马拉硫磷在莴笋中的残留行为及膳食摄入风险评估

2018-12-05刘一平张亚刘双清石力吕运涛郑尊涛朱光艳简秋秦冬梅李晓刚廖晓兰

植物保护 2018年5期

刘一平张亚刘双清石力吕运涛郑尊涛朱光艳简秋秦冬梅李晓刚廖晓兰

摘要

2016年于湖南、山東等六地进行了马拉硫磷在莴笋中的规范性残留试验，建立了气相色谱-火焰光度检测器（GC-FPD）测定马拉硫磷在莴笋样品中的残留分析方法，并对我国各类人群的膳食摄入风险进行了评估。样品采用乙腈提取，丙酮置换净化、GC-FPD检测，结果表明：当马拉硫磷在莴笋全株、茎和叶中的添加浓度为0.02～8.0 mg/kg时，其回收率在83%～108%之间，相对标准偏差（RSD）在1%～6%之间;马拉硫磷的最小检出量（LOD）为1.0×10-11g，定量限（LOQ）均为0.02 mg/kg。湖南和山东莴笋全株中马拉硫磷的消解动态试验结果显示，马拉硫磷的半衰期为1.75～2.27 d，属于易降解农药;六地的最终残留试验结果表明，最后一次施用马拉硫磷5、7、10 d后，莴笋茎中的最终残留量≤0.509 mg/kg，莴笋叶中的最终残留量≤5.670 mg/kg。莴笋的膳食风险评估结果显示，我国各类人群对马拉硫磷在莴笋茎和莴笋叶中的国家估计每日摄入量（NEDI）分别为0.115～0.445 μg/（kg·d）和1.042～5.583 μg/（kg·d），风险商值（RQ）分别为0.000 4～0.001 5和0.003 5～0.018 6，证明马拉硫磷在莴笋中的长期膳食摄入风险较低。推荐我国马拉硫磷在莴笋茎和莴笋叶上的最大残留限量值（MRL）分别为1 mg/kg和10 mg/kg。

关键词

马拉硫磷; 莴笋; 农药残留; 膳食摄入风险评估

中图分类号：

S 481.8

文献标识码： A

DOI： 10.16688/j.zwbh.2018013

Residues behavior and dietary intake risk assessment of

malathion in asparagus lettuce

LIU Yiping1，2， ZHANG Ya LIU Shuangqing SHI Li L Yuntao ZHENG Zuntao3，

ZHU Guangyan3， JIAN Qiu3， QIN Dongmei3， LI Xiaogang LIAO Xiaolan1

（1. College of Plant Protection， Hunan Agricultural University， Changsha 410128， China;

2. Institute for the Control of Agrochemicals， Hunan Province， Changsha 410005， China;

3. Institute for the Control of Agrochemicals， Ministry of Agriculture， Beijing 100125， China）

Abstract

The normative residual trials of malathion in asparagus lettuce were carried out in 6 provinces in 2016. A new method for the residue determination of malathion in asparagus lettuce was developed by using gas chromatography equipped with flame photometric detector （GC-FPD）. The dietary intake risk assessment to different populations was investigated based on data for malathion residues in asparagus lettuce. The asparagus lettuce was extracted with acetonitrile， cleaned up by acetone displacement and determined by GC-FPD. Under the fortified level from 0.02 to 8.0 mg/kg for asparagus lettuce， the recovery ranged from 83% to 108% with the relative standard deviations （RSD） of 1%-6%. The limit of detection （LOD） of malathion was 1.0×10-11g， and the limit of quantitation （LOQ） of the method was 0.02 mg/kg. The dissipation dynamic test of malathion in asparagus lettuce in Hunan and Shandong showed that malathion was easily degradable， and the half-life of malathion was 1.75-2.27 days. The final residues of asparagus lettuce stems were ≤0.509 mg/kg， and the final residues of asparagus lettuce leaves were ≤ 5.670 mg/kg 5， 7， 10 days after the last application， respectively. The national estimated daily intake （NEDI） of malathion were 0.115-0.445 μg/（kg·d）（in stem） and 1.042-5.583 μg/（kg·d）（in leaves）， and the risk quotients （RQ） were 0.000 4-0.001 5 and 0.003 5-0.018 6 for different population in China， which indicated its low risk in asparagus lettuce for long-term dietary intake. The maximum residue limit （MRL） of malathion on asparagus lettuce stem and leaf are recommended to be 1 mg/kg and 10 mg/kg in China， respectively.

Key words

malathion; asparagus lettuce; pesticide residue; dietary intake risk assessment

马拉硫磷（malathion），化学名称：O，O-二甲基-S-[1，2-二（乙氧基羰基）乙基]二硫代磷酸酯[1-3]（化学结构如图1所示）。马拉硫磷作为非内吸的广谱杀虫剂[4]，因毒性低、降解快、杀虫效果优异等特性而得到广泛使用。目前我国登记的马拉硫磷有近700个制剂产品，大部分为乳油和粉剂，广泛应用于防治水稻、小麦、大豆、花生、蔬菜、棉花、茶树、柑橘树、苹果树等作物害虫及仓储粮食害虫[5]。莴笋，属于菊科莴苣属，原产于地中海沿岸，为我国常见蔬菜品种，易感染蚜虫等虫害。欧盟[6]制定马拉硫磷在莴苣上的最大残留限量（maximum residue limit， MRL）为0.5 mg/kg，澳大利亚[7]制定马拉硫磷在结球莴苣和叶用莴苣上的MRL值为2 mg/kg，日本[8]制定马拉硫磷在莴苣（包括直立莴苣和叶用莴苣）上的MRL值为2 mg/kg，韩国[9]制定马拉硫磷在结球莴苣上的MRL值为2 mg/kg，我国暂未制定马拉硫磷在莴笋上的MRL值。

图1 马拉硫磷化学结构式

Fig.1 Chemical structure of malathion

关于马拉硫磷在粮食、蔬菜、水果、中药材、饮料、饲料和环境样品中的残留研究国内外已有诸多报道[10-18]，可采用GC、LC、GC-MS/MS、LC-MS/MS等色谱检测技术，但马拉硫磷在莴笋上的残留行为及其膳食风险评估方面的研究尚未见报道。本研究拟建立莴笋上马拉硫磷的气相色谱分析方法，对其残留降解动态以及在湖南和山东等六地莴笋上的最终残留进行分析，并用我国最新的膳食数据对其进行膳食风险评估，以期为制定马拉硫磷在莴笋上的残留限量标准和安全合理使用准则以及安全性评价提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 药剂、试剂与仪器

45%马拉硫磷乳油（EC），购于德州绿霸精细化工有限公司;马拉硫磷标准品（99.0%），购于农业部环境保护科研检测所。

乙腈、丙酮，色谱纯，购于美国Tedia Company， Inc;氯化钠，分析纯，购于长沙有机试剂厂。

GC-7890A气相色谱仪，美国Agilent Technologies Co. Ltd.;T-25匀浆机，德国IKA-Werke GmbH & Co.KG;SHA-C水浴恒温振荡器，江苏省金坛市医疗仪器厂;VS-2500T多管涡旋混合器，无锡沃信仪器有限公司;CPA225D电子天平，德国Sartorius Company;YP-B电子天平（上海光正医疗仪器有限公司）;微量移液器（20～200 μL，100～1 000 μL），德国Eppendorf Company。

1.2 田间试验设计

2016年田间试验分别在湖南省长沙市（消解动态试验+最终残留试验）、山东省淄博市（消解动态试验+最终残留试验）、北京市大兴区（最终残留试验）、安徽省宿州市（最终残留试验）、山西省太原市（最终残留试验）、海南省海口市（最终残留试验）等地的露地进行。45%马拉硫磷乳油用于防治莴笋上蚜虫，按有效成分推荐用量为562.5～750.0 g/hm2，喷雾施药2次，推荐的施药间隔期和采收安全间隔期均为7 d。按照农药残留试验准则[19]的要求设计田间试验，包括最终残留试验和消解动态试验的小区划分、施药剂量、施药次数、施药时间以及采收间隔期等（表1），田间样本采集、实验室样品制备及冷冻存储等均参照农药登记残留田间试验标准操作规程[20]执行。根据相关要求，消解动态试验采集莴笋全株（茎和叶）进行制备和测定，最终残留试验分别对莴笋茎和莴笋叶进行制备和测定。

表1 45%馬拉硫磷乳油在莴笋上残留田间试验设计

Table 1 Residue field trials design for malathion 45% EC in asparagus lettuce

1.3 分析方法

1.3.1 前处理过程

1.3.1.1 样品提取

往100 mL刻度离心管中准确称取25 g莴笋样品，加入乙腈50 mL，盖上离心管盖，于匀浆机上高速匀浆2 min，过滤于装有5～7 g氯化钠的100 mL具塞量筒中，收集滤液40～50 mL，盖上玻璃盖，剧烈振荡1 min，在室温下静置30 min，使乙腈相和水相分层，取上层乙腈相10 mL于烧杯中，待净化。

1.3.1.2 净化过程

取上层乙腈相10 mL于烧杯中，在80℃水浴锅上加热，杯中通入空气流，蒸至近干，加入2 mL丙酮，盖上铝箔备用。将烧杯中溶液全部转移至15 mL刻度离心管中，再用约3 mL丙酮冲洗烧杯，并转移至离心管，最后定容至5 mL，在涡旋混合器上混匀，经0.2 μm微膜过滤，待测。

1.3.2 气相色谱条件

Agilent GC-7890A（FPD）;载气：N2（纯度≥99.999%），流速：10 mL/min;辅助气：H2（纯度≥99.999%），流速：75 mL/min;空气（纯度≥99.999%），流速：100 mL/min;N2（纯度≥99.999%），流速：50 mL/min;色谱柱：DB-17（30 m×0.530 mm×1 μm）;预柱：1.0 m（0.530 mm内径，脱活石英毛细管柱）;柱温：以150℃（2 min）为起始温度，以8℃/min的速度进行升温至250℃（12 min）;进样口温度：220℃;检测器温度：250℃;进样量：1 μL;不分流进样。

1.3.3 标准曲线与添加回收率

1.3.3.1 标准曲线

称取一定量的马拉硫磷标准品，用丙酮配制成1 000 mg/L的标准储备液，并依次稀释成10.0、5.0、1.0、0.50、0.10、0.05和0.01 mg/L的标准工作溶液，按1.3.2的条件进行分析，在Agilent GC-7890A Chemstation上以马拉硫磷的峰面积（y）为纵坐标，质量浓度（x）为横坐标，外标法定量，绘制标准曲线。

1.3.3.2 添加回收率

参照马拉硫磷的MRL值及最低检测浓度进行添加回收试验，空白莴笋中马拉硫磷的添加浓度分别为0.02、0.5和8.0 mg/kg（5个重复），按1.3.1和1.3.2的前处理及气相色谱条件进行检测，计算回收率及相对标准偏差（RSD）。

1.4 膳食摄入风险评估

长期膳食摄入风险评估[21-23]的原理主要依据各国政府发布的《不同人群消费膳食分组食谱》中的日膳食结构数据，结合残留化学评估推荐的规范残留试验中值（STMRs）或已制定的最大残留限量（MRLs），计算国家/国际估算每日摄入量（NEDI/IEDI），与毒理学评估推荐的每日允许摄入量（ADI）进行比较，根据结果向风险管理机构推荐最大残留限量值或风险管理建议。

马拉硫磷在莴笋中的膳食摄入风险评估参照参考文献[24]，长期膳食摄入风险评估将根据规范残留试验中值（STMR，supervised trials median residue）计算其国家估算每日摄入量（NEDI，national estimate daily intake），按公式（1）和（2）进行计算：

NEDI = （ΣSTMRi×Fi）/bw（1）

RQ=NEDI/ADI（2）

其中，NEDI为国家估计每日摄入量，μg/（kg·d）;STMRi为农药在某一食品中的规范残留试验中值，mg/kg;Fi（food intake）为一般人群对某一食品的消费量，g。RQ（risk quotient）为风险商值;ADI（acceptable daily intake）为每日允许摄入量，mg/kg;bw（body weight）为人体体重，kg。

一般来说，仅当NEDI值小于ADI值的情况下（即RQ≤1时），才认为因农药膳食摄入所带来的对特定人群的健康影响是在一个可接受的水平。

2 结果与分析

2.1 标准曲线和灵敏度

马拉硫磷的标准曲线方程为：y=6 996.5x-289.7，相关系数为：R2=1.000，证明马拉硫磷的峰面积（y）与质量浓度（x）的线性关系良好;仪器的灵敏度用马拉硫磷的最小检出量（LOD）表示，经计算得到最小检出量为1.0×10-11 g。

2.2 准确度和精密度

在0.02～8.0 mg/kg的添加浓度范围内，马拉硫磷在莴笋全株中的回收率和RSD分別为83%～96%和2%～5%，马拉硫磷在莴笋茎中的回收率和RSD分别为95%～108%和2%～5%，在莴笋叶中的回收率和RSD分别为88%～107%和1%～6%（表2），证明该方法的准确度和灵敏度均满足农药残留试验准则的分析要求;根据最低添加浓度，该方法在各基质中的定量限（LOQ）均为0.02 mg/kg。马拉硫磷的添加色谱图如图2所示。

表2 马拉硫磷在莴笋样品中的添加回收率及相对标准偏差

Table 2 Recoveries and RSDs of malathion in asparagus lettuce samples at different fortified concentration

图2 马拉硫磷标样和莴笋添加样品色谱图

Fig.2 Chromatogram of malathion standard and asparagus lettuce samples

2.3 消解动态试验

使用45%的马拉硫磷乳油对莴笋喷雾施药，莴笋全株中马拉硫磷的原始沉积量在湖南和山东分别为28.9 mg/kg和30.1 mg/kg，残留量随着时间的推移而逐渐降低。通过对湖南和山东两地莴笋全株中的马拉硫磷残留量进行线性拟合，证明其消解动态符合一级动力学方程：y=26.618e-0.305x（R2=0971 5）和y=22.338e-0.397x（R2=0.962 3），其降解半衰期为2.27 d和1.75 d。残留消解动态结果表明，马拉硫磷在莴笋中降解迅速，属于易降解农药[25-27]。

2.4 最终残留试验

2016年湖南、山东、北京、安徽、山西、海南六地的最终残留试验结果（表3）显示，最后一次施用45%的马拉硫磷乳油5、7、10 d后，莴笋茎中的最终残留量≤0.509 mg/kg，莴笋叶中的最终残留量≤5.670 mg/kg，残留量基本上随施药剂量和施药次数的增加而增加，随采样间隔期的延长而降低[28]。从地区上看，海南和山东的莴笋茎中马拉硫磷的残留量稍高，安徽和山西的莴笋叶中马拉硫磷残留量更高，这与各地区不同的种植习惯、温湿度等气候条件的差异性有关。经过计算，采收间隔5、7、10 d时莴笋茎中马拉硫磷的残留中值（STMR）分别为0.043、0.023和0.020 mg/kg，残留最大值（HR）分别为0.509、0.252和0.150 mg/kg;莴笋叶中马拉硫磷的残留中值（STMR）分别为0.539、0.362和0.182 mg/kg，残留最大值（HR）分别为5.670、3.390和1.580 mg/kg。

表3 马拉硫磷在莴笋中的最终残留量

Table 3 Terminal residues of malathion in asparagus lettuce samples

2.5 膳食攝入风险评估

采收间隔期为5、7、10 d时，马拉硫磷在莴笋茎中的残留中值（STMR）分别为0.043、0.023和0.020 mg/kg，在莴笋叶中的残留中值（STMR）分别为0.539、0.362和0.182 mg/kg，马拉硫磷的ADI值为0.300 mg/kg，以我国不同人群的膳食结构为基础[29]，根据公式（1）和（2）计算估计暴露量和风险商值，并由此判断其膳食摄入风险水平。中国不同性别和年龄的人群体重（bw）、对莴笋的平均摄入量（F）、国家估计每日摄入量（NEDI）和风险商值（RQ）如表4所示，由此可见，我国各类人群对马拉硫磷在莴笋茎和莴笋叶中的NEDI值分别为0.115～0.445 μg/（kg·d）和1.042～5.583 μg/（kg·d），RQ值分别为0.000 4～0.001 5和0.003 5～0.018 6，远小于1，证明按照推荐剂量和施药次数在莴笋中使用45%马拉硫磷乳油，食用成熟期的莴笋（茎和叶）其长期膳食摄入风险较低，为可接受的安全水平。

表4 中国不同人群对莴笋的平均摄入量、估计暴露量和风险商值

Table 4 Average intake of asparagus lettuce， NEDI and RQ of malathion for different population in China

3 结论与讨论

本研究建立了莴笋全株、茎、叶中马拉硫磷的残留分析方法，样品采用乙腈提取、丙酮置换净化、GC-FPD定性定量检测。当添加浓度在0.02～8.0 mg/kg时，回收率在83%～108%之间，RSD为1%～6%，符合农药残留分析的技术要求。

2016年湖南和山东两地马拉硫磷在莴笋全株中的消解动态结果显示，其残留量随时间的推移而逐渐减少，残留降解半衰期为1.75～2.27 d，证明马拉硫磷为易降解农药。最终残留试验结果显示，最后一次施用45%马拉硫磷乳油5、7、10 d后，莴笋茎中的最终残留量≤0.509 mg/kg，莴笋叶中的最终残留量≤5.670 mg/kg，且残留量随施药剂量和施药次数的增加而增加，随采样间隔期的延长而降低。根据长期膳食风险评估结果，我国各类人群对马拉硫磷在莴笋茎和莴笋叶中的NEDI值分别为0.115～0.445 μg/（kg·d）和1.042～5.583 μg/（kg·d），RQ值分别为0.000 4～0.001 5和0.003 5～0.018 6，远小于1，证明马拉硫磷在莴笋中的长期膳食摄入风险较低，为可接受水平。

根据中国的生产实际需要，以及不同人群的蔬菜摄入量和膳食风险评估结果，马拉硫磷在莴笋上的长期膳食摄入风险较低，不会产生不可接受的健康风险;因此，建议使用45%马拉硫磷乳油防治莴笋上的蚜虫，最高施药剂量按有效成分750.0 g/hm2、最多施药2次、安全间隔期为7 d;我国马拉硫磷在莴笋茎和莴笋叶上的MRL值分别暂定为1 mg/kg和10 mg/kg，可确保我国莴笋的食用安全性。但欧盟、澳大利亚、日本和韩国等地莴苣中马拉硫磷中的MRL值为0.5～2 mg/kg，参照其MRL值，我国莴笋上的最终残留试验的部分数据超过以上国家和地区的MRL值，因此，如出口到这些国家和地区，不建议使用马拉硫磷或有必要通过风险管理措施，对GAP（如施药剂量、施药次数或安全间隔期等）进行调整以降低残留量，优化风险评估结果，保证食用安全。

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