海拔对四种叶类蔬菜中吡虫啉和啶虫脒的残留及消解动态的影响

代艳娜，潘 虎，刘青海, ，蒲继锋，张一帆，白军平，杨晓凤

（1.西藏自治区农牧科学院农业质量标准与检测研究所，西藏拉萨 850032；2.四川省农业科学院分析测试中心，四川成都 610066）

吡虫啉（imidacloprid）和啶虫脒（acetamiprid）属新烟碱类杀虫剂，是全球范围内最重要的一类杀虫剂，且销量逐年攀升，具有广谱、低毒、高效等特点，主要用于防治半翅目（如蚜虫、粉虱、菜蝽等）和鳞翅目（如菜青虫、甜菜夜蛾、小菜蛾、斜纹夜蛾等）等果蔬害虫，可干扰昆虫神经递质乙酰胆碱的传导，从而导致昆虫麻痹及死亡[1-3]。吡虫啉和啶虫脒等新烟碱类杀虫剂已在全球120多个国家登记，约占杀虫剂销售额的18.2%，占全球农药市场的5.3%，我国是全球最大的新烟碱类杀虫剂生产、使用和出口国[4]。吡虫啉和啶虫脒等农药的长期、大量使用造成蚜虫、飞虱等农业害虫对其抗性逐渐增强[5-6]，同时部分动物实验表明，吡虫啉和啶虫脒具有一定的生殖毒性，肝毒性，神经毒性及遗传毒性等[7-8]，具有一定的潜在毒害风险，因此欧盟、巴西、美国、加拿大等国已对部分该类农药做出禁限用措施[9-10]。近年来，吡虫啉和啶虫脒在我国蔬菜上的使用量显著增加，因而其在蔬菜中的残留逐渐引起各方的重视。

目前，有关该类农药的残留及消解动态规律研究主要集中在低海拔的果蔬种植大区[11-12]，国内外学者对新型烟碱类杀虫剂在果蔬中的残留消解规律进行了部分研究。Muccio等[13]采用 SPE/LC-ESIMS法测定了蔬菜和水果中的吡虫啉残留量；Khay等[14]采用HPLC-UVD 法研究了大白菜中吡虫啉的消解动态与最终残留；李慧冬等[15]研究了啶虫脒在甘蓝中的残留消解动态；王明明等[16]对吡虫啉在番茄中的残留动态进行了分析；卢阳阳等[17]对青菜中吡虫啉、啶虫脒及噻虫嗪的残留吸附动力学进行了探讨。西藏自治区拉萨市地处青藏高原腹地，高寒、缺氧、强日照等特殊的自然环境与低海拔地区四川省彭州市的温和、湿润、多雾的自然环境差异较大，导致吡虫啉和啶虫脒等农药在两地区间存在较大差异[18]。部分研究显示，叶类蔬菜农药残留概率相对其他种类蔬菜较大[19-21]，农药多喷洒于蔬菜叶面，叶类蔬菜叶面表面积大，因此相对其他蔬菜品种出现农药残留的概率较大。探讨高、低海拔对吡虫啉和啶虫脒在叶类设施蔬菜中的残留和消解规律的影响，对明确高海拔地区叶类蔬菜中吡虫啉和啶虫脒的残留、消解动态及其半衰期，指导高海拔地区蔬菜生产者合理合规施用吡虫啉和啶虫脒等新型烟碱类杀虫剂具有重要的实际应用价值。

本文在西藏拉萨市和四川彭州市开展了吡虫啉和啶虫脒在大白菜、快白菜、生菜、西芹等四种叶类设施蔬菜中的残留和消解规律分析，对助力高原地区食用农产品合格证制度主体承诺制试行，确保高原地区蔬菜质量安全具有重要研究意义。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

吡虫啉农药 10%可湿性粉剂，江苏蓝丰生物化工股份有限公司；啶虫脒农药 40%水分散粒剂，江西中讯农化有限公司；四季王大白菜种子、法国皇后西芹种子 凤鸣雅世种业有限公司；意大利生菜种子、寒春快菜种子 昆明市华兴种业有限公司；吡虫啉、啶虫脒标准溶液 浓度1000 μg/mL，农业农村部环境环境保护科研监测所；甲醇、乙腈 色谱纯，美国Fisher公司；氯化钠 分析纯，成都市科隆化学品有限公司；乙酸铵 色谱纯，美国Dikma公司；有机系滤膜 0.22 μm，岛津技迩上海商贸有限公司。

超高效液相色谱（ACQUITY UPLC H-class）美国Waters公司；CAPCELL PAK MG Ⅲ-H C18色谱柱（3 μm，2.0 mm I.D.×100 mm） 日本资生堂公司；API 4500 Qtrap三重四级杆串联质谱仪 美国AB SCIEX公司；CombiMax K600蔬菜粉碎机 德国Braun公司；T18匀浆机 德国IKA公司；JA2003N电子天平 上海菁海仪器有限公司；Milli-Q超纯水制备系统 美国Millipore公司。

1.2 实验方法

1.2.1 田间试验 2018年6月～2020年5月在西藏拉萨市（海拔：3667 m）和四川彭州市（海拔：593 m）设施蔬菜基地开展相关残留试验，试验设计参照NY/T 788-2018《农作物中农药残留试验准则》[22]和NY/T 3094-2017《植物源性农产品中农药残留贮藏稳定性试验准则》[23]。

1.2.1.1 最终残留试验 设3个重复试验小区，每个小区面积约50 m2，各试验小区间设保护隔离区，另设清水空白对照区。按照采收期倒推施药时间，根据NY/T 788-2018《农作物中农药残留试验准则》[22]，采用供试农药推荐的使用剂量的最大推荐剂量，按照吡虫啉300 ga.i/ha和啶虫脒56.25 ga.i/ha的剂量喷雾施药2次，施药间隔7 d，于末次施药后3、5、7、10、21 d采集蔬菜整株样待测。

1.2.1.2 消解动态试验 设3个重复试验小区，每个小区面积约50 m2，各试验小区间设保护隔离区，另设清水空白对照区。四种叶菜约生长到成熟个体1/2时，按吡虫啉450 ga.i/ha（最大推荐剂量1.5倍）[22]、啶虫脒84.38 ga.i/ha（最大推荐剂量1.5倍）[22]的剂量均匀喷雾施药1次，于施药后的2 h，1、2、3、5、7、10、14、21 d采集蔬菜茎叶待测。

1.2.2 样品采集、运输、制备和储存 随机采集2份蔬菜样品，每份样品不少于12个个体且不少于2 kg。蔬菜鲜样2 h内运至实验室，去除表面泥土和明显腐坏、萎蔫部位后，切段、匀浆，留取约250 g样品于-20 ℃保藏、备用。

1.2.3 样品前处理 称取25.00 g（精确至0.01 g）样品于250 mL烧杯中，加入50 mL乙腈，12000 r/min高速匀浆2 min，用定量滤纸快速过滤至装有5～7 g氯化钠的具塞试管中，剧烈振荡1 min，室温静置30 min，精确吸取上层乙腈相溶液1 mL，加入1 mL甲醇水溶液（1:1，V:V），涡旋混匀后过0.22 μm微孔滤膜，装瓶待测。

1.2.4 仪器条件 色谱条件：CAPCELL PAK MGⅢ-H C18色谱柱（3 μm，2.0 mm I.D.×100 mm）；进样体积3 μL；柱温35 ℃；流动相A相为含0.1%甲酸的0.2 mmol/L乙酸铵水溶液，B相为甲醇，流速0.3 mL/min；洗脱梯度：1.0 min、30% B，2.5 min、40% B，4.5 min、30% B。

质谱条件：采用ESI正离子MRM监测模式，雾化气流速50.0 L/h，辅助加热气流速50.0 L/h，气帘气流速30.0 L/h，喷雾电压5500 V，辅助加热气温度550 ℃[24]。离子对和碰撞能量参数见表1。

表1 吡虫啉和啶虫脒的特征监测离子Table 1 Characteristic ions of imidacloprid and acetamiprid

1.2.5 标准工作曲线制作和添加回收试验 标准工作曲线：分别精确移取0.5 mL的吡虫啉和啶虫脒标准溶液（1000 μg/mL）于10 mL棕色容量瓶中，乙腈定容，得到50 mg/L标准储备液，再分别移取1.0 mL的吡虫啉和啶虫脒标准储备液于同一个10 mL棕色容量瓶中，乙腈定容，得到5 mg/L的混合标准溶液。用空白基质稀释混合标准溶液，得到质量浓度分别为0.005、0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.3和0.5 mg/L的混合标准工作液，以质量浓度为横坐标、峰面积为纵坐标，绘制标准工作曲线。

添加回收试验：在四种叶菜空白样品中添加一定量的混合标准溶液，两种农药的添加水平均为0.01、0.10和0.50 mg/kg，重复5次，按1.2.3 和 1.2.4章节所述方法进行样品前处理及上机测定。

1.3 数据处理

采用 Analyst（AB SCIEX）软件 1.6.2 控制仪器和数据采集，MultiQuant 3.0.2 软件（AB SCIEX）进行数据处理，WPS 2019 进行数据汇总和分析。

2 结果与分析

2.1 基质效应的消除及典型色谱图

在实际样品分析中，目标化合物的共洗脱组分会影响电喷雾离子源的离子化效率，从而引起的分析信号的抑制或增强，是LC－MS/MS 定量分析中的产生误差的根本原因[25-27]。本试验采用基质配制标准样品来补偿实际样品溶液对目标农药产生的基质效应，四种叶类蔬菜基质中吡虫啉和啶虫脒的典型TIC图谱如图1所示，结果显示，在1.2.4液相色谱-质谱条件下吡虫啉和啶虫脒均能较好地分离，未出现杂质干扰峰，其响应值均较好，能够确保检测结果的准确性。

2.2 方法线性范围和检出限

标准曲线在0.005～0.500 mg/L范围内两种农药呈现良好的线性关系，相关系数r为0.9976～0.9996，以定量离子信噪比S/N≥3得到目标化合物的检出限（LOD）为0.11～1.21 μg/kg，以S/N≥10得到定量限（LOQ）为0.38～0.69 μg/kg，能够满足仪器分析相关系数要求（表2）。

2.3 方法准确度和精密度

添加回收试验结果表明，吡虫啉和啶虫脒的回收率在81.22%～116.95%，RSD在1.2%～7.1%，结果均符合《农作物中农药残留试验准则》要求。当浓度0.005 mg/kg＜C≤0.01 mg/kg时，回收率均在81.22%～92.54%之间，相对标准偏差≤5.8%，当浓度0.01 mg/kg＜C≤0.10 mg/kg时，回收率均在82.42%～104.46%之间，相对标准偏差≤5.9%，当浓度0.10 mg/kg＜C≤0.50 mg/kg时，回收率均在100.93%～116.95%之间，相对标准偏差≤7.1%。该检测方法用于四种叶类蔬菜中吡虫啉和啶虫脒的残留分析准确可靠（表3）。

2.4 消解动态试验结果

在西藏拉萨市和四川彭州市设施蔬菜基地开展的消解动态试验结果显示，两地的消解动态曲线均呈指数函数关系，满足一级动力学方程Ct=C0e-kt（图2）。农药原始沉积量、半衰期、动力学方程、相关系数见表4。由表4中可知，啶虫脒在高海拔设施蔬菜基地的四种叶菜中的原始沉积量普遍低于在低海拔设施蔬菜基地的四种叶菜中的原始沉积量，吡虫啉在高海拔设施蔬菜基地的大白菜和快白菜中的原始沉积量略高于低海拔地区设施蔬菜基地的大白菜和快白菜，而在西芹和生菜中反而低于低海拔地区，但吡虫啉和啶虫脒在不同海拔地区的4种叶类蔬菜上的原始沉积量总体上差异性较小，说明农药原始沉积量跟海拔高度没有明显相关性。半衰期结果显示，吡虫啉和啶虫脒在不同海拔地区的四种蔬菜中的半衰期由短到长依次为生菜、快白菜、大白菜、西芹，吡虫啉和啶虫脒在高海拔地区的4种叶类蔬菜中的半衰期较低海拔地区缩短，其中啶虫脒在拉萨设施基地的西芹中的消解半衰期为4.6 d，而在彭州设施蔬菜基地的西芹中消解半衰期为8.7 d，两者相差较大，可能是由于拉萨地区日照强度大，导致该地区设施蔬菜中的农药降解速率较快，其次农药降解还与蔬菜品种对其吸附能力有关[28-29]。

2.5 最终残留试验结果

图1 吡虫啉和啶虫脒在四种叶类蔬菜中的的典型TIC色谱图（0.01 mg/L）Fig.1 TIC chromatogram of imidacloprid and acetamiprid in four kinds of leaf vegetables (0.01 mg/L)

表2 吡虫啉和啶虫脒在四种叶类蔬菜中的回归方程、相关系数、检出限和定量限Table 2 Linear equations, correlation coefficient (r), detection limits and quantitative limits of imidacloprid and acetamiprid in four kinds of leaf vegetables

表3 吡虫啉和啶虫脒在四种基质中回收率及相对标准偏差（n=5）Table 3 Recoveries and RSD of imidacloprid and acetamiprid in four kinds of leaf vegetables (n=5)

图2 吡虫啉和啶虫脒在四种作物中的消解动态趋势Fig.2 Degradation dynamics of imidacloprid and acetamiprid in four leaf vegetables

表4 吡虫啉和啶虫脒在四种作物上的消解动态及半衰期Table 4 Degradation dynamics and half-life of imidacloprid and acetamiprid in four leaf vegetables

按最大推荐剂施药2次，施药间隔期7 d，吡虫啉和啶虫脒在拉萨试验点的四种叶类蔬菜中的残留量分别为0.00～0.610 mg/kg和0.00～1.637 mg/kg（表5）。试验结果显示，第二次施药7 d后，吡虫啉和啶虫脒均在西芹中的残留量最大，拉萨市和彭州市所有蔬菜中的两种农药均符合最大残留限量（MRL）标准[30]，2种农药在四种叶类蔬菜中的安全风险较小。在相同施药条件下，拉萨市四种叶类蔬菜的农药残留情况优于彭州市。

3 结论

本研究建立了简便、快捷、高效的吡虫啉和啶虫脒在四种叶类蔬菜中的液相色谱-串联质谱残留分析方法，该方法重现性较好，准确度和精密度等均符合农药残留分析方法要求。同时，首次探讨了西藏拉萨市和四川彭州市四种叶类蔬菜中吡虫啉和啶虫脒的残留消解差异，研究结果显示吡虫啉和啶虫脒在拉萨市4种叶类蔬菜中的半衰期均短于彭州市4种叶类蔬菜中的半衰期，但两种农药半衰期的长短在不同海拔地区的4种叶类蔬菜中无显著差异，即拉萨市和彭州市中吡虫啉和啶虫脒的半衰期由短到长均为生菜＜快白菜＜大白菜＜西芹，两种农药的残留及消解动态与蔬菜品种及不同海拔的种植环境有密切关联。在相同施药条件下，拉萨市四种叶类蔬菜的农药残留情况优于彭州市，其原因可能是由于拉萨地区日照强度大，导致该地区设施蔬菜中的农药原始沉积量较低及降解速率较快，高海拔地区较低海拔地区为农药残留低风险区域。

表5 吡虫啉和啶虫脒在四种叶菜中的残留量Table 5 Residual quantity of imidacloprid and acetamiprid in four leaf vegetables