摘要:呋蟲(chóng)胺、苯醚甲環(huán)唑、唑蟲(chóng)酰胺、蟲(chóng)螨腈、聯(lián)苯菊酯、丁醚脲與草甘膦等7種農(nóng)藥是在我國(guó)登記的在茶樹(shù)上廣泛使用的化學(xué)農(nóng)藥,是茶葉中農(nóng)藥殘留風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估重點(diǎn)監(jiān)控對(duì)象。使用氣相色譜和超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜,監(jiān)測(cè)了綠茶沖泡中7種農(nóng)藥的浸出率。結(jié)果發(fā)現(xiàn),茶湯中農(nóng)藥的浸出率與水溶解度、辛醇/水分配系數(shù)相關(guān)。呋蟲(chóng)胺、草甘膦易溶于水,在茶湯中的平均浸出率均高于70%,其他5種農(nóng)藥的水溶解度較低,平均浸出率小于11.3%。不同農(nóng)藥在綠茶第一次沖泡和第二次沖泡時(shí),浸出率存在較大差異,除聯(lián)苯菊酯外,6種農(nóng)藥在第一次沖泡時(shí)的平均浸出率是第二次的0.89~2.55倍。以噴藥后第10天制備的綠茶為評(píng)估對(duì)象,根據(jù)農(nóng)藥的毒性及人體暴露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估表明,飲用綠茶茶湯攝入7種殘留農(nóng)藥對(duì)人體健康的風(fēng)險(xiǎn)較低,其累積風(fēng)險(xiǎn)商僅為4.1%。
關(guān)鍵詞:茶;農(nóng)藥;茶湯;浸出規(guī)律;風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
中圖分類號(hào):S571.1;S482" " " " " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A" " " " " " " " 文章編號(hào):1000-369X(2025)01-0157-12
Leaching Behavior and Risk Assessment of Seven Different Polar Pesticides in Green Tea during Brewing
XU Jinping1,3, DU Xuemei1, Lü Wanyi1, ZHU Lei1, ZHANG Danyang1,
CHEN Hongping1, CHEN Ling2*, CHAI Yunfeng1*
1. Tea Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310008, China; 2. Shanghai Kangshi Food Technology Co., Ltd., Shanghai 201103, China; 3. College of Biology and Environmental Science, Jishou University, Jishou 416000, China
Abstract: Seven pesticides, including dinotefuran, difenoconazole, tolfenpyrad, chlorfenapyr, bifenthrin, diafenthiuron and glyphosate are registered and widely used as chemical pesticides on tea plants in China. These pesticides are key monitoring objects for pesticide residue risk assessment in tea. In this study, gas chromatography and ultra-high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry were used to monitor the leaching rates of seven pesticides during green tea brewing. The results show that the leaching rates of pesticides in tea infusion were related to water solubility and octanol/water partition coefficient. Dinotefuran and glyphosate were easily soluble in water, so their average leaching rates in tea infusion were higher than 70%. The water solubilities of the other five pesticides were lower, and their average leaching rates were less than 11.3%. There were significant differences in the leaching rates of different pesticides during the first and second infusions. With the exception of bifenthrin, the average leaching rates of other six pesticides of the first infusion were 0.89-2.55 times that of the second infusion. A risk assessment of green tea made from fresh leaves 10 days after pesticide spraying was performed. According to the toxicity and human exposure risk assessment of pesticides, the risk of human health impact from ingesting seven residual pesticides through drinking green tea soup was relatively low, and the cumulative hazard quotient of the seven pesticides was only 4.1%.
Keywords: tea, pesticide, tea infusion, leaching behavior, risk assessment
茶葉是我國(guó)重要經(jīng)濟(jì)作物和出口創(chuàng)匯農(nóng)產(chǎn)品,茶產(chǎn)業(yè)在脫貧攻堅(jiān)中發(fā)揮支柱作用,也是我國(guó)鄉(xiāng)村振興國(guó)家戰(zhàn)略的重要抓手。2013—2023年,我國(guó)茶園面積從236.7萬(wàn)hm2穩(wěn)步上升到343.3萬(wàn)hm2,毛茶產(chǎn)量從188.7萬(wàn)t上升到334.0萬(wàn)t,分別增長(zhǎng)了45%和77%[1]。然而,茶葉農(nóng)藥殘留問(wèn)題長(zhǎng)期以來(lái)制約著我國(guó)茶產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。盡管化學(xué)農(nóng)藥在提高茶葉產(chǎn)量與質(zhì)量上具有積極促進(jìn)作用,但其殘留卻給消費(fèi)者帶來(lái)了潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)。因此,我國(guó)一方面實(shí)施農(nóng)藥登記制度,對(duì)化學(xué)農(nóng)藥在茶樹(shù)上的病蟲(chóng)害防治效果和代謝殘留等進(jìn)行評(píng)價(jià),允許低毒低殘留農(nóng)藥在茶樹(shù)上使用,確保生產(chǎn)環(huán)節(jié)茶葉中農(nóng)藥殘留對(duì)人體不構(gòu)成危害;另外一方面通過(guò)制定茶葉中農(nóng)藥最大殘留限量(MRL),規(guī)定當(dāng)茶葉中農(nóng)藥殘留量低于MRL時(shí)為合格產(chǎn)品,如GB 2763—2021和GB 2763.1—2022規(guī)定了我國(guó)茶葉中110種農(nóng)藥的MRL值[2-4]。
風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是茶樹(shù)農(nóng)藥登記與茶葉MRL制定的基礎(chǔ),其核心數(shù)據(jù)是農(nóng)藥毒性與膳食暴露水平[5]。茶葉中的農(nóng)藥主要通過(guò)茶湯進(jìn)入人體消化系統(tǒng),飲用后可能引發(fā)健康風(fēng)險(xiǎn)。因此,農(nóng)藥在茶湯中的浸出率是茶葉農(nóng)藥殘留風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的關(guān)鍵。前期研究表明,農(nóng)藥在茶湯中的浸出率與農(nóng)藥理化性質(zhì)、沖泡方法等因素相關(guān),并構(gòu)建了農(nóng)藥理化性質(zhì)與浸出率模型[6-9]。理論模型能夠預(yù)測(cè)農(nóng)藥在茶湯中的浸出率,有利于減少試驗(yàn)成本,從而選擇低暴露農(nóng)藥在茶樹(shù)上登記。制定茶葉中農(nóng)藥MRL時(shí),農(nóng)藥浸出率試驗(yàn)是必不可少的,否則簡(jiǎn)單利用預(yù)測(cè)模型計(jì)算人體暴露水平,將產(chǎn)生偏差,導(dǎo)致MRL不合理,削弱其對(duì)農(nóng)藥殘留量的約束及消費(fèi)安全的保障作用。
我國(guó)茶園病蟲(chóng)害化學(xué)農(nóng)藥防治趨向于使用高效、低毒、低殘留的農(nóng)藥,有機(jī)磷農(nóng)藥(個(gè)別中低毒性的有機(jī)磷農(nóng)藥除外)、有機(jī)氯農(nóng)藥、氨基甲酸酯等高毒高殘留農(nóng)藥禁止在茶園中使用[10]。目前,我國(guó)茶樹(shù)登記農(nóng)藥有效成分56種[11],并提供了56種農(nóng)藥在茶樹(shù)上遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律。然而,我國(guó)農(nóng)藥殘留登記試驗(yàn)并未要求農(nóng)藥在茶湯中的浸出率評(píng)價(jià)。呋蟲(chóng)胺、苯醚甲環(huán)唑、唑蟲(chóng)酰胺、蟲(chóng)螨腈、聯(lián)苯菊酯、丁醚脲與草甘膦等7種農(nóng)藥是在我國(guó)茶樹(shù)上登記允許使用,涵蓋了殺蟲(chóng)劑、殺菌劑、殺螨劑和除草劑,因而在茶葉農(nóng)殘檢測(cè)時(shí)可能出現(xiàn)多種農(nóng)藥同時(shí)被檢出的情況,相較于單個(gè)農(nóng)藥或者其他農(nóng)藥,其潛在風(fēng)險(xiǎn)更高,然而,目前針對(duì)這7種農(nóng)藥在茶葉沖泡中的浸出規(guī)律和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究較少。基于此,本研究通過(guò)模擬田間噴施農(nóng)藥試驗(yàn),制備上述7種農(nóng)藥殘留陽(yáng)性樣品;模擬綠茶沖泡方法,利用氣相色譜、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜等手段,監(jiān)測(cè)綠茶、茶湯中農(nóng)藥殘留量,研究綠茶沖泡環(huán)節(jié)農(nóng)藥遷移規(guī)律,評(píng)估人體暴露水平及其健康風(fēng)險(xiǎn),為茶葉農(nóng)藥殘留風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
1 材料與方法
1.1 儀器與試劑
液相色譜三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜儀(Triple Quad 5500,美國(guó)AB SCIEX公司),氣相色譜儀,配備電子捕獲檢測(cè)器(7890A,美國(guó)Agilent公司),電子天平(0.01 g和0.000 1 g,瑞士Mettler Toledo公司);DMT-2500多管渦旋混合儀(杭州米歐儀器有限公司),臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)(德國(guó)SIGMA公司),KQ-500B型超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司),DFT-200粉碎機(jī)(浙江溫嶺市林大機(jī)械有限公司),真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(瑞士BUCHI公司),XT5705RC-P31-E400L冷卻水循環(huán)裝置(杭州雪中炭恒溫技術(shù)有限公司),DK-S26恒溫水浴鍋(上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司),Milli-Q去離子水發(fā)生器(美國(guó)Millipore公司)。
乙腈(色譜純,美國(guó)Fisher公司),無(wú)水醋酸鈉、無(wú)水硫酸鎂、氯化鈉(分析純,北京百靈威科技有限公司),N-丙基乙二胺填料(PSA)、石墨化炭黑(GCB)(天津博納艾杰爾科技有限公司),氯甲酸-9-芴基甲酯(FMOC-Cl,美國(guó)APExBIO公司),四硼酸鈉(太倉(cāng)美達(dá)試劑有限公司),氫氧化鉀(分析純,上海凌峰化學(xué)試劑有限公司),濃鹽酸(江蘇永華精細(xì)化學(xué)廠),Oasis HLB萃取柱(美國(guó)Waters公司),有機(jī)相針式過(guò)濾器(0.22 μm,上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司)。
100 g·L-1聯(lián)苯菊酯乳油(河北中保綠農(nóng)作物科技有限公司),19.5%甲維·唑蟲(chóng)酰胺懸浮劑(江西中迅農(nóng)化有限公司),240 g·L-1蟲(chóng)螨腈懸浮劑(山東濰坊雙星農(nóng)藥有限公司),25%丁醚脲懸浮劑(山東東合生物科技有限公司),10%苯醚甲環(huán)唑水分散粒劑(先正達(dá)南通作物保護(hù)有限公司),20%呋蟲(chóng)胺可溶粒劑(日本三井化學(xué)AGRO株式會(huì)社),77.7%草甘膦銨鹽可溶粒劑(江蘇好收成韋恩農(nóng)化股份有限公司)。呋蟲(chóng)胺、苯醚甲環(huán)唑、唑蟲(chóng)酰胺、蟲(chóng)螨腈、聯(lián)苯菊酯、丁醚脲、丁醚脲-脲、丁醚脲-甲酰胺標(biāo)準(zhǔn)品(天津阿爾塔公司),草甘膦、1,2-13C215N-草甘膦(內(nèi)標(biāo))、氨甲基磷酸標(biāo)準(zhǔn)品(上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司)。
1.2 綠茶農(nóng)殘陽(yáng)性樣品制備
試驗(yàn)于2024年5月在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所嵊州綜合試驗(yàn)基地進(jìn)行,選取長(zhǎng)勢(shì)基本一致的10年生‘大紅袍’茶樹(shù)約670 m2,按照推薦劑量,將聯(lián)苯菊酯(0.03 mL·m-2)、唑蟲(chóng)酰胺(0.022 5 mL·m-2)、蟲(chóng)螨腈(0.031 5 mL·m-2)、丁醚脲(0.24 mL·m-2)、苯醚甲環(huán)唑(0.075 mL·m-2)和呋蟲(chóng)胺(0.045 mL·m-2)的商品農(nóng)藥分批定量噴灑于茶樹(shù),將草甘膦銨鹽可溶粒劑按照推薦劑量的1/20(0.007 3 mL·m-2)定量噴灑于茶樹(shù)。噴藥前及噴藥后第10天和第15天分別采摘鮮葉(一芽三葉)10 kg,經(jīng)過(guò)室溫?cái)偡牛? h)、殺青(230 ℃)、揉捻(30 min)和干燥(鼓風(fēng)干燥機(jī)110 ℃)制作成綠茶(樣品分別命名為CK、10 d和15 d),用于沖泡試驗(yàn)。
1.3 茶湯制備
依照GB/T 23776—2018《茶葉感官審評(píng)方法》制備茶湯[12]。稱取3.0 g田間殘留試驗(yàn)的綠茶樣品置于柱形審評(píng)杯中,加入150 mL沸水,加蓋沖泡4 min,濾出茶湯,再次加入150 mL沸水,加蓋沖泡4 min,濾出茶湯,將兩次沖泡得到的茶湯冷卻至室溫,備用。每種茶葉樣品進(jìn)行3次重復(fù)試驗(yàn)。
1.4 檢測(cè)方法
1.4.1 聯(lián)苯菊酯與蟲(chóng)螨腈檢測(cè)方法
樣品前處理方法采用分散固相萃取法,該方法已被GB 23200.113—2018《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 植物源性食品中208種農(nóng)藥及其代謝物殘留量的測(cè)定 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法》和GB 23200.121—2021《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 植物源性食品中331種農(nóng)藥及其代謝物殘留量的測(cè)定 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法》等采用,綠茶和茶湯分別參照茶葉和水果蔬菜的提取凈化方法,并進(jìn)行適當(dāng)修改,具體操作如下:
(1)綠茶前處理方法。稱取2.0 g磨碎的綠茶樣品于50 mL離心管中,加入5 mL去離子水,浸泡30 min,加入20 mL乙腈振蕩5 min,隨后加入6 g無(wú)水硫酸鎂和1.5 g乙酸鈉,搖勻后振蕩5 min,以4 500 r·min-1離心5 min,取5 mL上清液加入到裝有0.75 g無(wú)水硫酸鎂、0.5 g PSA和0.125 g GCB的15 mL離心管中,振蕩20 min,以4 500 r·min-1離心10 min,上清液過(guò)0.22 μm濾膜于進(jìn)樣瓶中,待測(cè)。
(2)茶湯前處理方法。第一次沖泡和第二次沖泡的茶湯各取30 mL于50 mL離心管,以4 500 r·min-1離心5 min,各取17 mL上清液于50 mL離心管,加入17 mL乙腈,振蕩5 min,隨后加入10.2 g無(wú)水硫酸鎂和2.55 g乙酸鈉,立即搖勻后振蕩5 min,以4 500 r·min-1離心5 min,取上清液15 mL加入到裝有2 g無(wú)水硫酸鎂和0.2 g PSA的50 mL離心管中,振蕩20 min,以4 500 r·min-1離心10 min,取上清液10 mL于雞心瓶中旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至近干,氮?dú)獯蹈?,加?.0 mL乙腈復(fù)溶,過(guò)0.22 μm濾膜于進(jìn)樣瓶中,待測(cè)。
(3)氣相色譜條件。載氣為高純氮?dú)猓兌取?9.999%);載氣恒流模式,0.82 mL·min-1;色譜柱為DB-5石英毛細(xì)管柱(30 m×0.32 mm,0.25 μm);升溫程序:60 ℃保持1 min,以20 ℃·min-1升到210 ℃,保持2 min,以2 ℃·min-1上升到230 ℃,保持8 min,以20 ℃·min-1上升到250 ℃,保持5 min;進(jìn)樣口溫度260 ℃;不分流進(jìn)樣;進(jìn)樣量1 μL;檢測(cè)器溫度280 ℃;尾吹氣60 mL·min-1;檢測(cè)器為ECD模式。
1.4.2 丁醚脲、苯醚甲環(huán)唑、唑蟲(chóng)酰胺和呋蟲(chóng)胺檢測(cè)
綠茶和茶湯的前處理按1.4.1章節(jié)的方法進(jìn)行。
液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜條件。色譜條件:Waters HSS T3色譜柱(100 mm×2.1 mm,1.8 μm);A相為甲醇溶液含0.1%甲酸和1 mmol·L-1甲酸銨,B相為水溶液含0.1%甲酸和1 mmol·L-1甲酸銨。梯度洗脫程序:0~1 min,95% B;1~1.35 min,95%~60% B;1.35~8 min,60%~0% B;8~11 min,0% B;11~11.1 min,0%~95% B;11.1~14 min,95% B;流速0.25 mL·min-1;進(jìn)樣量1.0 μL;柱溫40 ℃。
離子源為電噴霧離子源(ESI),掃描方式為正離子掃描方式,噴霧電壓4 500 V,離子源溫度500 ℃,檢測(cè)方式為多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(MRM),霧化氣(GS1)壓力50 psi,輔助氣(GS2)壓力50 psi,氣簾氣(Curtain gas)壓力35 psi。定性與定量離子對(duì)、去簇電壓及碰撞電壓見(jiàn)表1。
1.4.3 草甘膦檢測(cè)
綠茶前處理方法。綠茶中草甘膦的檢測(cè)前處理方法參照本實(shí)驗(yàn)室前期開(kāi)發(fā)的方法[13]。稱取2.0 g茶葉試樣于50 mL離心管,加入50 μL 1,2-13C215N-草甘膦內(nèi)標(biāo)溶液(10 μg·mL-1),加入0.05 mol·L-1 KOH溶液15 mL,超聲提取20 min,經(jīng)5 000 r·min-1離心10 min,過(guò)濾,取濾液2 mL至5 mL離心管,加入5 mol·L-1 HCl溶液20 μL,振蕩均勻后5 000 r·min-1離心10 min,得上清液。取1 mL上清液至Oasis HLB(3 mL/60 mg)小柱(小柱活化:先加2 mL甲醇淋洗,再加2 mL水活化),經(jīng)過(guò)柱后,用2 mL離心管接取凈化流出液。凈化液中加入0.25 mL硼酸鈉緩沖溶液,搖勻后加入0.35 mL FMOC-Cl(10 mg·mL-1)衍生試劑,振蕩均勻后靜置4 h以上。將衍生后液體試樣10 000 r·min-1離心5 min,經(jīng)0.22 μm有機(jī)系濾膜,待測(cè)。
茶湯前處理方法。取1.4.1章節(jié)離心后的茶湯上清液1 mL于2 mL離心管,加入5 μL 1,2-13C215N-草甘膦內(nèi)標(biāo)溶液(10 μg·mL-1),渦旋混勻后加入0.25 mL硼酸鈉緩沖溶液,搖勻后再加入0.35 mL FMOC-Cl(10 mg·mL-1)衍生試劑,振蕩搖勻后靜置4 h以上,以10 000 r·min-1離心5 min,取上清液過(guò)0.22 μm有機(jī)系濾膜,待測(cè)。
液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜條件。色譜條件:Waters HSS T3色譜柱(100 mm×2.1 mm,1.8 μm);A相為甲醇溶液含0.1%甲酸和1 mmol·L-1甲酸銨,B相為水溶液含0.1%甲酸和1 mmol·L-1甲酸銨;梯度洗脫程序:0~1 min,95% B;1~12 min,95%~12.5% B;12~12.1 min,12.5%~5% B;12.1~14 min,5% B;14~14.1 min,5%~95% B;14.1~17 min,95% B;流速0.3 mL·min-1;進(jìn)樣量3.0 μL;柱溫40 ℃。
質(zhì)譜條件。離子源:電噴霧離子源(ESI);掃描方式:負(fù)離子掃描方式;噴霧電壓:﹣4 500 V;離子源溫度:500 ℃;檢測(cè)方式:多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(MRM);霧化氣(GS1)壓力:50 psi;輔助氣(GS2)壓力:50 psi;氣簾氣(Curtain gas)壓力:35 psi。定性與定量離子對(duì)、去簇電壓(DP)及碰撞電壓(CE)見(jiàn)表1。
1.5 方法驗(yàn)證
1.5.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制
標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液:用乙腈分別稀釋呋蟲(chóng)胺、苯醚甲環(huán)唑、唑蟲(chóng)酰胺、蟲(chóng)螨腈、聯(lián)苯菊酯、丁醚脲、丁醚脲-脲、丁醚脲-甲酰胺標(biāo)準(zhǔn)品,配制成100 mg·L-1標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液;用去離子水分別稀釋草甘膦、1,2-13C215N-草甘膦和氨甲基磷酸,配制成10 mg·L-1標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液4 ℃下避光保存。
基質(zhì)匹配工作液:取空白綠茶樣品,經(jīng)1.4.1章節(jié)方法處理得到茶葉和茶湯基質(zhì)溶液,利用該基質(zhì)溶液將呋蟲(chóng)胺、苯醚甲環(huán)唑、唑蟲(chóng)酰胺、蟲(chóng)螨腈、聯(lián)苯菊酯、丁醚脲、丁醚脲-脲和丁醚脲-甲酰胺的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液稀釋成9個(gè)不同質(zhì)量濃度水平的混合基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.5、1.0、2.0、5.0、10、20、50、200、500 μg·L-1)。取空白綠茶樣品,分別按照1.4.3章節(jié)方法提取得到茶葉和茶湯基質(zhì)溶液,利用該基質(zhì)溶液將草甘膦和氨甲基磷酸稀釋成9個(gè)不同質(zhì)量濃度水平(同上)的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,衍生后得基質(zhì)工作液。
1.5.2 準(zhǔn)確度、精密度與定量限評(píng)價(jià)
稱取未噴施農(nóng)藥的綠茶樣品2.0 g于50 mL離心管中,加入7種農(nóng)藥及其主要代謝物的標(biāo)準(zhǔn)溶液,加標(biāo)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10~20 μg·kg-1(按不同農(nóng)藥的定量限添加)、50 μg·kg-1和500 μg·kg-1 3個(gè)水平。樣品避光保存2 h后,制備成綠茶農(nóng)藥殘留陽(yáng)性樣品,待測(cè);采用未噴施農(nóng)藥綠茶樣品制備成茶湯,分別加入7種農(nóng)藥及其主要代謝物的標(biāo)準(zhǔn)溶液,制備成0.05~0.5 μg·L-1(按不同農(nóng)藥的定量限添加)、1.0 μg·L-1和10 μg·L-1 3個(gè)水平的茶湯農(nóng)藥殘留陽(yáng)性樣品,待測(cè)。參照1.4章節(jié)的檢測(cè)方法,測(cè)定添加標(biāo)準(zhǔn)溶液的綠茶、茶湯樣品中7種農(nóng)藥及其主要代謝物的殘留量,根據(jù)回收率、變異系數(shù)(RSD)評(píng)價(jià)方法的準(zhǔn)確度和精密度。每個(gè)添加濃度水平重復(fù)3次。以茶葉和茶湯基質(zhì)標(biāo)樣中農(nóng)藥的10倍信噪比,評(píng)價(jià)方法的靈敏度,即定量限。
2 結(jié)果與分析
2.1 方法驗(yàn)證
農(nóng)藥殘留檢測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估通常需要合并考慮農(nóng)藥及其代謝物[14-15]。依據(jù)國(guó)家食品安全標(biāo)準(zhǔn),對(duì)于植物性食品,本研究所考察的7種農(nóng)藥只需檢測(cè)母體化合物,但是草甘膦檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定需要合并計(jì)算其主要代謝物氨甲基磷酸,草甘膦的結(jié)果以草甘膦和氨甲基磷酸的總量計(jì)。前期試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)丁醚脲在茶葉沖泡過(guò)程中非常容易水解形成代謝物,因此本研究中同時(shí)檢測(cè)了丁醚脲及其兩種主要代謝物,丁醚脲的結(jié)果以丁醚脲、丁醚脲-脲和丁醚脲-甲酰胺的總量計(jì)。
本研究利用GC-ECD檢測(cè)聯(lián)苯菊酯與蟲(chóng)螨腈,UHPLC-MS/MS檢測(cè)苯醚甲環(huán)唑、丁醚脲及其代謝產(chǎn)物、呋蟲(chóng)胺、唑蟲(chóng)酰胺、草甘膦及其代謝產(chǎn)物,考察了綠茶與茶湯中7種農(nóng)藥(含主要代謝物)檢測(cè)方法的線性范圍及相關(guān)系數(shù)、添加回收率、精密度與定量限,結(jié)果如表2和表3所示。7種農(nóng)藥線性良好,相關(guān)系數(shù)R2為0.993~1.000。綠茶中7種農(nóng)藥在定量限、50 μg·kg-1與2 000 μg·kg-1的加標(biāo)水平回收率為70.2%~108.2%,精密度(RSD)為0.5%~9.2%;茶湯中7種農(nóng)藥在定量限、1 μg·L-1與10 μg·L-1的加標(biāo)水平回收率為70.1%~110.1%,精密度(RSD)為0.8%~8.1%。綠茶與茶湯中7種農(nóng)藥檢測(cè)方法的定量限分別為10~50 μg·kg-1和0.05~0.5 μg·L-1。由此可見(jiàn),本研究中采用的分析方法的準(zhǔn)確度、精密度與靈敏度滿足檢測(cè)要求。
2.2 農(nóng)藥水溶解度和辛醇/水分配系數(shù)對(duì)其浸出率的影響
農(nóng)藥的理化性質(zhì)是決定其在茶葉沖泡過(guò)程中浸出率的關(guān)鍵因素[16]。用藥后10 d和15 d制備的綠茶沖泡試驗(yàn)中,7種農(nóng)藥的水溶解度和辛醇/水分配系數(shù)以及從茶葉轉(zhuǎn)移到茶湯的浸出率見(jiàn)表4。7種農(nóng)藥的浸出率與其水溶解度、辛醇/水分配系數(shù)[17]密切相關(guān)。農(nóng)藥的浸出率與其水溶解度呈正相關(guān),水溶解度越大,浸出率越高,如呋蟲(chóng)胺和草甘膦屬于強(qiáng)極性農(nóng)藥,其水溶解度分別為39 830 mg·L-1和12 000 mg·L-1,浸出率均在70%以上,說(shuō)明在綠茶沖泡過(guò)程中,這兩種農(nóng)藥大部分進(jìn)入到茶湯中。苯醚甲環(huán)唑水溶解度為15 mg·L-1,其浸出率在7.55%~11.29%。其他4種農(nóng)藥極性相對(duì)較弱,水溶解度低于1 mg·L-1,浸出率均低于6%,尤其是聯(lián)苯菊酯的水溶解度只有0.001 mg·L-1,在茶湯中的殘留量低于檢出限,可視為浸出率為0,說(shuō)明綠茶中這4種農(nóng)藥在沖泡過(guò)程中主要?dú)埩艟诓柙?。農(nóng)藥的浸出率與其辛醇/水分配系數(shù)呈負(fù)相關(guān),辛醇/水分配系數(shù)越大,浸出率越低,反之亦然。我們前期研究發(fā)現(xiàn),農(nóng)藥水溶解度20 mg·L-1和辛醇/水分配系數(shù)LogKow 2.0是茶葉沖泡中農(nóng)藥浸出率的劃分線,水溶解度大于20 mg·L-1時(shí),浸出率大于25%,辛醇/水分配系數(shù)LogKow小于2.0時(shí),浸出率大于65%[18]。由此可見(jiàn),這7種農(nóng)藥的理化性質(zhì)與其在綠茶沖泡中的浸出率符合劃分線的規(guī)律。
2.3 綠茶中農(nóng)藥殘留量和沖泡次數(shù)對(duì)其浸出率的影響
茶葉中農(nóng)藥殘留量與茶葉沖泡方式也是影響農(nóng)藥浸出率的關(guān)鍵因素[19]。本研究通過(guò)田間噴施農(nóng)藥后,在噴藥后的第10天和第15天采摘一芽三葉,根據(jù)綠茶工藝(攤放、殺青、揉捻和干燥)制備成綠茶,分別獲得高殘留和低殘留農(nóng)藥的綠茶樣品。兩個(gè)樣品中7種農(nóng)藥的平均殘留量見(jiàn)表5。高殘留(10 d)和低殘留(15 d)茶葉樣品中6種農(nóng)藥的平均浸出率比值如圖1所示,茶葉中農(nóng)藥殘留量越大,其浸出率越高。在綠茶沖泡過(guò)程中,10 d樣品與15 d樣品相比,6種農(nóng)藥的浸出率呈現(xiàn)出顯著差異,前者為后者的1.2~1.9倍。聯(lián)苯菊酯由于在茶湯中的殘留量低于定量限,因此無(wú)法計(jì)算茶葉中不同殘留量對(duì)聯(lián)苯菊酯浸出率的影響。
在茶葉多次沖泡中,茶湯中農(nóng)藥的浸出率存在較大差異,沖泡次數(shù)越多,總浸出率增加,但單次的浸出率降低[20-21]。如圖2所示,6種農(nóng)藥在綠茶第一次沖泡時(shí)的平均浸出率是第二次的1.19~1.43倍(丁醚脲)、0.89~0.92倍(苯醚甲環(huán)唑)、1.17~2.02倍(呋蟲(chóng)胺)、1.04~1.25倍(唑蟲(chóng)酰胺)、0.99~1.22倍(蟲(chóng)螨腈)和2.31~2.55倍(草甘膦)。由此可見(jiàn),不同農(nóng)藥在第一次沖泡和第二次沖泡時(shí),其浸出率存在較大差異。高水溶解度農(nóng)藥,如草甘膦、呋蟲(chóng)胺,第一次沖泡的浸出率遠(yuǎn)高于第二次;而低水溶解度農(nóng)藥,如苯醚甲環(huán)唑、唑蟲(chóng)酰胺、蟲(chóng)螨腈等,第一次沖泡和第二次沖泡的浸出率相當(dāng),兩者比值在1.00左右。丁醚脲由于化學(xué)穩(wěn)定性差,在沖泡過(guò)程中易降解,因此其浸出率受水溶解度和降解速率雙重影響,其第一次沖泡和第二次沖泡時(shí)的浸出率比值達(dá)到1.19~1.43。
2.4 綠茶中7種農(nóng)藥殘留對(duì)飲茶安全的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
參照國(guó)際衛(wèi)生組織(WHO)制定的化學(xué)品暴露對(duì)人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的原則,當(dāng)農(nóng)藥的暴露值低于每日允許攝入量(ADI)時(shí),農(nóng)藥對(duì)人體不會(huì)產(chǎn)生任何毒副作用。因此,在綠茶中農(nóng)藥殘留對(duì)人體健康的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中,應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)商(HQ)來(lái)量化農(nóng)藥的暴露風(fēng)險(xiǎn),HQ=EDI/ADI,EDI為預(yù)計(jì)每日膳食攝入量,EDI=C×ER×F/BW。C為茶葉中農(nóng)藥殘留濃度,此處以用藥后10 d制備的綠茶中農(nóng)藥殘留量來(lái)進(jìn)行計(jì)算;ER為農(nóng)藥在茶葉沖泡中的浸出率,本研究中ER按照表4中實(shí)際樣品兩次沖泡總浸出率的平均值進(jìn)行計(jì)算;F為每日茶葉消費(fèi)量,以每人每天最高飲茶量13 g進(jìn)行計(jì)算;BW為成年人體重,按63 kg來(lái)進(jìn)行計(jì)算,結(jié)果見(jiàn)表6。
由表6可知,以用藥后10 d鮮葉所制備的綠茶為評(píng)估對(duì)象,飲用綠茶茶湯攝入農(nóng)藥的風(fēng)險(xiǎn)商與農(nóng)藥的殘留量、浸出率和ADI相關(guān),盡管呋蟲(chóng)胺和草甘膦的浸出率非常高,但是呋蟲(chóng)胺殘留量較低,而草甘膦的ADI值較大,因此它們的風(fēng)險(xiǎn)商都不高。蟲(chóng)螨腈、聯(lián)苯菊酯和唑蟲(chóng)酰胺的浸出率非常低,即使綠茶中有一定量的殘留,它們的風(fēng)險(xiǎn)商也很低。殘留量高且具有一定浸出率的丁醚脲和苯醚甲環(huán)唑的風(fēng)險(xiǎn)商相對(duì)較高,分別為2.90%和0.99%。整體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果表明,人體通過(guò)飲用綠茶茶湯攝入7種殘留農(nóng)藥對(duì)人體健康的風(fēng)險(xiǎn)較低,7種農(nóng)藥的累積風(fēng)險(xiǎn)商也僅為4.1%。
3 結(jié)論
本研究利用氣相色譜和超高壓液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜手段,以我國(guó)茶園登記且廣泛使用的7種農(nóng)藥為研究對(duì)象,深入探究了農(nóng)藥在綠茶沖泡過(guò)程中的浸出規(guī)律。高極性的呋蟲(chóng)胺和草甘膦在綠茶沖泡中表現(xiàn)出高浸出率,而非極性的聯(lián)苯菊酯則浸出率極低(低于檢出限)。7種農(nóng)藥的浸出率與其在綠茶中的殘留量呈正相關(guān),高殘留綠茶(噴藥后第10天制得)中7種農(nóng)藥在茶湯中的浸出率是低殘留綠茶(噴藥后第15天制得)的1.2~1.9倍。沖泡次數(shù)對(duì)7種農(nóng)藥浸出率的影響存在較大差異,除聯(lián)苯菊酯外,6種農(nóng)藥在第一次沖泡時(shí)的平均浸出率是第二次的0.89~2.55倍。以噴藥后第10天制得的綠茶為評(píng)估對(duì)象,通過(guò)沖泡時(shí)農(nóng)藥浸出率及其人體暴露水平,評(píng)價(jià)獲得飲用綠茶時(shí)攝入7種農(nóng)藥的風(fēng)險(xiǎn)商(HQ)均小于3%,7種農(nóng)藥累積HQ僅為4.1%,說(shuō)明綠茶中一定量的農(nóng)藥殘留對(duì)人體健康不構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)。
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