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氯氟醚菌唑在黄瓜上的残留及膳食风险评估

2024-02-06刘荣荣郭庆刘慧君吴小虎徐军潘兴鲁董丰收郑永权

植物保护 2024年1期
关键词:残留量黄瓜膳食

刘荣荣 郭庆 刘慧君 吴小虎 徐军 潘兴鲁 董丰收 郑永权

摘要

為评价氯氟醚菌唑在黄瓜中残留产生的膳食摄入风险,于2017年-2018年进行了2年12地规范残留试验,建立了黄瓜中氯氟醚菌唑的超高效液相色谱串联质谱(UPLCMS/MS)分析检测方法,并对我国一般人群进行了膳食摄入风险评估。样品经乙腈提取,C18净化,UPLCMS/MS检测,外标法定量。结果表明:在0.01~1 mg/kg添加水平下,氯氟醚菌唑的平均回收率为90%~108%,相对标准偏差(relative standard deviation, RSD)为3%~12%,定量限(limit of quantification, LOQ)为0.01 mg/kg。400 g/L氯氟醚菌唑悬浮剂按有效成分150 g/hm2施药3次,于末次施药后1、3、5 d采样测定,黄瓜中氯氟醚菌唑残留量为<0.01~0.64 mg/kg。膳食摄入风险评价结果显示:我国一般人群的氯氟醚菌唑国家估计每日摄入量(national estimates of daily intake, NEDI)为0.217 0 mg,风险商(risk quotient,RQ)为6.9%,表明氯氟醚菌唑在黄瓜中残留不会对一般人群健康造成不可接受的风险。

关键词

氯氟醚菌唑; 黄瓜; 超高效液相色谱串联质谱; 残留; 风险评估

中图分类号:

S 481.8

文献标识码: A

DOI: 10.16688/j.zwbh.2022682

Residue and dietary risk assessment of mefentrifluconazole in cucumber

LIU Rongrong1,2, GUO Qing2, LIU Huijun1*, WU Xiaohu2*, XU Jun2,PAN Xinglu2, DONG Fengshou2, ZHENG Yongquan2

(1. Beijing University of Agriculture, Beijing 102206, China; 2. State Key Laboratory for Biology of Plant Disease 

and Insect Pests, Institute of Plant Protection, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193, China)

Abstract

In order to evaluate dietary intake risk of mefentrifluconazole residues in cucumber, the residual trial of mefentrifluconazole in cucumber were carried out in 12 places for two years in 2017 and 2018, respectively. An analytical method for residue determination of mefentrifluconazole in cucumber was developed by ultra performance liquid chromatography tandem mass spectrometry (UPLCMS/MS). The dietary intake risk assessment to general population was investigated. The samples were extracted by acetonitrile, purified by C18, detected by UPLCMS/MS, and quantified by external standard method. The results showed that the average recoveries of mefentrifluconazole ranged from 90% to 108% with relative standard deviations (RSD) of 3% to 12%, and the limit of quantification (LOQ) in cucumber was 0.01 mg/kg at 0.01-1 mg/kg spiked level. Mefentrifluconazole suspension of 400 g/L was applied three times with active ingredient 150 g/hm2. The residue of mefentrifluconazole in cucumber was <0.01-0.64 mg/kg 1, 3 and 5 days after the last application. Dietary intake risk assessment showed that the national estimated daily intake (NEDI) of mefentrifluconazole was 0.217 0 mg for the general population, and the risk quotient (RQ) was 6.9%, which demonstrated that the terminal residue of mefentrifluconazole in cucumber would not cause unacceptable risk to the health of the general population.

Key words

mefentrifluconazole; cucumber; UPLCMS/MS; residue; risk assessment

氯氟醚菌唑(mefentrifluconazole),(2RS)2[4(4氯苯氧基)α,α,α三氟邻甲苯基]1(1H1,2,4三唑1基)丙2醇,是巴斯夫股份公司研发的新型三唑类杀菌剂,其作用机理是阻止麦角甾醇的生物合成,抑制病菌细胞生长[12]。因其具有良好的內吸传导性,广谱、高效[3],被用于防治大田作物、蔬菜、果树等作物上的锈病、纹枯病、白粉病以及炭疽病等多种真菌病害[1]。目前,我国已批准氯氟醚菌唑在黄瓜、苹果、芒果、马铃薯、柑橘、葡萄、番茄和香蕉等作物上登记使用[4],主要用于防治靶斑病、白粉病、褐斑病、炭疽病、早疫病等病害。但我国尚未制定氯氟醚菌唑在相关作物上的最大残留限量(maximum residue limits,MRL)值,亟须开展氯氟醚菌唑在相关作物上的规范残留试验,为制定氯氟醚菌唑的最大残留限量标准,保障农产品安全和进出口贸易提供基础数据。

目前,对于氯氟醚菌唑的研究主要集中于药效以及检测方法。郭成瑾等[5]通过田间药效试验发现氯氟醚菌唑在小麦上施药1次后(40%氯氟醚菌唑悬浮剂,300 mL/hm2),对小麦白粉病的防效达71.25%。氯氟醚菌唑对香蕉叶斑病、桃树褐腐病、花生叶斑病、薏苡叶斑病、乌拉草锈病也具有良好的防效[610]。仅有少量关于氯氟醚菌唑在粮食作物、果蔬样品中残留检测方法的研究报道[1116]。Liu等[12]通过乙腈提取,多壁碳纳米管净化结合RPLCMS/MS检测了对映体水平上西瓜中氯氟醚菌唑的残留。Park等[13]采用乙腈提取,分散固相萃取结合LCMS/MS,构建了糙米、马铃薯、大豆、柑橘、青椒等基质中氯氟醚菌唑、灭菌唑的残留检测方法。Zhang等[14]通过乙腈/乙腈∶水(10∶5)提取,多壁碳纳米管净化结合UPLCMS/MS构建了多种动物源和植物源基质中氯氟醚菌唑的检测方法。Jiang等[15]通过液液微萃取结合高效液相色谱二极管阵列测定了水、果汁、发酵液中手性杀菌剂氯氟醚菌唑。Wang等[16]采用乙腈提取,PSA+GCB净化结合HPLC检测芒果中氯氟醚菌唑的残留。这表明,QuEChERS可用于多种基质中农药残留检测。然而,Delnat等、陈小龙等和赵慧星等的研究表明,农药的降解速率与光照、温度、湿度、降水量等气候条件有关[1719]。因此,研究中国不同地区气候条件下的氯氟醚菌唑消解,更能准确地反映其膳食风险性。

本研究建立了氯氟醚菌唑在黄瓜上的超高效液相色谱串联质谱(UPLCMS/MS)的检测方法,通过田间规范残留试验,研究了氯氟醚菌唑在黄瓜上的消解动态,根据最终残留结果进行了膳食风险评估,评价了氯氟醚菌唑在黄瓜上的慢性膳食暴露风险,以期为制定我国黄瓜中氯氟醚菌唑的合理使用准则及其MRL标准提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

TQD超高效液相色谱三重四极杆串联质谱仪和Acquity UPLC HSS T3色谱柱(100 mm×2.1 mm, 1.8 μm)(美国Waters公司);CK2000高通量组织研磨仪(北京托摩根生物科技有限公司);KH500超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司);FZ102微型组织粉碎机(天津泰斯特);116型离心机(德国Sigma公司);HERAEUS MEGAFUGE 8型离心机(美国Thermo Scientific公司);PL601L电子天平(精确到0.1 g)(梅特勒);BSA224SCW电子分析天平(精确到0.1 mg)和BT25S电子分析天平(精确到0.01 mg)(德国Sartorius公司);G560E涡旋仪(美国Scientific industries公司)。

氯氟醚菌唑标准品(纯度99.7%)和400 g/L氯氟醚菌唑悬浮剂均由巴斯夫(中国)有限公司提供;十八烷基键合硅胶(C18)、0.22 μm滤膜购自天津博纳艾杰尔科技有限公司;分析纯乙腈购自北京北化精细化学品有限公司;色谱纯乙腈(中国Fisher);超纯水由MilliQ system系统(Bedford, MA, USA)制备;分析纯无水MgSO4、NaCl购自国药集团化学试剂有限公司。

1.2 田间试验

试验分别于2017年6月-9月在北京市顺义区木林镇荣各庄村、河南省济源市轵城镇西滩新村(大棚)、浙江省杭州市余杭区仓前镇羊郭村及2018年3月-10月在吉林省长春市吉林农业大学农业科学试验站(大棚)、辽宁省朝阳市建平县万寿街道(大棚)、北京市通州区漷县镇侯黄庄村(大棚)、山东省潍坊市昌乐县朱刘街道任疃村(大棚)、河南省济源市轵城镇西轵城村、浙江省杭州市临安区青山湖街道康春农园(大棚)、湖南省长沙县春华镇龙王庙村、贵州省贵阳市花溪区久安乡打通村、广东省湛江市麻章区麻章镇湛江市农科院12地开展400 g/L氯氟醚菌唑悬浮剂在黄瓜中的残留试验。施药剂量为25 mL/667m2(有效成分150 g/hm2),施药3次,施药间隔期7 d,叶面喷雾。每个试验点设置试验小区1个,空白对照区1个,每个小区面积至少50 m2,小区间设保护带。于黄瓜收获前15 d第1次施药,收获前8 d第2次施药,收获前1 d第3次施药,最终残留试验于最后一次施药后1、3、5 d采集黄瓜样品。残留消解试验于最后一次施药后2 h,6 h,1 d,3 d,5 d,7 d采集黄瓜样品。采用随机法采样,每个样品从不少于12株植株上的不同部位至少采集12个黄瓜果实,不少于2 kg,果实充分混匀并经匀浆机处理后,留样500~800 g于样品袋中,贴好标签并于-20℃低温保存。

1.3 分析方法

1.3.1 仪器检测条件

色谱条件:Acquity UPLC HSS T3色谱柱(100 mm×2.1 mm, 1.8 μm, Waters公司);柱温箱45℃;进样量5 μL,流速0.3 mL/min,流动相A为乙腈,B为0.2%甲酸水,梯度洗脱程序:0 min V (A)∶V (B)=10∶90;1 min V (A)∶V (B)=90∶10;1.5 min V (A)∶V (B)=90∶10;2 min V (A)∶V (B)=10∶90;5 min V (A)∶V (B)=10∶90。

质谱条件:多反应监测(multiple response monitoring, MRM)模式,电喷雾正离子源(ESI+),离子源温度150℃;离子喷雾电压3.0 kV;干燥气为氮气,流速650 L/h,温度350℃;雾化气为氮气,流速50 L/h,去溶剂温度350℃;碰撞气为氩气,流速0.19 mL/min。氯氟醚菌唑质谱测定参数见表1。在此条件下,氯氟醚菌唑保留时间为1.82 min。0.01 mg/L氯氟醚菌唑标准溶液的色谱图见图1d。

1.3.2 样品前处理

准确称取10.0 g黄瓜处理样品于50 mL离心管中,加入10 mL乙腈,1 400次/min振荡5 min,加入1.5 g NaCl和4.0 g无水MgSO4,1 400次/min振荡5 min,4 000 r/min离心5 min,取1.5 mL上清液加入含有50 mg C18和150 mg MgSO4的2 mL离心管中,涡旋2 min后以5 000 r/min离心5 min,取上清液过0.22 μm的滤膜待测。

1.3.3 标准溶液配制及基质标准曲线绘制

用电子天平准确称取氯氟醚菌唑标准品0.010 03 g,溶于乙腈,配制100 mg/L储备溶液100 mL,置于-18℃冰柜保存。用黄瓜空白提取溶液稀释氯氟醚菌唑储备溶液,配制成1、0.5、0.1、0.05、0.01 mg/L基质标准工作溶液,按1.3.1条件测定,以进样质量浓度(x)为横坐标,相应的峰面积(y)为纵坐标,绘制标准曲线。利用外标法,测定黄瓜样品中氯氟醚菌唑浓度。

1.3.4 添加回收试验

准确称取10.0 g空白黄瓜样品,分别进行0.01、0.1 mg/kg和1 mg/kg的3个水平氯氟醚菌唑的添加回收试验,每个水平重复5次。添加标准溶液后,静置至少30 min后,按1.3.2进行前处理以及UPLCMS/MS测定,计算回收率(%)和相对标准偏差(RSD)。

1.4 慢性膳食暴露风险评估

根据规范残留试验中值 (STMR/STMRPi),按(1)式计算农药的国家估算每日摄入量(NEDI),按(2)式计算风险商 (RQ)

NEDI=∑[STMRi(STMR-Pi)×Fi]bw

(1)

RQ=NEDIADI

(2)

式中,STMRi为农药在某种食品中的规范残留试验中值;STMRPi为采用加工因子校正后的规范残留试验中值;Fi为一般人群对该种食品的消费量。ADI为每日允许摄入量(单位mg/kg bw),bw为体重(单位kg),RQ为风险商。参照《食品中农药残留风险评估指南》[20],在计算NEDI時,如果没有合适的STMR值或STMRPi值,可直接采用相应的MRL值代替。当RQ≤100%时,认为该农药残留对一般人群健康的影响在可接受的风险水平,比值越小,风险越低。

2 结果与分析

2.1 方法有效性评价

在0.01~1 mg/L范围内,黄瓜基质中氯氟醚菌唑浓度(x)与峰面积(y)具有良好的线性关系,R2均大于0.99。由表2可知,添加水平为0.01、0.1 mg/kg 和1 mg/kg,氯氟醚菌唑的平均回收率在90%~108%之间,相对标准偏在3%~12%之间。方法的定量限(LOQ)为0.01 mg/kg。符合《农作物中农药残留试验准则》(NY/T 7882018)[21]的要求,可用于黄瓜样品中氯氟醚菌唑的检测。典型色谱图与质谱图见图1。黄瓜基质中0.01 mg/L氯氟醚菌唑添加回收色谱图见图1b。

2.2 田间试验结果

2.2.1 氯氟醚菌唑在黄瓜上的消解动态

由图2可知,400 g/L氯氟醚菌唑悬浮剂有效成分150 g/hm2施药3次,在吉林、北京、湖南、贵州4地试验点,施药后2 h平均原始沉积量分别为0.066、0.13、0.076 mg/kg和0.30 mg/kg,之后呈现下降趋势。第7天时,除贵州外,其他3地残留量均<0.01 mg/kg。

2.2.2 氯氟醚菌唑在黄瓜上的最终残留量

400 g/L氯氟醚菌唑悬浮剂按有效成分150 g/hm2施药3次,采收间隔期分别为1、3 d和5 d,氯氟醚菌唑在黄瓜中的最高残留值(HR)分别为0.640、0.480、0.590 mg/kg,规范残留试验中值(STMR)分别为0.120、0.054、0.015 mg/kg(表3)。结果显示,氯氟醚菌唑在黄瓜中的残留量基本随时间的推移而降低,与消解动态结果一致。

2.3 氯氟醚菌唑的膳食摄入风险评估

根据巴斯夫公司推荐氯氟醚菌唑ADI为0.05 mg/kg,氯氟醚菌唑在中国的登记使用情况[4]

以及居民人均膳食结构调查数据[22],结合本研究距最后一次施药后1 d得到的残留试验中值进行风险评估(表4),除了黄瓜上参考限量为试验残留中值外,其他登记作物均为MRL值,膳食摄入偏保守。结果显示一般人群氯氟醚菌唑的国家估算每日摄入量(NEDI)为0.217 0 mg/(kg·d),膳食摄入风险商为6.9%,远小于100%,不会对一般人群健康造成不可接受的风险。结果表明,采用400 g/L氯氟醚菌唑悬浮剂按25 mL/667m2(有效成分150 g/hm2,为推荐最高剂量),施药3次,采收间隔期1 d,不会对一般人群造成慢性膳食摄入风险。

3 结论与讨论

本文建立了超高效液相色谱串联质谱(UPLCMS/MS)快速检测黄瓜中氯氟醚菌唑的残留检测分析方法,样品采用乙腈提取,C18净化,前处理操作简单,黄瓜在0.01、0.1、1 mg/kg的添加水平下,氯氟醚菌唑的回收率为90%~108%,相对标准偏差为3%~12%,精密度、准确度等均符合中国《农作物中农药残留试验准则》[21]要求。此外,QuEChERS方法已被广泛应用于农药残留分析检测[2428],包括水果、蔬菜、坚果、肉类、谷类、乳制品、水和土壤等,涉及新烟碱类、三唑类、拟除虫菊酯类等多种农药。而且,该方法也逐渐成为许多国家和地区的官方标准方法,如欧盟EN 15662[29],美国AOAC2007[30],以及我国的一些标准[3132]。由此可见,此前处理方法具有广泛性和可靠性。

农作物可食部分的原始着药量主要受地上部分生物量、可食部分生物量、拦截系数、漂移因子等多因素影响[33]。而且,农药降解速度受到温度、光照、降水量等气候因子影响[1719,3435]。本研究中发现不同地区间氯氟醚菌唑在黄瓜中残留量存在差异。消解动态表明:吉林、北京、湖南样品中氯氟醚菌唑的消解速度最快,在采收期为7 d时,均低于0.01 mg/kg,贵州样品为0.19 mg/kg。12地最终残留数据表明,采收间隔期为1 d时残留量为<0.01~0.640 mg/kg,3 d时残留量<0.01~0.48 mg/kg,5 d时残留量<0.01~0.590 mg/kg。其他的研究者也发现过类似现象,如:Liu等[12]开展氯氟醚菌唑(剂量为240 g/hm2,喷施3次)在西瓜上的消解试验研究,结果发现采收间隔期为10 d时,湖南试验点最终残留量为59.3 μg/kg,而河南试验点为2.1 μg/kg;韩帅兵等[36]开展氟苯虫酰胺在大白菜上残留行为研究,结果显示喷施100 g/L氟苯虫酰胺悬浮液3次,采收间隔期分别为3、5、7 d时,6地的最终残留量差异显著,分别为<0.01~6.65 mg/kg、<0.01~8.35 mg/kg、<0.01~5.14 mg/kg。此外,农作物可食部分的农药残留还与农作物种类密切相关。董见南等[37]在菜薹和芥蓝喷施相同剂量的吡虫啉,结果发现吡虫啉在2种蔬菜的原始沉积量差异显著,其中,菜薹中为0.099 mg/kg,芥蓝中为1.98 mg/kg。相同施药次数和施药剂量下青花菜和甜椒中吡虫啉的原始沉积量分别为9.28 mg/kg和0.29~0.94 mg/kg[3738]。

目前,中國和国际食品法典委员会(Codex Alimentarius Commission,CAC)均尚未制定氯氟醚菌唑在黄瓜中的MRL值。按照《食品中农药残留风险评估指南》[20],基于规范残留试验得到残留量中值,对来源于初级农产品上登记使用的氯氟醚菌唑进行慢性膳食风险评估,结果显示,氯氟醚菌唑的国家估计每日摄入量(NEDI)为0.217 0 mg,风险商为6.9%,远小于100%,说明黄瓜中氯氟醚菌唑残留不会对一般人群健康造成不可接受的风险。

根据田间残留试验结果,采用400 g/L氯氟醚菌唑悬浮剂防治黄瓜病害时,建议按照推荐剂量有效成分150 g/hm2的剂量施药3次,安全采收间隔期为1 d。本研究建立的氯氟醚菌唑在黄瓜中的检测方法,丰富了氯氟醚菌唑在黄瓜中的消解动态数据、最终残留量数据和膳食风险评估数据,可为氯氟醚菌唑悬浮剂在黄瓜田间的安全规范使用、制定其MRL值、加强对氯氟醚菌唑残留的监管提供理论依据和数据支持。

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(责任编辑:张 雪)

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