噁唑酰草胺和氰氟草酯在水稻中的殘留及膳食風(fēng)險評估

王曉玉，戈大慶，潘金菊，韓濟峰，馮義志，梁 林*

(1.山東省農(nóng)藥科學(xué)研究院 山東省化學(xué)農(nóng)藥重點實驗室，山東 濟南 250033 2.平度市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，山東 青島 266700)

大米是世界上最重要的谷物之一。但是，雜草對稻田的競爭可以使水稻出苗率降低50%，產(chǎn)量降低57%[1-2]。為了保證水稻高效生產(chǎn)，除草劑被廣泛應(yīng)用于水田雜草的防除。噁唑酰草胺(Metamifop)和氰氟草酯(Cyhalofop-butyl)同屬芳氧苯氧丙酸酯類除草劑，此類除草劑對非禾本科雜草具有高度的選擇性，所以在全球范圍內(nèi)被廣泛用來防治禾本科雜草[3-7]。到目前為止在中國登記的二者混配的產(chǎn)品近20種[8]。研究表明噁唑酰草胺和氰氟草酯對斑馬魚等多種水生生物均有不同程度毒性[6-7]。它們在環(huán)境中可降解為N-(2-氟苯基)-2-(4-羥基苯氧基)-N-甲基丙酰胺(HPFMPA)、N-(2-氟苯基)-2-羥基-N-甲基丙酰胺(HFMPA)、6-氯-苯并惡唑酮(6-CBO)、氰氟草酸和氰氟草二酸等多種代謝物[9-12]。本文采用QuEChERS方法，超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜方法(HPLC-MS/MS)檢測了噁唑酰草胺及其代謝物HPFMPA、HFMPA、6-CBO、氰氟草酯及氰氟草酸和氰氟草二酸。應(yīng)用此方法對中國12個地區(qū)的水稻樣品進行了檢測，并對噁唑酰草胺和氰氟草酯在大米中的膳食風(fēng)險進行了評估。為噁唑酰草胺和氰氟草酯在水稻中的合理使用提供了技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料和試劑 20%噁唑·氰氟乳油；氰氟草酯標準品(純度為98.05%)；氰氟草酸標準品(純度為84.4%)；氰氟草二酸標準品(純度為99.8%)；噁唑酰草胺標準品(純度為90%)；6-氯-苯并惡唑酮(6-CBO)標準品(純度為98.3%)；N-(2-氟苯基)-2-(4-羥基苯氧基)-N-甲基丙酰胺(HPFMA)標準品(純度為99.5%)；N-(2-氟苯基)-2-羥基-N-甲基丙酰胺(HFMPA)標準品(純度為99.5%)；氯化鈉(分析純)；乙腈(色譜純)；甲酸(色譜純) ；醋酸銨(色譜純)。

1.2 儀器 高效液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(LCMS-8030)；高效液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(Agilent 1290Ⅱ-6460)；多功能食品加工機(XBLL-25A)；電子天平(AL204)；電子天平(JA21002)；臺式通風(fēng)離心機(Sorvall ST16)；多管渦旋混合儀(MTV-100)；實驗室超純水機(Exceed-Cd-08)；精密移液槍以及其它實驗室常用儀器設(shè)備。

1.3 田間試驗設(shè)計 20%噁唑·氰氟乳油在水稻上防治一年生雜草的推薦使用劑量：180～210g a.i/ha，在水稻2葉1心、禾本科雜草2～3葉期施藥，莖葉噴霧，1次施藥。

按照《農(nóng)藥登記殘留試驗區(qū)域指南》[13]選擇實驗地點：黑龍江省肇東市、吉林省長春市、山東省濟南市、上海市青浦區(qū)、安徽省合肥市、湖南省岳陽市、湖北省武漢市、廣西壯族自治區(qū)南寧市、四川省彭州市、云南省玉溪市、海南省澄邁縣、廣東省湛江市；試驗時間：2018年；按照《農(nóng)作物中農(nóng)藥殘留試驗準則》[14]要求設(shè)試驗小區(qū)，設(shè)置1個處理小區(qū)，和1個空白對照小區(qū)(不施藥)，小區(qū)面積≥100m2，小區(qū)間設(shè)保護帶。20%噁唑·氰氟乳油，按照：210g a.i/ha，在水稻2葉1心、禾本科雜草2～3葉期施藥，莖葉噴霧，1次施藥。收獲期在小區(qū)中按照采樣規(guī)范剪取土表以上的全株，采樣點≥12點，采樣量≥1kg。處理小區(qū)分別采集2個獨立樣品，對照小區(qū)采集1個樣品。地頭或邊緣0.5m內(nèi)不采樣。稻谷脫粒并充分混勻，秸稈剪成1cm以下的小段，用四分法縮分樣品，裝入可封口樣品袋中，貼好標簽后立即放入-18℃以下冰柜中待測。

1.4 儀器條件

1.4.1 氰氟草二酸、氰氟草酸和6-CBO 島津LCMS-8030液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀；色譜柱：poroshell 120 SB-C18(100mm×4.6mm，2.7μm)；進樣體積：2μL；流動相：5mmol/L醋酸銨水溶液(含0.1%甲酸)+乙腈=30+70(v/v)；流速：0.7mL/min；質(zhì)譜條件：電噴霧離子源(ESI)；毛細管電壓：3.5kV；加熱塊溫度：400℃；干燥氣溫度：250℃；干燥氣流量：15L/min；霧化氣流量：3L/min；碰撞氣：Ar。

1.4.2 噁唑酰草胺、氰氟草酯、HPFMPA和HFMPA Agilent 1290Ⅱ-6460 高效液相色譜三重四級桿串聯(lián)質(zhì)譜儀；色譜柱：Eclipse PlusC18RRHD(50mm×2.1mm，1.8μm)；進樣體積：2μL；流動相：5mmol/L醋酸銨水溶液(含0.1%甲酸)+乙腈=30+70(v/v)；流速：0.3mL/min；質(zhì)譜條件：電噴霧離子源(ESI)；毛細管電壓：4kV；干燥氣溫度：300℃；干燥氣流量：11L/min；霧化氣壓力：15psi；碰撞氣：N2。

1.5 樣品處理 準確稱取搗碎的糙米樣品5.0g(稻殼和秸稈2.0g)至50mL具塞塑料離心管中，加入10mL1%甲酸水溶液和10mL乙腈，2 500r/min渦旋提取5min，加入4g氯化鈉，劇烈振蕩1min；4 000rpm/min離心5min；取上清液1mL過0.22μm有機系濾膜，待檢測。

1.6 風(fēng)險評估計算 氰氟草酯監(jiān)測和膳食評估定義為氰氟草酯、氰氟草酸、氰氟草二酸之和，以氰氟草酯表示。

噁唑酰草胺監(jiān)測定義為噁唑酰草胺；評估定義為噁唑酰草胺母體及其代謝物6-CBO、HPFMPA和HFMPA之和，以噁唑酰草胺表示。

膳食暴露和風(fēng)險評估采用以下公式計算：

NEDI(mg/kg，bw)=

(1)

(2)

其中 NEDI為國家估算每日攝入量；FI為食物攝入量；STMR為試驗中位殘留量；bw為中國居民的平均體重；RQ為風(fēng)險商；ADI為每日允許攝入量。RQ值越高表示接觸農(nóng)藥的風(fēng)險越高；RQ>1表示對人類健康的風(fēng)險不能接受[15-16]。

1.7 方法驗證 標準曲線分別用乙腈、糙米、稻殼和秸稈空白基質(zhì)梯度稀釋配得1、0.5、0.1、0.05、0.01mg/L，在1.4節(jié)色譜條件下進行測定。方法回收率通過在空白糙米中添加0.02、0.05、0.1mg/kg標準品，在稻殼和秸稈中添加0.05、0.1、0.5mg/kg標準品，每個質(zhì)量濃度5次平行試驗。按1.5節(jié)方法進行提取，按1.4節(jié)色譜條件進行檢測，測定回收率及相對標準偏差。以最低添加濃度表示為方法定量限。

2 結(jié)果和討論

2.1 線性 結(jié)果表明(表1)，在0.01～1mg/L范圍內(nèi)，噁唑酰草胺、HPFMPA、HFMPA、6-CBO、氰氟草酯、氰氟草酸和氰氟草二酸在乙腈、糙米、稻殼和秸稈空白基質(zhì)溶液中定量離子對峰面積與進樣質(zhì)量濃度間均呈良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)(r)都>0.998 1。

表2 噁唑酰草胺等7種分析物的線性方程、相關(guān)系數(shù)、斜率比及定量限

2.2 基質(zhì)效應(yīng) 采用基質(zhì)標準曲線斜率和溶劑標準曲線斜率之比(k)來評價基質(zhì)效應(yīng)：當k>1.1時為基質(zhì)增強效應(yīng)，k<0.9為基質(zhì)減弱效應(yīng)，而當k在0.9～1.1之間時為基質(zhì)效應(yīng)不明顯[17]。(表2)可知，噁唑酰草胺等7種藥劑在水稻等基質(zhì)中均存在明顯基質(zhì)減弱效應(yīng)。為保證方法通用性，本試驗均采用基質(zhì)標樣消除基質(zhì)效應(yīng)。

2.3 添加回收試驗 添加回收試驗結(jié)果表明(表3)：噁唑酰草胺等7種藥劑在糙米、稻殼和秸稈中不同添加的平均回收率為83%～112%，相對標準偏差分別為1%～16%。符合《農(nóng)作物中農(nóng)藥殘留試驗準則》(NY/T788-2018)的要求[18]。

2.4 噁唑酰草胺和氰氟草酯在水稻中的最終殘留量及膳食風(fēng)險評估 最終殘留試驗表明：噁唑酰草胺、HPFMPA、HFMPA、6-CBO、氰氟草酯、氰氟草酸和氰氟草二酸等在水稻基質(zhì)中殘留量均小于方法定量限。根據(jù)噁唑酰草胺和氰氟草酯的監(jiān)測和膳食風(fēng)險評估定義計算噁唑酰草胺和氰氟草酯在水稻基質(zhì)中的殘留量(表4)。本次評估以糙米中噁唑酰草胺(0.08mg/kg)和氰氟草酯(0.06mg/kg)殘留量進行評估。目前，噁唑酰草胺和氰氟草酯在中國僅登記水稻[19-20]。中國居民的平均體重為63kg，噁唑酰草胺和氰氟草酯ADI值分別為0.017mg/kg bw和0.01mg/kg bw[21]，根據(jù)中國健康與營養(yǎng)調(diào)查總結(jié)報告，米及其制品的攝入量為0.239 9kg。噁唑酰草胺和氰氟草酯在水稻中風(fēng)險商數(shù)RQ值分別為0.018和0.023，遠小于1。因此，噁唑酰草胺和氰氟草酯在水稻中的殘留量對我國一般人群健康的影響是在一個可接受的風(fēng)險水平。

3 結(jié)論和討論

建立了噁唑酰草胺、HPFMPA、HFMPA、6-CBO、氰氟草酯、氰氟草酸和氰氟草二酸在糙米、稻殼和秸稈中的殘留分析方法。在不同添加水平下噁唑酰草胺等7種藥劑在水稻基質(zhì)中的回收率為83%～112%，相對標準偏差為1%～16%。滿足農(nóng)藥殘留檢測的要求。

目前，我國食品安全農(nóng)藥最大殘留限量制定噁唑酰草胺和氰氟草酯在水稻中的最大殘留限量分別為0.05mg/kg和0.1mg/kg。本試驗結(jié)果表明：噁唑酰草胺和氰氟草酯在水稻中殘留量均低于我國制定的最大殘留限量標準。膳食風(fēng)險評估結(jié)果表明水稻中噁唑酰草胺和氰氟草酯殘留量不會我國一般人群健康產(chǎn)生影響。本研究中長期膳食攝入是根據(jù)規(guī)范殘留試驗中值殘留限量進行評估。本試驗結(jié)果為噁唑酰草胺和氰氟草酯在水稻中的合理使用提供了數(shù)據(jù)支持。

表2 噁唑酰草胺等7種分析物采集質(zhì)譜信息

表3 噁唑酰草胺等7種分析物在水稻中添加回收

續(xù)表

表4 噁唑酰草胺和氰氟草酯在水稻中最終殘留