戎麗麗, 吳小虎, 董豐收, 劉新剛, 徐 軍, 鄭永權*

(1.東北農業(yè)大學生命科學院, 哈爾濱 150030; 2. 中國農業(yè)科學院植物保護研究所,農業(yè)部作物有害生物綜合治理重點實驗室, 北京 100193)

實驗方法與技術 Experimental Method ＆ Technology

吡嘧磺隆在水稻中的殘留消解及膳食風險評估

戎麗麗1,2, 吳小虎2, 董豐收2, 劉新剛2, 徐 軍2, 鄭永權1,2*

(1.東北農業(yè)大學生命科學院, 哈爾濱 150030; 2. 中國農業(yè)科學院植物保護研究所,農業(yè)部作物有害生物綜合治理重點實驗室, 北京 100193)

本文建立了超高效液相色譜-串聯(lián)質譜法(UPLC-MS/MS)測定糙米、稻殼、稻田水、土壤和水稻植株中吡嘧磺隆殘留的分析方法,并對我國不同人群的膳食暴露風險進行評估。樣品經甲酸乙腈提取,超純水稀釋10倍,UPLC-MS/MS檢測。結果表明:在添加水平為0.000 5～1 mg/kg范圍內,吡嘧磺隆在稻田水、土壤、糙米、稻殼和水稻植株中平均回收率為73.7%～113.6%,相對標準偏差(RSD)為1.5%～12.5%。2014年-2015年北京、安徽和廣西田間規(guī)范殘留試驗表明,吡嘧磺隆在水稻植株、土壤和稻田水中的消解符合一級動力學方程,半衰期分別為0.8～2.9 d,4.4～5.2 d和0.9～5.9 d。膳食攝入風險評估顯示:我國各類人群的吡嘧磺隆國家估計每日攝入量(NEDI)為0.002 2～0.005 3 μg/kg,風險商值(RQ)為5.1×10-5～1.23×10-4,表明吡嘧磺隆在糙米中的殘留水平不會對人類健康造成不可接受的慢性中毒風險。

吡嘧磺隆; 超高效液相色譜-串聯(lián)質譜; 水稻; 殘留; 風險評估

吡嘧磺隆(pyrazosulfuron-ethyl)是日本日產化學工業(yè)株式會社開發(fā)的磺酰脲類除草劑,因其高效、廣譜、低毒等優(yōu)點,廣泛用于我國水稻田防除一年生和多年生闊葉雜草和莎草科雜草。其在植物體內傳導,通過抑制乙酰乳酸合成酶的活性,阻礙細胞有絲分裂達到抑制雜草莖葉部的生長和根部的伸展而發(fā)揮除草作用[1]。然而,吡嘧磺隆水溶性好,在環(huán)境中的可移動性強,在環(huán)境中的殘留問題也日益突出。Braz等[2]在地下水和飲用水中均檢測到吡嘧磺隆的殘留,這對環(huán)境和人類的健康存在潛在的威脅[3]。

目前,針對吡嘧磺隆的研究主要集中于藥效和殘留檢測,主要利用高效液相色譜法(HPLC)[4-6]和高效液相色譜-串聯(lián)質譜法(HPLC-MS/MS)[7-12]測定不同基質中殘留的吡嘧磺隆。劉琛等[4]、楊麗華等[5]分別采用有機溶劑提取,二氯甲烷液-液分配,固相萃取柱凈化,高效液相色譜法(HPLC)檢測吡嘧磺隆殘留。Kang等[6]采用超臨界流體萃取方法結合液相色譜(LC)測定土壤中吡嘧磺隆的殘留。李娜等[7]、許迪等[8]分別采用有機溶劑乙腈、二氯甲烷或二氯甲烷/丙酮提取,石墨化炭黑柱(ENVI-Carbon)或C18固相萃取柱凈化,HPLC-MS/MS分別檢測人參和水稻基質中吡嘧磺隆。另外,Fenoll[9]、Ayano等[10]采用固相萃取(SPE)結合LC-MS建立了水中吡嘧磺隆等磺酰脲類除草劑的檢測方法。李慧晨等[12]采用QuEChERS樣品前處理方法,利用HPLC-MS/MS建立了水稻中吡嘧磺隆的殘留檢測方法。樣品經乙腈/水提取,分散固相萃取(dSPE)凈化,再經HPLC-MS/MS檢測。QuEChERS是2003年開發(fā)的一種快速,簡單、經濟、高效的檢測農藥殘留的前處理方法,結合UPLC-MS/MS檢測被廣泛應用于多種農藥殘留檢測中[13-17]。本研究對QuEChERS提取方法適當改進,以稀釋的方式取代dSPE的前處理,結合Waters Xevo TQ-S高靈敏度,建立更加快速、靈敏的水稻基質中吡嘧磺隆的殘留檢測方法。

針對吡嘧磺隆的報道主要集中在其在水稻生長環(huán)境中的消解動態(tài)以及最終殘留的測定,劉琛等[4]發(fā)現(xiàn)吡嘧磺隆在稻田中的消解速度呈現(xiàn)田水>土壤>水稻植株的規(guī)律;許迪等[8]發(fā)現(xiàn)吡嘧磺隆在稻田水中的消解可能受溫度的影響較大,在土壤中的消解主要和土壤中的有機質含量有關。然而在我國居民的膳食結構下,殘留在稻米中的吡嘧磺隆是否對不同年齡的人群存在膳食攝入的風險未見報道。因此,需要結合我國居民的膳食結構做進一步的風險分析。

本研究建立了糙米、土壤、稻田水、稻殼和植株中吡嘧磺隆快速、靈敏的殘留分析方法?；诖朔椒ㄑ芯苛诉拎谆锹≡谒局仓辍⑼寥篮偷咎锼械南鈩討B(tài)及膳食暴露風險評估。以期為指導水稻實際生產過程中吡嘧磺隆的科學合理使用,以及膳食安全提供依據。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

吡嘧磺隆標準品,純度98.8%,國家農藥質檢中心;25%吡嘧磺隆可濕性粉劑,哈爾濱富力生化科技發(fā)展有限公司;色譜純乙腈,Sigma-Aldrich公司;甲酸、乙腈、氯化鈉(分析純),北京北化精細化學品有限公司;超純水(Milli-Q System,Bedford,MA,USA);Filter Unit 濾膜,天津博納艾杰爾科技有限公司。色譜純乙腈配制吡嘧磺隆母液(100 mg/L),梯度稀釋配制10、1、0.5、0.1、0.05、0.01、0.005、0.001 mg/L的標準溶液。

超高效液相色譜三重四級桿質譜串聯(lián)儀(UPLC-MS/MS,Waters Xevo TQ-S,Waters公司)；HSS T3色譜柱(100 mm×2.1 mm,1.7 μm,Waters公司);超聲波清洗器(KQ-500B,昆山市超聲儀器有限公司);小型高速粉碎機(YS-04,北京燕山正德機械設備有限公司);高通量組織研磨儀(CK-1000,托摩根生物科技有限公司);臺式高速離心機(TG16-WS,長沙湘儀離心機儀器有限公司);XW-80A漩渦混合器(美國Scientific Industries公司)。

1.2 試驗設計

2014年-2015年以25%吡嘧磺隆可濕性粉劑為供試藥劑于水稻移栽后以直接撒施的方式在北京、安徽和廣西開展2年3地水稻田消解動態(tài)和最終殘留試驗。

1.2.1 消解動態(tài)試驗

試驗小區(qū)面積為30 m2(進行稻田水和土壤消解動態(tài)試驗的小區(qū)不種水稻),各處理均設3個重復,小區(qū)間設保護行,同時設空白對照區(qū)。于水稻移栽后10～15 d,施藥1次,施藥劑量為674.7 g/hm2(有效成分168.75 g/hm2,為推薦最高劑量的1.5倍)。分別于施藥后2 h、1、2、4、7、14、21、28 d采集樣品。植株樣品在試驗小區(qū)內隨機取6～12個點采集2 kg生長正常、無病害的水稻植株切碎、混勻后留樣500 g裝入樣品袋中。稻田水約采集2 000 mL,混勻后留樣500 mL;稻田土用取土器取0～10 cm深土壤約2 kg,混勻后留樣500 g,貼好標簽,-20℃低溫冷凍保存。

1.2.2 最終殘留試驗

設置低劑量(有效成分112.5 g/hm2,為推薦最高劑量)和高劑量(有效成分168.75 g/hm2,為推薦最高劑量的1.5倍)2種處理。每個處理設3個重復,分別于水稻移栽后10～15 d施藥1次,施藥后保持3～5 cm水層5～7 d,不淹沒稻苗心葉。于收獲期在試驗小區(qū)內隨機選取6～12個采樣點分別采集稻穗2 kg、水2 000 mL、植株2 kg和土壤2 kg,混勻后水留樣500 mL,稻穗、植株和土壤分別留樣500 g,裝入樣本容器中,貼好標簽,-20℃低溫冷凍保存待測。

1.3 分析方法

1.3.1 超高效液相色譜-串聯(lián)質譜(UPLC-MS/MS)檢測條件

色譜條件:HSS T3色譜柱,柱溫45℃;采用二元梯度洗脫分離,流動相A為乙腈,流動相B為超純水,梯度洗脫程序見表1。流速為0.4 mL/min,進樣體積10 μL。

表1流動相梯度洗脫參數

Table1Parametersforprocedureofgradientelution

時間/min Time乙腈/mL Acetonitrile水/mL Water001001．030701．575253．575253．601005．00100

質譜條件:電噴霧正離子源(ESI+);干燥氣為氮氣,流速600 L/h,溫度350℃;霧化氣為氮氣,流速50 L/h,去溶劑溫度350℃;碰撞氣為氬氣,流速0.16 mL/min;離子源溫度120℃;錐孔電壓35 V;毛細管電壓3.0 kV。

監(jiān)測模式：多反應監(jiān)測模式(MRM)。母離子為415.26(m/z)；定量離子和定性離子分別為182.14(m/z)和83.06(m/z)；碰撞能量分別為18 V和46 V。

1.3.2 樣品前處理

糙米:準確稱取糙米樣品5.0 g(精確至0.01 g)于50 mL離心管中,加入5 mL超純水和5 mL 0.5%甲酸乙腈,渦旋3 min,加入1 g NaCl和3 g MgSO4,振蕩5 min,在4 000 r/min下離心5 min,抽取上清液用0.22 μm微膜過濾,取0.1 mL于進樣瓶里,加0.9 mL水,UPLC-MS/MS測定。

稻殼:準確稱取稻殼樣品2.0 g(精確至0.01 g)于50 mL離心管中,加入2 mL超純水和10 mL的2%甲酸乙腈,渦旋3 min,加入1 g NaCl,振蕩5 min,在4 000 r/min下離心5 min,上清液經0.22 μm微膜過濾,取0.5 mL于進樣瓶里,氮氣吹干,加1 mL水、乙腈混合液(9∶1)溶解,UPLC-MS/MS測定。

植株:準確稱取植株樣品5.0 g(精確至0.01 g)于50 mL離心管中,加入10 mL超純水和5 mL的0.5%甲酸乙腈,渦旋3 min,加入1 g NaCl和3 g MgSO4,振蕩5 min,在4 000 r/min下離心5 min,上清液經0.22 μm微膜過濾,取0.1 mL于進樣瓶里,加0.9 mL水,UPLC-MS/MS測定。

土壤:準確稱取土壤樣品5.0 g(精確至0.01 g)于50 mL離心管中,加入2 mL超純水和5 mL的2%甲酸乙腈,渦旋3 min,加入1 g NaCl和2 g MgSO4,振蕩5 min,在4 000 r/min下離心5 min,上清液經0.22 μm微膜過濾,取0.1 mL于進樣瓶里,加0.9 mL水,UPLC-MS/MS測定。

稻田水:準確抽取稻田水樣品5.0 mL于50 mL離心管中,加入5 mL的0.5%甲酸乙腈,振蕩10 min,加入1 g NaCl,振蕩5 min,在4 000 r/min下離心5 min,抽取上清液用0.22 μm微膜過濾,取0.1 mL于進樣瓶里,加0.9 mL水,UPLC-MS/MS測定。

1.4 膳食攝入風險評估

膳食暴露風險按公式(1)和(2)計算:

NEDI=(ΣSTMRi×Fi)/bw

(1)

RQ=NEDI/ADI

(2)

式(1)中:NEDI(national estimated daily intake)為國家估計每日攝入量(以每千克體重計),單位μg/kg:STMRi(supervised trials median residue)指第i級農產品的規(guī)范試驗中值,單位為mg/kg;Fi(food intake)為不同人群對第i級農產品的膳食消費量,單位g[18]。

式(2)中:RQ(risk quotient)為風險商值,ADI為每千克體重的農藥日允許攝入量,單位mg/kg。當RQ<1時,表示風險可以接受,數值越小,風險越小;當RQ>1時,表示有不可接受的慢性風險,數值越大,風險越大[18]。

2 結果與分析

2.1 色譜及質譜條件的選擇

為獲得吡嘧磺隆最佳檢測靈敏度和最佳分離效果,首先采用直接注入的方式,掃描范圍m/z為50～500,以選擇合適的離子源和流動相。結果表明,在電噴霧離子化、正離子掃描模式下,吡嘧磺隆獲得較好的電離效果,特征離子峰[M+H]+顯著。在此基礎上進一步優(yōu)化質譜參數和色譜參數。試驗證明,采用乙腈-水體系為流動相,獲得較高的靈敏度、重現(xiàn)性及峰形。

圖1 吡嘧磺隆色譜圖Fig.1 Chromatograms of pyrazosulfuron-ethyl

2.2 方法的線性及基質效應評價

基質效應(matrix effects)是指色譜分離時共洗脫的物質引起的待測成分的離子化效率的增強或減弱[19]。基質效應是LC-MS-MS檢測的主要缺點之一,尤其是電噴霧模式[19],而且,基質效應的大小取決于農藥的結構、基質及前處理方式[19]。由表2可得,在糙米、土壤、稻田水、稻殼、植株等基質中洗脫的物質,對吡嘧磺隆存在抑制效應(-19.1≤ME≤-40.4)。因此,為提高定量準確性,采用基質匹配標準溶液校正方法對基質效應進行補償。

2.3 方法的精密度和準確度

本方法的準確度及精密度用添加回收率和變異系數來衡量。在0.000 5～1 mg/kg范圍內,在空白的糙米、土壤、稻田水、稻殼、植株等基質中分別添加吡嘧磺隆標準品,每種基質3個水平,每個水平5個重復,計算添加回收率和相對標準偏差(RSD)。由表3可得,吡嘧磺隆在稻田水中的平均回收率為95.7%～113.6%,RSD為2.3%～9.1%;在土壤中的平均回收率為97.4%～105.9%,RSD為1.5%～12.5%;在糙米中的平均回收率為78.4%～103.1%,RSD為5.8%～11.2%;在水稻殼中的平均回收率為82.3%～104.4%,RSD為2.0%～5.2%;在水稻植株中的平均回收率為77.2%～103.7%,RSD為3.2%～12.1%,準確度及精密度均滿足農藥殘留試驗準則(NY/T 788-2004)的要求。

表2吡嘧磺隆的基質匹配標準工作曲線和溶劑效應

Table2Matrix-matchedcalibrationcurveandsolventeffectofpyrazosulfuron-ethylat0.0005-0.1mg/kg

基質Matrix線性方程RegressionequationR2斜率比Sloperatio基質效應/%Matrixeffect乙腈Acetonitriley=147．920x+5129190．9900——植株Planty=88．178x+583480．99860．60-40．4土壤Soily=123．920x+3659840．99140．84-16．2稻田水Paddywatery=97．457x+2594600．99500．66-34．1糙米Brownricey=119．690x+2243290．99530．81-19．1稻殼Ricehully=71．306x-53．8640．99800．48-51．8

表3吡嘧磺隆在水稻植株、稻殼、糙米、稻田水及土壤中的添加回收率(n=5)

Table3Recoveriesofpyrazosulfuron-ethylinplant,ricehull,brownrice,paddywaterandsoilsamples(n=5)

基質Matrix添加濃度/mg·kg-1Spikedconcentration回收率/% Recovery12345回收率平均值/%Averagerecovery相對標準偏差/%RSD植株Plant0．000570．086．472．282．175．477．28．90．05106．1103．1104．1106．898．4103．73．2182．3100．976．199．993．490．512．1土壤Soil0．0005111．899．590．088．0116．3101．112．50．05112．7115．8101．598．9100．9105．97．30．596．796．196．199．098．997．41．5稻田水Paddywater0．001110．6116．9115．5113．4111．5113．62．30．0585．890．892．2104．9105．095．79．10．5107．1100．499．0107．4105．8103．93．8糙米Brownrice0．000583．968．683．783．272．678．411．20．05102．987．2106．287．085．393．710．60．5109．7104．698．7107．395．3103．15．8稻殼Ricehull0．00183．083．879．783．481．482．32．00．05108．1104．3105．1109．195．4104．45．20．599．7101．3109．8103．2106．4104．13．9

2.4 田間試驗結果

2.4.1 吡嘧磺隆在水稻植株、稻田水和土壤中的消解動態(tài)

田間消解動態(tài)試驗結果顯示:施藥后吡嘧磺隆在水稻植株、土壤、稻田水中殘留濃度與施藥后間隔時間的關系符合一級動力學方程Ct=C0e-kt,降解動態(tài)回歸方程見表4。2014年吡嘧磺隆在安徽、廣西、北京試驗點水稻植株上的原始沉積量分別為0.297、0.055 4和0.001 3 mg/kg,半衰期分別為1.0、1.1和2.8 d,結果見圖2a;2015年吡嘧磺隆在安徽、廣西、北京試驗點水稻植株上的原始沉積量分別為0.866、0.412和0.045 6 mg/kg,半衰期分別為2.7、0.8和2.9 d,結果見圖2b。

2014年和2015年吡嘧磺隆在安徽試驗點土壤中的原始沉積量分別為0.003 2和0.003 3 mg/kg,半衰期分別為4.4 d和5.2 d;廣西、北京兩個試驗點土壤中的農藥的初始殘留量均低于0.000 5 mg/kg。結果見圖2c～d。

2014年吡嘧磺隆在安徽、廣西、北京試驗點稻田水中的原始沉積量分別為0.089 8、0.211和0.010 3 mg/kg,半衰期分別為0.9、2.5和5.9 d,結果見圖2e;2015年吡嘧磺隆在安徽、廣西、北京試驗點稻田水中的原始沉積量分別為0.239、0.087 0和0.112 mg/kg,半衰期分別為1.3、1.3和1.5 d,結果見圖2f。

李慧晨等[12]報道吡嘧磺隆在稻田水中的半衰期為0.7～2.0 d,在土壤中的半衰期為2.5～9.9 d;劉琛等[4]報道吡嘧磺隆在水稻植株、稻田水和土壤中的半衰期均低于5.2 d,本試驗的結果與此一致,表明吡嘧磺隆屬于易降解農藥(t1/2<30 d)。

表4吡嘧磺隆在水稻植株、土壤及稻田水中的消解動態(tài)方程、決定系數及半衰期

Table4Residualdynamics,determinationcoefficientandhalf-livesofpyrazosulfuron-ethylinplant,soilandpaddywater

樣本Sample年份Year試驗地點Testsite消解動態(tài)方程Regressionequation決定系數R2半衰期/dHalf?life植株Plant2014安徽y=0．6237e-0．72x0．89491．0廣西y=0．6440e-0．606x0．94551．1北京y=0．0051e-0．252x0．71722．82015安徽y=0．0924e-0．255x0．71372．7廣西y=0．0321e-0．872x0．96570．8北京y=0．0322e-0．237x0．76332．9土壤Soil2014安徽y=0．0042e-0．157x0．73834．4廣西---北京---2015安徽y=0．0049e-0．134x0．91355．2廣西---北京---稻田水Paddywater2014安徽y=0．0386e-0．759x0．57260．9廣西y=0．0588e-0．279x0．81562．5北京y=0．0042e-0．118x0．68915．92015安徽y=0．2143e-0．524x0．96281．3廣西y=0．1126e-0．516x0．97911．3北京y=0．0556e-0．459x0．95831．5

圖2 吡嘧磺隆在兩年三地水稻植株(a和b),土壤(c和d)和稻田水(e和f)中的消解動態(tài)曲線Fig.2 Dissipation curves of pyrazosulfuron-ethyl in rice plant (a and b), paddy soil (c and d) and paddy water (e and f) samples at each trial site in 2014-2015

2.4.2 吡嘧磺隆在糙米、稻殼、水稻植株、稻田水和土壤中的最終殘留量

由表5可得,25%吡嘧磺隆可濕性粉劑以有效成分112.5 g/hm2和168.75 g/hm2施藥1次,水稻收獲期采樣,土壤、水稻植株和稻殼中吡嘧磺隆的最大殘留量分別為0.000 8、0.001 4和0.002 9 mg/kg;糙米中吡嘧磺隆的殘留量均小于0.000 5 mg/kg。稻田水中吡嘧磺隆的殘留量均小于0.001 mg/kg。

表5吡嘧磺隆在水稻植株、土壤、糙米和稻殼中的最終殘留

Table5Ultimateresidueofpyrazosulfuron-ethylinplant,soil,brownriceandricehull

樣品Sample有效施藥劑量/g·(hm2)-1Dosage殘留量/mg·kg-1 Residue2014年In2014安徽Anhui廣西Guangxi北京Beijing2015年In2015安徽Anhui廣西Guangxi北京Beijing植株Plant112．50．00140．0012<0．0005<0．0005<0．0005<0．0005168．750．0008<0．0005<0．0005<0．0005<0．0005<0．0005土壤Soil112．50．0008<0．0005<0．0005<0．0005<0．0005<0．0005168．75<0．0005<0．0005<0．0005<0．0005<0．0005<0．0005糙米Brownrice112．5<0．0005<0．0005<0．0005<0．0005<0．0005<0．0005168．75<0．0005<0．0005<0．0005<0．0005<0．0005<0．0005稻殼Ricehull112．5<0．0010<0．0010<0．0010<0．00100．0017<0．0010168．750．00150．0016<0．0010<0．00100．0029<0．0010稻田水Paddywater112．5<0．001<0．001<0．001<0．001<0．001<0．001168．75<0．001<0．001<0．001<0．001<0．001<0．001

2.5 吡嘧磺隆的膳食暴露量和風險評估

農藥的膳食暴露量和風險商值由農產品中最終殘留試驗結果、膳食攝入結構和攝入量、農藥的ADI值共同決定。不同國家和不同年齡組成均可導致不同的風險評估結果。本研究根據我國不同人群的膳食結構和所得最終殘留結果,計算出不同人群的膳食攝入暴露量,從而進行風險評估。

吡嘧磺隆的ADI值為0.043 mg/kg[20],所有的國際組織和國家都未制定該農藥的ARfD值,因此只作吡嘧磺隆的慢性暴露評估。由于試驗中稻米中吡嘧磺隆的最終殘留量皆低于最低檢測濃度0.000 5 mg/kg,因此STMR為0.000 5 mg/kg,根據公式(1)和(2)計算估計暴露量和風險商值。我國不同人群稻米的平均攝入量[21],國家估計每日攝入量和吡嘧磺隆的風險商值詳見表6。從表中可以看出,我國不同年齡段、不同性別的人群中吡嘧磺隆的風險商值為5.1×10-5～1.26×10-4,小于1。因此按照推薦劑量、使用次數和安全間隔期在水稻上使用吡嘧磺隆,其殘留水平不會對人類健康造成不可接受的慢性中毒風險。

表6各類人群對稻米的平均攝入量及吡嘧磺隆的國家估計每日暴露量和風險商值

Table6Nationalestimateddailyintakeandriskquotientfordifferentpyrazosulfuron-ethylgroups

年齡Age性別Sex體重/kgBodyweight稻米攝入量/g·d-1Fi國家估計每日攝入量/μg·kg-1NEDI風險商值RQ2～3歲男Male13．2135．50．00511．19×10-4女Female12．3133．70．00541．26×10-44～6歲男Male16．8179．70．00531．23×10-4女Female16．2159．50．00491．14×10-47～10歲男Male22．9230．80．00501．16×10-4女Female21．7212．00．00491．14×10-411～13歲男Male34．1266．20．00399．1×10-5女Female34．0238．40．00358．1×10-514～17歲男Male46．7308．70．00337．7×10-5女Female45．2240．70．00276．3×10-518～29歲男Male58．4309．60．00276．3×10-5女Female52．1260．90．00255．8×10-530～44歲男Male64．9316．20．00245．6×10-5女Female55．7278．60．00255．8×10-545～59歲男Male63．1314．90．00255．8×10-5女Female57．0272．80．00245．6×10-560～69歲男Male61．5274．00．00225．1×10-5女Female54．3242．90．00225．1×10-5 >70歲男Male58．5258．30．00225．1×10-5女Female51．0223．50．00225．1×10-5

3 結論與討論

本研究建立了超高效液相色譜串聯(lián)質譜(UPLC-MS/MS)快速測定吡嘧磺隆在水稻(糙米、稻殼和植株)、土壤和稻田水中殘留量的分析方法。此方法無需分散固相萃取凈化,前處理操作簡單,精密度、準確度等均符合農藥殘留分析要求。

2014-2015年北京、安徽和廣西三地吡嘧磺隆的消解動態(tài)試驗結果表明:吡嘧磺隆在水稻植株、土壤和稻田水中的消解速率較快,半衰期均≤5.9 d。最終殘留試驗表明:25%吡嘧磺隆可濕性粉劑,分別以有效成分112.5 g/hm2和168.75 g/hm2的劑量施藥1次,收獲期采收,糙米樣品中吡嘧磺隆的最終殘留量均低于最小添加濃度(0.000 5 mg/kg)。

膳食攝入風險評估結果顯示:我國各類人群的吡嘧磺隆國家估計每日攝入量(NEDI)為0.002 2～ 0.005 3 μg/kg,風險商值(RQ)為5.1×10-5～1.23×10-4,小于1,表明吡嘧磺隆在糙米中的殘留水平不會對人類健康造成不可接受的慢性中毒風險。

[1] Sondhia S, Waseem U, Varma R K. Fungal degradation of an acetolactate synthase (ALS) inhibitor pyrazosulfuron-ethyl in soil [J]. Chemosphere, 2013, 93(9): 2140-2147.

[2] Demoliner A, Caldas S S, Costa F P, et al. Development and validation of a method using SPE and LC-ESI-MS-MS for the determination of multiple classes of pesticides and metabolites in water samples [J]. Journal of the Brazilian Chemical Society, 2010, 21(8): 1424-1433.

[3] Ding Fei, Liu Wei, Zhang Xi, et al. Identification of pyrazosulfuron-ethyl binding affinity and binding site subdomain IIA in human serum albumin by spectroscopic methods [J]. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 2010, 75(3): 1088-1094.

[4] 劉琛, 朱文學, 呂笑天, 等. 吡嘧磺隆和苯噻酰草胺在水稻中的殘留分析[J]. 環(huán)境化學, 2013, 32(9): 1653-1659.

[5] 楊麗華, 龔道新, 羅俊凱, 等. 高效液相色譜法同時分析水稻和稻田中吡嘧磺隆和苯噻酰草胺的殘留量[J]. 湖南農業(yè)大學學報(自然科學版), 2013, 39(3): 291-297.

[6] Kang C A, Kim M R, Shen J Y, et al. Supercritical fluid extraction for liquid chromatographic determination of pyrazosulfuron-ethyl in soils [J]. Bulletin of Environmental Contamination & Toxicology, 2006, 76(5)：745-751.

[7] 李娜, 李輝, 邵輝,等. 超高效液相色譜-串聯(lián)質譜法測定人參中磺酰脲類除草劑殘留量[J]. 色譜, 2011, 29(4):346-352.

[8] 許迪, 于丁一, 田國芳, 等. 吡嘧磺隆在水稻、土壤和田水中的消解和殘留[J].環(huán)境化學, 2013, 32(1): 150-155.

[9] Fenoll J, Hellín P, Sabater P, et al. Trace analysis of sulfonylurea herbicides in water samples by solid-phase extraction and liquid chromatography-tandem mass spectrometry[J]. Talanta, 2012, 101(22):273-282.

[10] Ayano E, Kanazawa H, Ando M, et al. Determination and quantitation of sulfonylurea and urea herbicides in water samples using liquid chromatography with electrospray ionization mass spectrometric detection[J]. Analytica Chimica Acta, 2004, 507(2): 211-218.

[11] 陳鴿, 金茂俊, 杜鵬飛, 等.高效液相色譜-質譜法檢測水稻中吡嘧磺隆殘留量方法研究[J].農藥科學與管理,2015(10):22-27.

[12] 李慧晨, 尤祥偉, 劉豐茂, 等. 高效液相色譜-串聯(lián)質譜法檢測稻田中吡嘧磺隆和苯噻酰草胺殘留[J]. 農藥學學報, 2014, 16(6): 728-733.

[13] Tian Fajun, Liu Xingang, Wu Yanbin, et al. Simultaneous determination of penflufen and one metabolite in vegetables and cereals using a modified quick, easy, cheap, effective, rugged, and safe method and liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry [J].Food Chemistry,2016,213:410-416.

[14] Hu Mingfeng, Liu Xingang, Dong Fengshou, et al. Determination of ametoctradin residue in fruits and vegetables by modified quick, easy, cheap, effective, rugged, and safe method using ultra-performance liquid chromatography/tandem mass spectrometry [J]. Food Chemistry, 2015, 175: 395-400.

[15] Chen Xixi, Dong Fengshou, Xu Jun, et al. Effective monitoring of fluxapyroxad and its three biologically active metabolites in vegetables, fruits, and cereals by optimized QuEChERS treatment based on UPLC-MS/MS [J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2016, 64(46): 8935-8943.

[16] Tian Fajun, Liu Xingang, Xu Jun, et al. Simultaneous determination of phoxim, chlorpyrifos, and pyridaben residues in edible mushrooms by high-performance liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry[J]. Food Analytical Methods, 2016, 9(10): 2917-2924.

[17] Li Yao, Liu Xingang, Wu Xiaohu, et al. Simultaneous determination of flupyradifurone and its two metabolites in fruits, vegetables, and grains by a modified quick, easy, cheap, effective, rugged, and safe method using ultra high performance liquid chromatography with tandem mass spectrometry[J]. Journal of Separation Science, 2016, 39(6): 1090-1098.

[18] 中國農業(yè)科學院農業(yè)質量標準與檢測技術研究所. 農產品質量安全風險評估: 原理、方法與應用[M].北京:中國標準出版社, 2007.

[19] 黃寶勇, 歐陽喜輝, 潘燦平. 色譜法測定農產品中農藥殘留時的基質效應[J]. 農藥學學報, 2005, 7(4):299-305.

[20] 食品安全國家標準食品中農藥最大殘留限量: GB2763—2014[S]. 北京: 中國農業(yè)出版社, 2014.

[21] 金水高.中國居民營養(yǎng)與健康狀況調查報告之十:2002年營養(yǎng)與健康狀況數據集[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2008.

(責任編輯： 楊明麗)

Dissipation,residueanddietaryriskassessmentofpyrazosulfuron-ethylinrice

Rong Lili1,2, Wu Xiaohu2, Dong Fengshou2, Liu Xingang2, Xu Jun2, Zheng Yongquan1,2

(1.CollegeofLifeScience,NortheastAgriculturalUniversity,Harbin150030,China; 2.KeyLaboratoryofIntegratedPestManagementinCrops,MinistryofAgriculture,InstituteofPlantProtection,ChineseAcademyofAgriculturalSciences,Beijing100193,China)

A new method was developed to detect pyrazosulfuron-ethyl residues in rice, paddy soil, and paddy water using ultra-performance liquid chromatography with tandem mass spectrometry (UPLC-MS/MS). The dietary exposure risk assessment to different populations based on data of pyrazosulfuron-ethyl residues in rice was also investigated. The samples were extracted with acetonitrile containing formic acid. The extracts was diluted 10 times with purified water, and then detected by UPLC-MS/MS.The results showed that at spiked levels of 0.000 5 to 1 mg/kg, average recoveries of pyrazosulfuron-ethyl ranged from 73.7% to 113.6% with the relative standard deviations (RSD) of 1.5% to 12.5%. The method was used to detect the residue and dissipation of pyrazosulfuron-ethyl in rice field in Beijing, Anhui and Guangxi in 2014 and 2015. The results indicated that the dissipation of pyrazosulfuron-ethyl in rice plant, soil and paddy water fitted to the first order kinetics, with the half-life of 0.8 to 2.9 days, 4.4 to 5.2 days and 0.9 to 5.9 days, respectively. The national estimated daily intake (NEDI) was between 0.002 2 to 0.005 3 μg/kg and the risk quotients (RQ) were between 5.1×10-5to 1.23×10-4for different groups in China. The results revealed that the final residue levels of pyrazosulfuron-ethyl in rice will not cause unacceptable slow poisoned risk to the human health.

pyrazosulfuron-ethyl; UPLC-MS/MS; rice; residue; risk assessment

2017-03-21

2017-04-20

國家公益性行業(yè)(農業(yè))科研專項(201503017)

* 通信作者 E-mail: zhengyongquan@ippcaas.cn

O 657.63

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2017.06.021