宋雯,王強(qiáng),張怡,徐明飛,陳麗萍,蒼濤,吳長(zhǎng)興
(農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室(杭州),浙江省農(nóng)藥殘留檢測(cè)與控制研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與營(yíng)養(yǎng)研究所,杭州 310021)
蕹菜(Forsk)莖圓而中空,又名空心菜,綠葉和嫩莖可供食用,具有清熱解毒、涼血利尿、促進(jìn)食欲等功效。蕹菜耐高溫、耐貧瘠,根莖有很強(qiáng)的再生能力,是長(zhǎng)江以南地區(qū)夏秋季普遍栽培的重要“保淡”蔬菜之一。蕹菜在土壤和水中都可以栽培,尤以水培品質(zhì)佳、產(chǎn)量高。近年來(lái),研究已明確了水培蕹菜對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體中氮磷的高效吸納去除效果,其在水體生態(tài)修復(fù)中的應(yīng)用已屢見(jiàn)不鮮,如用于羅非魚(yú)、鯉魚(yú)、龜鱉等養(yǎng)殖池塘的水體凈化。
蕹菜喜高溫多濕環(huán)境,易感白銹病、褐斑病和葉斑病等病害。目前,我國(guó)僅批準(zhǔn)登記了嘧菌酯1 種農(nóng)藥用于防治蕹菜白銹病。但在蕹菜病害的防治研究和實(shí)踐中,吡唑醚菌酯因其優(yōu)異的殺菌防治譜和防效,以及植物健康作用,而常被列為推薦用藥。2019—2020年,本研究團(tuán)隊(duì)在福建省、廣西省和浙江省抽樣檢測(cè)了66份水培蕹菜樣品,其中43.9%的樣品檢出吡唑醚菌酯殘留,殘留量為0.000 2~0.568 0 mg·kg。
吡唑醚菌酯是一種兼具吡唑結(jié)構(gòu)的甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑,其化合物對(duì)鳥(niǎo)類、蜜蜂和蚯蚓低毒,但對(duì)水生生物毒性極高。歐盟評(píng)估報(bào)告強(qiáng)調(diào),使用該農(nóng)藥需特別注意對(duì)水生生物,尤其是對(duì)魚(yú)的保護(hù)??紤]到吡唑醚菌酯對(duì)水生生物的毒性和其在水培蕹菜上殘留的檢出情況,水培蕹菜上使用的吡唑醚菌酯是否會(huì)進(jìn)入水體,及其是否會(huì)對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)造成影響,成為值得關(guān)注的問(wèn)題。
在我國(guó),吡唑醚菌酯制劑產(chǎn)品絕大部分登記在旱地作物上(黃瓜、番茄、香蕉、葡萄、小麥和玉米等),以懸浮劑(Suspension concentrate,SC)為主,約占登記總量的60%。僅有5個(gè)登記于水稻的吡唑醚菌酯制劑產(chǎn)品,分別是1個(gè)種子處理懸浮劑和4個(gè)微囊懸浮劑(Microcapsule suspension,CS)。微囊懸浮劑是巴斯夫歐洲公司開(kāi)發(fā)出專用于稻田的吡唑醚菌酯劑型,其使用時(shí)必須確保稻田無(wú)水或稻田水深在1 cm 以下。關(guān)于吡唑醚菌酯對(duì)斑馬魚(yú)、大型溞、非洲瓜蟾蝌蚪等模式水生生物影響的研究表明,加工成微膠囊后,吡唑醚菌酯對(duì)部分水生生物的毒性有所降低。目前,水生蔬菜使用吡唑醚菌酯對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)的影響,以及微囊懸浮劑與傳統(tǒng)懸浮劑的風(fēng)險(xiǎn)差異還未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。鑒于此,本研究以吡唑醚菌酯微囊懸浮劑和懸浮劑為對(duì)象,研究其施用后在水培蕹菜和水體中的殘留水平,并評(píng)估其對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn),為在水培蕹菜乃至水生蔬菜上的合理用藥提供參考,并為制定吡唑醚菌酯的最大殘留限量標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)。
供試蔬菜:泰國(guó)柳葉空心菜。
供試藥劑:9% 吡唑醚菌酯CS(巴斯夫歐洲公司)和25%吡唑醚菌酯SC(浙江天一生物科技有限公司)。
供試儀器:ACQUITY UPLC I-Class/Xevo TQ-S micro液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國(guó)沃特世公司);BSA2202S 電子天平,精確至0.01 g(德國(guó)賽多利斯公司);BSA224S電子天平,精確至0.1 mg(德國(guó)賽多利斯公司);T18 高速組織勻漿機(jī)(德國(guó)IKA);Lab dancer S25 漩渦振蕩器(德國(guó)IKA);R215 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(瑞士步琦公司);CT15RE 小型臺(tái)式冷凍離心機(jī)(日本日立公司);ST16R 高速冷凍離心機(jī)(美國(guó)賽默飛世爾科技有限公司);Auto EVA-60 全自動(dòng)平行濃縮儀(??苾x器有限公司)。
供試試劑:吡唑醚菌酯標(biāo)準(zhǔn)品,濃度999.3 μg·mL(北京振翔科技有限公司);乙腈和甲苯,色譜純(美國(guó)賽默飛世爾科技有限公司);無(wú)水硫酸鈉、氯化鈉和無(wú)水硫酸鎂(上海凌峰化學(xué)試劑有限公司);C18和N-丙基乙二胺(天津博納艾杰爾科技有限公司);氨基固相萃取柱,500 mg,6 mL(天津博納艾杰爾科技有限公司)。
試驗(yàn)于2020年7 月在浙江省紹興市越城區(qū)馬山鎮(zhèn)車一村綠島蔬菜專業(yè)合作社的水蕹菜種植區(qū)進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)2個(gè)供試藥劑處理和1個(gè)空白對(duì)照,每個(gè)處理重復(fù)3 次。每個(gè)小區(qū)面積約45 m,小區(qū)間設(shè)置隔離帶,水域不聯(lián)通,避免污染。
供試藥劑于水培蕹菜白銹病發(fā)病初期施用,莖葉噴霧,施藥1次。依據(jù)調(diào)研信息,施藥劑量按風(fēng)險(xiǎn)最大化原則,供試藥劑參考9%吡唑醚菌酯CS在水稻上推薦的最高劑量(有效成分用量98.6 g·hm)施用。用水量為750 L·hm??瞻讓?duì)照小區(qū)噴清水。分別于施藥后2 h及第1、2、3、5、7、10、14、18、23、28天采集水培蕹菜樣品;于施藥后2 h及第2、5、10、14、18、28天采集水樣。按對(duì)角線法采樣,水培蕹菜樣品切碎并充分混勻后四分法留樣200 g。所有樣品于-20 ℃保存待測(cè)。
1.3.1 樣品前處理
稱取20 g 水培蕹菜于100 mL 勻漿杯中,加入40 mL 乙腈,混勻提取1 min。然后再加入5 g 氯化鈉,渦旋提取1 min,抽濾,取濾液20 mL。濾液在40 ℃水浴中旋轉(zhuǎn)濃縮至約1 mL,待凈化。加入約2 cm 無(wú)水硫酸鈉至凈化柱(氨基固相萃取柱),并用4.0 mL乙腈、甲苯混合液(∶=3∶1)預(yù)洗柱。將樣品濃縮液加至凈化柱上,然后用31 mL 乙腈、甲苯混合液(∶=3∶1)淋洗凈化柱。淋洗液在40 ℃水浴條件下旋轉(zhuǎn)濃縮至0.5 mL,氮吹吹干后,迅速加入10 mL 的乙腈、水混合液(∶=3∶2)渦旋 3 0 s,經(jīng) 0 .22 μm 濾膜過(guò)濾后,待測(cè)。
稱取10 mL 水樣于50 mL 離心管中,加入10 mL乙腈,振蕩30 min。再加入5 g 氯化鈉,振蕩1 min。然后在8 000 r·min轉(zhuǎn)速下離心3 min,吸取1.5 mL上清液待凈化。稱取 1 50 mg MgSO、50 mg C18、50 mg N-丙基乙二胺于2 mL 離心管中,然后加入1.5 mL 上清液,離心管渦旋1 min、12 000 r·min離心3 min 后,取上清液并過(guò)0.22 μm濾膜,待測(cè)。
1.3.2 儀器測(cè)定條件
吡唑醚菌酯殘留量采用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀測(cè)定。色譜柱為Waters ACQUITY UPLC HSS T3色譜柱:硅膠鍵合 C 18(2.1 mm × 100 mm,1.8 μm)。流動(dòng)相 A 為 0 .1% 甲酸乙腈溶液,B 為水,A∶B 為 8∶ 2。等度洗脫,流速0.25 mL·min,洗脫時(shí)間3 min。柱溫40 ℃,進(jìn)樣體積2.0 μL。正離子電離(ESI+),采用MRM 多反應(yīng)監(jiān)測(cè)。噴針電壓3.0 kV,離子源溫度150 ℃。脫溶劑溫度500 ℃,脫溶劑氣流量800 L·h,錐孔反吹氣流量50 L·h。吡唑醚菌酯定量離子對(duì)為388.1>193.9,錐孔電壓5 V,碰撞能量12 V;定性離子對(duì)為388.1>163.0,錐孔電壓5 V,碰撞能量25 V。
1.3.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制及標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制
利用乙腈作為溶劑,將吡唑醚菌酯標(biāo)準(zhǔn)品稀釋為0.03、0.5、1.0、1.5、2.0、5.0、10.0、15.0、20.0 μg·L的系列標(biāo)準(zhǔn)工作液。按1.3.2. 中的條件測(cè)定,以進(jìn)樣濃度為橫坐標(biāo),對(duì)應(yīng)的峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。外標(biāo)法定量。
1.3.4 添加回收試驗(yàn)
分別向空白水培蕹菜樣品、空白水樣品中添加吡唑醚菌酯標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。水培蕹菜的添加水平為1.3、2.6、13.0 μg·kg,水的添加水平為 0 .13、0.26、1.30 μg·L,每個(gè)水平重復(fù)6次。
歐洲食品安全局(European Food Safety Authority,EFSA)對(duì)吡唑醚菌酯及其代謝物的環(huán)境行為和對(duì)非靶標(biāo)生物的影響研究表明:在水生生態(tài)系統(tǒng)中,吡唑醚菌酯不易被生物降解,其代謝產(chǎn)物對(duì)魚(yú)、溞、藻、搖蚊的風(fēng)險(xiǎn)可接受。因此本文僅考慮吡唑醚菌酯母體對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)的影響,不評(píng)估其代謝物的風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)《農(nóng)藥登記環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指南第2 部分:水生生態(tài)系統(tǒng)》(NY/T 2882.2—2016),對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。
1.4.1 暴露分析
本文構(gòu)建了水培蕹菜-地表水暴露場(chǎng)景,地表水中吡唑醚菌酯殘留主要源于水培蕹菜病害防治時(shí)的噴霧。施藥時(shí),水培蕹菜葉片覆蓋率為70%~90%。
根據(jù)劑型性質(zhì)確定環(huán)境濃度(Environmental concentration)值。以水中吡唑醚菌酯的實(shí)測(cè)濃度作為25% 吡唑醚菌酯SC在水中暴露的環(huán)境濃度。依據(jù)9% 吡唑醚菌酯CS 在水-沉積物系統(tǒng)中的行為數(shù)據(jù)(入水24 h 內(nèi)近80% 被膠囊包裹的吡唑醚菌酯沉降到沉積物中,且隨時(shí)間推移,游離的吡唑醚菌酯量不增加),基于風(fēng)險(xiǎn)最大化原則,以水中吡唑醚菌酯總態(tài)實(shí)測(cè)濃度的20%(游離態(tài)濃度)作為其在水中暴露的環(huán)境濃度。
首先選用環(huán)境濃度峰值進(jìn)行暴露分析。若存在風(fēng)險(xiǎn),則進(jìn)一步按公式(1)通過(guò)實(shí)測(cè)暴露濃度計(jì)算時(shí)間加權(quán)平均濃度(Time-weighted mean concentration)值,其覆蓋的時(shí)間范圍應(yīng)小于或等于相關(guān)關(guān)鍵毒性測(cè)試時(shí)間。觀察日水中未檢出殘留量的以檢出限(Limit of detection,LOD)計(jì)。
式中:為實(shí)測(cè)暴露濃度,μg·L;為時(shí)間間隔,d;為取樣次數(shù),取值為1、2、……、。
1.4.2 效應(yīng)分析
采用生態(tài)毒理學(xué)研究得出的毒性終點(diǎn)值及相應(yīng)的不確定性因子,按公式(2)計(jì)算預(yù)測(cè)無(wú)效應(yīng)濃度。
式中:(Predicted no effect concentration)為預(yù)測(cè)無(wú)效應(yīng)濃度,μg·L(以有效成分計(jì));(End point)為試驗(yàn)終點(diǎn),μg·L;(Uncertainty factor)為不確定性因子。和的取值原則見(jiàn)NY/T 2882.2—2016。
毒性終點(diǎn)數(shù)據(jù)來(lái)源于EFSA 報(bào)告中對(duì)吡唑醚菌酯有效成分的生態(tài)毒理學(xué)研究,物種選擇兼顧我國(guó)淡水水生生物代表性和數(shù)據(jù)可獲得性。EFSA的評(píng)估報(bào)告中有8 種魚(yú)的急性毒性終點(diǎn),通過(guò)物種敏感性分布(Species sensitivity distribution,SSD)分析,獲得5%物種危害濃度(Hazardous concentration for 5% of the species,HC)作為急性毒性評(píng)估終點(diǎn)值。上述分析采用ETX 2.0(RIVM,2004)。
1.4.3 風(fēng)險(xiǎn)表征
在獲得環(huán)境濃度和效應(yīng)分析結(jié)果后,用風(fēng)險(xiǎn)商值表征吡唑醚菌酯在水培蕹菜上噴施后地表水的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。按公式(3)計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)商值。
式中:(Risk quotient)為風(fēng)險(xiǎn)商值;取值可為和,μg·L(以有效成分計(jì))。
≤1,風(fēng)險(xiǎn)可接受;>1,風(fēng)險(xiǎn)不可接受。
以進(jìn)樣濃度為橫坐標(biāo),對(duì)應(yīng)的峰面積為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,外標(biāo)法定量。結(jié)果表明,在0.03~2.0 μg·L和1.0~20.0 μg·L范圍內(nèi),吡唑醚菌酯的質(zhì)量濃度與對(duì)應(yīng)的峰面積間均具有良好的線性關(guān)系。經(jīng)最小二乘法擬合得到標(biāo)準(zhǔn)曲線,水培蕹菜和水的回歸方程分別為=10 344.9+4 436.9(=0.998 6)、=36 378.4+780.914(=0.998 9)。
添加回收試驗(yàn)結(jié)果(表1)表明:在1.3、2.6 μg·kg和13.0 μg·kg3個(gè)添加水平下,水培蕹菜中吡唑醚菌酯的回收率為98.2%~109.0%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(Relative standard deviation,RSD)為 0 .7%~3.8%;在0.13、0.26 μg·L和1.30 μg·L3個(gè)添加水平下,水中吡唑醚菌酯的回收率為84.7%~101.0%,RSD 為0.6%~1.7%。表明本方法的準(zhǔn)確度和精密度均較好,穩(wěn)定可靠。
表1 水培蕹菜和水中吡唑醚菌酯的添加回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=6)Table 1 Recovery rates and RSDs of pyraclostrobin in the water spinach(Ipomoea aquatic Forsk)and water(n=6)
以3 倍信噪比計(jì)算吡唑醚菌酯的LOD,水培蕹菜中吡唑醚菌酯的LOD 為21.20 ng·kg,水中吡唑醚菌酯的LOD 為3.66 ng·L。以10 倍信噪比計(jì)算目標(biāo)化合物的定量限(Limit of quantification,LOQ),水培蕹菜中吡唑醚菌酯的LOQ 為70.66 ng·kg,水中吡唑醚菌酯的LOQ 為12.19 ng·L。由此可見(jiàn),本方法的檢出限和定量限均可滿足分析需要。
吡唑醚菌酯在水培蕹菜中的消解動(dòng)態(tài)見(jiàn)圖1。25% 吡唑醚菌酯SC 在水培蕹菜中的原始沉積量為4.80 mg·kg,施藥后5 d 降解至1.70 mg·kg,降解了64.6%;9% 吡唑醚菌酯CS 在水培蕹菜中的原始沉積量為 4 .02 mg·kg,5 d 時(shí)降解至1.06 mg·kg,降解了73.6%,表明兩種劑型在水培蕹菜中的消解半衰期都小于5 d。吡唑醚菌酯在水培蕹菜中的消解符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程,25% 吡唑醚菌酯SC 的消解曲線為C=4.502e(R=0.954 2),消解半衰期為2.9 d;9%吡唑醚菌酯CS 的消解曲線為C=3.350 4e(R=0.958 4),消解半衰期為3.9 d。
圖1 吡唑醚菌酯在水培蕹菜中的消解動(dòng)態(tài)Figure 1 The dissipation kinetics of pyraclostrobin in the water spinach(Ipomoea aquatic Forsk)
由圖1可見(jiàn),施藥后2 h和1、3、5 d內(nèi),25%吡唑醚菌酯SC處理在水培蕹菜中的沉積量均大于9%吡唑醚菌酯CS 處理,施藥7 d 后呈相反趨勢(shì)。藥后28 d,9%吡唑醚菌酯CS 處理的殘留量為0.046 mg·kg,高于25% 吡唑醚菌酯SC 處理約2 倍(0.015 mg·kg),表明9% 吡唑醚菌酯CS 相較于25% 吡唑醚菌酯SC 有更長(zhǎng)的持效期,這與微囊懸浮劑的緩釋特性相符。
吡唑醚菌酯在水中的殘留測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。施藥后 2 h,25% 吡唑醚菌酯 S C 的濃度達(dá) 2 6.03 μg·L;9% 吡唑醚菌酯CS 在水體中的總態(tài)濃度為29.98 μg·L,游離態(tài)濃度為6.00 μg·L。施藥后2 d,25% 吡唑醚菌酯SC 的濃度降解至1.65 μg·L,消散了93.7%;9% 吡唑醚菌酯 C S 總態(tài)濃度降解至 1 .05 μg·L,游離態(tài)濃度為0.21 μg·L,消散了96.5%。結(jié)果表明兩種劑型的吡唑醚菌酯在水中均降解迅速,消解半衰期都小于2 d。施藥后28 d,水中吡唑醚菌酯的濃度已低于LOD。9% 吡唑醚菌酯CS 處理在水中游離態(tài)濃度明顯低于25%吡唑醚菌酯SC處理濃度。
表2 吡唑醚菌酯在水中的殘留量(μg·L-1)Table 2 The residual amount of pyraclostrobin in the water(μg·L-1)
上述結(jié)果表明,吡唑醚菌酯在水培蕹菜中的原始沉積量大于在水中的原始沉積量,這主要是因?yàn)樗噢巢巳~片有較大的表面積,施藥時(shí)能夠附著較多的農(nóng)藥。此外,吡唑醚菌酯在水培蕹菜中的消解半衰期長(zhǎng)于在水中的消解半衰期。
2.3.1 暴露分析
由表2可知,25%吡唑醚菌酯SC和9%吡唑醚菌酯CS的均在施藥后2 h測(cè)得,分別為26.03 μg·L和6.00 μg·L。按公式(1)計(jì)算2、18 d和28 d 3個(gè)時(shí)段的,分別對(duì)應(yīng)毒性測(cè)試時(shí)段2~4、21 d 和28 d。28 d時(shí)水中的殘留量以LOD 計(jì)。計(jì)算得到25% 吡唑醚菌酯SC的2、18 d和28 d的分別為8.84、1.85 μg·L和 1 .21 μg·L;9% 吡唑醚菌酯 C S 的 2 、18 d 和 2 8 d 的分別為1.73、0.37 μg·L和0.25 μg·L。
2.3.2 效應(yīng)分析
吡唑醚菌酯對(duì)不同類別水生生物的效應(yīng)分析見(jiàn)表3。急性毒性包括脊椎動(dòng)物和無(wú)脊椎動(dòng)物兩大類生物;慢性毒性包括脊椎動(dòng)物、無(wú)脊椎動(dòng)物和初級(jí)生產(chǎn)者三大類生物。效應(yīng)分析結(jié)果表明,對(duì)吡唑醚菌酯毒性最敏感的水生生物是脊椎動(dòng)物(魚(yú))和無(wú)脊椎動(dòng)物(大型溞)。
表3 吡唑醚菌酯對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)的效應(yīng)分析Table 3 Analysis of the effects of the active substance pyraclostrobin on aquatic ecosystem
2.3.3 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
基于分析吡唑醚菌酯對(duì)水生生物的急性、慢性風(fēng)險(xiǎn),結(jié)果見(jiàn)表4??梢悦黠@看出,兩種劑型對(duì)水生脊椎動(dòng)物急性與慢性、無(wú)脊椎動(dòng)物急性與慢性和初級(jí)生產(chǎn)者慢性的風(fēng)險(xiǎn)商值均遠(yuǎn)大于1,即水生生態(tài)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)不可接受。其中,風(fēng)險(xiǎn)商值最大的是無(wú)脊椎動(dòng)物的急性風(fēng)險(xiǎn),其次為脊椎動(dòng)物的慢性風(fēng)險(xiǎn),最小的是初級(jí)生產(chǎn)者的慢性風(fēng)險(xiǎn)。
表4 基于ECmax的吡唑醚菌酯對(duì)水生生物的風(fēng)險(xiǎn)商Table 4 Risk quotient of pyraclostrobin on aquatic organisms based on ECmax
就劑型差異而言,9% 吡唑醚菌酯CS 對(duì)每一類水生生物的急性和慢性風(fēng)險(xiǎn)商值均低于25% 吡唑醚菌酯SC,說(shuō)明通過(guò)減少水中游離吡唑醚菌酯含量能減少其對(duì)水生生物的毒性,但基于得到的9% 吡唑醚菌酯CS 對(duì)水生生物的急性和慢性風(fēng)險(xiǎn)商值仍在1.9~38.2之間。
基于分析得到的對(duì)水生生物的急性和慢性風(fēng)險(xiǎn)商值均大于1,因此進(jìn)一步通過(guò)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),結(jié)果見(jiàn)表5。由表5可知,兩種劑型對(duì)水生生物的急性、慢性風(fēng)險(xiǎn)商都較評(píng)價(jià)結(jié)果有所下降。其中,25% 吡唑醚菌酯SC 對(duì)水生生物的急性和慢性風(fēng)險(xiǎn)商值,以及9%吡唑醚菌酯CS對(duì)水生生物的急性風(fēng)險(xiǎn)商值依然大于1,風(fēng)險(xiǎn)不可接受。僅9% 吡唑醚菌酯CS 對(duì)水生生物的慢性風(fēng)險(xiǎn)商值介于0.6~0.9 之間,小于1,風(fēng)險(xiǎn)可接受。
表5 基于ECtwm的吡唑醚菌酯對(duì)水生生物的風(fēng)險(xiǎn)商Table 5 Risk quotient of pyraclostrobin on aquatic organisms based on ECtwm
生態(tài)環(huán)境中的農(nóng)藥殘留及潛在影響正日漸成為監(jiān)測(cè)和研究的熱點(diǎn)。吡唑醚菌酯在全球廣泛應(yīng)用,由于其有效成分對(duì)水生生物毒性較高,其在水體中的殘留量一直廣受關(guān)注。PEREZ-RODRíGUEZ 等在丹麥葡萄果園收集檢測(cè)了降水,結(jié)果表明沖刷葉片后,徑流中的吡唑醚菌酯濃度為0.05~17.40 mg·L。REILLY 等對(duì)美國(guó)3個(gè)州地表水和地下水的監(jiān)測(cè)表明,在土豆生長(zhǎng)期使用吡唑醚菌酯,種植地周邊的地表水吡唑醚菌酯殘留檢出率為42%,最高值達(dá)239.0 ng·L,地下水吡唑醚菌酯殘留檢出率為33%,最高值為4.8 ng·L。這些針對(duì)旱地作物的研究表明,通過(guò)徑流吡唑醚菌酯確實(shí)會(huì)存在于周邊的水體環(huán)境中。相比于旱地作物,在水田,特別是與水域聯(lián)通的水田中,吡唑醚菌酯對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)有著更為直接的影響。由于國(guó)內(nèi)外都沒(méi)有批準(zhǔn)吡唑醚菌酯在水生蔬菜上使用,因此未能查詢到吡唑醚菌酯在水生蔬菜上使用后水體中的殘留情況。目前,僅有吡唑醚菌酯微囊懸浮劑首先登記在中國(guó)稻田無(wú)水或水深在1 cm 以下使用,GUO等的研究表明中國(guó)稻田使用吡唑醚菌酯微囊懸浮劑后,稻田水中總態(tài)的初始沉積量最高可達(dá)29.27 μg·L,這與本研究獲得的吡唑醚菌酯在水培蕹菜上使用后水中的初始沉積量相近??梢?jiàn),吡唑醚菌酯在水田使用后水中的殘留量遠(yuǎn)大于旱地。
就劑型特點(diǎn)而言,吡唑醚菌酯微囊懸浮劑在水培蕹菜上的持效期更長(zhǎng),進(jìn)入水中的有效濃度降低,相較于常規(guī)的懸浮劑對(duì)水生生物的毒性有所降低。根據(jù)本研究風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果,在水培蕹菜上使用吡唑醚菌酯懸浮劑對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)存在著不可接受的急性、慢性暴露風(fēng)險(xiǎn),微囊懸浮劑對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)的急性暴露風(fēng)險(xiǎn)也不可接受。值得注意的是,微囊懸浮劑入水后快速沉入底泥中緩慢釋放,其對(duì)我國(guó)底棲生物的影響還不甚明確。因此,依本文研究和現(xiàn)有的文獻(xiàn)報(bào)道推測(cè)吡唑醚菌酯在水培蕹菜,乃至水生蔬菜上的使用可能對(duì)水體帶來(lái)極大的暴露風(fēng)險(xiǎn)。目前,以水培蕹菜為代表的水生蔬菜正越來(lái)越多地被用作養(yǎng)殖池塘等水體水質(zhì)凈化的生物載體。因此,為保障水生生態(tài)系統(tǒng)安全,建議禁止吡唑醚菌酯在水生蔬菜上使用,尤其是魚(yú)菜共生綜合種養(yǎng)池塘,以及禁止在水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)、河塘等水體附近使用。
我國(guó)尚未制定吡唑醚菌酯在水培蕹菜上的最大殘留限量。近日實(shí)施的GB 2763—2021 中新增了吡唑醚菌酯在兩種水生蔬菜(水芹和豆瓣菜)上的最大殘留限量(Maximum residue limits,MRL),分別為30 mg·kg和7 mg·kg。目前,歐盟將吡唑醚菌酯的水生急性、慢性毒性都定為I 類(劇毒),以檢測(cè)方法的LOD 規(guī)定了豆瓣菜中吡唑醚菌酯的MRL(0.02 mg·kg),其他水生蔬菜無(wú)MRL 規(guī)定。美國(guó)在規(guī)定綠葉蔬菜中吡唑醚菌酯的MRL 時(shí),特別注明了不包括豆瓣菜。日本尚未有相關(guān)MRL規(guī)定。相比而言,考慮到吡唑醚菌酯的水生毒性,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水生蔬菜中吡唑醚菌酯MRL 的規(guī)定,對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)的潛在保護(hù)水平更高。參考我國(guó)在豆瓣菜上的MRL,本研究團(tuán)隊(duì)檢測(cè)的66份水培蕹菜樣品中無(wú)樣品殘留超標(biāo);參考?xì)W盟在豆瓣菜上的MRL,有7.6%的樣品吡唑醚菌酯殘留超標(biāo)。本試驗(yàn)條件下的水培蕹菜在施藥后2 h 的殘留量參考我國(guó)在豆瓣菜上的MRL,也未超標(biāo),但在此施藥量下對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)的急性暴露風(fēng)險(xiǎn)已不可接受。本研究推測(cè)GB 2763—2021 的相關(guān)規(guī)定可能僅考慮了殘留的膳食風(fēng)險(xiǎn),而未考慮環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),因此相對(duì)寬松。建議充分考慮吡唑醚菌酯對(duì)水生生物的風(fēng)險(xiǎn),修訂其在水生蔬菜上的最大殘留限量標(biāo)準(zhǔn),實(shí)施針對(duì)性監(jiān)測(cè),開(kāi)展科學(xué)有效的監(jiān)管。
本研究基于水培蕹菜施藥后水中殘留的和對(duì)吡唑醚菌酯懸浮劑和微囊懸浮劑進(jìn)行水生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)時(shí),存在幾點(diǎn)不確定因素:①吡唑醚菌酯微囊懸浮劑游離態(tài)濃度依據(jù)該制劑環(huán)境行為研究推算,未實(shí)測(cè)獲得;②本研究的水生物種及其毒性終點(diǎn)數(shù)據(jù)來(lái)源于EFSA,雖然選擇時(shí)盡量考慮了我國(guó)水生生物分布,但敏感生物種類客觀上存在一定差異,物種的選擇會(huì)直接影響的計(jì)算結(jié)果;③在真實(shí)場(chǎng)景中對(duì)水培蕹菜噴霧施藥,藥后水域中的殘留量受作物攔截、降水沖刷等影響。為得到更準(zhǔn)確的評(píng)估結(jié)果,各國(guó)通常會(huì)針對(duì)本國(guó)不同施藥場(chǎng)景、暴露方式、氣候條件和水文地質(zhì)環(huán)境,構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型來(lái)計(jì)算農(nóng)藥暴露量。我國(guó)現(xiàn)有可預(yù)測(cè)農(nóng)藥北方旱田地下水環(huán)境暴露的China-PEARL 模型、預(yù)測(cè)農(nóng)藥南方水稻田地表水和地下水環(huán)境暴露的TOP-RICE 模型,以及預(yù)測(cè)農(nóng)藥旱田地表水環(huán)境暴露的China-PSEM 模型,但尚無(wú)適用于本研究場(chǎng)景的模型。受條件所限,本次評(píng)價(jià)以水田中殘留量得出的暴露風(fēng)險(xiǎn)偏保守,存在一定的局限性,更準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)需進(jìn)一步研發(fā)高級(jí)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型或開(kāi)展典型場(chǎng)景監(jiān)測(cè)試驗(yàn),評(píng)估范圍宜從田間擴(kuò)展至周邊水域。
(1)吡唑醚菌酯在水培蕹菜和水中降解較快。25%吡唑醚菌酯懸浮劑和9%吡唑醚菌酯微囊懸浮劑在植株上的消解半衰期分別為2.9 d 和3.9 d,微囊懸浮劑相較于懸浮劑在植株上有更長(zhǎng)的持效期;兩者在水中的消散半衰期均小于2 d,微囊懸浮劑在水中的有效濃度小于懸浮劑。
(2)在水培蕹菜上使用吡唑醚菌酯懸浮劑對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)存在不可接受的急性、慢性暴露風(fēng)險(xiǎn);微囊懸浮劑對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)的急性暴露風(fēng)險(xiǎn)也不可接受。微囊懸浮劑對(duì)每一類水生生物的急性和慢性風(fēng)險(xiǎn)都小于懸浮劑。應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的水生生物有魚(yú)和無(wú)脊椎動(dòng)物。
(3)建議充分考慮吡唑醚菌酯對(duì)水生生物的風(fēng)險(xiǎn),在水生蔬菜生產(chǎn)中謹(jǐn)慎使用吡唑醚菌酯。同時(shí),開(kāi)展針對(duì)性的科學(xué)研究,修訂其在水生蔬菜上的最大殘留限量。
農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)2022年6期