馮義志,潘金菊,李瑞娟,王曉玉,齊曉雪,劉同金,于建壘*,梁 林*,左伯軍
(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,濟南 250033;2.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所,濟南250100)
滅蠅胺(cyromazine)(圖1),又名環(huán)丙氨嗪,是一種選擇性昆蟲生長調(diào)節(jié)劑,具有內(nèi)吸傳導(dǎo)作用,對雙翅目昆蟲的卵及幼蟲有特殊生物活性,可使幼蟲在形態(tài)上發(fā)生畸變,不能正?;肌D壳?,主要用于防治黃瓜、菜豆、姜、韭菜、食用菌和花卉上的雙翅目害蟲,也可用于控制動物廄舍內(nèi)的蒼蠅[1-2]。毒理學(xué)研究[3-4]表明,滅蠅胺可導(dǎo)致老鼠乳腺癌的發(fā)生,進一步研究發(fā)現(xiàn)其與其他產(chǎn)生乳腺腫瘤的類似物在結(jié)構(gòu)上有一些相似之處。因此,滅蠅胺被美國環(huán)境保護署(EPA)列為C類致癌物(潛在致癌物)。為保證食品安全,許多國家和組織已先后制定了滅蠅胺在農(nóng)產(chǎn)品中的最大殘留限量(MRL)標(biāo)準(zhǔn)[5-7]。我國GB 2763—2019《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中農(nóng)藥最大殘留限量》[8]已經(jīng)制定了滅蠅胺在黃瓜、蔥等農(nóng)產(chǎn)品中20余項限量標(biāo)準(zhǔn)。
圖1 滅蠅胺化學(xué)結(jié)構(gòu)式
目前,有關(guān)滅蠅胺在農(nóng)作物中的殘留消解及其膳食風(fēng)險評估研究較少。張鋒鋒等[2]研究了滅蠅胺在菜豆上的殘留及消解規(guī)律,結(jié)果表明滅蠅胺在菜豆中消解較快,半衰期為3.2~6.1 d,推薦劑量下使用,安全間隔期為7 d。陳麗萍[9]研究表明滅蠅胺在菜用大豆上的半衰期為5.6~6.1 d,在末次施藥后15 d,菜用大豆最終殘留量低于我國規(guī)定的豆類的MRL值(0.5 mg/kg)要求。毛江勝等[10]對滅蠅胺在韭菜中的殘留量進行了檢測并對滅蠅胺在韭菜中的膳食風(fēng)險進行了評估。Zhao等[11]采用液質(zhì)聯(lián)用測定了雙孢菇中滅蠅胺的殘留量并進行了膳食風(fēng)險評估,結(jié)果表明雖然滅蠅胺在雙孢菇培養(yǎng)基中降解較慢(半衰期為38.5~53.3 d),但膳食風(fēng)險結(jié)果表明雙孢菇中滅蠅胺殘留量不會對人體健康產(chǎn)生影響。魏茂瓊等[12]研究了兩種濃度的滅蠅胺在平菇培養(yǎng)料中的消解動態(tài)規(guī)律,結(jié)果表明滅蠅胺在培養(yǎng)料中的消解半衰期為22.5~24.2 d。蔡春平等[13]研究表明滅蠅胺在銀耳中的降解半衰期為5.6 d,銀耳采收時滅蠅胺的殘留量符合日本肯定列表制度要求。
目前,中國正在開展滅蠅胺在萵筍和油麥菜中的限量制定工作,而有關(guān)滅蠅胺在萵筍和油麥菜中的殘留消解及對我國居民的膳食風(fēng)險研究均未報道。本研究通過1年兩地的田間試驗,研究了滅蠅胺在萵筍和油麥菜中的殘留消解及殘留量,結(jié)合滅蠅胺在我國登記情況和我國居民的人均膳食結(jié)構(gòu),對普通人群的膳食風(fēng)險進行了評估。
99.2%滅蠅胺標(biāo)準(zhǔn)品,德國Dr. Ehrenstorfer公司;氯化鈉(分析純)、乙酸銨(分析純)、甲酸(色譜純),國藥集團化學(xué)試劑有限公司;乙腈(色譜純),美國賽默飛世爾科技公司;C18填料(40~60 μm),天津博納艾杰爾科技有限公司;有機濾器(0.22 μm),美瑞泰克科技有限公司;純凈水,廣州屈臣氏食品飲料有限公司。
LCMS-8030高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀,日本島津公司;MTV-100多管漩渦混合儀,杭州奧盛儀器有限公司;Sorvall ST16臺式通風(fēng)型離心機,美國Thermo Fisher公司;艾柯Exceed-Cd-08實驗室超純水機,成都唐氏康寧科技發(fā)展有限公司;AL204電子天平,梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司。
LCMS-8030液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀;色譜柱:ACCL RSLCPA2色譜柱(100 mm×2.1 mm,2.2 μm);樣品室溫度:15℃;進樣體積:2 μL;流動相:0.1%甲酸水溶液+乙腈(體積比95∶5);流速:0.4 mL/min;質(zhì)譜條件:電噴霧離子源(ESI);加熱塊溫度:400℃;干燥氣溫度:250℃;干燥氣流量:15 L/min;霧化氣流量:3 L/min;反應(yīng)氣(Ar)壓力:230 kPa;采集方式:多反應(yīng)監(jiān)測模式;滅蠅胺母離子:167.10m/z;子離子:125.10m/z(定量)、108.10m/z(定性),碰撞能量20 eV。
按照NY/T 788—2004《農(nóng)藥殘留試驗準(zhǔn)則》[14]和《農(nóng)藥登記殘留田間試驗標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程》[15]要求設(shè)試驗小區(qū),小區(qū)面積30 m2,重復(fù)3次,隨機排列,小區(qū)間設(shè)保護帶,另設(shè)對照小區(qū)。50%滅蠅胺可溶性粉劑在萵筍和油麥菜上防治斑潛蠅的推薦使用劑量為112.50~168.75 g/hm2,在斑潛蠅發(fā)生初期使用,施藥1~2次。
1.4.1 消解動態(tài)試驗
在消解動態(tài)試驗中,按有效成分253.125 g/hm2(推薦最高劑量的1.5倍)的用量施藥于作物生長期,噴霧1次。分別于施藥后當(dāng)天,1、3、5、7、10、14、21 d采集萵筍和油麥菜樣品。在試驗小區(qū)內(nèi)用隨機的方式采樣,每次在每小區(qū)選擇10個以上采樣點采集2 kg以上生長正常的萵筍和油麥菜樣品(所有地上部分),去除明顯腐壞、萎蔫、枯老部分的莖葉,裝入樣本容器中包扎妥當(dāng)。將田間采集的樣本用不銹鋼刀切成1~2 cm大小的碎塊,并于不銹鋼盆中充分混勻。用四分法縮分樣品,分取兩份150 g的樣品,分別裝入封口袋中,并貼好標(biāo)簽,放入-20℃低溫冰柜中貯存。
1.4.2 最終殘留試驗
設(shè)2個施藥劑量:低劑量按有效成分為168.75 g/hm2(推薦最高劑量)的用量,高劑量按有效成分為253.125 g/hm2(推薦最高劑量的1.5倍)的用量,各設(shè)2次和3次施藥,施藥間隔7 d。末次施藥后間隔3、5、7 d采集萵筍(萵筍葉、萵筍莖)和油麥菜樣品。樣品采集及制備同動態(tài)樣品。
將樣品用食品調(diào)理儀進行粉碎,準(zhǔn)確稱取樣品10.0 g至50 mL具塞塑料離心管內(nèi),加入10 mL乙酸銨-乙腈(體積比1∶4)混合溶液,2 500 r/min渦旋5 min,4 000 r/min離心5 min,取全部上清液轉(zhuǎn)移至容量瓶中;再加入7 mL乙酸銨-乙腈(體積比1∶4)混合溶液,重復(fù)上述操作,再次收集全部上清液至容量瓶中,并用乙酸銨-乙腈(體積比1∶4)混合溶液定容至25 mL,搖勻;靜置后,取上清液過0.22 μm有機系濾膜,待檢測。
膳食暴露和風(fēng)險評估采用以下公式計算:
式中:NEDI為國家估算每日攝入量,mg/(kg bw);Fi為食物攝入量,kg;STMRi為第i類初級食用農(nóng)產(chǎn)品的;bw為中國居民的平均體重,kg;RQ為風(fēng)險商,%;ADI為每日允許攝入量,mg/(kg bw)。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。
取適量滅蠅胺母液,用乙腈稀釋配得100 mg/L標(biāo)準(zhǔn)混合溶液。分別用乙腈和萵筍葉、萵筍莖和油麥 菜 空 白 基 質(zhì) 梯 度 稀 釋 配 得10、1、0.5、0.1、0.02 mg/L,在1.3節(jié)色譜條件下進行測定。在空白萵筍葉、萵筍莖中添加0.05、0.2、4、10 mg/kg滅蠅胺標(biāo)準(zhǔn)品;在空白油麥菜中添加0.05、0.2、4、20 mg/kg滅蠅胺標(biāo)準(zhǔn)品,每個質(zhì)量分數(shù)5次平行試驗。按1.5節(jié)方法進行提取、凈化,按1.3節(jié)色譜條件進行檢測,測定回收率及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。
滅蠅胺微溶于水,稍溶于甲醇,屬于極性化合物,水溶液呈弱堿性,因此提取溶劑一般都選用極性較強的有機溶劑或緩沖溶液[16]。本試驗比較了甲醇-水、乙腈-水、乙酸-乙腈和乙酸銨-乙腈等不同種類和混合比例的提取溶劑的提取效果,最終選擇乙酸銨-乙腈水溶液(體積比1∶4)為提取溶劑,回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均能得到預(yù)期的結(jié)果。
結(jié)果表明(表1),在0.02~10 mg/L范圍內(nèi),滅蠅胺在乙腈和樣品空白基質(zhì)溶液中定量離子峰面積與進樣質(zhì)量濃度間均呈良好的線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)(r)都大于0.998 4。滅蠅胺在萵筍和油麥菜各基質(zhì)中方法定量限均為0.05 mg/kg。
表1 滅蠅胺的線性方程、相關(guān)系數(shù)和斜率比
采用基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率和溶劑標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率之比(k)來評價基質(zhì)效應(yīng):當(dāng)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(dāng)k在0.9~1.1之間時為基質(zhì)效應(yīng)不明顯[17]。由表1可知,滅蠅胺在在油麥菜中基質(zhì)效應(yīng)不明顯,而在萵筍葉和萵筍莖基質(zhì)中基質(zhì)效應(yīng)為基質(zhì)減弱。為保證方法的通用性和適用性,萵筍葉和莖采用在基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液校正消除基質(zhì)效應(yīng)影響。
本試驗通過在萵筍和油麥菜中添加滅蠅胺的回收率試驗來評斷方法的準(zhǔn)確度和精密度(表2)。試驗結(jié)果表明,滅蠅胺在各基質(zhì)中平均回收率為90%~104%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1%~11%,符合SANTE/11813/2017歐盟指導(dǎo)方針要求平均回收率在70%~120%、相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于20%的要求[18]。
圖2、圖3顯示了在田間條件下滅蠅胺在萵筍和油麥菜中的消解曲線。消解試驗結(jié)果表明(表3),按照有效成分為253.125 g/hm2(推薦最高劑量的1.5倍)劑量施藥,滅蠅胺在山東保護地和浙江露地萵筍中原始沉積量分別為3.89 mg/kg和8.51 mg/kg;在油麥菜中分別為5.57 mg/kg和9.73 mg/kg。兩地萵筍和油麥菜中滅蠅胺原始沉積量差異較大。分析原因,可能與施藥時不同栽培品種的生長條件及各地種植習(xí)慣有關(guān)。滅蠅胺在兩地萵筍和油麥菜中半衰期為分別為6.9~7.7 d和6.1~9.6 d,且差異不大。張鋒鋒等[2]和陳麗萍等[9]研究表明,滅蠅胺在菜豆和菜用大豆中半衰期分別為3.2~6.1 d和5.6~6.1 d,與本試驗結(jié)果相近,說明滅蠅胺在蔬菜中降解較快。
表2 滅蠅胺在萵筍和油麥菜中的添加回收率及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差
圖2 滅蠅胺在山東和浙江兩地萵筍中消解曲線
圖3 滅蠅胺在山東和浙江兩地油麥菜中消解曲線
表3 滅蠅胺在萵筍和油麥菜中消解方程和半衰期
滅蠅胺在萵筍和油麥菜中最終殘留量如表4所示,滅蠅胺在萵筍葉和油麥菜菜種殘留量較高,而在萵筍莖中殘留較少,這可能與葉類蔬菜表面積較大,著藥量比較高有關(guān)。考慮到萵筍和油麥菜等屬于生長較快的蔬菜,本研究根據(jù)采收間隔3 d采樣品中滅蠅胺殘留數(shù)據(jù)來評估滅蠅胺的長期膳食風(fēng)險。滅蠅胺在萵筍葉、萵筍莖和油麥菜3 d采收間隔的殘留中值分別3.92、0.187、4.67 mg/kg。萵筍和油麥菜同屬深色蔬菜,本次評估選用最大的殘留中值4.67 mg/kg進行評估。根據(jù)中國健康與營養(yǎng)調(diào)查總結(jié)報告,中國成年人每天所有深色蔬菜的攝入量為0.091 5 kg。參考我國GB2763—2019《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中農(nóng)藥最大殘留限量》[8],滅蠅胺ADI值為0.06 mg/(kg bw)。中國居民的平均體重為63 kg。根據(jù)1.6中公式(1)計算普通人群滅蠅胺的國家估算ADI值為0.007 mg/(kg bw)。因此,滅蠅胺的RQ值為0.113,遠低于1?;陲L(fēng)險評估最大化原則,本次評估不僅考慮萵筍和油麥菜兩種蔬菜,而且對滅蠅胺所有登記作物均進行膳食風(fēng)險評估。查詢中國農(nóng)藥信息網(wǎng)可知[19],滅蠅胺在中國已登記韭菜、黃瓜、菜豆、姜等4種作物。將所有登記作物進行膳食分類和限量查詢后,結(jié)果匯總于表5。滅蠅胺在所有登記作物中RQ值為0.162,低于1。因此,滅蠅胺在菜薹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。
表4 滅蠅胺在萵筍和油麥菜中最終殘留量
表5 滅蠅胺在所有登記作物中的長期膳食攝入評估
本文建立了滅蠅胺在萵筍和油麥菜中的殘留分析方法。方法線性,準(zhǔn)確度、精密度均滿足殘留檢測要求。應(yīng)用此方法對兩地萵筍和油麥菜樣品中滅蠅胺進行了檢測,并對滅蠅胺的膳食風(fēng)險進行了評估。膳食風(fēng)險評估結(jié)果表明,萵筍和油麥菜中滅蠅胺的殘留量不會對我國一般人群健康產(chǎn)生影響。目前,我國GB2763—2019《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中農(nóng)藥最大殘留限量》未制定萵筍和油麥菜中滅蠅胺的最大殘留限量,其他國家或組織亦未制定滅蠅胺在萵筍和油麥菜中的最大殘留限量。本試驗結(jié)果為我國制定滅蠅胺在萵筍和油麥菜中最大殘留限量提供了數(shù)據(jù)參考。
滅蠅胺在萵筍和油麥菜中的殘留消解符合一級動力學(xué)方程,其在萵筍和油麥菜中的半衰期為分別為6.9~7.7 d和6.1~9.6 d。鑒于農(nóng)藥在作物中的降解趨勢受多種因素影響,降雨、光、熱、pH、濕度等物理化學(xué)因素都會對農(nóng)藥在植物體內(nèi)的降解起著重要作用[20-21],而本試驗只進行一年兩地的消解試驗,結(jié)果有一定的局限性,后期需要做更深入研究。