高效氯氰菊酯和吡丙醚在芥藍中的殘留消解及膳食暴露風險評估

唐紅霞 李玉博 張頌函 吳競 董茂鋒 王偉民 趙莉

摘要

為明確高效氯氰菊酯和吡丙醚在芥藍上施用后的殘留行為和膳食暴露風險，研究基于規范田間殘留試驗、目標農藥在芥藍上殘留分析方法，得到芥藍中2種農藥的殘留水平，結合我國膳食結構不同性別/年齡組食物消費量及體重數據評估了高效氯氰菊酯和吡丙醚對各類消費人群的長期和短期膳食攝入風險。結果表明：高效氯氰菊酯和吡丙醚分別在0.01～1.0?mg/L和0.005～1.0?mg/L范圍內線性關系良好，決定系數（R2）≥0.996?7。在3個添加水平下，芥藍中2種農藥的平均回收率為70.6%～113.4%，相對標準偏差（RSD）為0.5%～8.5%，定量限均為0.01?mg/kg。10%高氯·吡丙醚微乳劑以推薦高劑量施藥，高效氯氰菊酯和吡丙醚在芥藍中的消解符合一級動力學，半衰期分別為3.9～10.1?d和4.8～6.3?d。最終殘留試驗結果表明，最后一次施藥3、5、7、10?d后，芥藍中高效氯氰菊酯的最終殘留量≤0.904?mg/kg，吡丙醚的最終殘留量≤0.202?mg/kg。膳食風險評估表明，我國不同人群的長期慢性暴露風險最大值為27.26%;短期急性暴露風險最大值為67.17%，表明對不同年齡段、不同性別人群健康不會產生不可接受的風險。

關鍵詞

芥藍;?高效氯氰菊酯;?吡丙醚;?膳食攝入評估

中圖分類號：

S?481.8

文獻標識碼：?A

DOI：?10.16688/j.zwbh.2023002

Dissipation，?residue?and?dietary?risk?assessment?of?betacypermethrinpyriproxyfen?in?Chinese?kale

TANG?Hongxia1#，?LI?Yubo1#，?ZHANG?Songhan2，?WU?Jing1，?DONG?Maofeng1*，WANG?Weimin1，?ZHAO?Li2

（1.?Pesticide?Safety?Evaluation?Research?Center，?Key?Laboratory?for?Safety?Assessment?（Environment）?of?Agricultural?

Genetically?Modified?Organisms，?Ministry?of?Agriculture?and?Rural?Affairs，?Shanghai?Academy?of?Agricultural?Sciences，?

Shanghai?201106，?China;?2.?Shanghai?Agricultural?Technical?Extension?Service?Center，?Shanghai?201103，?China）

Abstract

The?study?aimed?to?confirm?the?residue?dissipation?and?the?dietary?risk?of?betacypermethrin?and?pyriproxyfen?in?Chinese?kale.?Based?on?good?agricultural?practices?and?analytical?methods，?residue?levels?of?betacypermethrin?and?pyriproxyfen?were?determined?in?Chinese?kale.?Longterm?and?shortterm?dietary?intake?risk?assessment?of?betacypermethrin?and?pyriproxyfen?were?evaluated?based?on?the?date?of?food?consumption?and?weight?data?of?different?gender/age?groups?in?dietary?structure?studies.?Good?linear?relationships?were?presented?in?the?range?of?0.01-1.0?mg/L?and?0.005-1.0?mg/L，?respectively，?and?the?coefficient?of?determination?（R2）?were?above?0.996?7.?The?average?recoveries?of?the?pesticides?in?the?Chinese?kale?with?three?spiked?levels?varied?from?70.6%?to?113.4%，?with?relative?standard?deviations?（RSDs）?of?0.5%-8.5%.?The?limit?of?qualification?（LOQ）?was?0.01?mg/kg.?Residue?experiments?of?betacypermethrin·pyriproxyfen?10%?microemulsion?（ME）?in?Chinese?kale?were?carried?out?with?each?high?recommended?dosage.?The?dissipations?of?betacypermethrin?and?pyriproxyfen?were?followed?firstorder?kinetic?equations.?The?degradation?halflives?were?3.9-10.1?days?and?4.8-6.3?days，?respectively.?The?final?residues?of?betacypermethrin?and?pyriproxyfen?in?Chinese?kale?were?lower?than?0.094?mg/kg?and?0.202?mg/kg，?respectively，?after?3，?5，?7，?10?days?of?the?last?application.?For?dietary?exposure?risk?assessments，?the?maximum?value?of?the?risk?of?chronic?exposure?under?different?Chinese?ages?was?27.26%?and?the?maximum?value?of?the?risk?of?acute?exposure?was?67.17%，?and?both?below?100%.?It?indicated?that?the?agents?of?betacypermethrin·pyriproxyfen?10%?ME?sprayed?on?Chinese?kale?at?the?recommended?dosages?had?no?unacceptable?potential?risks?for?Chinese?consumers.

Key?words

Chinese?kale;?betacypermethrin;?pyriproxyfen;?risk?assessment?of?dietary?residue?intake

芥藍Brassica?oleracea?var.?albiflora，為十字花科蕓薹屬Brassica一年生草本植物，在中國有900多年的栽培歷史，由于其柔嫩、清甜、鮮脆的口感廣受人們喜愛［12］。近幾年，上海形成了芥藍全年栽培的高效種植模式，顯著提升了芥藍的生產效益。然而，由于芥藍一年多茬的種植模式，病蟲害成為影響其品質的主要不利因素，小菜蛾Plutella?xylostella、蚜蟲、黃條跳甲Phyllotreta?spp.、霜霉病、灰霉病等嚴重影響了芥藍生產。相比其廣泛種植和病蟲害發生現狀，芥藍上有限的登記農藥數量成為了制約其規范合理生產和化學防治的短板。通過查閱中國農藥信息網可知，截至2022年10月17日，芥藍上農藥總共登記19個，其中14個為吡唑醚菌酯代森聯復配劑用于防治霜霉病，5個殺蟲劑產品（阿維·蟲螨腈、甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽、殺蟲·啶蟲脒、高氟氯·虱螨脲和甲維·蟲螨腈）主要防治小菜蛾、黃條跳甲和菜青蟲Pieris?rapae［3］。因此，不斷更新和擴充芥藍上的登記用藥不僅有利于降低病蟲害抗性，也有利于豐富栽培過程中的防治技術手段，促進芥藍種植技術的發展。

高效氯氰菊酯是一種高效、廣譜、觸殺性強的殺蟲劑，在植物體內無內吸和傳導作用，對鱗翅目、鞘翅目等多種害蟲有良好的防治效果，且持效期較長，作用迅速;吡丙醚是保幼激素類似物，為擾亂昆蟲生長的昆蟲生長調節劑，對同翅目、纓翅目、雙翅目、鱗翅目等多種害蟲有良好的防治效果，具有高效、持效期長、對生態環境影響小的特點［48］。高效氯氰菊酯吡丙醚復配劑可有效防治芥藍中的小菜蛾、甜菜夜蛾Spodoptera?exigua、斜紋夜蛾Spodoptera?litura、斑潛蠅和蚜蟲，保障芥藍在生產過程中的優質高產，但在實際應用中還需要對其殘留情況和膳食風險進行評估，確保其使用安全性。

本試驗根據《食品安全國家標準?食品中農藥最大殘留限量》（GB?27632021）［9］和農藥殘留聯席會議（JMPR）評估報告［1011］，即高效氯氰菊酯的風險評估定義是氯氰菊酯（異構體之和），吡丙醚的風險評估定義是吡丙醚，建立了采用乙腈提取、固相萃取柱或分散固相萃取凈化，氣相色譜法和液相色譜串聯質譜法分別檢測高效氯氰菊酯和吡丙醚的殘留分析方法。按照《農藥登記試驗質量管理規范》（農業農村部2570號公告）［12］和《農作物中農藥殘留試驗準則》［13］要求開展田間試驗探究高效氯氰菊酯和吡丙醚在芥藍上的消解動態和最終殘留，結合毒理學指標和不同人群食物消費量進行了長期慢性和短期急性膳食風險評估，旨在確保高效氯氰菊酯和吡丙醚在芥藍上的安全使用，為其安全合理使用提供技術支持。

1?材料與方法

1.1?試劑與儀器

10%高氯·吡丙醚微乳劑（ME）購自上海生農生化制品股份有限公司;高效氯氰菊酯（99.9?mg/L）、吡丙醚（999.8?mg/L）標準品購自北京振翔科技有限公司;乙腈（色譜純）和甲醇（色譜純）購自美國Merck公司;正己烷（色譜純）、丙酮（色譜純）、甲酸（色譜純）和乙酸銨（色譜純）購自上海安譜實驗科技股份有限公司;氯化鈉和無水硫酸鎂（分析純）購自上?；瘜W試劑公司;弗羅里硅土SPE小柱（500?mg/3?mL）購自賽默飛世爾科技（中國）有限公司;WondaPak?QuEchERs?分散固相萃取管（50?mg?PSA，150?mg?MgSO4，2?mL）購自上海潤蒽珀商貿有限公司。

LCMS8045?液相色譜串聯質譜儀，GC2014?氣相色譜儀（配備雙ECD檢測器）（日本Shimadzu公司）;MXF渦動混合器（中國Dragonlab公司）;ST16離心機［賽默飛世爾科技（中國）有限公司］;其他實驗室常用儀器設備。

1.2?田間試驗方法

參照《農作物中農藥殘留試驗準則》（NY/T?7882018）［13］和《農藥登記殘留試驗區域指南》（農藥檢（殘留）［2018］18號）［14］的規定，選取6地在露地模式下開展最終殘留試驗，其中3地同時開展殘留消解試驗。于2020年在上海市、貴州省、廣東省、河北省、山東省和湖南省6地進行了10%高氯·吡丙醚微乳劑殘留試驗，其中上海市、貴州省、廣東省進行了消解動態試驗。試驗設置處理和對照2個試驗小區，每小區50?m2，各小區栽培條件一致。施藥有效劑量為60?g/hm2;施藥1次;兌水量為450?L/hm2，推薦安全間隔期為5?d。試驗信息見表1。每次采樣在小區中以隨機方式采集2個獨立樣品，每個樣品剪取土表以上的莖葉至少約2?kg，不少于12點。小區邊行和每行距離兩端0.5?m內不采樣。田間樣品在采集后，8?h內運回實驗室，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，?（-20±2）℃保存。樣品檢測分析前，將樣品用粉碎機粉碎混勻。

1.3?分析方法

1.3.1?樣品提取和凈化

準確稱取混合均勻的芥藍樣品（5±0.05）?g至?50?mL聚乙烯塑料離心管中，加入10?mL乙腈，以2?000?r/min渦旋提取15?min，加入5?g氯化鈉，渦旋30?s，以4?500?r/min?離心5?min。移取1.5?mL上清液于裝有50?mg?PSA和150?mg?MgSO4的分散固相萃取管中，渦旋30?s，以10?000?r/min離心1?min，過0.22?μm有機濾膜至進樣小瓶中，待LCMS/MS檢測。另移取4?mL上清液于燒杯中，40℃濃縮吹干后，加2?mL正己烷溶解，將弗羅里硅土固相萃取柱依次用2.5?mL丙酮∶正己烷（1∶9，V∶V）、2.5?mL正己烷預淋洗，當溶劑液面到柱吸附層表面時，立即將復溶液轉入柱中，用2.5?mL丙酮∶正己烷（1∶9，V∶V）混合液洗脫2次，收集復溶液和兩次洗脫液，于40℃濃縮吹干后，用2?mL正己烷定容，待GC檢測。

1.3.2?LCMS/MS檢測條件

液相色譜條件：Agilent?ECC18色譜柱（100?mm×3.0?mm，2.7?μm）;柱溫40℃;流速0.5?mL/min;進樣量5?μL。流動相A相為體積分數0.1%的甲酸水溶液，B相為純甲醇，梯度洗脫程序：0?min（90%?A），0.5?min（90%?A），1.0?min（10%?A），4.7?min（10%?A），5.0?min（90%?A），6.5?min（90%?A）。

質譜條件：電噴霧電離（electron?spray?ionization，?ESI）離子源，吡丙醚正離子模式;霧化器氣體流量：3?L/min（N2，?99.9%）;干燥氣流流量：10?L/min（N2，?99.9%）;脫除溶劑管（DL管）溫度：250℃;加熱模塊溫度：400℃。檢測模式：多反應監測（MRM）模式，前體離子322.00（m/z）;定量離子為185.00（m/z），定性離子為185.00（m/z）和96.06（m/z）;碰撞能量均為-10?eV。

1.3.3?GC檢測條件

Rtx5色譜柱（0.25?mm×30?m，?0.25?μm）;檢測器溫度：280℃;柱溫：初始溫度80℃保持1.0?min，再以30℃/min的速率升溫至280℃，保持8?min;載氣：高純氮氣（純度99.999%），載氣流速：1.84?mL/min;壓力：137.5?kPa;進樣方式：不分流進樣;進樣量：1?μL;高效氯氰菊酯保留時間10.85?min。

1.3.4?標準曲線

取999.8?mg/L吡丙醚標準溶液，乙腈稀釋至10?mg/L的標準工作溶液，樣品測定前使用空白芥藍基質溶液稀釋，配制成0.005、0.01、0.05、0.1、0.5、1.0?mg/L的系列基質匹配標準溶液，按上述液相色譜串聯質譜條件進行測定，以離子峰面積和質量濃度做標準曲線。

取99.9?mg/L高效氯氰菊酯標準溶液，用正己烷稀釋，配制成0.01、0.05、0.1、0.5、1.0?mg/L的系列標準溶液，按上述氣相色譜條件進行測定，以色譜峰面積和質量濃度做標準曲線。

1.3.5?添加回收試驗

按照《農作物中農藥殘留試驗準則》（NY/T?7882018）［13］要求進行添加回收試驗，分別在空白芥藍樣品中添加3個水平的高效氯氰菊酯（0.01、0.1、2?mg/kg）和吡丙醚（0.01、0.7、2?mg/kg）標準溶液，每個水平重復5次。按照1.3.1提取和凈化，1.3.2和1.3.3的檢測條件進行分析，外標法定量，計算添加回收率（正確度）和相對標準偏差（精密度）。

1.4?長期慢性膳食攝入風險評估

根據中國政府發布的不同人群膳食消費分布數據進行膳食攝入風險評估［15］。長期慢性膳食攝入風險計算公式見（1）和（2）。

NEDI?=（∑?STMRi×Fi）/bw（1）

RQ=NEDI/ADI×100%（2）

式（1）中：NEDI?為國家估算每日攝入量（mg/kg?bw）;STMRi為規范殘留試驗農產品中農藥殘留中值或者是已經建立的MRLs（mg/kg）;Fi為第i種食物在不同人群的每日平均消費量（kg/d）;bw為人群平均體重（kg）。

式（2）中：RQ為長期膳食攝入風險，用長期暴露風險商表示;ADI為每日允許攝入量（mg/kg?bw）。

當NEDI小于ADI，即RQ≤100%時，可認為對特定人群健康產生的風險是可接受的;當NEDI大于ADI，即RQ>100%時，可認為對特定人群健康產生的風險是不可接受的。

1.5?短期急性膳食攝入風險評估

根據聯合國糧食及農業組織/世界衛生組織（FAO/WHO）農藥殘留專家聯席會議（JMPR），農藥急性膳食風險評估［16］計算公式見（3）和（4）。

IESTI=LP×HR×v/bw（3）

HQ=IESTI/ARfD×100%（4）

式（3）中：IESTI為每日急性膳食攝入量（mg/kg?bw）;LP為大部分膳食者每日消耗量（覆蓋97.5%的消費者）（kg），按照中國總膳食研究不同性別/年齡組各類食物消費量計;HR為檢測中獲得最大殘留量（mg/kg）;v為差異系數，按照JMPR急性膳食攝入量計算中采用的差異因子，差異因子選3;bw為人群平均體重（kg）。

式（4）中：HQ為短期膳食攝入風險，用短期暴露危險商表示;ARfD為每日急性參考劑量（mg/kg?bw）。

當HQ>100%時，表示不可接受的急性風險，反之，當HQ≤100%時，表示無風險或者風險很小，可忽略。

2?結果與分析

2.1?方法的準確性、精密度和靈敏度

在1.3.4線性范圍內，高效氯氰菊酯和吡丙醚的質量濃度與對應的響應值呈良好線性關系，R2在0.996?7～0.999?6之間，按照3倍信噪比估算，方法檢出限（limit?of?detection，?LOD）在0.000?2～0.003?mg/kg，以最小添加水平為方法定量限（limit?of?quantitation，?LOQ），高效氯氰菊酯和吡丙醚LOQ均為0.01?mg/kg（表2）。在3個不同添加水平和5個重復試驗下，高效氯氰菊酯和吡丙醚在芥藍中的回收率為70.6%～113.4%，相對標準偏差為0.5%～8.5%，結果均符合我國《農作物中農藥殘留試驗準則》（NY/T?7882018）［13］。

2.2?高效氯氰菊酯和吡丙醚在芥藍中的消解動態

高效氯氰菊酯和吡丙醚在芥藍中的殘留消解試驗結果見圖1。隨著施藥后采樣間隔增加，高效氯氰菊酯和吡丙醚在芥藍上的殘留量呈明顯下降趨勢，符合一級動力學方程。2種農藥在芥藍上的半衰期分別為3.9～10.1?d和4.8～6.3?d。高效氯氰菊酯在上海、貴州和廣東試驗點芥藍上的原始沉積量分別為0.919、0.926?mg/kg和0.785?mg/kg，半衰期分別為9.8、10.1?d和3.9?d;吡丙醚在上海、貴州和廣東試驗點芥藍上的原始沉積量分別為0.200、0.444?mg/kg和0.502?mg/kg，半衰期分別為4.8、6.3?d和6.0?d。高效氯氰菊酯在上海、貴州和廣東3地試驗點的原始沉積量相近，上海和貴州的消解半衰期也相近，但廣東的消解半衰期約為上海和貴州40%左右。由圖1可知，上海和貴州在0.083～14?d，高效氯氰菊酯殘留量呈現一個緩慢下降的過程;但廣東在10～14?d時殘留量“斷崖式”下降，導致其消解半衰期比其他兩地短60%左右，可能是由于在10～14?d時作物生長速度比較快。

吡丙醚在上海、貴州和廣東3地試驗點的消解半衰期相近，由圖1可知，在0.083～3?d之間，3地的殘留量都呈現快速下降，14?d時上海殘留量下降87%，貴州和廣東下降82%左右，由此可見上海的半衰期最短。

2.3?芥藍中的最終殘留

2020年10%高氯·吡丙醚微乳劑以有效劑量60?g/hm2在芥藍6個試驗地各施藥1次，在施藥后3、5、7?d和10?d采集芥藍樣品，6地的最終殘留試驗結果均以平均值計，表3結果顯示，芥藍中高效氯氰菊酯的最終殘留量：采收間隔3?d為0.136～0.904?mg/kg，5?d為0.124～0.823?mg/kg，7?d為0.096～0.684?mg/kg，10?d為0.086～0.530?mg/kg;芥藍中吡丙醚的最終殘留量：采收間隔3?d為0.084～0.202?mg/kg，5?d為0.038～0.161?mg/kg，7?d為0.022～0.132?mg/kg，10?d為0.012～0.109?mg/kg。不同試驗地點和不同采收間隔之間由于氣溫、降水量、光照及作物品種等的差異，高效氯氰菊酯各殘留量差6.1～7.1倍，吡丙醚差2.4～9.1倍?！妒称钒踩珖覙藴?食品中農藥最大殘留量》（GB?27632021）［9］中高效氯氰菊酯在蕓薹屬類蔬菜上最大殘留限量（MRL）為2?mg/kg，尚未制定吡丙醚在芥藍上最大殘留限量，美國制定吡丙醚在芥藍上最大殘留限量（MRL）為0.7?mg/kg［17］，高效氯氰菊酯和吡丙醚殘留量隨著采收間隔期的延長而降低，2種農藥無殘留超標風險。經過計算，采收間隔3、5、7、10?d時芥藍中高效氯氰菊酯殘留中值（STMR）分別為0.555、0.501、0.367?mg/kg和0.232?mg/kg，殘留最大值（HR）為0.904、0.823、0.684、0.530?mg/kg;吡丙醚殘留中值（STMR）分別為0.121、0.099、0.075、0.064?mg/kg，殘留最大值（HR）為0.202、0.161、0.132、0.109?mg/kg。

2.4?膳食風險評估

當采收間隔期為5?d時，高效氯氰菊酯和吡丙醚在芥藍中的殘留中值分別為0.501?mg/kg和0.099?mg/kg，而高效氯氰菊酯和吡丙醚在芥藍中的殘留高值分別為0.823?mg/kg和0.161?mg/kg。根據GB?27632021，高效氯氰菊酯和吡丙醚的ADI值分別為0.02?mg/kg?bw和0.1?mg/kg?bw，將中國不同性別/年齡組蔬菜消費量和體重數據代入公式（1）和（2），分別計算10個性別/年齡組通過芥藍攝入高效氯氰菊酯和吡丙醚的RQ;基于農藥殘留專家聯席會議（JMPR）認為吡丙醚不需要制定急性參考劑量，因此不開展吡丙醚急性攝入風險評估;高效氯氰菊酯的每日急性參考劑量為0.04?mg/kg?bw。將高效氯氰菊酯的殘留高值、不同性別/年齡組蔬菜消費量和體重數據代入公式（3）和（4），分別計算10個性別/年齡組通過芥藍攝入高效氯氰菊酯的急性攝入風險，評估結果見表4。

評估結果顯示我國各類人群對高效氯氰菊酯和吡丙醚在芥藍中的NEDI值分別為0.003?2～0.005?5?mg/kg?bw和0.003?1～0.005?3?mg/kg?bw，RQ值分別為15.93%～27.26%和0.63%～1.08%，遠小于100%;我國各類人群對高效氯氰菊酯在芥藍中的IEST值為0.015?7～0.026?9?mg/kg?bw，HQ值為39.25%～67.17%，小于100%，證明按照推薦的劑量、施藥次數和安全間隔在芥藍中使用10%高氯·吡丙醚微乳劑，其殘留水平不會對人類健康造成不可接受的長期慢性和短期急性的中毒風險。

3?結論與討論

本文基于高效液相色譜串聯質譜和氣相色譜分別建立了芥藍中吡丙醚和高效氯氰菊酯的分析方法，平均回收率為70.6%～113.4%，相對標準偏差為0.5%～8.5%，定量限均為0.01?mg/kg，滿足農藥殘留檢測要求。10%高氯·吡丙醚微乳劑田間試驗結果表明，高效氯氰菊酯和吡丙醚的消解半衰期為3.9～10.1?d，屬于易降解農藥。在施藥后5?d，芥藍中的殘留水平均低于國內外設定的最大殘留限量。推薦高劑量不超過殘留限量，說明根據推薦的劑量和間隔天數施藥是安全的。根據規范殘留試驗數據對芥藍中的高效氯氰菊酯和吡丙醚的殘留在不同性別/年齡分別進行長期慢性和短期急性膳食風險評估，風險概率小于100%，表明不會對不同人群產生不可接受的風險。

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