環氟菌胺在小麥生態系統中的殘留消解及膳食風險評估

2020-12-28 02:23:48蔡光輝馬婧瑋吳艷兵

植物保護 2020年6期

蔡光輝馬婧瑋吳艷兵

摘要建立了環氟菌胺在小麥植株和麥田土壤中的殘留檢測方法，并對其在小麥中的殘留量進行了膳食攝入評估。樣品中環氟菌胺經乙腈提取，氨基固相萃取柱凈化，氣相色譜檢測，外標法定量。結果表明：在0.02～10 mg/kg添加水平下，環氟菌胺在小麥植株、小麥籽粒和土壤中的平均回收率在78%～119%之間，相對標準偏差在0.63%～14%之間。小麥植株、小麥籽粒和土壤中環氟菌胺最低檢測濃度（LOQ）均為0.02 mg/kg。環氟菌胺在小麥植株中的消解符合一級動力學方程，半衰期為1.5～5.1 d。按推薦有效劑量132 g/hm2施藥，在30～50 d采收間隔期環氟菌胺的殘留量均<0.2 mg/kg。環氟菌胺的普通人群國家估計每日攝入量（NEDI）是0.002 77 mg，占日允許攝入量（ADI）的6.93%左右，認為對一般人群健康不會產生不可接受的風險。

關鍵詞環氟菌胺; 小麥; 殘留檢測; 膳食攝入評估

中圖分類號： TQ 450.26

文獻標識碼： A

DOI： 10.16688/j.zwbh.2019433

Abstract A method for the determination of cyflufenamid residues in wheat and soil was developed using gas chromatography. The dietary risk for Chinas population was evaluated based on the data of cyflufenamid residues in wheat. Cyflufenamid was extracted by acetonitrile and purified by NH2 column. The samples were detected by gas chromatography and quantified by using the external standard method. At the fortified level of 0.02-10 mg/kg， the average recoveries of cyflufenamid in wheat plants， wheat seeds and soil varied from 78% to 119%， with a relative standard deviation of 0.63%-14%. The limit of quantification （LOQ） of cyflufenamid in wheat plants， wheat seeds and soil was 0.02 mg/kg. The dissipations of cyflufenamid in wheat plants were consistent with the first-order kinetic equation with a half-life of 1.5-5.1 d. According to the recommended effective dose of 132 g/hm2， the residual amount of cyflufenamid was less than 0.2 mg/kg during the harvest interval of 30-50 d. The national estimated daily intake （NEDI） of cyflufenamid was 0.002 77 mg， accounting for about 6.93% of the daily ADI. The potential health risk induced by cyflufenamid was not significant based on the trial data of supervised residues.

Key words cyflufenamid; wheat; residue determination; risk assessment of dietary residue intake

環氟菌胺化學名稱為（Z）-N-[α-（環丙甲氧亞氨基）-2，3-二氟-6-（三氟甲基）芐基]-2-苯乙酰胺，英文通用名為cyflufenamid，分子式為C20H17F5N2O[1-2]2。由日本曹達株式會社2002年在日本登記，2003年上市。該藥為酰胺類殺菌劑，主要用于防治各種農作物的白粉病，生化機制還不清楚，環氟菌胺通過抑制吸器的形成和發展，二次菌絲的生長及分生孢子的形成而起到顯著的殺菌作用[3]。環氟菌胺是具有預防活性的殺菌劑，高劑量使用具有治療活性。

國內外文獻對環氟菌胺報道較多的主要是其環境行為和在食品、蔬菜及水果中殘留的檢測方法。魏海峰[4]報道了環氟菌胺化學降解、光降解、土壤降解、土壤吸附與解吸附、土壤中遷移等環境行為。吳文鑄等[5]報道了環氟菌胺在不同土壤和水-沉積物體系中的降解特性，發現環氟菌胺在土壤中較穩定，在水-沉積物系統中主要分布于沉積物中，對水體和土壤環境存在潛在風險。朱莉萍等[6]報道了蔬菜及水果中環氟菌胺氣相色譜的多殘留檢測方法;楊雯筌等[7]報道了氣相色譜-負化學離子源質譜檢測胡蘿卜中環氟菌胺殘留量;李立等[8]報道了氣相色譜-質譜檢測菠蘿、花生、玉米、紫蘇和茶葉中環氟菌胺殘留量;姜樺韜等[9]報道了液相色譜-串聯質譜（LC-MS/MS）檢測糙米中環氟菌胺殘留的分析方法;陳小龍等[10]報道了蔬菜、水果中環氟菌胺殘留量的液質聯用檢測方法。國內外關于小麥及小麥植株中環氟菌胺的殘留檢測方法、殘留安全性評價及小麥中殘留膳食攝入評估未見報道。本試驗建立了氣相色譜測定小麥籽粒及其植株中環氟菌胺的殘留檢測方法，對小麥中的環氟菌胺殘留量進行測定，對膳食攝入風險進行評估，為評價環氟菌胺在小麥上的殘留安全提供基礎數據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試農藥為11%環氟菌胺·戊唑醇懸浮劑（SC），由江蘇龍燈化學有限公司提供;供試作物小麥品種河南為‘花培5號，黑龍江2015年為‘龍輻18，2016年為‘龍輻19，北京為‘農大211。

1.2 試驗方法

1.2.1 田間試驗設計

參照《農藥殘留試驗準則》（NY/T 788-2004）的規定[11]，于2015年和2016年分別在河南省新鄉市平原新區王村、黑龍江省哈爾濱市南崗區紅旗鄉和北京市通州區漷縣鎮侯黃莊村進行了環氟菌胺在小麥上的殘留消解動態和最終殘留試驗。試驗設低劑量（有效成分66 g/hm2）區、高劑量（有效成分99 g/hm2）區、另設清水空白對照和消解動態試驗區，處理間設保護帶。試驗設計、樣品采集及制備、樣品貯存見參考文獻[12-14]。

1.2.2 消解動態試驗

消解動態試驗設1個處理，3個重復。小麥返青期施藥（有效劑量為132 g/hm2），按用藥量兌水均勻噴霧2～3遍。小麥植株樣本的采集：在施藥后2 h及1、3、5、7、10、14、21、28、35、45 d，隨機在試驗小區內用剪刀剪取地表以上的全株1 kg以上。于施藥前及施藥后21 d分別在對照小區內采集小麥植株對照樣品。

土壤消解動態試驗與植株中消解動態試驗同時進行。在試驗區附近，選一塊50 m2的地塊，單獨施藥（有效劑量為7 333.3 g/hm2），施藥后2 h及1、3、5、7、10、14、21、28、35、45、60、90 d采樣，方法為用土鉆采用棋盤取樣或隨機取樣20個點，重量在1 kg左右，于施藥前及施藥后21 d分別在對照小區內采集土壤對照樣品。

1.2.3 最終殘留試驗

設兩個施藥劑量：低劑量和高劑量。低劑量有效成分為66 g/hm2，高劑量有效成分為99 g/hm2。各設2次和3次施藥，每個處理設3次重復，小區面積30 m2，按照試驗設計時間進行莖葉噴霧，施藥間隔期為10 d。末次施藥后間隔30、40、50 d分別采集小麥植株、小麥粒及土壤樣本。另設清水空白對照，處理間設保護帶。收獲時采集小麥和土壤的對照樣品。

1.3 樣品制備與分析

1.3.1 樣品制備

將田間采回的小麥植株樣本剪成1 cm以下的小段或切碎，小麥穗脫粒后用粉碎機磨成粉;田間取回的土壤樣品去除雜草、碎石。樣品均經過充分混勻后，用四分法縮分后留樣，小麥植株、籽粒為250 g，土壤為500 g，低溫（-20℃）保存。

1.3.2 分析方法

1.3.2.1 試劑與儀器

試劑：環氟菌胺標準品（純度99.0%），德國Dr.Ehrenstorfer公司;乙腈（色譜純）、丙酮（分析純）、正己烷（色譜純）、乙酸乙酯（色譜純）、氨基固相萃取柱，賽默飛世爾科技公司，美國;氯化鈉（分析純，140℃烘烤4 h），天津市科密歐化學試劑有限公司，天津;超純水。

儀器：氣相色譜儀（島津2010plus，配備ECD檢測器）;水浴恒溫振蕩器（金壇市杰瑞爾電器有限公司）;超聲波清洗儀（昆山KQ-5200）;電加熱板（Lab Tech EH-20B）;離心機（湘儀L-550）;烘箱（齊欣DHG-9070A）;電子天平、精密移液槍以及其他實驗室常用儀器設備。

1.3.2.2 樣品前處理

小麥植株的凈化：準確稱取小麥植株樣品1000 g （精確至0.01 g）于200 mL玻璃瓶中，加30 mL水，50 mL乙腈，于恒溫振蕩器下振蕩1 h后過濾至含有10 g氯化鈉的具塞量筒中，劇烈振蕩，隨后靜置1 h，取上清液25 mL于40℃電加熱板加熱至近干，待凈化。

土壤和小麥籽粒凈化：稱取約5.00 g土壤樣品于150℃烘至恒重，測定土壤中的含水量。準確稱取土壤和小麥籽粒樣品各10.00 g（精確至0.01 g）于100 mL離心管中，加10 mL水，30 mL乙腈，于恒溫振蕩器下振蕩1 h后加入5 g氯化鈉，蓋上蓋子渦旋30 s，靜置1 h，于5 000 r/min離心5 min，取上清液15 mL于40℃電加熱板加熱至近干，待凈化。

1.3.2.3 凈化

將蒸干的殘留物用5 mL正己烷∶丙酮∶乙酸乙酯（1∶1∶1，體積比）溶解，加入已經過5 mL正己烷∶丙酮∶乙酸乙酯（1∶1∶1，體積比）預淋洗的氨基固相萃取柱，收集淋洗液，再用15 mL正己烷∶丙酮∶乙酸乙酯（1∶1∶1，體積比）分3次洗脫，合并淋洗液，于40℃蒸干，用正己烷定容至2 mL，過0.22 μm濾膜，待測。

1.3.2.4 儀器條件

氣相色譜儀：島津2010-plus;色譜柱：RTX-5（30 m×0.25 mm×0.25 μm）;檢測器：ECD;進樣口溫度：260℃，分流進樣;檢測器溫度：300℃;分流比：30∶1;氣體流量：載氣（N2）3 mL/min;尾吹氣（N2）30 mL/min;進樣量：1 μL;柱溫：180℃以20℃/min升至260℃保持10 min。

1.4 長期膳食攝入風險評估

采用常用的估算消費者長期膳食暴露量的方法即國家估計每日攝入量（national estimated daily intake， NEDI）。NEDI按公式（1）計算，對應的風險商（risk quotient，RQ）按公式（2）計算，風險商的倒數稱為安全系數（safety factor，SF）。當 RQ≤1 時，表示慢性風險可以接受，RQ 越小，風險越小;當RQ>1時，表示有不可接受的慢性風險，RQ 越大，風險越大。

式中：NEDI的單位為μg/（kg·d）;STMRi（supervised trials median residue）指第 i 級農產品的規范試驗殘留中值，單位為mg/kg;Fi為不同人群對第 i 級農產品的膳食消費量（food intake），單位為 g/d;bw 為人群平均體重，單位為kg。ADI（acceptable daily intake）為每千克體重的每日允許攝入量，單位為 mg/（kg·d）。

2 結果與分析

2.1 方法的準確性、精密度和靈敏度

稱取一定量的環氟菌胺標準品，用正己烷溶解定容制成1 000 mg/L的母液，再逐級稀釋為0.05、0.1、0.5、1、2 mg/L的標準溶液。以濃度（y，mg/L）-峰面積（x）作標準曲線，線性方程為y=175 183.02x+17 363.93，R2=0.99，環氟菌胺的最小檢出量為5×10-14g。

在小麥植株、土壤和小麥籽粒的空白對照樣品中添加不同濃度的環氟菌胺標準溶液，搖勻，放置2 h后按照1.3提取方法處理。結果表明，添加濃度在0.02～10 mg/kg范圍內，環氟菌胺在土壤、小麥植株和小麥籽粒的平均回收率分別為78%～103%、91%～119%和85%～99%。相對標準偏差分別為29%～9.5%、0.63%～14%和0.77%～53%。環氟菌胺在小麥植株、土壤和小麥籽粒中的最低檢測濃度均為0.02 mg/kg，符合殘留分析要求。

2.2 殘留消解動態

2015年和2016年環氟菌胺在小麥植株中消解動態見表1。由表可知，三地環氟菌胺在小麥植株中的消解動態均符合一級動力學方程式，2015年和2016年河南省試驗點環氟菌胺在小麥植株中的原始沉積量分別為0.17 mg/kg和0.54 mg/kg，消解半衰期分別為5.1 d和3.4 d;黑龍江省試驗點環氟菌胺在小麥植株中2015年和2016年的原始沉積量分別為7.60 mg/kg和4.80 mg/kg，消解半衰期分別為1.5 d和2.0 d;北京試驗點環氟菌胺在小麥植株中2015年和2016年的原始沉積量分別為0.48 mg/kg和0.74 mg/kg，消解半衰期分別為1.5 d和2.2 d。

河南省試驗點環氟菌胺在土壤中2015年和2016年的原始沉積量分別為0.41 mg/kg和0.68 mg/kg;黑龍江省試驗點環氟菌胺在土壤中2015年和2016年的原始沉積量分別為0.40 mg/kg和0.26 mg/kg;北京市試驗點環氟菌胺在土壤中2015年和2016年的原始沉積量分別為0.33 mg/kg和0.20 mg/kg。結果表明：環氟菌胺在土壤中的殘留降解較慢，無明顯降解趨勢，無法擬合出消解曲線，不能計算其半衰期。

2.3 小麥植株、籽粒和土壤中環氟菌胺的最終殘留量

2015年-2016年，11%環氟菌胺·戊唑醇懸浮劑以低劑量66 g/hm2和高劑量99 g/hm2于小麥白粉病發病期施藥2～3次，最后1次施藥后30、40、50 d采集小麥植株、土壤和小麥籽粒分析檢測。試驗結果如表2，河南小麥植株中環氟菌胺最終殘留量的范圍為<0.02～0.271 mg/kg、黑龍江小麥植株中環氟菌胺最終殘留量的范圍為<0.02～0074 mg/kg、北京小麥植株中環氟菌胺最終殘留量的范圍為<0.02～0.077 mg/kg，三地小麥籽粒和土壤中環氟菌胺最終殘留量均<0.02 mg/kg。

2.4 環氟菌胺膳食風險評估

我國和國際食品法典委員會均未制定環氟菌胺的最大殘留限量[15]。如果沒有合適的STMRi值，可以使用相應的最大殘留限量值。參考衛生部2002年發布的中國不同人群消費膳食分組食譜，我國城鄉居民的面粉及其制品的每日攝入量為0.138 5 kg。本試驗中小麥籽粒的三地殘留量均在0.02 mg/kg以下。我國規定環氟菌胺的每日允許攝入量（ADI）為0.04 mg/kg，我國居民的平均體重為63 kg，根據1.4中公式（1）和（2）可計算出環氟菌胺普通人群的國家估計每日攝入量是0.002 77 mg，

占日允許攝入量的6.93%左右，認為環氟菌胺在小麥中的殘留對一般人群健康的影響在一個可接受的風險水平。

3 討論

從兩年三地環氟菌胺在小麥和土壤中的殘留消解試驗結果可以看出，環氟菌胺在黑龍江和北京試驗點的小麥植株的消解半衰期較為相近，分別為15～2.0 d和1.5～2.2 d，而河南試驗點環氟菌胺在小麥植株中的消解半衰期為3.4～5.1 d。三地環氟菌胺在土壤中的殘留降解較慢，試驗期內無明顯降解趨勢，暫無法獲得其半衰期。環氟菌胺在三地土壤中的原始沉積量較為相近，但在小麥植株中河南試驗點與其余兩地試驗點消解半衰期差異較明顯。推測可能與三地的氣溫，降雨量，空氣濕度有差異有關。據報道環氟菌胺在環境中的降解與降雨、光照有很大關系，在土壤中的降解與含水量、溫度、微生物的種類、土壤pH以及有機質的含量等因素有很大關系[4]。在同一地的小麥植株上，當施藥劑量和采收間隔期相同時，殘留量隨著施藥次數的增加而增加。

參考文獻

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