吡蟲啉在三種蕓薹屬蔬菜中的殘留行為及風險評估

董見南，呂 洋，劉 峰*，陳國峰，張曉波，廖 輝，秦冬梅

(1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究所，黑龍江 哈爾濱 150086;2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院 牡丹江分院，黑龍江 牡丹江 157000;3. 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)藥檢定所，北京 100125)

吡蟲啉是由德國拜耳和日本農(nóng)藥公司于1984年共同開發(fā)推向市場的新煙堿類殺蟲劑[12]，是硝基亞甲基雜環(huán)結構和煙堿的組合，通過競爭結合乙酰膽堿的結合位點達到殺蟲作用[1]。吡蟲啉在我國登記于小麥、水稻等40余種作物，其使用的安全性值得人們廣泛關注。隨著種植技術，特別是設施農(nóng)業(yè)種植技術的飛速發(fā)展，以及人民生活質(zhì)量的提高，人們攝入的蔬菜種類不斷向多元化發(fā)展。菜薹、芥藍和青花菜這類小作物蔬菜越來越多的走上人們的餐桌。小作物蔬菜的種植同樣離不開農(nóng)藥的使用，而菜薹、芥藍和青花菜雖然同甘藍、大白菜一樣同屬蕓薹屬蔬菜，但由于栽培方式和作物形態(tài)不同，農(nóng)藥施用后的殘留狀況也會不盡相同，因此農(nóng)藥施用以后的安全問題也是值得關注的。本文建立了吡蟲啉在菜薹、芥藍和青花菜中的殘留分析方法，通過開展田間試驗獲得其可能的殘留水平，經(jīng)過長期膳食攝入風險評估為制定我國最大限量標準提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 供試農(nóng)藥為20%吡蟲啉可溶液劑。菜薹各試驗地品種：油青王(黑龍江)、花琦(江蘇)、華紅2號(湖南)；芥藍各試驗地品種：科壯2號(黑龍江)、金牌400(江蘇)、粗條玉筍芥藍(湖南)；青花菜各試驗地品種：女神(黑龍江)、瑞綠5號(江蘇)、湘綠2號(湖南)。

吡蟲啉標準品(99.0%)；乙腈、甲醇、甲酸均為色譜純；NaCl為分析純；丙基乙二胺(PSA)40～60μm，石墨化碳黑(GCB)120～400Mesh。

試驗主要儀器與設備：Waters TQ Detector 高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀(HPLC-MS/MS)；色譜柱 Acquity UPLC? BEH C18(100mm×2.1mm，1.7μm)；電子天平 Sartorius BSA6202S；振蕩器 IKA HS501；渦旋混合器 IKA MS3 basic；旋轉蒸發(fā)儀IKA RV10 digita；過濾器(濾膜孔徑0.22μm)；常用玻璃器皿。

1.2 田間試驗 消解動態(tài)試驗：選擇湖南作為代表性試驗地進行蔬菜作物上的消解動態(tài)試驗。菜薹和芥藍的施藥劑量為制劑量150g/ha(30ga.i./ha)，青花菜的施藥劑量為225g/ha(45ga.i./ha)。在菜薹和芥藍長至株高的一半，青花菜花球長至半大時，施藥1次。施藥后2h、1、2、3、5、7、10d采集樣品。

最終殘留試驗：試驗地點為黑龍江省哈爾濱市、江蘇省南京市和湖南省岳陽市。根據(jù)實際生產(chǎn)中的防治經(jīng)驗，菜薹和芥藍的施藥劑量為制劑量112.5g/ha、150g/ha(22.5ga.i./ha、30ga.i./ha)，分別施藥1次、2次，施藥間隔7d；青花菜的施藥劑量為150g/ha 、225g/ha(30ga.i./ha、45ga.i./ha)分別施藥2次、3次，施藥間隔7d。末次施藥5、7、10d后采集樣品。

另設空白對照小區(qū)，分別于首次施藥前和樣品采集時采集對照樣品。樣品采集后切碎混勻密封，-20℃保存。

1.3 分析方法

1.3.1 前處理 稱取樣品10.0g于50mL具塞離心管中，加入20mL乙腈，震蕩提取30min，加入3gNaCl，渦旋1min，然后以3 500r/min離心5min。取上層乙腈相10mL，40℃旋蒸至近干，氮氣吹干，1mL乙腈定容。將定溶液轉移至稱有50mg PSA和25mg GCB的塑料離心管中，渦旋1min，以10 000r/min 離心 2min，取上清液過0.22μm有機系濾膜，待進樣。

1.3.2 儀器條件 色譜柱：BEH C18(50mm×2.1mm，1.7μm)；柱溫35℃；流速0.3mL/min；梯度洗脫(流動相A為0.1%甲酸水溶液，流動相B為乙腈)：0～1.0min為90%A，1.2min為10%A，3.0min為10%A，3.2～5.0min為90%A。進樣量10μL。電噴霧離子源ESI；正離子源模式；毛細管電壓為2.8kV；錐孔電壓為30V；離子源溫度為120℃；干燥器溫度為350℃；干燥器流速650L/h；錐孔氣流量50L/h；多重反應監(jiān)測(MRM)方式，吡蟲啉以離子對(m/z)256.1→175.1進行定量分析，256.1→209.1進行定性分析。在上述色譜條件下，吡蟲啉的保留時間為2.0min。定量離子對典型色譜圖(圖1)(以菜薹基質(zhì)為例)。

1.3.3 標準工作曲線的繪制 稱取吡蟲啉的標準品0.010 0g(精確至0.000 1g)，甲醇溶解并配制成質(zhì)量濃度為1 000mg/L 的標準貯備液，再稀釋至100mg/L的工作液。試驗時用甲醇逐級稀釋成質(zhì)量濃度為5.0、2.0、1.0、0.5、0.2、0.1、0.05mg/L的系列標準溶液。在1.3.2的儀器條件下測定，以標準工作溶液濃度為橫坐標(x)、定量離子峰峰面積為縱坐標(y)繪制標準工作曲線。

1.3.4 方法的回收率和精密度 分別向空白菜薹、芥藍和青花菜中添加吡蟲啉標準溶液，使得樣品中添加質(zhì)量分數(shù)分別為0.02、0.1、1.0mg/kg。每個濃度進行5次重復試驗，然后按照1.3.1方法測定，以添加回收樣品峰面積和相應進樣濃度的標準溶液峰面積相比較，計算回收率；以各質(zhì)量分數(shù)的5次重復試驗的回收率計算平均回收率和相對標準偏差。

1.4 數(shù)據(jù)處理 運用Excel 2010對數(shù)據(jù)進行處理和作圖。長期膳食攝入和慢性風險評估計算方法參照吳緒金等的計算公式。

2 結果與分析

2.1 檢測方法評價 用甲醇配制不同質(zhì)量濃度的系列標準溶液0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0mg/L，在上述檢測條件下進樣分析，線性回歸方程為：y=7 948.5x+1 067.5，相關系數(shù)r=0.999 0。

吡蟲啉在3種蔬菜中的添加回收試驗結果(表1)。吡蟲啉在菜薹中的平均回收率為82.2%～99.7%，相對標準偏差(RSD)為2.5%～6.0%；在芥藍中的平均回收率為92.9%～108.3，RSD為0.6%～3.1%；在青花菜中的平均回收率為80.3%～100.5%，RSD為1.9%～2.8%。將最小添加濃度確定方法的定量限(LOQ，以質(zhì)量分數(shù)計，mg/kg)，吡蟲啉在菜薹、芥藍和青花菜中的定量限均為0.02mg/kg。結果表明所建方法的回收率及精密度較好，均符合農(nóng)藥殘留分析試驗的要求。

表1 吡蟲啉在菜薹、芥藍和青花菜中的添加回收率

2.2 吡蟲啉在3種蔬菜中的消解動態(tài) 消解動態(tài)試驗結果表明，吡蟲啉在3種蔬菜上的消解動態(tài)符合一級動力學方程，擬合結果(表2)。吡蟲啉在菜薹上的消解半衰期為1.8d，在芥藍和青花菜上的消解半衰期為2.1d，由此可知其在這3種蔬菜中消解較迅速。目前國內(nèi)有關于吡蟲啉在蕓薹屬蔬菜上的消解動態(tài)研究結果，吡蟲啉在白菜中的半衰期為2d，在甘藍中為1.4d，在花椰菜中為 2.6d，由此可知吡蟲啉在常見蕓薹屬蔬菜中的消解較為迅速。吡蟲啉在3種蔬菜上的原始沉積量差異明顯，菜薹和芥藍的施藥劑量相同，但菜薹較低僅為0.099mg/kg，芥藍較高為1.98mg/kg，兩者差異可能與植株大小、葉片形狀和葉片表面結構有關；青花菜的原始沉積量高達9.28mg/kg，雖然劑量為前兩種蔬菜的1.5倍，但原始沉積量的增大應明顯與青花菜的花序形狀有關。盡管3種蔬菜作物的原始沉積量差異較大，但其對消解速度影響不大。

表2 吡蟲啉在在菜薹、芥藍和青花菜中的消解動態(tài)

2.3 吡蟲啉在3種蔬菜中的最終殘留 吡蟲啉在菜薹上的施藥劑量為制劑量112.5g/ha、150g/ha(22.5ga.i./ha、30ga.i./ha)，分別施藥1次、2次。3個試驗地末次施藥5d后的殘留量為<0.02～0.080mg/kg，殘留中值為0.023mg/kg；施藥7d后的殘留量為<0.02～0.033mg/kg，殘留中值為<0.02mg/kg；施藥10d后的殘留量為<0.02～0.027mg/kg，殘留中值為<0.02mg/kg。吡蟲啉在芥藍上的施藥劑量為制劑量112.5g/ha、150g/ha(22.5ga.i./ha、30ga.i./ha)，分別施藥1次、2次。末次施藥5d后的殘留量為0.021～0.15mg/kg，殘留中值為0.044mg/kg；施藥7d后的殘留量為<0.02～0.079mg/kg，殘留中值為0.038mg/kg；施藥10d后的殘留量為<0.02～0.040mg/kg，殘留中值為<0.02mg/kg。吡蟲啉在青花菜上的施藥劑量為制劑量150g/ha、225g/ha(30ga.i./ha、45ga.i./ha)，分別施藥2次、3次。末次施藥5d后的殘留量為<0.02～0.33mg/kg，殘留中值為0.095mg/kg；施藥7d后的殘留量為<0.02～0.21mg/kg，殘留中值為0.059mg/kg；施藥10d后的殘留量為<0.02～0.13mg/kg，殘留中值為0.024mg/kg。吡蟲啉在3種蔬菜中的最終殘留量(表3)，綜合分析試驗數(shù)據(jù)，吡蟲啉在3個試驗地點3種蔬菜中的殘留量隨施藥劑量、施藥次數(shù)的增加而增大，隨采收間隔的延長而減小。菜薹和芥藍的總施藥量相同，芥藍殘留量略高于菜薹，這與消解動態(tài)的情況類似。青花菜殘留量較菜薹和芥藍高，這可能與總施藥量和蔬菜的作物形態(tài)有關。

2.4 吡蟲啉在3種蔬菜中的慢性風險評估及最大殘留限量推薦 由于獲得合適的規(guī)范試驗殘留中值比較困難，因此本文使用相應的最大殘留限量值。吡蟲啉在我國的登記作物為水稻、小麥、玉米、棉花、大豆、花生、韭菜、小蔥、甘藍、葉菜、菠菜、小白菜、白菜、芹菜、番茄、茄子、黃瓜、解掛、豇豆、蘿卜、馬鈴薯、蓮藕、雷竹、柑橘、蘋果、梨、桃、枸杞、草莓、芒果、葉子、松竹、甘蔗、茶、杭白菊、貝母及鐵皮石斛等，其中糙米、小麥、玉米、棉籽、花生、茄子、柑橘、甘蔗、茶葉使用GB 2763-2016規(guī)定的限量值0.05、0.05、0.05、0.5、0.5、1、1、0.2和0.5mg/kg，CAC規(guī)定大豆、馬鈴薯和松子中的最大殘留限量為3、0.5和0.01mg/kg，韓國制定小蔥中的最大殘留限量為0.5mg/kg。我國城鄉(xiāng)居民各類食品膳食量比例為米及其制品0.239 9(糙米)，面及其制品0.138 5(小麥)，其他谷類0.023 3(玉米)，薯類0.049 5(馬鈴薯)，干豆及制品0.016(大豆)，深色蔬菜0.091 5(本研究殘留中值)，淺色蔬菜0.193 8(茄子)，水果0.045 7(柑橘)，堅果0.003 9(松子)，植物油0.032 7(棉籽)，糖、淀粉0.004 4(甘蔗)，食鹽0.012(茶葉)，醬油0.009(小蔥)。分別將菜薹、芥藍和青花菜末次施藥5d后的殘留中值代入公式，我國普通人群吡蟲啉的國家估算每日攝入量分別為0.352 1、0.438 0和0.442 7mg。吡蟲啉的ADI值為0.06mg·bw/kg(GB 2763-2016)，計算可知吡蟲啉的每日攝入量占日允許攝入量的風險概率分別為9.3%、11.6%和11.7%，均低于100%。因此可認為吡蟲啉殘留對一般人群健康的影響是在可接受的風險水平。根據(jù)殘留最大值推薦我國最大殘留限量(MRL)，建議推薦吡蟲啉在菜薹上的MRL值為0.5mg/kg，在芥藍上的MRL值為1mg/kg，在青花菜上的MRL值為1mg/kg。

3 結論

本研究建立了菜薹、芥藍和青花菜中吡蟲啉的殘留分析方法。樣品經(jīng)乙腈振蕩提取，鹽析后取上層乙腈相濃縮，用50mgPSA和25mgGCB對濃縮液進行分散固相萃取凈化，高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀檢測分析。吡蟲啉在菜薹、芥藍和青花菜中的平均回收率分別為82.2%～99.7%、92.9%～108.3和80.3%～100.5%，相對標準偏差分別為2.5%～6.0%、0.6%～3.1%和1.9%～2.8%，定量限均為0.02mg/kg。該方法回收率及精密度較好，均符合農(nóng)藥殘留分析試驗的要求。

在湖南試驗地進行消解動態(tài)試驗，吡蟲啉在菜薹、芥藍和青花菜中的消解曲線符合一級動力學方程，消解半衰期在1.8～2.1d之間，消解迅速。吡蟲啉在3種蔬菜中的原始沉積量差異較大，這可能與作物形態(tài)、葉片形狀和葉片表面結構有關，但原始沉積量對消解速率影響不大。

在黑龍江、江蘇和湖南3地進行最終殘留試驗，菜薹和芥藍施藥劑量相同為22.5ga.i./ha、30ga.i./ha，施藥1、2次，末次施藥5 、7 和10d后，菜薹中的殘留量分別為<0.02～0.080mg/kg、<0.02～0.033mg/kg和<0.02～0.027mg/kg，芥藍中的殘留量分別為0.021～0.15mg/kg、<0.02～0.079mg/kg和<0.02～0.040mg/kg。青花菜的施藥劑量為30ga.i./ha、45ga.i./ha，施藥2、3次，末次施藥5d、7d和10d后，青花菜中的殘留分別為<0.02～0.33mg/kg、<0.02～0.21mg/kg和<0.02～0.13mg/kg。吡蟲啉在3種蔬菜中的殘留量隨施藥劑量、施藥次數(shù)的增加而增大，隨采收間隔的延長而減小。芥藍與菜薹施藥總量相同但殘留量略高，青花菜中吡蟲啉的殘留量顯著高于另2種蔬菜，3種蔬菜中殘留量的差異可能與植株形態(tài)有關，因此食用青花菜對吡蟲啉的攝入風險明顯高于菜薹和芥藍。

根據(jù)我國吡蟲啉的登記情況、普通人群的人均膳食結構及本研究的試驗結果，推薦吡蟲啉在我國的最大在菜薹、芥藍和青花菜中的最大殘留限量值分別為0.5、1、1mg/kg。