杀虫环和啶虫脒在普通白菜中的残留及消解动态

唐红霞，温广月，孙 强，李玉博，董茂锋，王伟民

(上海市农业科学院农药安全评价研究中心，上海市农业科学院农产品质量标准与检测技术研究所，上海201106)

杀虫环(thiocyclam)是瑞士山道公司开发的一种选择性有机杀虫剂，有内吸、胃毒和触杀的功效，可以有效防治鳞翅目和鞘翅目害虫[1-4]。啶虫脒(acetamiprid)是由日本曹达株式会社开发的一种具有创新结构的杀虫剂，主要应用于防治果树、蔬菜上的半翅目和鳞翅目害虫，具有触杀、胃毒、强渗透和内吸等作用，是防治蚜虫较为理想的新型杀虫剂[4-6]。生产实践中，杀虫环、啶虫脒等杀虫剂可以用来保障蔬菜等作物的优质高产，以满足人们日常生活的需求；然而在实际应用过程中，需对其残留情况进行研究及评估，避免其在使用过程中造成环境污染以及对人与动物的健康产生影响。

普通白菜在上海地区主要采用露地栽培和设施栽培两种种植方式。由于设施栽培蔬菜具有农业比较效益高、集约化程度高、蔬菜产量高等特点，其规模越来越大[7]。在封闭的条件下，设施栽培蔬菜更容易发生病虫害，导致农药的施用量和种类增加，增加了蔬菜中农药残留的风险；同时，由于直接光照和降雨等因素减少，相比露地栽培，设施栽培农作物中农药残留尤为突出[8]。目前，上海露地和设施栽培普通白菜的种植面积达1 680hm2[9]，其在上海蔬菜种植和农业生产中占有十分重要的地位。

目前，关于杀虫环残留降解的文献报道较少，张素芳等[1]开展了杀虫环在鲜烟叶和土壤中的残留降解动态等相关研究；啶虫脒在棉花[10]、青菜[9]、梨[5]、蜂斗菜[11]、水稻秸秆、水稻田水、稻田土壤[6]中残留的相关研究均有报道。但是，关于杀虫环和啶虫脒在普通白菜中的残留研究未有相关文献报道。

本试验拟开展杀虫环、啶虫脒在普通白菜中的残留分析方法以及设施栽培和露地条件下杀虫环、啶虫脒在普通白菜中的残留情况相关研究，旨在为杀虫环、啶虫脒在普通白菜上的科学合理使用提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试剂与仪器

杀虫环(纯度≥95.0%)和啶虫脒(100 mg/L)均购于北京振翔科技有限公司；甲醇、乙腈(色谱纯)为美国Merck公司产品；正己烷(色谱纯)为上海安谱实验科技股份有限公司产品；甲酸和乙酸铵(色谱纯)为上海安谱实验科技股份有限公司产品；氯化钠、盐酸、硫化钠和氢氧化钠(分析纯)为上海化学试剂公司产品。

滤过型固相净化柱(m-PFC)：QuECHERS-CP[150 mg/(3mL)，北京纳迅科技股份有限公司]；液相色谱-串联质谱配电喷雾离子源(LC-MS/MS 8030，日本SHIMADZU公司)；气相色谱仪带双FPD检测器(GC-2010，日本SHIMADZU公司)；涡动混合器[MX-F，大龙兴创实验仪器(北京)股份公司]；离心机(5415D，德国Eppendorf公司)； 电子天平[MIL 203T，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司]。

1.2 仪器条件

1.2.1 气相色谱条件

Rtx-5色谱柱(0.25 mm×30 m，0.25 μm)；柱温：60 ℃ 保持2.5 min，以30 ℃/min升至250℃，保持3 min；进样口温度：230 ℃；检测器温度：250 ℃；载气流量(氮气≥99.999%)：1.20 mL/min；氢气流量(氢气≥99.999%)：62.5 mL/min；空气流量(空气≥99.999%)：90.0 mL/min；进样量：1 μL；保留时间：8.4 min。

1.2.2 液相色谱和串联质谱条件

色谱条件：InertSustainSwift C18色谱柱(50 mm×2.1 mm，3 μm)；流动相A为5 mmol/L醋酸铵-0.1%甲酸水溶液，流动相B为甲醇；线性梯度洗脱程序：0 mim(90% A)，1 min(90% A)，2.5 min(10% A)，4.5 min(10% A)，5.0 min(90% A)，6.0 min(90% A)；流速为500 μL/min；进样量2 μL；柱温40 ℃。

质谱条件：电喷雾ESI离子源；检测方式：多反应监测(MRM)；扫描模式：正离子扫描；加热模块温度：400 ℃；雾化器气体流量：1.5 L/min(N2，99.99%)；干燥气流流量：15.0 L/min(N2，99.99%)；离子源电压 3.5 kV；DL温度：250 ℃；CID 气压：230 kPa(Ar，99.999%)。啶虫脒的质谱参数见表1。

表1 啶虫脒质谱条件参数

* 定量离子

1.3 试验设计

1.3.1 杀虫环、啶虫脒在普通白菜中残留的分析方法

(1)线性范围及基质效应

准确称取适量杀虫环标样，用甲醇配置成1 000 mg/L标准储备液，再用甲醇稀释配制成10 mg/L杀虫环标准工作液，使用超纯水配制成质量浓度分别为0.1mg/L、0.5mg/L、1mg/L、2mg/L、5 mg/L的系列标准溶液，按照杀虫环前处理步骤处理，在上述气相色谱条件下测定，以杀虫环的浓度为横坐标(X)，以色谱峰面积的开方为纵坐标(Y)作线性回归方程。

将100 mg/L啶虫脒用甲醇稀释配制成10 mg/L啶虫脒标准工作液，再用乙腈和净化后的普通白菜空白基质分别配制成0.005mg/L、0.01mg/L、0.05mg/L、0.5mg/L、1 mg/L系列标准溶液，在上述液相色谱串联质谱条件下测定，以啶虫脒的浓度为横坐标(X)，以色谱峰面积为纵坐标(Y)作线性回归方程。

通过基质标准曲线斜率与溶剂标准曲线斜率，计算啶虫脒基质效应(Matrix effect，ME)[12-15]。

ME=(基质匹配标准曲线的斜率/溶剂标准曲线的斜率-1)×100%

(1)

当︱ME︱≤20%，可认为该基质没有基质效应；20%<︱ME︱≤50%，可认为该基质有中等基质效应；︱ME︱>50%表明该基质对目标化合物有较强的基质效应。

(2)添加回收率和精密度

在普通白菜空白样品中分别添加不同浓度的杀虫环和啶虫脒的标准溶液，每个水平5次重复；杀虫环添加水平为0.1 mg/kg、1 mg/kg、5 mg/kg，啶虫脒添加水平为0.01 mg/kg、1 mg/kg、2 mg/kg。

1.3.2 田间试验设计

2019年在上海市松江区和奉贤区分别在露地和温室两种栽培模式下开展杀虫环·啶虫脒在普通白菜上的最终残留和消解动态试验。供试药剂为28%杀虫环·啶虫脒可湿性粉剂(25%杀虫环和3%啶虫脒)；施药剂量为420 g a.i./hm2；供试普通白菜品种为‘矮脚青’(露地栽培)和‘新夏青5号’(设施栽培)。

参照NY/T 788—2018[16]设置试验小区，露地和温室试验小区面积均为100 m2，另设清水喷雾对照区。28%杀虫环·啶虫脒可湿性粉剂施药量为420 g a.i./hm2，施药1次，兑水量为750 L/hm2。

采样方法为在小区内随机采集不少于12株(至少1 kg生长正常的普通白菜)作为一份样本，每次采集两份独立样本，去除明显腐败、萎蔫、枯老的茎叶，小区边行和每行距离两端0.5 m内不采样。

田间样本采集后于8 h内运回实验室，样本切成1—2 cm大小的碎块，并于不锈钢盆中充分混匀，用四分法缩分，均分250 g样品2份(A、B)。装入样本容器中，粘好标签，于(-20±2) ℃冷冻保存。样本检测分析前，将样品用食品加工机粉碎混匀，装入样本容器中，粘好标签，于(-20±2) ℃冷冻保存。

1.3.3 杀虫环和啶虫脒在普通白菜中的消解动态研究和最终残留研究

施药后2 h、1d、3d、5d、7 d采集普通白菜样本，其中2 h、1d、3d、5d、7 d为消解动态试验样本； 3d、5d、7 d为最终残留试验样本。按照一级动力学方程Ct=C0× e-kt对杀虫环和啶虫脒在普通白菜中的消解动态进行评估，同时按照t1/2=ln(2)/k计算目标化合物半衰期[17-19]。

1.4 样品前处理

1.4.1 杀虫环

准确称取混合均匀的普通白菜样品(5.0±0.1) g至 25 mL 聚乙烯塑料离心管中，加入10 mL 0.1 mol/L盐酸水溶液，涡旋提取20 min，以4 000 r/min离心5 min，倒出上清液于250 mL锥形瓶中，再加入10 mL 0.1 mol/L盐酸水溶液，涡旋提取20 min，以4 000 r/min离心5 min，合并上清液于锥形瓶中，用2.0 mol/L氢氧化钠水溶液调节pH至8.5—9.0，加入0.2 mol/L硫化钠水溶液3 mL，放置过夜，加入50 mL正己烷萃取1次，取出40 mL正己烷在60 ℃下氮吹至约0.5 mL，用正己烷定容至2 mL，过0.22 μm有机滤膜，待测。

1.4.2 啶虫脒

准确称取混合均匀的普通白菜样品(5.0±0.1) g至 25 mL 聚乙烯塑料离心管中，加入10 mL 0.1%甲酸乙腈涡旋提取15 min，再加入5 g 氯化钠涡旋30 s，以4 500 r/min 离心5 min，吸取2 mL上清液至接有0.22 μm有机滤膜的QuECHERS-CP净化柱，缓慢过滤至进样小瓶中，待测。

2 结果与分析

2.1 杀虫环、啶虫脒在普通白菜中残留的分析方法

2.1.1 线性范围及基质效应

结果表明，杀虫环在0.1—5 mg/L溶剂线性范围内，线性关系良好，相关系数(r2)=0.999，方法定量限为0.1 mg/kg；啶虫脒在0.005—1 mg/L溶剂和基质线性范围内，线性关系良好，相关系数(r2)=0.999，方法定量限为0.005 mg/kg。啶虫脒的基质效应为0.2%，表明经过净化后无明显基质效应(表2)。因此，样品的测定采用溶剂标准溶液定量。

表2 杀虫环和啶虫脒的标准曲线、相关系数、定量限、基质效应

2.1.2 方法的回收率和精密度

结果表明，杀虫环的回收率为81%—95%，相对标准偏差7%—10%；啶虫脒的回收率为67%—86%，相对标准偏差1%—2%(表3)，符合NY/T 788—2018[16]的要求。

表3 普通白菜中杀虫环和啶虫脒的添加回收率(n=5)

2.2 杀虫环和啶虫脒在普通白菜中的消解动态

根据试验结果，杀虫环和啶虫脒在普通白菜中的消解符合一级消解方程规律，杀虫环和啶虫脒的残留量随着采收时间呈明显降低趋势。由表4可知，在露地和设施栽培条件下，杀虫环在普通白菜中的半衰期分别为3.9 d和3.4 d；啶虫脒在普通白菜中的半衰期分别为4.0 d和5.1 d。

普通白菜在露地和设施两种栽培模式下，施药后2 h，杀虫环的原始沉积量分别为1.60 mg/kg和2.39 mg/kg(图1)，施药后7 d，消解率达69%和79%，消解方程为C=1.610e-0.176t和C=2.006e-0.205t；啶虫脒的原始沉积量分别为0.210 mg/kg和0.600 mg/kg，施药后7 d，消解率达76%和64%，消解方程为C=0.154e-0.175t和C=0.578e-0.137t(表4)。

表4 杀虫环和啶虫脒在普通白菜中的消解

2.3 杀虫环和啶虫脒在普通白菜中的最终残留

采收间隔为3 d、5 d、7 d时，杀虫环在普通白菜中的残留中值分别为0.924 mg/kg、0.654 mg/kg、0.497 mg/kg，残留高值分别为1.330 mg/kg、0.720 mg/kg、0.599 mg/kg；采收间隔为3 d、5 d、7 d时，啶虫脒在普通白菜中的残留中值分别为0.226 mg/kg、0.189 mg/kg、0.130 mg/kg，残留高值分别为0.332 mg/kg、0.372 mg/kg、0.227 mg/kg(表5)。

表5 杀虫环和啶虫脒在普通白菜中的最终残留

3 结论与讨论

本研究基于气相色谱火焰光度检测器和高效液相色谱串联质谱分别建立了普通白菜中杀虫环和啶虫脒的分析方法，能够准确、快速地对普通白菜中杀虫环和啶虫脒进行定量分析。

露地和设施两种栽培模式结果表明，杀虫环和啶虫脒在普通白菜中的消解较快(杀虫环半衰期3.4—3.9 d；啶虫脒半衰期4.0—5.1 d)，5d内消解超过50%。除天气因素、环境条件以及化合物本身的理化性质等导致农药降解外，普通白菜生长较快，对化合物的稀释作用也可能是杀虫环和啶虫脒在普通白菜中降解较快的原因之一。施药时，由于设施栽培环境较密闭，减少了农药的漂移，导致设施栽培条件下杀虫环和啶虫脒的原始残留量明显高于露地。试验过程中设施栽培对降雨、风及不同波长光线等不利因素的阻隔可能是设施栽培条件下杀虫环最终残留量略高于露地以及啶虫脒的残留量明显高于露地的原因之一。这与陶传江等[20]和黄兰淇等[8]的研究结论相一致。

当采收间隔期为5 d时，普通白菜中杀虫环的残留中值和残留高值分别为0.654 mg/kg 和0.720 mg/kg，啶虫脒分别为0.189 mg/kg和0.372 mg/kg。我国制定啶虫脒在普通白菜上的最大残留限量为1 mg/kg。虽然我国尚未制定杀虫环在普通白菜中的最大残留限量，但是GB 2763—2019[21]规定了杀虫双在普通白菜中的最大残留限量为1 mg/kg，杀虫环和杀虫双同属于沙蚕毒素类农药，且均通过相同的衍生方法，以沙蚕毒素的残留量进行评估。因此，本研究以GB 2763—2019[21]中杀虫双和啶虫脒在普通白菜中的最大残留限量、普通白菜的生长周期及中国居民膳食结构等进行综合评估，推荐28%杀虫环·啶虫脒可湿性粉剂在普通白菜上的施用安全间隔期为5 d。