噁唑酰草胺和氰氟草酯在水稻中的残留及膳食风险评估

2021-03-02王晓玉戈大庆潘金菊韩济峰冯义志

农药科学与管理 2021年1期

王晓玉，戈大庆，潘金菊，韩济峰，冯义志，梁林*

(1.山东省农药科学研究院山东省化学农药重点实验室，山东济南 250033 2.平度市农业技术推广站，山东青岛 266700)

大米是世界上最重要的谷物之一。但是，杂草对稻田的竞争可以使水稻出苗率降低50%，产量降低57%[1-2]。为了保证水稻高效生产，除草剂被广泛应用于水田杂草的防除。噁唑酰草胺(Metamifop)和氰氟草酯(Cyhalofop-butyl)同属芳氧苯氧丙酸酯类除草剂，此类除草剂对非禾本科杂草具有高度的选择性，所以在全球范围内被广泛用来防治禾本科杂草[3-7]。到目前为止在中国登记的二者混配的产品近20种[8]。研究表明噁唑酰草胺和氰氟草酯对斑马鱼等多种水生生物均有不同程度毒性[6-7]。它们在环境中可降解为N-(2-氟苯基)-2-(4-羟基苯氧基)-N-甲基丙酰胺(HPFMPA)、N-(2-氟苯基)-2-羟基-N-甲基丙酰胺(HFMPA)、6-氯-苯并恶唑酮(6-CBO)、氰氟草酸和氰氟草二酸等多种代谢物[9-12]。本文采用QuEChERS方法，超高效液相色谱串联质谱方法(HPLC-MS/MS)检测了噁唑酰草胺及其代谢物HPFMPA、HFMPA、6-CBO、氰氟草酯及氰氟草酸和氰氟草二酸。应用此方法对中国12个地区的水稻样品进行了检测，并对噁唑酰草胺和氰氟草酯在大米中的膳食风险进行了评估。为噁唑酰草胺和氰氟草酯在水稻中的合理使用提供了技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料和试剂 20%噁唑·氰氟乳油；氰氟草酯标准品(纯度为98.05%)；氰氟草酸标准品(纯度为84.4%)；氰氟草二酸标准品(纯度为99.8%)；噁唑酰草胺标准品(纯度为90%)；6-氯-苯并恶唑酮(6-CBO)标准品(纯度为98.3%)；N-(2-氟苯基)-2-(4-羟基苯氧基)-N-甲基丙酰胺(HPFMA)标准品(纯度为99.5%)；N-(2-氟苯基)-2-羟基-N-甲基丙酰胺(HFMPA)标准品(纯度为99.5%)；氯化钠(分析纯)；乙腈(色谱纯)；甲酸(色谱纯) ；醋酸铵(色谱纯)。

1.2 仪器高效液相色谱质谱联用仪(LCMS-8030)；高效液相色谱质谱联用仪(Agilent 1290Ⅱ-6460)；多功能食品加工机(XBLL-25A)；电子天平(AL204)；电子天平(JA21002)；台式通风离心机(Sorvall ST16)；多管涡旋混合仪(MTV-100)；实验室超纯水机(Exceed-Cd-08)；精密移液枪以及其它实验室常用仪器设备。

1.3 田间试验设计 20%噁唑·氰氟乳油在水稻上防治一年生杂草的推荐使用剂量：180～210g a.i/ha，在水稻2叶1心、禾本科杂草2～3叶期施药，茎叶喷雾，1次施药。

按照《农药登记残留试验区域指南》[13]选择实验地点：黑龙江省肇东市、吉林省长春市、山东省济南市、上海市青浦区、安徽省合肥市、湖南省岳阳市、湖北省武汉市、广西壮族自治区南宁市、四川省彭州市、云南省玉溪市、海南省澄迈县、广东省湛江市；试验时间：2018年；按照《农作物中农药残留试验准则》[14]要求设试验小区，设置1个处理小区，和1个空白对照小区(不施药)，小区面积≥100m2，小区间设保护带。20%噁唑·氰氟乳油，按照：210g a.i/ha，在水稻2叶1心、禾本科杂草2～3叶期施药，茎叶喷雾，1次施药。收获期在小区中按照采样规范剪取土表以上的全株，采样点≥12点，采样量≥1kg。处理小区分别采集2个独立样品，对照小区采集1个样品。地头或边缘0.5m内不采样。稻谷脱粒并充分混匀，秸秆剪成1cm以下的小段，用四分法缩分样品，装入可封口样品袋中，贴好标签后立即放入-18℃以下冰柜中待测。

1.4 仪器条件

1.4.1 氰氟草二酸、氰氟草酸和6-CBO 岛津LCMS-8030液相色谱串联质谱仪；色谱柱：poroshell 120 SB-C18(100mm×4.6mm，2.7μm)；进样体积：2μL；流动相：5mmol/L醋酸铵水溶液(含0.1%甲酸)+乙腈=30+70(v/v)；流速：0.7mL/min；质谱条件：电喷雾离子源(ESI)；毛细管电压：3.5kV；加热块温度：400℃；干燥气温度：250℃；干燥气流量：15L/min；雾化气流量：3L/min；碰撞气：Ar。

1.4.2 噁唑酰草胺、氰氟草酯、HPFMPA和HFMPA Agilent 1290Ⅱ-6460 高效液相色谱三重四级杆串联质谱仪；色谱柱：Eclipse PlusC18RRHD(50mm×2.1mm，1.8μm)；进样体积：2μL；流动相：5mmol/L醋酸铵水溶液(含0.1%甲酸)+乙腈=30+70(v/v)；流速：0.3mL/min；质谱条件：电喷雾离子源(ESI)；毛细管电压：4kV；干燥气温度：300℃；干燥气流量：11L/min；雾化气压力：15psi；碰撞气：N2。

1.5 样品处理准确称取捣碎的糙米样品5.0g(稻壳和秸秆2.0g)至50mL具塞塑料离心管中，加入10mL1%甲酸水溶液和10mL乙腈，2 500r/min涡旋提取5min，加入4g氯化钠，剧烈振荡1min；4 000rpm/min离心5min；取上清液1mL过0.22μm有机系滤膜，待检测。

1.6 风险评估计算氰氟草酯监测和膳食评估定义为氰氟草酯、氰氟草酸、氰氟草二酸之和，以氰氟草酯表示。

噁唑酰草胺监测定义为噁唑酰草胺；评估定义为噁唑酰草胺母体及其代谢物6-CBO、HPFMPA和HFMPA之和，以噁唑酰草胺表示。

膳食暴露和风险评估采用以下公式计算：

NEDI(mg/kg，bw)=

(1)

(2)

其中 NEDI为国家估算每日摄入量；FI为食物摄入量；STMR为试验中位残留量；bw为中国居民的平均体重；RQ为风险商；ADI为每日允许摄入量。RQ值越高表示接触农药的风险越高；RQ>1表示对人类健康的风险不能接受[15-16]。

1.7 方法验证标准曲线分别用乙腈、糙米、稻壳和秸秆空白基质梯度稀释配得1、0.5、0.1、0.05、0.01mg/L，在1.4节色谱条件下进行测定。方法回收率通过在空白糙米中添加0.02、0.05、0.1mg/kg标准品，在稻壳和秸秆中添加0.05、0.1、0.5mg/kg标准品，每个质量浓度5次平行试验。按1.5节方法进行提取，按1.4节色谱条件进行检测，测定回收率及相对标准偏差。以最低添加浓度表示为方法定量限。

2 结果和讨论

2.1 线性结果表明(表1)，在0.01～1mg/L范围内，噁唑酰草胺、HPFMPA、HFMPA、6-CBO、氰氟草酯、氰氟草酸和氰氟草二酸在乙腈、糙米、稻壳和秸秆空白基质溶液中定量离子对峰面积与进样质量浓度间均呈良好的线性关系，相关系数(r)都>0.998 1。

表2 噁唑酰草胺等7种分析物的线性方程、相关系数、斜率比及定量限

2.2 基质效应采用基质标准曲线斜率和溶剂标准曲线斜率之比(k)来评价基质效应：当k>1.1时为基质增强效应，k<0.9为基质减弱效应，而当k在0.9～1.1之间时为基质效应不明显[17]。(表2)可知，噁唑酰草胺等7种药剂在水稻等基质中均存在明显基质减弱效应。为保证方法通用性，本试验均采用基质标样消除基质效应。

2.3 添加回收试验添加回收试验结果表明(表3)：噁唑酰草胺等7种药剂在糙米、稻壳和秸秆中不同添加的平均回收率为83%～112%，相对标准偏差分别为1%～16%。符合《农作物中农药残留试验准则》(NY/T788-2018)的要求[18]。

2.4 噁唑酰草胺和氰氟草酯在水稻中的最终残留量及膳食风险评估最终残留试验表明：噁唑酰草胺、HPFMPA、HFMPA、6-CBO、氰氟草酯、氰氟草酸和氰氟草二酸等在水稻基质中残留量均小于方法定量限。根据噁唑酰草胺和氰氟草酯的监测和膳食风险评估定义计算噁唑酰草胺和氰氟草酯在水稻基质中的残留量(表4)。本次评估以糙米中噁唑酰草胺(0.08mg/kg)和氰氟草酯(0.06mg/kg)残留量进行评估。目前，噁唑酰草胺和氰氟草酯在中国仅登记水稻[19-20]。中国居民的平均体重为63kg，噁唑酰草胺和氰氟草酯ADI值分别为0.017mg/kg bw和0.01mg/kg bw[21]，根据中国健康与营养调查总结报告，米及其制品的摄入量为0.239 9kg。噁唑酰草胺和氰氟草酯在水稻中风险商数RQ值分别为0.018和0.023，远小于1。因此，噁唑酰草胺和氰氟草酯在水稻中的残留量对我国一般人群健康的影响是在一个可接受的风险水平。

3 结论和讨论

建立了噁唑酰草胺、HPFMPA、HFMPA、6-CBO、氰氟草酯、氰氟草酸和氰氟草二酸在糙米、稻壳和秸秆中的残留分析方法。在不同添加水平下噁唑酰草胺等7种药剂在水稻基质中的回收率为83%～112%，相对标准偏差为1%～16%。满足农药残留检测的要求。

目前，我国食品安全农药最大残留限量制定噁唑酰草胺和氰氟草酯在水稻中的最大残留限量分别为0.05mg/kg和0.1mg/kg。本试验结果表明：噁唑酰草胺和氰氟草酯在水稻中残留量均低于我国制定的最大残留限量标准。膳食风险评估结果表明水稻中噁唑酰草胺和氰氟草酯残留量不会我国一般人群健康产生影响。本研究中长期膳食摄入是根据规范残留试验中值残留限量进行评估。本试验结果为噁唑酰草胺和氰氟草酯在水稻中的合理使用提供了数据支持。