張愛娟,李瑞娟,劉同金,馬新剛,馮義志,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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東 濟(jì)南 250033;2.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,山東 濟(jì)南 250100)
丙溴磷(profenofos)是一種中低毒性的有機(jī)磷廣譜殺蟲劑,有觸殺和胃毒作用,對于棉花、蔬菜等作物上的棉鈴蟲、小菜蛾、紅蜘蛛等害蟲的防治有很好的效果[1]。2002年原農(nóng)業(yè)部將丙溴磷作為高效、低毒、低殘留產(chǎn)品向植保部門和廣大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者推薦使用[2]。隨著丙溴磷的日益廣泛應(yīng)用,其結(jié)果必然會造成對蔬菜及其它食物的污染。研究表明,丙溴磷對人紅細(xì)胞有毒性作用[3,4],可致家兔周圍神經(jīng)傳導(dǎo)功能損害[5]。因此,許多國家和組織已先后制定了丙溴磷在農(nóng)產(chǎn)品中的最大殘留限量(MRL)標(biāo)準(zhǔn),我國也已經(jīng)制定了丙溴磷在結(jié)球甘藍(lán)、花椰菜等20余項(xiàng)農(nóng)產(chǎn)品中的限量標(biāo)準(zhǔn)[6]。
研究農(nóng)藥使用后在農(nóng)作物中的殘留消解及評價(jià)其在農(nóng)產(chǎn)品中的膳食風(fēng)險(xiǎn),對于農(nóng)藥的安全使用具有重要意義。目前,有關(guān)丙溴磷在農(nóng)作物中殘留消解的研究較多。王思威[7]、張改玲[8]等研究表明丙溴磷在柑橘和蘋果中半衰期分別為4.3~7.2 d和11.5 d;賈娜等[9]報(bào)道了丙溴磷在稻田環(huán)境中的半衰期為0.88~4.03 d;趙文英等[10]研究表明丙溴磷在棉花中半衰期為1.4~2.2 d;聶婷等[2]研究表明施藥10 d后丙溴磷在甘藍(lán)中降解超過90%;盧英華等[11]研究表明丙溴磷在油菜中半衰期僅為1.6 d;邵輝等[1]研究表明丙溴磷在馬鈴薯植株中半衰期為2.6~3.5 d;王海勤等[12]研究表明,丙溴磷在毛豆中的半衰期為3.2~3.5 d。目前,有關(guān)丙溴磷在菜薹上的殘留消解及其在農(nóng)作物中的膳食風(fēng)險(xiǎn)評估尚未見報(bào)道。本研究通過一年六地的殘留試驗(yàn),對丙溴磷在菜薹中的消解動態(tài)和最終殘留及其在農(nóng)作物中的膳食風(fēng)險(xiǎn)評估進(jìn)行了研究。
丙溴磷標(biāo)準(zhǔn)品(純度為99.0%),購自Dr.Ehrenstorfer.GmbH;氯化鈉(分析純)、甲酸(色譜純),購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;乙腈(色譜純),購自Thermo Fisher Scientific;有機(jī)濾膜(0.22μm),購自美瑞泰克科技有限公司;純凈水,購自廣州屈臣氏食品飲料有限公司。
液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(1290II-6460),Agilent;多管漩渦混合儀(MTV-100),杭州奧盛儀器有限公司;臺式通風(fēng)型離心機(jī)(Sorvall ST16),Thermo Fisher;實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)(艾柯Exceed-Cd-08),成都唐氏康寧科技發(fā)展有限公司;電子天平(AL204),梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司。
液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(1290II-6460);色譜柱:Eclipse Plus C18RRHD(50 mm×2.1 mm,1.8 μm);樣品溫度:室溫;進(jìn)樣體積:2μL;流動相:0.1%甲酸水溶液+乙腈=20+80(V/V);流速:0.3 mL/min;質(zhì)譜條件:電噴霧離子源(ESI);毛細(xì)管電壓:4 kV;干燥器溫度:300℃;干燥氣流量:11 L/min;霧化氣壓力:103.4 kPa;反應(yīng)氣:N2;丙溴磷母離子:374.9 m/z;定量離子:346.7 m/z、碰撞能量為10 eV;定性離子:304.9 m/z、碰撞能量為15 eV。
按照《農(nóng)藥殘留試驗(yàn)準(zhǔn)則》[13]和《農(nóng)藥登記殘留田間試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程》[14]要求,于2019年進(jìn)行消解動態(tài)及最終殘留試驗(yàn),小區(qū)面積30 m2,重復(fù)3次,小區(qū)間設(shè)保護(hù)帶。40%丙溴磷乳油在菜薹上防治小菜蛾的推薦使用劑量360~450 g a.i./hm2,在小菜蛾發(fā)生初期使用,莖葉噴霧施藥2次,施藥間隔7 d。
1.4.1 消解動態(tài)試驗(yàn) 消解動態(tài)試驗(yàn)于2019年分別在北京露地和山東保護(hù)地進(jìn)行。按450 g a.i./hm2于菜薹生長期噴霧施藥1次。分別于施藥當(dāng)天及藥后1、3、5、7、10、14、21 d采集菜薹樣品。每次每小區(qū)在10個以上采樣點(diǎn)隨機(jī)采集2 kg以上生長正常的菜薹樣品,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)。樣本用不銹鋼刀切成1~2 cm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,貼好標(biāo)簽,-20℃低溫冰柜貯存。
1.4.2 最終殘留試驗(yàn) 試驗(yàn)于2019年分別在北京、山東、吉林、安徽、上海、湖南進(jìn)行。設(shè)2個施藥劑量:低劑量360 g a.i./hm2,高劑量450 g a.i./hm2,分別設(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采集菜薹樣品。樣品制備同消解動態(tài)試驗(yàn)。
將樣品用食品調(diào)理儀粉碎,準(zhǔn)確稱取10.0 g至50 mL具塞塑料離心管內(nèi),分別加入10 mL水和10 mL乙腈,渦旋提取5 min,加入6 g氯化鈉,劇烈振蕩1 min;4 000 r/min離心5 min;取上清液過0.22μm有機(jī)濾膜,待測。
膳食暴露和風(fēng)險(xiǎn)評估采用以下公式計(jì)算:
其中NEDI為估算單位體重每日攝入量;FI為食物攝入量;STMR為試驗(yàn)中位殘留量;bw為中國居民的平均體重;RQ為風(fēng)險(xiǎn)商,ADI為每日單位體重允許攝入量。RQ值越高表示農(nóng)藥殘留的風(fēng)險(xiǎn)越高;RQ>1表示對人類健康的風(fēng)險(xiǎn)不能接受[15,16]。
分別用乙腈和菜薹空白基質(zhì)梯度稀釋丙溴磷標(biāo)準(zhǔn)品至10.00、5.00、1.00、0.50、0.10、0.01 mg/L,在1.3色譜條件下進(jìn)行測定,制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。方法準(zhǔn)確度和精密度通過在空白菜薹中添加0.01、0.10、5.00、20.00 mg/kg丙溴磷標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行,每個質(zhì)量分?jǐn)?shù)5次平行試驗(yàn)。按1.5方法進(jìn)行提取、凈化,按1.3色譜條件進(jìn)行檢測,測定回收率及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。以最低添加濃度表示為方法定量限。
2.1.1 線性 結(jié)果(表1)表明,在0.01~10.00 mg/L范圍內(nèi),丙溴磷在乙腈和菜薹空白基質(zhì)溶液中定量離子峰面積與進(jìn)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0.99。
表1 丙溴磷的線性方程、相關(guān)系數(shù)和斜率比
2.1.2 基質(zhì)效應(yīng) 采用基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率和溶劑標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率比(k)評價(jià)基質(zhì)效應(yīng):當(dāng)k>1.1時(shí)為基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng),k<0.9為基質(zhì)減弱效應(yīng),k在0.9~1.1之間時(shí)為基質(zhì)效應(yīng)不明顯[17]。由表1可知,丙溴磷在菜薹中有基質(zhì)減弱效應(yīng)。為保證方法的通用性和適用性,采用基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液校正消除基質(zhì)效應(yīng)影響。
2.1.3 添加回收試驗(yàn) 由表2可知:丙溴磷在菜薹中平均回收率為93.1% ~102.2%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為1.5% ~3.5%。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]。
表2 丙溴磷在菜薹中的添加回收率及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差
消解試驗(yàn)結(jié)果(表3,圖1)表明:2019年丙溴磷在北京露地和山東保護(hù)地菜薹中半衰期分別為1.3 d和4.7 d,均降解較快。農(nóng)藥在作物中的降解趨勢受多種因素影響,降雨、光、熱、濕度等物理化學(xué)因素都對農(nóng)藥在植物體內(nèi)的降解起著重要作用??紤]到北京和山東氣候條件差異不大,推測北京露地中菜薹丙溴磷降解較快的原因是降雨。
表3 丙溴磷在菜薹中消解方程和半衰期
如表4所示,2019年吉林、北京、山東、安徽、湖南、上海6個試驗(yàn)點(diǎn)菜薹中丙溴磷的最終殘留量均較高,這可能與菜薹葉片較大,導(dǎo)致著藥量較多有關(guān)??紤]到菜薹屬于生長較快的蔬菜,本研究根據(jù)5 d采收間隔樣品殘留數(shù)據(jù)(1.69 mg/kg)評估丙溴磷在菜薹中的長期膳食風(fēng)險(xiǎn)?;陲L(fēng)險(xiǎn)評估最大化原則,本次評估不僅考慮菜薹一種蔬菜,對丙溴磷所有登記作物均進(jìn)行膳食風(fēng)險(xiǎn)評估。查詢中國農(nóng)藥信息網(wǎng)可知,丙溴磷在中國已登記水稻、棉花、甘藍(lán)、甘薯、柑橘、蘋果、桑樹、十字花科蔬菜等作物。中國居民的平均體重為63 kg,丙溴磷ADI值為0.03 mg/kg bw[6],根據(jù)中國健康與營養(yǎng)調(diào)查總結(jié)報(bào)告,將所有登記作物進(jìn)行膳食分類和限量查詢后,結(jié)果匯總于表5。丙溴磷在所有登記作物中風(fēng)險(xiǎn)商(RQ)為0.30,低于1。因此,丙溴磷在菜薹中的殘留量對我國一般人群健康的影響在可接受的風(fēng)險(xiǎn)水平。
表4 丙溴磷在菜薹中最終殘留
表5 丙溴磷在所有登記作物中的長期膳食攝入評估
目前,我國及其他國家或組織尚未制定菜薹中丙溴磷的最大殘留限量。本試驗(yàn)膳食風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果表明:菜薹中丙溴磷的殘留量不會對我國一般人群健康產(chǎn)生影響。本試驗(yàn)結(jié)果為我國制定丙溴磷在菜薹中最大殘留限量提供了數(shù)據(jù)支持。
丙溴磷在菜薹中的殘留消解符合一級動力學(xué)方程,半衰期為1.3~4.7 d,表明丙溴磷在菜薹中的降解速率較快。丙溴磷在北京露地和山東保護(hù)地菜薹中的半衰期差異較大,保護(hù)地明顯長于露地。本試驗(yàn)只進(jìn)行一年兩地的消解試驗(yàn),結(jié)果有一定的局限性,后期需要做更深入研究。