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不同采收期及贮藏条件下冬枣中54 种农药的筛查、残留消解动态与膳食风险评估

2021-04-06毛江胜陈子雷郭长英李慧冬丁蕊艳张文君颜朦朦

农药学学报 2021年2期
关键词:采收期冬枣多菌灵

毛江胜, 陈子雷, 郭长英, 李慧冬, 丁蕊艳, 张文君, 颜朦朦

(农业农村部农产品质量安全风险评估实验室(济南)/山东省农业科学院 农业质量标准与检测技术研究所/山东省食品质量与安全检测技术重点实验室,济南 250100)

冬枣作为一种营养价值高、口感好而且具有社会和市场高度认可的鲜食水果品种, 市场需求量很大。山东沾化地区气候条件适宜枣树种植, 经过近年来的发展, 已经具备了相当的产业规模[1]。在生产中仍主要使用化学药剂防治病虫害,2018 年《小品种果品未登记农药使用调查与产品安全性评估》[2]的结果表明,鲜食枣检出27 种农药,检出率在22%~75%之间,其中仅有3 种规定了最大残留限量值,多菌灵超标率为21.1%,最大超标倍数为4.8 倍。基于上述评估结果,本研究以检出率较高的多菌灵、吡唑醚菌酯、戊唑醇和苯醚甲环唑等54 种常用农药为筛查对象,在山东省滨州市沾化区开展其在冬枣中的残留风险评估[3-4]。通过对不同采收期、不同贮藏温度和贮藏时间冬枣中上述54 种农药的监测,明确其在冬枣中残留的变化规律,并且针对不同采收期和不同流通期 (市场采购) 的冬枣中农药残留进行慢性和急性膳食暴露风险评估,旨在为指导我国居民科学合理膳食提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料及处理

供试冬枣Ziziphus jujuba Mill. cv. Dongzao 分别于2019 年采自山东省滨州市沾化区下洼镇冬枣生产基地1、基地2 和基地3。

1.2 主要仪器、药剂及试剂

Agilent 6460 液相色谱-质谱联用仪 (美国Agilent 公司);Thermo TSQ Quantum XLS 气相色谱-质谱联用仪 (美国 Thermo 公司);IKA T25 高速匀浆机 (德国 IKA 公司);SIGMA 2K 高速离心机 (美国 Sigma 公司);Heidolph Laborota 4000 旋转蒸发仪 (德国 Heidolph 公司)。

氟虫腈 (fipronil)、克百威 (carbofuran)、硫丹(endosulfan)、三唑磷 (triazophos)、涕灭威(aldicarb)、氧乐果 (omethoate)、倍硫磷 (fenthion)、吡虫啉 (imidacloprid)、虫酰肼 (tebufenozide)、除虫脲 (diflubenzuron)、啶虫脒 (acetamiprid)、毒死蜱 (chlorpyrifos)、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐(emamectinbenzoate)、抗蚜威 (pirimicarb)、灭幼脲(chlorbenzuron)、噻虫嗪 (thiamethoxam)、噻嗪酮(buprofezin)、氟氯氰菊酯 (cyfluthrin)、甲氰菊酯(fenpropathrin)、联苯菊酯 (bifenthrin)、氯氟氰菊酯 (cyhalothrin)、氯菊酯 (permethrin)、氯氰菊酯(cypermethrin)、氰戊菊酯 (fenvalerate)、溴氰菊酯(deltamethrin)、螺虫乙酯 (spirotetramat)、噻虫嗪(thiamethoxam)、杀铃脲 (triflumuron)、敌百虫(trichlorfon)、地虫硫磷 (fonofos)、百菌清(chlorothalonil)、苯醚甲环唑 (difenoconazole)、丙环唑 (propiconazole)、多菌灵 (carbendazim)、氟硅唑 (flusilazole)、腐霉利 (procymidone)、甲基硫菌灵 (thiophanateGmethyl)、腈苯唑 (fenbuconazole)、腈菌唑 (myclobutanil)、甲霜灵 (metalaxyl)、五氯硝基苯 (quintozene)、咪鲜胺 (prochloraz)、嘧菌酯(azoxystrobin)、嘧霉胺 (pyrimethanil)、三唑酮(triadimefon)、戊唑醇 (tebuconazole)、烯酰吗啉(dimethomorph)、异菌脲 (iprodione)、吡唑醚菌酯(pyraclostrobin)、哒螨灵 (pyridaben)、螺螨酯(spirodiclofen)、炔螨特 (propargite)、四螨嗪(clofentezine) 和唑螨酯 (fenpyroximate)54 种农药标准品 (1 000 mg/mL),由农业农村部环境保护科研监测所提供。乙腈和甲醇 (色谱纯,美国ThermoFisher);正己烷和氯化钠 (分析纯,中国国药集团);纯净水 (中国娃哈哈公司)。

1.3 试验设计

1.3.1 不同采收期冬枣中农药残留测定 采收不同成熟期的冬枣果实进行检测分析。冬枣成熟期分为白熟期、半红期、全红期,即商业采收期前10 d(-10 d)、商业采收期 (0 d)、商业采收期后10 d(+10 d)。

1.3.2 不同货架期冬枣中农药残留测定 选择3 个冬枣生产基地 (基地1、基地2、基地3),于商业采收期采收,于室温下存放。模拟货架期,分别于采收当天及1、3、5、7、10 d 取样,每个样品1 kg,于 -20 ℃保存,待测。

1.3.3 不同冷藏时间冬枣中农药残留测定 选择3 个冬枣生产基地 (基地1、基地2、基地3),于商业采收期采收,于0 ℃条件下存放。分别于采收当天及5、10、15、20、30、45、60、75、90 d取样,每个样品1 kg,于 -20 ℃保存,待测。

所有冬枣样品,分析时均取除去果梗和核后的整个果实,但计算残留量时以整个果实计[5-8]。

1.4 样品分析方法

根据中国国家标准[9-11]中规定的方法测定。方法的检出限 (LOD) 为0.001 mg/kg。

1.5 实际样品检测

对从济南市市场采集的冬枣样品取样验证,每个超市、每个品种、每个月份 ( 9 月、10 月、11 月) 取1 份样品,共取11 份样品,每个样品1 kg。详见表1。

表1 市场采购冬枣样品信息Table1 Market procurement information for winter jujube

1.6 膳食摄入风险评估

分别以农药慢性膳食暴露 (ADI 值) 和急性膳食暴露 (ARfD 值) 为指标进行慢性和急性膳食摄入风险评估,根据中国人口数 (以13.6 亿计)、冬枣的产量 (634 × 104t)、出口量 (0 t)、加工消耗量(10%)、贮藏损失率 (25%) 和集中消费时间 (120 d)等估算出中国居民日均枣消耗量为0.027 kg。按公式 (1) 计算慢性膳食摄入风险评估%ADI,按公式(2) 计算急性膳食摄入风险评估%ARfD[12-17]。

式中,%ADI 为慢性膳食摄入风险;STMRi为农药在某农产品中的规范残留试验中值,mg/kg;Fi 为一般人群对某一食品的消费量,kg/d,取值0.027 kg[12];bw 为中国人均体重,kg,一般按照63 kg 计。ADI 为每日允许摄入量,mg/kg。一般来说,%ADI ≤ 1 时,认为因膳食摄入所产生的农药对特定人群的健康影响处于可接受水平,%ADI > 1 时,有不可接受的慢性风险。

%ARfD 为急性膳食摄入风险;LP 为枣果大份餐数据,根据联合国粮农组织公布的数据,中国居民枣果消费大分餐数据LP 为0.286 2 kg[14];HR 为残留检测数据的99.5 百分位点,在Excel 表中利用公式PERCENTILE 计算99.5 位点的值;ARfD为急性参考剂量,mg/kg。

2 结果与分析

2.1 不同货架期冬枣中农药残留动态

通过模拟货架期,分析农药在室温条件下的残留动态。结果 (表2) 表明,其降解规律符合一级反应动力学方程。采自基地1、基地2 冬枣样品中检出的农药有多菌灵、戊唑醇、噻嗪酮。采自基地3 冬枣样品中检出的农药有苯醚甲环唑、吡虫啉、多菌灵、咪鲜胺、嘧菌酯、戊唑醇、噻嗪酮。但由于咪鲜胺、噻嗪酮原始沉积量较低,货架期时间较短,降解趋势不明显,故无法绘制降解曲线图。

表2 不同货架期冬枣中农药残留消解动态参数Table2 Pesticides dissipation dynamics parameters of winter jujube in different shelf lives

由图1 可知,在室温条件下,虽然多菌灵原始沉积量较高,但降解速率较快,半衰期为4.8~6.0 d。戊唑醇原始沉积量较低,但降解较为缓慢,半衰期为4.9~11.2 d。不同施药量和对冬枣不同的管理方式,造成的冬枣生长环境不同,果实生长程度不同,可能是造成不同试验点冬枣中农药残留降解半衰期差异较大的原因。苯醚甲环唑、吡虫啉、嘧菌酯降解速率较快,半衰期分别为10、2.8 和6.9 d。

2.2 不同冷藏时间冬枣中农药残留动态

表3 不同冷藏时间冬枣中农药残留消解动态参数Table3 Pesticides dissipation dynamics parameters of winter jujube in different cold storage periods

通过模拟商业冷藏条件,分析农药在冷藏后的残留动态。结果 (表3) 表明:在0 ℃条件下,采自基地1、基地2 冬枣样品中检出的农药有多菌灵、戊唑醇和噻嗪酮。采自基地3 冬枣样品中检出的农药有多菌灵、苯醚甲环唑、吡虫啉、戊唑醇、咪鲜胺、嘧菌酯和噻嗪酮。由于咪鲜胺、嘧菌酯和噻嗪酮原始沉积量较低,样品存放温度较低,降解趋势不明显,故无法绘制降解曲线图。

由图2 结果可知,在0 ℃冷藏条件下,多菌灵原始沉积量较高,降解速率较快,半衰期为5.5~9.4 d。戊唑醇原始沉积量较低,降解较为缓慢,半衰期为14.1~57.8 d。苯醚甲环唑、吡虫啉降解速率较快,半衰期分别为8.6 d和10.5 d。与室温条件相比,0 ℃条件下冬枣中多菌灵、戊唑醇、吡虫啉残留降解半衰期明显延长,降解速率明显降低,而苯醚甲环唑在不同贮藏条件下降解变化不明显。

2.3 不同采收期冬枣中杀菌剂残留动态

选择采收时间分别为商业采收期前10 d (-10 d)、商业采收期 (0 d)、商业采收期后10 d (+10 d) 3 个不同成熟期采集样品进行检测分析。结果 (表4)表明:检出的农药有9 种,分别为苯醚甲环唑、吡虫啉、吡唑醚菌酯、虫酰肼、多菌灵、咪鲜胺、嘧菌酯、噻嗪酮和戊唑醇。从中可看出,3 个基地采集的冬枣随着采收期延长,其农药降解明显,其中在商业采收期的降解率均超过50%。商业采收期后10 d,农药含量已经很低,其中吡唑醚菌酯、虫酰肼和噻嗪酮未检出。由于每个基地的管理方式、病虫害情况、果农施药种类和方式不同,3 个基地检出的农药种类略有不同,其中基地3 的农药种类明显多于其他2 个基地。此外,商业采收期采集的样品中,除苯醚甲环唑和多菌灵外,其他农药含量均较低,风险程度较低。中国规定了5 种农药在枣 (鲜) 中的最大残留限量标准(MRL):多菌灵为0.5 mg/kg,丙环唑为5.0 mg/kg,吡唑醚菌酯为1.0 mg/kg,咪鲜胺为3.0 mg/kg,嘧菌酯为2.0 mg/kg[18]。本研究中苯醚甲环唑和多菌灵的含量虽然高于其他农药,但也均低于其MRL 值。

表4 不同采收期冬枣中农药残留试验结果 (mg/kg)Table4 Pesticide residues in winter jujube in different harvesting time(mg/kg)

2.4 实际样品抽检结果

从不同市场、不同时间采集的冬枣样品中,共检出农药12 种 (表5)。其中:苯醚甲环唑、多菌灵、咪鲜胺和戊唑醇的检出率100%;多菌灵含量较高,根据中国限量标准,其超标率为63.6%;其他11 种农药含量均较低,风险程度较小。

表5 实际样品中农药残留检测结果Table5 Pesticide residues in winter jujube of market procurement

2.5 膳食摄入风险评估结果

慢性膳食风险评估中的残留量应为规范残留试验中值 (STMR),并且是要对所有登记使用该农药的农产品的STMR。其他登记作物的STMR 来源于“《食品安全国家标准——农药最大残留限量标准》制定文本”的编制说明部分,其中没有STMR的登记作物,STMR 取相应的MRL 值,若中国没有相关规定,可采用CAC 或EU 等的MRL 值,所以本文依据监测数据的STMR、MRL 值以及中国不同人群的膳食结构进行评估研究[19-20]。

表6 不同采收期冬枣中农药残留慢性膳食摄入风险评估和急性膳食摄入风险评估Table6 Risk assessment of chronic and acute dietary exposure to pesticide residues in winter jujube during different harvest periods

2.5.1 不同采收期冬枣中农药残留慢性和急性膳食暴露风险评估 不同采收期冬枣中9 种农药残留慢性膳食暴露风险 (%ADI) 和急性膳食暴露风险(%ARfD) 结果见表6。根据9 种农药的ADI 值,由表中可以看出,9 种农药的%ADI 在0.002 2%~0.425 7%之间,平均值为 0.138 9%。而冬枣中每种农药残留对膳食摄入风险的贡献率不同,计算得出,一般人群对冬枣膳食摄入风险%ADI 值均 < 1,再根据冬枣中农药残留对膳食摄入风险的贡献率,可知沾化基地冬枣中农药残留慢性膳食摄入风险较低,不会对一般人群健康造成不可接受的风险。

根据WHO/FAO 数据库,9 种农药中除戊唑醇无参考值、嘧菌酯为不需要外,其余7 种农药的急性参考剂量 (ARfD) 值见表6。7 种农药的%ARfD 均远低于100%,在0.058 2%~7.899 1%之间,平均值为1.088 8%。这表明沾化冬枣中农药残留急性膳食摄入风险可接受,而且均很低,不会对人体健康带来风险。其中,多菌灵%ARfD 值为7.899 1%,超过1%,其余6 种农药的%ARfD值均小于1%,进一步说明,检出农药的急性膳食摄入风险处于较低水平。

2.5.2 商业流通期 (市场采购) 冬枣中农药残留慢性和急性膳食暴露风险评估 流通期从市场采购的冬枣中检出的12 种农药残留的%ADI 和%ARfD结果见表7。根据12 种农药的ADI 值,由表中可以看出,12 种农药的%ADI在0.002 9%~1.553 1%之间。而冬枣中每种农药残留对膳食摄入风险的贡献率不同,计算得出,除多菌灵外,其他11 种农药对冬枣膳食摄入风险%ADI 值均小于1,再根据冬枣中农药残留对膳食摄入风险的贡献率,可知商业流通期冬枣中11 种农药残留慢性膳食摄入风险较低,不会对一般人群健康造成不可接受的风险。多菌灵%ADI 值为1.03%,略高于1%,存在一定的慢性膳食摄入风险。

表7 流通期冬枣中农药残留慢性膳食摄入风险评估和急性膳食摄入风险评估Table7 Risk assessment of chronic and acute dietary exposure to pesticide residues in winter jujube during different circulation periods

根据WHO/FAO 数据库,12 种农药中除戊唑醇无参考值、嘧菌酯为不需要外,其余10 种农药的急性参考剂量 (ARfD) 值见表7。10 种农药的急性膳食摄入风险 (%ARfD) 均远低于100%,在0.047 7%~10.792 1%之间,平均值为1.124 5%。这表明来自市场采购的冬枣中农药残留急性膳食摄入风险可接受,不会对人体健康带来风险。其中,多菌灵%ARfD 值为10.792 1%,超过1%,其余9 种农药的%ARfD 值均小于1%,进一步说明,检出农药的急性膳食摄入风险处于较低水平。

3 结论

3.1 冬枣中农药残留总体处于安全水平

本研究对从山东省沾化市采集的鲜枣样品进行了54 种农药残留的筛查分析,共检出农药12种,分别为苯醚甲环唑、吡虫啉、丙环唑、吡唑醚菌酯、虫酰肼、多菌灵、毒死蜱、咪鲜胺、嘧菌酯、噻嗪酮、三唑酮和戊唑醇,检出率为22.6%,均未检出禁用和高毒农药。不同货架期、不同冷藏时间、不同采收期冬枣中苯醚甲环唑、吡虫啉、多菌灵、嘧菌酯和戊唑醇5 种农药含量较高,但降解较为明显。鲜枣在商业采收期时,所检出农药的降解率均超过50%。在商业流通期从市场采集的冬枣中,苯醚甲环唑、多菌灵、咪鲜胺和戊唑醇检出率为100%,且多菌灵含量较高,超标率为63.6%,其他农药含量均较低,未有超标现象。不同采收期及流通期 (市场采购) 冬枣中除多菌灵外,其他农药残留的慢性和急性膳食暴露风险评估研究表明,膳食摄入风险较低,不会对一般人群健康产生不可接受的风险。商业流通期 (市场采购) 冬枣中多菌灵存在一定的慢性膳食摄入风险。

3.2 冬枣产品仍然存在质量安全隐患

按照我国现行标准,冬枣中多菌灵农药有超标现象,存在质量安全隐患。从不同采收期的冬枣样品中农药检出情况来看,有2 个基地冬枣中农药检出种类从白熟期到全红期有所增加;1 个基地冬枣中农药种类在半红期最多,表明在冬枣生产过程中,从白熟期到半红期仍然存在用药情况,存在产品质量安全风险隐患。此次鲜枣样品中农药多残留样品数占到100%,后继研究中需持续跟踪开展重点农药品种的质量安全评估。

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