殺蟲環(huán)和啶蟲脒在普通白菜中的殘留及消解動態(tài)

唐紅霞，溫廣月，孫 強，李玉博，董茂鋒，王偉民

(上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)藥安全評價研究中心，上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所，上海201106)

殺蟲環(huán)(thiocyclam)是瑞士山道公司開發(fā)的一種選擇性有機殺蟲劑，有內(nèi)吸、胃毒和觸殺的功效，可以有效防治鱗翅目和鞘翅目害蟲[1-4]。啶蟲脒(acetamiprid)是由日本曹達(dá)株式會社開發(fā)的一種具有創(chuàng)新結(jié)構(gòu)的殺蟲劑，主要應(yīng)用于防治果樹、蔬菜上的半翅目和鱗翅目害蟲，具有觸殺、胃毒、強滲透和內(nèi)吸等作用，是防治蚜蟲較為理想的新型殺蟲劑[4-6]。生產(chǎn)實踐中，殺蟲環(huán)、啶蟲脒等殺蟲劑可以用來保障蔬菜等作物的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，以滿足人們?nèi)粘Ｉ畹男枨螅蝗欢趯嶋H應(yīng)用過程中，需對其殘留情況進(jìn)行研究及評估，避免其在使用過程中造成環(huán)境污染以及對人與動物的健康產(chǎn)生影響。

普通白菜在上海地區(qū)主要采用露地栽培和設(shè)施栽培兩種種植方式。由于設(shè)施栽培蔬菜具有農(nóng)業(yè)比較效益高、集約化程度高、蔬菜產(chǎn)量高等特點，其規(guī)模越來越大[7]。在封閉的條件下，設(shè)施栽培蔬菜更容易發(fā)生病蟲害，導(dǎo)致農(nóng)藥的施用量和種類增加，增加了蔬菜中農(nóng)藥殘留的風(fēng)險；同時，由于直接光照和降雨等因素減少，相比露地栽培，設(shè)施栽培農(nóng)作物中農(nóng)藥殘留尤為突出[8]。目前，上海露地和設(shè)施栽培普通白菜的種植面積達(dá)1 680hm2[9]，其在上海蔬菜種植和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有十分重要的地位。

目前，關(guān)于殺蟲環(huán)殘留降解的文獻(xiàn)報道較少，張素芳等[1]開展了殺蟲環(huán)在鮮煙葉和土壤中的殘留降解動態(tài)等相關(guān)研究；啶蟲脒在棉花[10]、青菜[9]、梨[5]、蜂斗菜[11]、水稻秸稈、水稻田水、稻田土壤[6]中殘留的相關(guān)研究均有報道。但是，關(guān)于殺蟲環(huán)和啶蟲脒在普通白菜中的殘留研究未有相關(guān)文獻(xiàn)報道。

本試驗擬開展殺蟲環(huán)、啶蟲脒在普通白菜中的殘留分析方法以及設(shè)施栽培和露地條件下殺蟲環(huán)、啶蟲脒在普通白菜中的殘留情況相關(guān)研究，旨在為殺蟲環(huán)、啶蟲脒在普通白菜上的科學(xué)合理使用提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

殺蟲環(huán)(純度≥95.0%)和啶蟲脒(100 mg/L)均購于北京振翔科技有限公司；甲醇、乙腈(色譜純)為美國Merck公司產(chǎn)品；正己烷(色譜純)為上海安譜實驗科技股份有限公司產(chǎn)品；甲酸和乙酸銨(色譜純)為上海安譜實驗科技股份有限公司產(chǎn)品；氯化鈉、鹽酸、硫化鈉和氫氧化鈉(分析純)為上海化學(xué)試劑公司產(chǎn)品。

濾過型固相凈化柱(m-PFC)：QuECHERS-CP[150 mg/(3mL)，北京納迅科技股份有限公司]；液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜配電噴霧離子源(LC-MS/MS 8030，日本SHIMADZU公司)；氣相色譜儀帶雙FPD檢測器(GC-2010，日本SHIMADZU公司)；渦動混合器[MX-F，大龍興創(chuàng)實驗儀器(北京)股份公司]；離心機(5415D，德國Eppendorf公司)； 電子天平[MIL 203T，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司]。

1.2 儀器條件

1.2.1 氣相色譜條件

Rtx-5色譜柱(0.25 mm×30 m，0.25 μm)；柱溫：60 ℃ 保持2.5 min，以30 ℃/min升至250℃，保持3 min；進(jìn)樣口溫度：230 ℃；檢測器溫度：250 ℃；載氣流量(氮氣≥99.999%)：1.20 mL/min；氫氣流量(氫氣≥99.999%)：62.5 mL/min；空氣流量(空氣≥99.999%)：90.0 mL/min；進(jìn)樣量：1 μL；保留時間：8.4 min。

1.2.2 液相色譜和串聯(lián)質(zhì)譜條件

色譜條件：InertSustainSwift C18色譜柱(50 mm×2.1 mm，3 μm)；流動相A為5 mmol/L醋酸銨-0.1%甲酸水溶液，流動相B為甲醇；線性梯度洗脫程序：0 mim(90% A)，1 min(90% A)，2.5 min(10% A)，4.5 min(10% A)，5.0 min(90% A)，6.0 min(90% A)；流速為500 μL/min；進(jìn)樣量2 μL；柱溫40 ℃。

質(zhì)譜條件：電噴霧ESI離子源；檢測方式：多反應(yīng)監(jiān)測(MRM)；掃描模式：正離子掃描；加熱模塊溫度：400 ℃；霧化器氣體流量：1.5 L/min(N2，99.99%)；干燥氣流流量：15.0 L/min(N2，99.99%)；離子源電壓 3.5 kV；DL溫度：250 ℃；CID 氣壓：230 kPa(Ar，99.999%)。啶蟲脒的質(zhì)譜參數(shù)見表1。

表1 啶蟲脒質(zhì)譜條件參數(shù)

* 定量離子

1.3 試驗設(shè)計

1.3.1 殺蟲環(huán)、啶蟲脒在普通白菜中殘留的分析方法

(1)線性范圍及基質(zhì)效應(yīng)

準(zhǔn)確稱取適量殺蟲環(huán)標(biāo)樣，用甲醇配置成1 000 mg/L標(biāo)準(zhǔn)儲備液，再用甲醇稀釋配制成10 mg/L殺蟲環(huán)標(biāo)準(zhǔn)工作液，使用超純水配制成質(zhì)量濃度分別為0.1mg/L、0.5mg/L、1mg/L、2mg/L、5 mg/L的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照殺蟲環(huán)前處理步驟處理，在上述氣相色譜條件下測定，以殺蟲環(huán)的濃度為橫坐標(biāo)(X)，以色譜峰面積的開方為縱坐標(biāo)(Y)作線性回歸方程。

將100 mg/L啶蟲脒用甲醇稀釋配制成10 mg/L啶蟲脒標(biāo)準(zhǔn)工作液，再用乙腈和凈化后的普通白菜空白基質(zhì)分別配制成0.005mg/L、0.01mg/L、0.05mg/L、0.5mg/L、1 mg/L系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，在上述液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜條件下測定，以啶蟲脒的濃度為橫坐標(biāo)(X)，以色譜峰面積為縱坐標(biāo)(Y)作線性回歸方程。

通過基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率與溶劑標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率，計算啶蟲脒基質(zhì)效應(yīng)(Matrix effect，ME)[12-15]。

ME=(基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率/溶劑標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率-1)×100%

(1)

當(dāng)︱ME︱≤20%，可認(rèn)為該基質(zhì)沒有基質(zhì)效應(yīng)；20%<︱ME︱≤50%，可認(rèn)為該基質(zhì)有中等基質(zhì)效應(yīng)；︱ME︱>50%表明該基質(zhì)對目標(biāo)化合物有較強的基質(zhì)效應(yīng)。

(2)添加回收率和精密度

在普通白菜空白樣品中分別添加不同濃度的殺蟲環(huán)和啶蟲脒的標(biāo)準(zhǔn)溶液，每個水平5次重復(fù)；殺蟲環(huán)添加水平為0.1 mg/kg、1 mg/kg、5 mg/kg，啶蟲脒添加水平為0.01 mg/kg、1 mg/kg、2 mg/kg。

1.3.2 田間試驗設(shè)計

2019年在上海市松江區(qū)和奉賢區(qū)分別在露地和溫室兩種栽培模式下開展殺蟲環(huán)·啶蟲脒在普通白菜上的最終殘留和消解動態(tài)試驗。供試藥劑為28%殺蟲環(huán)·啶蟲脒可濕性粉劑(25%殺蟲環(huán)和3%啶蟲脒)；施藥劑量為420 g a.i./hm2；供試普通白菜品種為‘矮腳青’(露地栽培)和‘新夏青5號’(設(shè)施栽培)。

參照NY/T 788—2018[16]設(shè)置試驗小區(qū)，露地和溫室試驗小區(qū)面積均為100 m2，另設(shè)清水噴霧對照區(qū)。28%殺蟲環(huán)·啶蟲脒可濕性粉劑施藥量為420 g a.i./hm2，施藥1次，兌水量為750 L/hm2。

采樣方法為在小區(qū)內(nèi)隨機采集不少于12株(至少1 kg生長正常的普通白菜)作為一份樣本，每次采集兩份獨立樣本，去除明顯腐敗、萎蔫、枯老的莖葉，小區(qū)邊行和每行距離兩端0.5 m內(nèi)不采樣。

田間樣本采集后于8 h內(nèi)運回實驗室，樣本切成1—2 cm大小的碎塊，并于不銹鋼盆中充分混勻，用四分法縮分，均分250 g樣品2份(A、B)。裝入樣本容器中，粘好標(biāo)簽，于(-20±2) ℃冷凍保存。樣本檢測分析前，將樣品用食品加工機粉碎混勻，裝入樣本容器中，粘好標(biāo)簽，于(-20±2) ℃冷凍保存。

1.3.3 殺蟲環(huán)和啶蟲脒在普通白菜中的消解動態(tài)研究和最終殘留研究

施藥后2 h、1d、3d、5d、7 d采集普通白菜樣本，其中2 h、1d、3d、5d、7 d為消解動態(tài)試驗樣本； 3d、5d、7 d為最終殘留試驗樣本。按照一級動力學(xué)方程Ct=C0× e-kt對殺蟲環(huán)和啶蟲脒在普通白菜中的消解動態(tài)進(jìn)行評估，同時按照t1/2=ln(2)/k計算目標(biāo)化合物半衰期[17-19]。

1.4 樣品前處理

1.4.1 殺蟲環(huán)

準(zhǔn)確稱取混合均勻的普通白菜樣品(5.0±0.1) g至 25 mL 聚乙烯塑料離心管中，加入10 mL 0.1 mol/L鹽酸水溶液，渦旋提取20 min，以4 000 r/min離心5 min，倒出上清液于250 mL錐形瓶中，再加入10 mL 0.1 mol/L鹽酸水溶液，渦旋提取20 min，以4 000 r/min離心5 min，合并上清液于錐形瓶中，用2.0 mol/L氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)pH至8.5—9.0，加入0.2 mol/L硫化鈉水溶液3 mL，放置過夜，加入50 mL正己烷萃取1次，取出40 mL正己烷在60 ℃下氮吹至約0.5 mL，用正己烷定容至2 mL，過0.22 μm有機濾膜，待測。

1.4.2 啶蟲脒

準(zhǔn)確稱取混合均勻的普通白菜樣品(5.0±0.1) g至 25 mL 聚乙烯塑料離心管中，加入10 mL 0.1%甲酸乙腈渦旋提取15 min，再加入5 g 氯化鈉渦旋30 s，以4 500 r/min 離心5 min，吸取2 mL上清液至接有0.22 μm有機濾膜的QuECHERS-CP凈化柱，緩慢過濾至進(jìn)樣小瓶中，待測。

2 結(jié)果與分析

2.1 殺蟲環(huán)、啶蟲脒在普通白菜中殘留的分析方法

2.1.1 線性范圍及基質(zhì)效應(yīng)

結(jié)果表明，殺蟲環(huán)在0.1—5 mg/L溶劑線性范圍內(nèi)，線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)(r2)=0.999，方法定量限為0.1 mg/kg；啶蟲脒在0.005—1 mg/L溶劑和基質(zhì)線性范圍內(nèi)，線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)(r2)=0.999，方法定量限為0.005 mg/kg。啶蟲脒的基質(zhì)效應(yīng)為0.2%，表明經(jīng)過凈化后無明顯基質(zhì)效應(yīng)(表2)。因此，樣品的測定采用溶劑標(biāo)準(zhǔn)溶液定量。

表2 殺蟲環(huán)和啶蟲脒的標(biāo)準(zhǔn)曲線、相關(guān)系數(shù)、定量限、基質(zhì)效應(yīng)

2.1.2 方法的回收率和精密度

結(jié)果表明，殺蟲環(huán)的回收率為81%—95%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差7%—10%；啶蟲脒的回收率為67%—86%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差1%—2%(表3)，符合NY/T 788—2018[16]的要求。

表3 普通白菜中殺蟲環(huán)和啶蟲脒的添加回收率(n=5)

2.2 殺蟲環(huán)和啶蟲脒在普通白菜中的消解動態(tài)

根據(jù)試驗結(jié)果，殺蟲環(huán)和啶蟲脒在普通白菜中的消解符合一級消解方程規(guī)律，殺蟲環(huán)和啶蟲脒的殘留量隨著采收時間呈明顯降低趨勢。由表4可知，在露地和設(shè)施栽培條件下，殺蟲環(huán)在普通白菜中的半衰期分別為3.9 d和3.4 d；啶蟲脒在普通白菜中的半衰期分別為4.0 d和5.1 d。

普通白菜在露地和設(shè)施兩種栽培模式下，施藥后2 h，殺蟲環(huán)的原始沉積量分別為1.60 mg/kg和2.39 mg/kg(圖1)，施藥后7 d，消解率達(dá)69%和79%，消解方程為C=1.610e-0.176t和C=2.006e-0.205t；啶蟲脒的原始沉積量分別為0.210 mg/kg和0.600 mg/kg，施藥后7 d，消解率達(dá)76%和64%，消解方程為C=0.154e-0.175t和C=0.578e-0.137t(表4)。

表4 殺蟲環(huán)和啶蟲脒在普通白菜中的消解

2.3 殺蟲環(huán)和啶蟲脒在普通白菜中的最終殘留

采收間隔為3 d、5 d、7 d時，殺蟲環(huán)在普通白菜中的殘留中值分別為0.924 mg/kg、0.654 mg/kg、0.497 mg/kg，殘留高值分別為1.330 mg/kg、0.720 mg/kg、0.599 mg/kg；采收間隔為3 d、5 d、7 d時，啶蟲脒在普通白菜中的殘留中值分別為0.226 mg/kg、0.189 mg/kg、0.130 mg/kg，殘留高值分別為0.332 mg/kg、0.372 mg/kg、0.227 mg/kg(表5)。

表5 殺蟲環(huán)和啶蟲脒在普通白菜中的最終殘留

3 結(jié)論與討論

本研究基于氣相色譜火焰光度檢測器和高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜分別建立了普通白菜中殺蟲環(huán)和啶蟲脒的分析方法，能夠準(zhǔn)確、快速地對普通白菜中殺蟲環(huán)和啶蟲脒進(jìn)行定量分析。

露地和設(shè)施兩種栽培模式結(jié)果表明，殺蟲環(huán)和啶蟲脒在普通白菜中的消解較快(殺蟲環(huán)半衰期3.4—3.9 d；啶蟲脒半衰期4.0—5.1 d)，5d內(nèi)消解超過50%。除天氣因素、環(huán)境條件以及化合物本身的理化性質(zhì)等導(dǎo)致農(nóng)藥降解外，普通白菜生長較快，對化合物的稀釋作用也可能是殺蟲環(huán)和啶蟲脒在普通白菜中降解較快的原因之一。施藥時，由于設(shè)施栽培環(huán)境較密閉，減少了農(nóng)藥的漂移，導(dǎo)致設(shè)施栽培條件下殺蟲環(huán)和啶蟲脒的原始?xì)埩袅棵黠@高于露地。試驗過程中設(shè)施栽培對降雨、風(fēng)及不同波長光線等不利因素的阻隔可能是設(shè)施栽培條件下殺蟲環(huán)最終殘留量略高于露地以及啶蟲脒的殘留量明顯高于露地的原因之一。這與陶傳江等[20]和黃蘭淇等[8]的研究結(jié)論相一致。

當(dāng)采收間隔期為5 d時，普通白菜中殺蟲環(huán)的殘留中值和殘留高值分別為0.654 mg/kg 和0.720 mg/kg，啶蟲脒分別為0.189 mg/kg和0.372 mg/kg。我國制定啶蟲脒在普通白菜上的最大殘留限量為1 mg/kg。雖然我國尚未制定殺蟲環(huán)在普通白菜中的最大殘留限量，但是GB 2763—2019[21]規(guī)定了殺蟲雙在普通白菜中的最大殘留限量為1 mg/kg，殺蟲環(huán)和殺蟲雙同屬于沙蠶毒素類農(nóng)藥，且均通過相同的衍生方法，以沙蠶毒素的殘留量進(jìn)行評估。因此，本研究以GB 2763—2019[21]中殺蟲雙和啶蟲脒在普通白菜中的最大殘留限量、普通白菜的生長周期及中國居民膳食結(jié)構(gòu)等進(jìn)行綜合評估，推薦28%殺蟲環(huán)·啶蟲脒可濕性粉劑在普通白菜上的施用安全間隔期為5 d。