。參考NY/T788-2018《農(nóng)藥殘留試驗(yàn)準(zhǔn)則》，2種供試藥劑均設(shè)2個(gè)處理濃度（最高推薦施用劑量和2倍最高推薦施用劑量）和1個(gè)清水空白處理，每處理3次重復(fù)，其中10%烯啶蟲胺水劑有效成分含量為66.7mg·kg^-1和133.3mg·kg^-1，30%唑蟲酰胺懸浮劑有效成分含量為200mg·kg^-1和400mg·kg^-1，2種供試藥劑均設(shè)1個(gè)大區(qū)200m²，其中每小區(qū)20m²，按隨機(jī)區(qū)組排列，大區(qū)之間和小區(qū)之間均設(shè)有隔離帶;在茶葉采收前21d用噴霧器對小區(qū)進(jìn)行均勻噴霧施藥1次，用水量675L·hm^-2;藥后0d（2h）、1d、2d、4d、8d、16d和32d，每小區(qū)隨機(jī)多點(diǎn)采樣茶葉（1芽2葉）和表層土壤（表面以下0-20cm），用保鮮袋裝好并迅速帶回實(shí)驗(yàn)室檢測。

2 結(jié)果與分析

2.1 方法的精密度和準(zhǔn)確度

2.1.1供試藥劑標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程 烯啶蟲胺標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程：y=1.97e⁵x+9404.84（r=0.9999），檢出限為0.01mg·kg^-1。

唑蟲酰胺標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程：y=4.65e⁴x+14091.44（r=0.9998），檢出限為0.02mg·kg^-1。

2.1.2供試藥劑在茶葉和土壤中的添加回收率從表1可知，當(dāng)烯啶蟲胺和唑蟲酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液的添加量均在0.05～5.00mg·kg^-1范圍內(nèi)時(shí)，利用本試驗(yàn)檢測方法所得到的加樣回收率分別在78.84%～104.82%和85.92%～97.45%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差最大值分別為15.20%和14.14%;達(dá)到NY/T 788-2018《農(nóng)藥殘留試驗(yàn)準(zhǔn)則》的標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)所采用的檢測方法符合農(nóng)藥殘留分析要求。

2.2 2種供試藥劑在茶葉和土壤中的殘留消解動態(tài)

結(jié)果（圖1）表明，在施用劑量為66.67和133.33mg·kg^-1時(shí)，烯啶蟲胺在茶葉中的原始?xì)埩袅糠謩e為11.56和18.12mg·kg^-1;在施用劑量為200和400mg.kg 1時(shí)，唑蟲酰胺在茶葉中的原始?xì)埩袅糠謩e為40.57和75.2l mg·kg^-1;2種供試藥劑最高推薦施用劑量和2倍最高推薦施用劑量在茶葉中的殘留量隨時(shí)間的推移呈負(fù)指數(shù)函數(shù)遞減，消解動態(tài)均符合一級動力學(xué)方程（表2），殘留量消解至日本規(guī)定的殘留限量（MRL）以下所需時(shí)間見表3.可見，在兩種藥劑在茶葉上的安全使用規(guī)范正式制定并出臺之前，使用時(shí)應(yīng)注意安全間隔期。

而在土壤中，2種藥劑的不同施藥劑量殘留量均較低。烯啶蟲胺和唑蟲酰胺在茶葉和土壤中的殘留量均隨時(shí)間延長而逐漸降低。對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸分析，得到烯啶蟲胺和唑蟲酰胺在茶葉和土壤中殘留的消解曲線方程及半衰期（表2）。根據(jù)GB/T31270.1-2014《化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全性評價(jià)試驗(yàn)準(zhǔn)則》，可判定2種供試藥劑均屬于易消解農(nóng)藥。

3 討論與結(jié)論

烯啶蟲胺和唑蟲酰胺是目前我國茶葉種植過程中常用且防效較好的新型殺蟲劑，但由于國內(nèi)對二者在茶葉中的最高殘留限量和安全使用規(guī)范均未明確，不利于茶業(yè)的安全生產(chǎn)。據(jù)此，本研究測定了烯啶蟲胺和唑蟲酰胺在茶葉和土壤中的殘留消解動態(tài)，結(jié)果表明，烯啶蟲胺在推薦施用劑量和2倍推薦施用劑量時(shí)，分別在0.91d和3.33d后達(dá)到日本對該藥在茶葉上的檢出限量;而唑蟲酰胺在施用劑量推薦施用劑量和2倍推薦施用劑量時(shí)，分別需要5.10d和8.18d后能達(dá)到日本對該藥在茶葉上的檢出限量。此外，本研究唑蟲酰胺在葉片上的半衰期為4.47～4.74d，這與高明森等研究中半衰期4.02～5.00d相差不大。這說明，在茶樹上使用推薦劑量烯啶蟲胺時(shí)，僅1d時(shí)間即可消解至最高殘留限量，使用推薦劑量唑蟲酰胺則需要5d時(shí)間，而其他茶園常用殺蟲劑（如吡蟲啉、聯(lián)苯菊酯、啶蟲脒和阿維菌素）在推薦劑量下均需要不低于3d才能達(dá)到最高殘留限量。因此，烯啶蟲胺更適用于鄰近采收期的茶葉害蟲防治。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)，2種供試藥劑4種施藥劑量的處理，在土壤中的殘留量半衰期均較短，尤其在推薦劑量時(shí)，烯啶蟲胺和唑蟲酰胺在土壤中的半衰期分別為1.68d和1.89d，遠(yuǎn)低于茶園中其他常用殺蟲劑，如半衰期為5.6d的聯(lián)苯菊酯和7.2d的啶蟲脒。可見，烯啶蟲胺和唑蟲酰胺在茶葉和土壤中均屬于易消解農(nóng)藥，這可能與2種供試藥劑的理化性質(zhì)和土壤的降解能力有關(guān);此外，2種藥劑在茶葉上的降解時(shí)間存在一定差異，這可能是由于烯啶蟲胺是內(nèi)吸性殺蟲劑，在噴施后能更容易受熱揮發(fā)或分解;而唑蟲酰胺作為觸殺性殺蟲劑，在噴施后具有一定的持續(xù)性。故應(yīng)綜合考慮它們在茶園中的使用安全性。

目前，食品安全是全世界共同關(guān)注的問題，也是影響我國茶葉生產(chǎn)和出口的一個(gè)關(guān)鍵問題，因此評判農(nóng)藥在茶樹上的使用安全性就顯得尤為重要。但在本研究中僅探討2種供試藥對1個(gè)茶樹品種的使用安全性，而有研究表明硫丹、克螨特、聯(lián)苯菊酯和溴氰菊酯等農(nóng)藥在綠茶和烏龍茶上的消解動態(tài)均不同，因此2種供試藥在茶樹上的殘留限量和使用安全間隔期還有待確定，后續(xù)將繼續(xù)研究它們在其他茶樹品種的使用安全性，為它們在茶園中的合理使用及其殘留限量和安全使用規(guī)范的制定提供支持。