吡蟲啉、苯醚甲環(huán)唑和百菌清在甘藍(lán)中的消解及殘留分布

高慶超, 胡家萌, 李亞輝,2, 梁 穎*,,2, 張志勇*,,2

(1. 江蘇省食品質(zhì)量安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210014；2. 江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與營養(yǎng)研究所，南京 210014)

甘藍(lán)莖葉脆嫩，富含維生素C、葉酸、異硫氰酸鹽和酚酸等多種營養(yǎng)成分[1-3]，具有抗氧化[4-5]、抑制腫瘤[6-7]和保護(hù)心血管健康[8]等多種生理活性功能，在居民飲食健康方面占據(jù)重要地位[9]。甘藍(lán)生長過程中易受病蟲害侵染，軟腐病、黑斑病以及菜青蟲、蚜蟲等均會嚴(yán)重影響甘藍(lán)的產(chǎn)量和品質(zhì)，而施用農(nóng)藥是避免或降低病蟲害危害的必要手段。吡蟲啉登記用于甘藍(lán)的產(chǎn)品超過100 種，主要用于防治甘藍(lán)蚜蟲；百菌清登記用于葉菜類蔬菜的產(chǎn)品超過10 種，主要用于防治葉菜類蔬菜白粉病和霜霉病，但登記用于甘藍(lán)的產(chǎn)品僅1 種，用于防治甘藍(lán)霜霉病；苯醚甲環(huán)唑雖沒有登記用于甘藍(lán)的產(chǎn)品，但有20 余種登記用于防治大白菜黑斑病[10]。黑斑病也是甘藍(lán)的主要病害，實(shí)際調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，苯醚甲環(huán)唑用于甘藍(lán)黑斑病防治的情況時(shí)有出現(xiàn)，中國國家標(biāo)準(zhǔn)中也對苯醚甲環(huán)唑在結(jié)球甘藍(lán)中的限量做出了規(guī)定[11]。

近年全國各省、市食用農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全例行監(jiān)測及農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)督抽查公布數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)我國農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全合格率雖已有大幅提升，但葉菜類蔬菜合格率相比其他蔬菜較低，其中，近些年來，在河南省、陜西省及四川省成都市、河北省石家莊市等地采集的大批蔬菜樣品中，吡蟲啉、苯醚甲環(huán)唑和百菌清的超標(biāo)率和檢出率較高[12-15]。甘藍(lán)是葉菜類蔬菜中重要的蔬菜，其生長周期短，施用農(nóng)藥時(shí)直接噴灑在可食用部分，采收間隔期短，居民消費(fèi)量高，因此，甘藍(lán)中農(nóng)藥殘留的風(fēng)險(xiǎn)不容忽視。

目前已有采用液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜 (LC-MS/MS)技術(shù)檢測吡蟲啉和苯醚甲環(huán)唑在蕹菜、秋葵等蔬菜殘留的報(bào)道[16]，而百菌清的殘留分析多采用氣相色譜法 (GC) 進(jìn)行[17-19]。針對目前葉菜類蔬菜中農(nóng)藥殘留現(xiàn)狀及安全風(fēng)險(xiǎn)，本研究以露地栽培的甘藍(lán)為對象，選擇葉菜類蔬菜中常用及檢出率較高的吡蟲啉、苯醚甲環(huán)唑和百菌清，通過田間試驗(yàn)，分別采用LC-MS/MS 和GC 檢測方法，研究3 種農(nóng)藥在露地甘藍(lán)中的消解動態(tài)和殘留分布規(guī)律，以期為其在甘藍(lán)中的合理使用和安全食用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 儀器和試劑

Agilent 1290-6470 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀和Agilent 6890B 氣相色譜儀 (Agilent，美國) ；NEVAP 型氮吹儀 (Organomation，美國) ；液氮打樣機(jī) (Philips，美國) ；WH-3 微型旋渦混合儀 (上海滬西分析儀器廠有限公司) ；超純水儀 (Millipore，法國) 。

吡蟲啉 (imidacloprid)、苯醚甲環(huán)唑 (difenoconazole)、百菌清 (chlorothalonil) 標(biāo)準(zhǔn)品 (≥99%，Sigma 公司)；10% 吡蟲啉可濕性粉劑 (甘藍(lán)中推薦用量為有效成分 22.5～30 g/hm2，山東曹達(dá)化工有限公司)；10%苯醚甲環(huán)唑水分散粒劑 (大白菜中推薦用量為有效成分52.5～75 g/hm2，瑞士先正達(dá)作物保護(hù)有限公司)；75% 百菌清可濕性粉劑 (甘藍(lán)中推薦用量為有效成分1 271.25～1 721.25 g/hm2，山東大成生物化工有限公司)；N-丙基乙二胺固相吸附劑 (PSA，Agela Technologies 公司)；乙腈 (色譜純，德國Merck 公司)；氯化鈉 (分析純，西隴化工股份有限公司)；正己烷 (色譜純，上海中實(shí)化工總公司)。

1.2 田間試驗(yàn)

試驗(yàn)在江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院院內(nèi)試驗(yàn)田中進(jìn)行。參照NY/T 788—2018《農(nóng)作物中農(nóng)藥殘留試驗(yàn)準(zhǔn)則》要求[20]，設(shè)計(jì)消解動態(tài)試驗(yàn)和最終殘留試驗(yàn)。供試甘藍(lán)品種為京豐1 號結(jié)球甘藍(lán) (Brassica oleraceaL.var.capitataL.，中蔬種業(yè)科技有限公司) 。露地栽種甘藍(lán)，小區(qū)面積為50 m2，小區(qū)定苗300 株左右，小區(qū)間設(shè)保護(hù)行，另設(shè)空白對照小區(qū)，常規(guī)管理。甘藍(lán)長至結(jié)球中期時(shí)進(jìn)行噴霧施藥，每處理設(shè)3 次重復(fù)，隨機(jī)排列，施藥劑量 (有效成分) 為：吡蟲啉30 g/hm2，苯醚甲環(huán)唑75 g/hm2，百菌清1 721.25 g/hm2，噴霧量600 L/hm2。

1.2.1 消解動態(tài)試驗(yàn) 于甘藍(lán)長至結(jié)球中期時(shí)噴霧施藥1 次，分別于施藥后0（2 h）、1、3、5、7、10 和14 d 采集樣品。采用五點(diǎn)取樣法采集生長正常、沒有病害的甘藍(lán)樣品2 kg 左右，四分法縮分留樣250 g，一部分切碎、勻漿后于 ?20 ℃儲存，待測；另一部分分別取外葉 (除甘藍(lán)球外的蓮座葉) 、外球葉 (甘藍(lán)球外部包裹的2～3 片葉片)和內(nèi)球葉 (除去甘藍(lán)外球葉的部分) ，切碎、勻漿后于 ?20 ℃中儲存，待測。

1.2.2 最終殘留試驗(yàn) 于甘藍(lán)長至結(jié)球中期時(shí)噴霧施藥2 次和3 次，施藥間隔期為7 d，分別于施藥后0（2 h）、7 和14 d 采樣，采樣方法同1. 2. 1 節(jié)。

1.3 測定方法

1.3.1 樣品提取及凈化 準(zhǔn)確稱取10 g 樣品于50 mL 離心管中，加入10 mL 乙腈，振蕩提取20 min 后，加入5 g 氯化鈉，繼續(xù)振蕩2 min 后于5 000 r/min 下離心5 min；移取2 mL 上清液于10 mL 離心管中，加入0.2 g 無水硫酸鎂和50 mg PSA，渦旋1 min 后于5 000 r/min 下離心5 min；取上清液過0.22 μm 濾膜，待LC-MS/MS 法檢測吡蟲啉和苯醚甲環(huán)唑；取上清液1 mL 于20 mL 玻璃試管中，氮吹至近干，用正己烷定容至10 mL，過0.22 μm 濾膜，待GC 檢測百菌清。

1.3.2 儀器檢測條件 LC-MS/MS 條件：Agilent ZORBAX SB-C18色譜柱 (2.1 mm × 50 mm，3.5μm)；流動相為V(乙腈) :V(體積分?jǐn)?shù)為0.1%的甲酸水溶液) = 90 : 10；流速0.3 mL/min，柱溫30 ℃；進(jìn)樣量5 μL。

6470 電噴霧三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜條件 : 正離子 (ESI+) 模式；離子源溫度150 ℃；霧化器壓力241.32 kPa；干燥氣流速8.0 L/min；干燥氣溫度350 ℃；毛細(xì)管電壓4.0 kV。吡蟲啉和苯醚甲環(huán)唑質(zhì)譜參數(shù)見表1。

表1 吡蟲啉和苯醚甲環(huán)唑碎片離子及質(zhì)譜參數(shù)Table 1 Transitions and mass spectrometry parameters of imidacloprid and difenoconazole

GC 條件：AB-5 毛細(xì)管柱 (0.25 mm × 30 mm，0.25 μm)；不分流；載氣為氮?dú)?，流? mL/min；進(jìn)樣量1 mL；進(jìn)樣口溫度260 ℃；程序升溫：初始溫度80 ℃，保持1 min，以20 ℃/min 的速率升溫到260 ℃，保持10 min；電子捕獲檢測器，檢測器溫度280 ℃。

1.3.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制和標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制 分別準(zhǔn)確稱取吡蟲啉和苯醚甲環(huán)唑標(biāo)準(zhǔn)品各10 mg，用甲醇溶解，配成1 000 mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)儲備液；準(zhǔn)確稱取百菌清標(biāo)準(zhǔn)品10 mg，用正己烷溶解，配成1 000 mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)儲備液于4 ℃下遮光保存。用空白甘藍(lán)基質(zhì)提取液稀釋各儲備液，配制成質(zhì)量濃度分別為0.01、0.02、0.05、0. 1、0.2、0.5和1 mg/L 的基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液，按 1.3.2 節(jié)的條件檢測，得出響應(yīng)峰面積-標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線，并建立回歸方程。

1.3.4 添加回收及最低檢出限試驗(yàn) 稱取10 g 甘藍(lán)空白樣品，分別添加0.05、0.1 和0.5 mg/kg 3 個(gè)水平的吡蟲啉、苯醚甲環(huán)唑和百菌清標(biāo)準(zhǔn)溶液，每個(gè)水平5 次重復(fù)，同時(shí)設(shè)空白對照，按照1.3.1 節(jié)進(jìn)行提取凈化，1.3.2 節(jié)的條件進(jìn)行檢測，計(jì)算添加回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差 (RSD)。按 3 倍信噪比計(jì)算各農(nóng)藥的檢出限 (LOD)。

2 結(jié)果與分析

2.1 方法的線性曲線、檢出限、準(zhǔn)確度及精密度

結(jié)果(表2)表明：在0.01～1 mg/L 質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，吡蟲啉、苯醚甲環(huán)唑和百菌清在甘藍(lán)基質(zhì)中的質(zhì)量濃度與響應(yīng)值有良好的線性關(guān)系。

LC-MS/MS 檢測吡蟲啉、苯醚甲環(huán)唑的LOD 均為0.01 mg/kg，GC 檢測百菌清的LOD 為0.001 mg/kg (表2)。添加回收實(shí)驗(yàn)結(jié)果 (表3) 表明：甘藍(lán)中吡蟲啉的平均回收率為90%～98%，RSD 為1.1%～2.2%，苯醚甲環(huán)唑的平均回收率為89%～97%，RSD 為1.7%～2.1%；百菌清的平均回收率為92%～102%，RSD 為0.87%～3.7%。所建立的方法符合農(nóng)藥殘留分析的要求[19]。

表2 3 種農(nóng)藥的標(biāo)準(zhǔn)曲線及檢出限Table 2 Equation of linear regression and LODs of three pesticides

表3 3 種農(nóng)藥在甘藍(lán)中的添加回收率及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差Table 3 Recovery and RSD of three pesticides in cabbage

2.2 3 種農(nóng)藥在甘藍(lán)中的消解動態(tài)

由表4 可知，3 種農(nóng)藥在甘藍(lán)中的消解動態(tài)均符合一級動力學(xué)方程。吡蟲啉于施藥后3 d、苯醚甲環(huán)唑于施藥后5 d 和百菌清于施藥后14 d，消解率達(dá)到80%以上，其中吡蟲啉于施藥10 d 后已達(dá)到未檢出狀態(tài)。3 種農(nóng)藥中，吡蟲啉消解最快，苯醚甲環(huán)唑次之，百菌清最慢，消解半衰期分別為1.35、2.28 和2.47 d，均屬于易降解農(nóng)藥 (< 30 d)。

表4 3 種農(nóng)藥在甘藍(lán)中的消解動態(tài)Table 4 Dissipation dynamics of 3 pesticides in cabbage

關(guān)于吡蟲啉在蔬菜中消解動態(tài)的研究報(bào)道較少，矯健等[21]的研究顯示，吡蟲啉在不同蔬菜中的半衰期差異大，其中在甘藍(lán)中的半衰期為1.4 d，本研究結(jié)果與之基本一致。關(guān)于苯醚甲環(huán)唑在水果、稻米中的消解動態(tài)研究較多[22]，在蔬菜中的研究極少，僅有Wang 等[23]報(bào)道了苯醚甲環(huán)唑在大白菜中的半衰期在6.6～7.8 d 之間，而本研究結(jié)果與之相比半衰期時(shí)間較短，表明研究對象和氣候條件不同均可能影響農(nóng)藥的半衰期。雖然百菌清在蔬菜中的消解動態(tài)研究報(bào)道較多，但尚未見其在甘藍(lán)中消解的報(bào)道。Abd Al-Rahman 等[24]報(bào)道番茄中百菌清半衰期為2.06 d，本研究結(jié)果與之接近。

2.3 3 種農(nóng)藥在甘藍(lán)中的最終殘留量

由表5 可知，吡蟲啉在甘藍(lán)采收間隔期7 d 時(shí)的殘留量已低于其MRL 值 (1 mg/kg)，14 d 時(shí)未檢出；苯醚甲環(huán)唑在甘藍(lán)采收間隔期14 d 時(shí)的殘留量為0.23 mg/kg，仍高于其MRL 值 (0.2 mg/kg)；百菌清在間隔期14 d 時(shí)的殘留量低于其MRL 值(5 mg/kg)。

表5 3 種農(nóng)藥在甘藍(lán)中的最終殘留量Table 5 Terminal residues of 3 pesticides in cabbage

2.4 3 種農(nóng)藥在甘藍(lán)不同部位中的殘留分布

按推薦劑量的最高劑量在露地甘藍(lán)上分別噴霧施用吡蟲啉、苯醚甲環(huán)唑和百菌清，從施藥后2 h開始，按不同采收間隔期采集甘藍(lán)外葉、甘藍(lán)外球葉以及甘藍(lán)內(nèi)球葉進(jìn)行檢測，結(jié)果見表6。可見：對于吡蟲啉，甘藍(lán)內(nèi)球葉在施藥3 d 后未檢出；外球葉和外葉中檢出量分別在施藥1 d 和3 d 后低于MRL 值。對于苯醚甲環(huán)唑，甘藍(lán)內(nèi)球葉在施藥 3 d 后未檢出；外球葉中檢出量在施藥5 d 后低于MRL 值；外葉中檢出量在施藥 14 d 后降至0.31 mg/kg，含量依然較高。對于百菌清，甘藍(lán)內(nèi)球葉未檢出；外球葉中檢出量在施藥1 d 后降至MRL 值以下；外葉中檢出量在施藥14 d 后降至6.32 mg/kg，仍高于MRL 值。3 種農(nóng)藥在甘藍(lán)內(nèi)球葉、外球葉及外葉不同部位的殘留差異顯著(P<0.05) ，甘藍(lán)外葉>甘藍(lán)外球葉>甘藍(lán)內(nèi)球葉。甘藍(lán)內(nèi)球葉中農(nóng)藥殘留未檢出或檢出量非常低，外球葉中初始含量較低，在1 d 至5 d 可降至MRL值以下，表明農(nóng)藥殘留主要集中在外葉，苯醚甲環(huán)唑和百菌清在施藥14 d 后含量仍在MRL 值以上，建議消費(fèi)者避免食用甘藍(lán)外葉。

表6 3 種農(nóng)藥在甘藍(lán)不同部位的殘留量Table 6 Residues of three pesticides in different parts of cabbage

3 結(jié)論

本研究以露地栽培甘藍(lán)為對象，采用LCMS/MS 和GC 檢測方法研究了吡蟲啉、苯醚甲環(huán)唑和百菌清在露地甘藍(lán)中的消解動態(tài)以及殘留規(guī)律。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，3 種農(nóng)藥在露地甘藍(lán)中的消解動態(tài)均符合一級反應(yīng)動力學(xué)模型，半衰期分別為1.35、2.28 和2.47 d，均屬于易降解農(nóng)藥，其中吡蟲啉消解最快，百菌清最慢。最終殘留試驗(yàn)結(jié)果表明，甘藍(lán)中吡蟲啉、百菌清分別在施藥7 和14 d 后降至食品中農(nóng)藥最大殘留限量值以下，而苯醚甲環(huán)唑殘留量在施藥14 d 后未能達(dá)標(biāo)。3 種農(nóng)藥在露地甘藍(lán)不同部位的殘留差異顯著 (P<0.05)，殘留量由高到低：甘藍(lán)外葉>甘藍(lán)外球葉>甘藍(lán)內(nèi)球葉。甘藍(lán)內(nèi)球葉中農(nóng)藥殘留未檢出或極低，外球葉中初始含量較低，1 至5 d 可降至最大殘留限量值以下，外葉農(nóng)藥殘留顯著高于其他部位。甘藍(lán)外葉為非主要食用部位，可以認(rèn)為吡蟲啉、苯醚甲環(huán)唑和百菌清按照推薦劑量最高劑量及施用次數(shù)在露地甘藍(lán)上施用，在采收間隔期大于7 d 前提下，農(nóng)藥殘留量可滿足食品中農(nóng)藥最大殘留限量要求。建議采后處理甘藍(lán)時(shí)去除其外葉，以降低甘藍(lán)中的農(nóng)藥殘留量，提高質(zhì)量安全水平。本研究結(jié)果可為露地甘藍(lán)中農(nóng)藥的安全、科學(xué)使用提供科學(xué)依據(jù)，同時(shí)為引導(dǎo)消費(fèi)者安全飲食提供服務(wù)。