阿維菌素4種劑型中壬基酚聚氧乙烯醚與壬基酚的含量及其從外包裝中的遷移

羅惠莉, 賀曉美, 周靜如, 張舸帆

(湖南農(nóng)業(yè)大學 資源環(huán)境學院，湖南省環(huán)境保護畜禽養(yǎng)殖與農(nóng)業(yè)種植污染控制工程技術中心，長沙 410128)

壬基酚聚氧乙烯醚 (NPEOs) 和4-n-壬基酚 (以下簡稱NP) 是農(nóng)藥生產(chǎn)中常用的非離子表面活性劑，作為乳化劑或分散劑廣泛用于農(nóng)藥乳油、微乳劑、水乳劑、懸浮劑或水分散粒劑等劑型中，占烷基酚聚氧乙烯醚 (APEOs) 產(chǎn)品的80%～85%[1]。NPEOs的代謝物NP屬于環(huán)境激素，即內分泌干擾物，可與雌性激素受體結合[2]，進而影響人和動物的生殖、免疫、神經(jīng)及心血管等系統(tǒng)的功能[3]。由于其存在環(huán)境影響和健康風險，2001年歐盟將NP列為“優(yōu)先管理有害物質”，后又規(guī)定APEOs及APs (烷基酚) 含量高于0.1%的化學品及其制品不能用于殺蟲劑和生物殺滅劑、紡織品和皮革加工、化妝品等[4]。2015年中國農(nóng)業(yè)部《農(nóng)藥助劑禁限用名單》 (征求意見稿) 也將NPEOs和NP列為禁用助劑[5]，但在各類農(nóng)藥制劑中近年來仍時有檢出報道。林琴等[6]測定了茶園中使用的51種農(nóng)藥制劑，NPEOs檢出率90.2%，檢出量為ND～32.1%，表明NPEOs在茶園用農(nóng)藥中應用普遍。江澤軍等[7]測定了6類液體農(nóng)藥制劑中APs 及APEOs的含量，發(fā)現(xiàn)在乳油中NP和NPEOs均有檢出，在懸浮劑和微乳劑中僅檢出NPEOs，而在水劑、水乳劑及可溶液劑中均未檢出；在除草劑、殺蟲劑、殺菌劑以及植物生長調節(jié)劑中均有檢出。

NPEOs和NP可在水體、土壤和作物上殘留并經(jīng)生物吸收累積。趙陳晨等[8]報道，其在土壤表層檢出了含量為3.1 μg/kg的NP，而在污水處理廠底泥中檢出了含量為35.0～159.3 μg/kg的NP。Luo等[9]檢測了湖南省湖泊及河流的魚類樣品中NP的含量，結果其在ND～3.27 ng/g之間。Korsman等[10]研究了NP及其乙氧基酸鹽在河口-海洋食物鏈中的生物累積和生物放大模型，發(fā)現(xiàn)其能在生物體中進行生物轉化。

在菜地及蔬菜中NP等物質的檢出往往與農(nóng)藥，特別是殺蟲劑，以及灌溉水的使用有關。She等[11]測定了白菜、黃瓜、大豆和玉米中NP及壬基酚二氧乙烯醚 (NP2EO)的含量，結果分別為(9.70 ± 2.8)～(72.5 ± 1.9) μg/ kg和(0.11 ± 1.0)～(15 ±2.5) μg/ kg。Fang等[12]研究了NP在中國8省常見的韭菜和卷心菜中的殘留量，發(fā)現(xiàn)在223個樣品中，有43.50%的樣品中檢出了NP，含量高達51.90 μg/kg。Cai等[13]在珠江三角洲蔬菜農(nóng)場的土壤和蔬菜中檢出了NP，其在土壤中的含量為ND～7.22 μg/kg，蔬菜中的為1.11～4.73 μg/kg。呂岱竹等[14]的研究結果表明， NPEOs在香蕉及土壤中的消解半衰期分別為8.8～12 d 和 6.9～8.5 d，而其降解產(chǎn)物 NP 在香蕉及土壤中的半衰期為16～18 d和 24～26 d。

目前，NP及NPEOs在中國的塑料、印染、紡織等化工行業(yè)中仍被廣泛使用。近年來，在塑料制品，尤其是食品包裝中有關烷基酚的遷移和存在的潛在健康風險已有較多報道[15-17]。陳旭明等[16]檢測出膨化食品包裝袋有NP遷移，遷移量為0.067 mg/kg；馬強等[17]分別測定了塑料、紙張及玻璃等30 種食品包裝材料，發(fā)現(xiàn)有24個樣品檢出NP，含量最高達到3 374.32 μg/kg。

阿維菌素類農(nóng)藥因其超高的藥效及安全、寬廣的殺蟲譜等優(yōu)點[18-19]已成為農(nóng)用和獸用的高效生物源殺蟲劑[20]。據(jù)中國農(nóng)藥信息網(wǎng)記載，截至2018年底，登記的阿維菌素類農(nóng)藥共2 428種且以乳油為主。但對該類殺蟲劑中NPEOs和NP含量的檢測及其在外包裝材料中的貢獻分析少見報道，同時國內外對商品農(nóng)藥包裝材料中NPEOs及NP向農(nóng)藥制劑中遷移情況也未見探索研究，對于包裝產(chǎn)品有毒有害物質也未其規(guī)定限量。

鑒于此，本研究以有效成分為阿維菌素的4種主要劑型 (乳油、水乳劑、懸浮劑、微乳劑)的商品農(nóng)藥為研究對象，通過高效液相色譜-熒光法對制劑及其外包裝材料中NPEOs和NP的含量和溶出遷移量進行檢測，以甲醇為油基模擬物，分析外包裝材料中NPEOs和NP的貢獻率，旨在為阿維菌素類殺蟲劑及農(nóng)藥中NPEOs和NP的限量使用及監(jiān)管提供技術依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 儀器和試劑

LC-20AT 型高效液相色譜儀配RF-20A 熒光檢測器 (日本島津公司)；AUY220 電子天平 (精度0.000 1 g，日本島津公司)；KQ5200 型數(shù)控超聲波發(fā)生器 (昆山市超聲儀器有限公司)。

4-n-壬基酚 (NP，99.9%，相對分子質量220.35)和壬基酚聚氧乙烯醚 (NPEOs，99.7%)，德國Dr. E 公司；甲醇 (色譜純)，美國TEDIA公司。

1.2 農(nóng)藥樣品及前處理

1.2.1 樣品采集 43種阿維菌素類農(nóng)藥樣品購自湖南長沙、益陽及常德等地農(nóng)資市場，包括阿維菌素、甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽及阿維菌素復配制劑。主要劑型為乳油 (EC)、水乳劑 (EW)、微乳劑 (ME) 和懸浮劑 (SC)，其中EC占65.12%，有效成分質量分數(shù)在0.1%～6.7% (表1)。

表1 阿維菌素類制劑樣品信息Table 1 Information of abamectin samples

1.2.2 制劑樣品前處理 準確稱取 0.1 g (± 0.005 g)農(nóng)藥制劑樣品于10 mL具塞玻璃試管中，用5 mL甲醇超聲2 min，定容至10 mL。取上述試樣0.5 mL，用甲醇定容至5 mL，再重復稀釋1次，得到稀釋10 000倍的分散液。取1 mL分散液，過0.22 μm濾膜，待分析。

1.3 外包裝取樣及處理

根據(jù)表1中樣品檢測結果，選取其中8個樣品的外包裝材料進行試驗 (表2)。NPEOs和NP的遷移試驗參考陳旭明等[16]的方法。塑料浸出方法依據(jù)相關國家標準[21-22]進行。將塑料包裝袋 (瓶)剪成2 cm × 2 cm的方塊，用水和甲醇反復清洗，再用適量甲醇超聲清洗兩次，每次5 min。晾干后放入錐形瓶中，加入25 mL甲醇浸泡，并將瓶口密封。分別于2 h和7、15、30 d取浸泡液1 mL，過0.22 μm濾膜，待分析。

表2 部分農(nóng)藥制劑外包裝信息Table 2 Information of some packing samples

根據(jù)公式 (1) 計算外包裝材料中NPEOs和NP遷移貢獻率。

式中，Cn為貢獻率，%；Q為外包裝遷移量，油基模擬物為甲醇，μg/cm2；A為與制劑接觸的外包裝部分的面積，cm2；C為制劑樣品檢出量，%。

1.4 色譜檢測條件

采用Agilent Poroshell 120 EC-C18色譜柱(4.6 mm × 100 mm，2.7 μm)；柱溫 35 ℃；熒光檢測器激發(fā)波長為260 nm，發(fā)射波長為296 nm；流動相為V(甲醇) :V(水) = 75 : 25；流速1.2 mL/min；進樣量10 μL。保留時間30 min。

1.5 標準溶液配制及標準曲線繪制

分別準確稱取NPEOs和NP標準品10 mg (精確至 0.000 1 g) 于100 mL容量瓶中，用甲醇溶解并定容，得到100 mg/L的儲備液，再用甲醇稀釋成0.05，0.1、0.5、1、2、5、10及20 mg/L標準工作溶液。按1.4節(jié)條件檢測。以目標物質量濃度 (x) 為橫坐標，以相應的峰面積響應值 (y) 為縱坐標，繪制標準曲線并建立線性回歸方程。

1.6 添加回收試驗

隨機選取各種供試農(nóng)藥制劑樣品各一個進行添加回收試驗。樣品編號分別為A17 (5%阿維菌素EC)，A28 (1%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽EW)，A20 (1.8%阿維菌素ME)，A22 (2%阿維菌素SC)。NPEOs和NP添加水平均為0.5、5和20 mg/g，每個水平3次重復。計算平均添加回收率及相對標準偏差。

2 結果與分析

2.1 檢測方法的建立

2.1.1 標準曲線 在1.4節(jié)色譜檢測條件下，NPEOs和NP在0.05～20 mg/L范圍內的響應值與對應的質量濃度間線性關系良好。線性方程及相關系數(shù)r分別為：y= 1.13 × 105x+ 3 749.5，r= 0.998 4；y= 9.99 × 104x? 2 513.4，r= 0.998 3。以3倍信噪比確定方法的檢出限 (LOD) 為0.05 mg/L。

2.1.2 添加回收率 由表3可知：在0.5、5和20 mg/g添加水平下，NPEOs的回收率為79%～108%，RSD 為1.4%～11%，NP的回收率為82%～106%，RSD為1.1%～14%，滿足分析的要求。以最低添加水平 (0.5 mg/g) 為定量限。典型色譜圖見圖1。

表3 NPEOs和NP在不同樣品中的添加回收率及相對標準偏差 (n = 3)Table 3 Mean recoveries and relative standard deviation (RSD) for NPEOs and NP spiked in different samples (n = 3)

2.2 制劑樣品中NPEOs和NP的含量及分布

樣品中NPEOs及NP的檢出量分布見如圖2所示。圖中縱坐標以質量分數(shù) (%) 表示，平均值及中位數(shù)為檢出量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，均不包括未檢出樣品 (LOQ為0.5 mg/g，對應樣品中含量即0.05%)；同時，未檢出樣品以1/2 LOQ記值并標識在圖中。結果表明，43個樣品中有31個樣品檢出NPEOs或NP，其中NPEOs的檢出率為60.47%，NP檢出率為62.79%，檢出量分別為0.06%～6.83%及0.06%～8.41%。

4種劑型制劑樣品中均有NPEOs和NP檢出：EW中NPEOs和NP檢出率最高，均為75%；其次為EC，NPEOs和NP的檢出率分別為68.97%和72.41%；而SC中NP和NPEOs的檢出率最小，均為20%。同時，復配制劑中NPEOs和NP檢出率分別為91.66%和75%，分別高于單劑檢出率48.39%和58.06%。該結果表明，在阿維菌素類EW、EC以及復配制劑的制備中使用非離子表面活性劑NPEOs及NP較普遍，這也驗證了多年來非離子型表面活性劑不僅是乳油中乳化劑的主要組成，也是水基型制劑專用助劑的主要組成[23-24]。

43個制劑樣品中同時檢出NPEOs和NP的樣品數(shù)為22，占比51.16%。其中，EW中兩者同時檢出率為75%，EC中為62.07%，ME中為20%，而SC中沒有樣品同時檢出NPEOs和NP，表明在水乳劑和乳油制劑中NPEOs和NP均被添加使用的情況較多，或NPEOs的添加量較高，導致其代謝產(chǎn)物NP被檢出。

EC樣品中NPEOs和NP的最高檢出量分別為6.83% (A26)和8.41% (A9)，也是所測樣品中的最大值。NPEOs和NP檢出量的平均值分別為1.44%和1.01%，中位數(shù)分別為0.32%和0.30%。高于平均值的NPEOs檢出樣品數(shù)占比為40%，含量在1.77%～6.83%；而高于平均值的NP檢出樣品數(shù)占比為19.05%，含量在1.05%～8.41%。其次檢出量較高的是EW，NPEOs檢出量的平均值為0.96%，中位數(shù)為1.08%；NP檢出量的平均值為0.38%，中位數(shù)為0.25%。

比較阿維菌素EC和EW兩類制劑中NPEOs和NP檢出率及檢出量，可以看出，NPEOs的使用比NP更普遍，使用量也更大。其中EC中以添加NPEOs為主，而EW中兩者均使用。

在26個有NPEOs檢出的樣品中有22個同時檢出了NP，占NP檢出樣品總數(shù)的81.48%，兩者檢出量的相關系數(shù)為0.284 8 (p＞ 0.05)。高于NPEOs檢出量中位數(shù) (0.30%) 的樣品有12個同時檢出了NP，其中有11個樣品中NP的檢出量高于中位數(shù) (0.25%)，此時兩者的相關系數(shù)為0.073 0(p＞ 0.05)。表明樣品中NPEOs和NP檢出量并不呈顯著相關，尤其在檢出量較高的樣品中，相關性更差，表明NP更多來源于農(nóng)藥制劑中添加或外包裝材料，而不是NPEOs降解或未反應的底物殘余。

在NPEOs檢出樣品中，低于其檢出量中位數(shù)(0.30%) 的檢出含量范圍在0.06%～0.28%，其中＜ 0.10%的有5個；而低于NP檢出量中位數(shù)(0.25%) 的檢出含量范圍在0.06%～0.22%，其中＜ 0.10%的有4個。由于樣品中低濃度的NP可能來自于合成過程中未反應的底物或NPEOs的降解，也可能來源于外包裝材料溶出、遷移，因此需進一步源解析。

2.3 外包裝材料中NPEOs和NP的遷移及貢獻率分析

2.3.1 外包裝材料中NPEOs和NP的遷移分析

目前國內商品化農(nóng)藥制劑的包裝材料多為塑料制品，而NPEOs和NP系列產(chǎn)品在塑料加工過程中廣泛使用。NP不溶于水，易溶于丙酮、乙醇和三氯甲烷等有機溶劑，而20.5 ℃時，NPEO1-4在水中的溶解度為3.02～9.48 mg/L[3]。由于農(nóng)藥EC、EW和ME等制劑中含大量有機溶劑，因此在貯藏期農(nóng)藥塑料包裝中的NP和NPEOs存在向制劑中遷移的可能。

結果 (圖3) 表明：包裝材料經(jīng)甲醇浸泡后2 h，NPEOs和NP的遷移量分別為0.16～49.34和0.19～18.05 μg/cm2，標準偏差分別為17.03和6.29；處理30 d NPEOs和NP的遷移量分別為0.76～66.48和2.84～137.79 μg/cm2，標準偏差分別為21.89和46.79。7 d時外包裝樣品NPEOs和NP的遷移量分別占30 d遷移量的39.91～97.37%和16.10～87.65%；而15 d時這一差異縮小，NPEOs和NP的遷移量分別占30 d遷移量的46.64～100.82%和46.89～102.03%。

各包裝樣品中NP和NPEOs的遷移速率均在2 h內達到最大值，特別是A27和A9樣品中NP的遷移速率分別高達223.65 μg/(cm2·d)和94.17 μg/(cm2·d)；同時，NPEOs 2 h遷移速率也較大，分別為614.76 μg/(cm2·d)和56.48 μg/(cm2·d)。7 d時NPEOs和NP的遷移速率均大幅降低，為2 h遷移速率的0.05%～40.97%和0.67%～40.98%。在2 h遷移量及遷移速率均較大的樣品A27包裝樣品中NPEOs和NP遷移速率降幅最大，分別降低99.33%和99.95%。7 d后各樣品溶出遷移趨于穩(wěn)定，30 d時雖然各樣品中NPEOs和NP的遷移量相比15 d時仍有增加，但遷移速率變化不大，在0.01～0.30 μg/(cm2·d)和0.01～2.28 μg/(cm2·d)。表明塑料外包裝材料中的NPEOs和NP均易于溶出并遷移至農(nóng)藥制劑中。NPEOs在試驗初期 (＜ 7 d) 已基本溶出并遷移，但含NP較多的樣品則隨浸泡時間延長而逐漸溶出NP。

對于A18樣品，30 d時NP的遷移量和遷移速率是15 d時的2.16倍，這可能是由于包裝材料中NPEOs逐漸溶出及降解，導致NP檢出量增加。

2.3.2 外包裝材料中NPEOs和NP的貢獻率分析以試驗初期2 h和后期30 d平均遷移量計算的外包裝材料中NPEOs和NP貢獻率見表4。

表4 外包裝材料中NPEOs和NP貢獻率Table 4 Contribution rate of NPEOs and NP from packing material

除A9、A15和A36樣品2 h NP的貢獻率外，各外包裝材料中NP的貢獻率均比NPEOs高，2 h NP貢獻率是NPEOs的7.52～97.94倍；NPEOs的貢獻率在0.000 2～0.179%，而NP的貢獻率在0.000 5～1.347%。30 d時NP貢獻率是NPEOs的1.66～107.51倍。NPEOs的30 d貢獻率在0.004%～0.241%，NP的30 d貢獻率為0.007%～2.568%。NP貢獻率均值 (2 h：0.226%；30 d：0.941%) 和中位數(shù) (2 h：0.086%；30 d：0.352%) 均大于NPEOs的均值 (2 h：0.041%；30 d：0.098%) 和中位數(shù) (2 h：0.009%；30 d：0.067%)。

2 h時NP貢獻率與NPEOs貢獻率的相關系數(shù)為 0.857 9 (p＜ 0.05)，兩者顯著相關。表明外包裝材料中NPEOs和NP均易于溶出并遷移至制劑中，這也與2.3.1節(jié)中遷移速率的分析相符；而30 d時NP貢獻率與NPEOs貢獻率的相關系數(shù)為0.372 6(p＞ 0.05)，兩者相關性不顯著。由于制劑外包裝中的NPEOs在試驗初期 (＜ 7 d) 已基本溶出并遷移，而其中NP含量比NPEOs高，包裝材料中NP隨浸泡時間延長而逐漸溶出，導致NP貢獻率增大。從包裝材料類型分析，塑料袋中NP貢獻率比塑料瓶中的大。

雖然NPEOs在土壤[25]和水中的降解已有相關研究[26]，但仍缺乏其在有機溶劑中儲存或降解性能參數(shù)。本研究按照1.3節(jié)與樣品處理同期設置10 mg/L的NPEOs和NP在甲醇中的添加空白組，于2 h～30 d同步進行檢測，發(fā)現(xiàn)NPEOs及NP含量變化在0.91%～4.16%和3.13%～3.41%之間，表明NPEOs及NP在油基模擬液甲醇中均較穩(wěn)定。因此NP與NPEOs貢獻率的相關性在試驗后期增強，并不是因為NPEOs的分解，而是隨浸泡時間延長NPEOs逐漸溶出導致。雖然目前認為NPEOs先分解為短鏈，然后進一步降解為小分子的NP1EO和NP2EO，最終降解為NP；NP由于其苯環(huán)結構穩(wěn)定，很難降解[27-28]，但在EW中，尤其A18樣品仍需考慮NPEOs在水中溶出并降解的可能。

3 結論

通過高效液相色譜-熒光法對阿維菌素類殺蟲劑EC、EW、ME和SC 4種制劑中的NPEOs和NP含量進行了檢測。結果表明，各劑型制劑中均檢出NPEOs和NP，其中EW和EC中檢出率高，SC中檢出率低，復配制劑中NPEOs和NP的檢出率高于單劑。按檢出量均值及中位數(shù)由大到小的制劑為EC ＞ EW ＞ ME ＞ SC。NPEOs和NP的最高檢出量6.83%和8.41%出現(xiàn)在EC樣品中。EC中NPEOs的含量多于NP，而在EW中兩者相當。

以甲醇為油基模擬物浸泡外包裝材料，試驗初期NPEOs溶出并遷移即達到相對穩(wěn)定，而NP隨浸泡時間延長而逐漸溶出。30 d時外包裝塑料中NP貢獻率是NPEOs的1.66～107.51倍，且塑料袋中NP貢獻率比塑料瓶中的大。NP最大貢獻率為2.568%，而NPEOs的為0.241%，表明農(nóng)藥外包裝用塑料中NP相對較多，但在檢出量較高的制劑中，NPEOs和NP主要來源仍是在制劑生產(chǎn)中添加。本研究通過分析阿維菌素類主要劑型制劑及其外包裝材料中NPEOs及NP的含量和來源，為該類農(nóng)藥生產(chǎn)中NPEOs和NP的使用監(jiān)管及其施用環(huán)境影響提供了技術依據(jù)。