高效氯氰菊酯和吡丙醚在芥蓝中的残留消解及膳食暴露风险评估

唐红霞 李玉博 张颂函 吴竞 董茂锋 王伟民 赵莉

摘要

為明确高效氯氰菊酯和吡丙醚在芥蓝上施用后的残留行为和膳食暴露风险，研究基于规范田间残留试验、目标农药在芥蓝上残留分析方法，得到芥蓝中2种农药的残留水平，结合我国膳食结构不同性别/年龄组食物消费量及体重数据评估了高效氯氰菊酯和吡丙醚对各类消费人群的长期和短期膳食摄入风险。结果表明：高效氯氰菊酯和吡丙醚分别在0.01～1.0 mg/L和0.005～1.0 mg/L范围内线性关系良好，决定系数（R2）≥0.996 7。在3个添加水平下，芥蓝中2种农药的平均回收率为70.6%～113.4%，相对标准偏差（RSD）为0.5%～8.5%，定量限均为0.01 mg/kg。10%高氯·吡丙醚微乳剂以推荐高剂量施药，高效氯氰菊酯和吡丙醚在芥蓝中的消解符合一级动力学，半衰期分别为3.9～10.1 d和4.8～6.3 d。最终残留试验结果表明，最后一次施药3、5、7、10 d后，芥蓝中高效氯氰菊酯的最终残留量≤0.904 mg/kg，吡丙醚的最终残留量≤0.202 mg/kg。膳食风险评估表明，我国不同人群的长期慢性暴露风险最大值为27.26%;短期急性暴露风险最大值为67.17%，表明对不同年龄段、不同性别人群健康不会产生不可接受的风险。

关键词

芥蓝; 高效氯氰菊酯; 吡丙醚; 膳食摄入评估

中图分类号：

S 481.8

文献标识码： A

DOI： 10.16688/j.zwbh.2023002

Dissipation， residue and dietary risk assessment of betacypermethrinpyriproxyfen in Chinese kale

TANG Hongxia1#， LI Yubo1#， ZHANG Songhan2， WU Jing1， DONG Maofeng1*，WANG Weimin1， ZHAO Li2

（1. Pesticide Safety Evaluation Research Center， Key Laboratory for Safety Assessment （Environment） of Agricultural 

Genetically Modified Organisms， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Shanghai Academy of Agricultural Sciences， 

Shanghai 201106， China; 2. Shanghai Agricultural Technical Extension Service Center， Shanghai 201103， China）

Abstract

The study aimed to confirm the residue dissipation and the dietary risk of betacypermethrin and pyriproxyfen in Chinese kale. Based on good agricultural practices and analytical methods， residue levels of betacypermethrin and pyriproxyfen were determined in Chinese kale. Longterm and shortterm dietary intake risk assessment of betacypermethrin and pyriproxyfen were evaluated based on the date of food consumption and weight data of different gender/age groups in dietary structure studies. Good linear relationships were presented in the range of 0.01-1.0 mg/L and 0.005-1.0 mg/L， respectively， and the coefficient of determination （R2） were above 0.996 7. The average recoveries of the pesticides in the Chinese kale with three spiked levels varied from 70.6% to 113.4%， with relative standard deviations （RSDs） of 0.5%-8.5%. The limit of qualification （LOQ） was 0.01 mg/kg. Residue experiments of betacypermethrin·pyriproxyfen 10% microemulsion （ME） in Chinese kale were carried out with each high recommended dosage. The dissipations of betacypermethrin and pyriproxyfen were followed firstorder kinetic equations. The degradation halflives were 3.9-10.1 days and 4.8-6.3 days， respectively. The final residues of betacypermethrin and pyriproxyfen in Chinese kale were lower than 0.094 mg/kg and 0.202 mg/kg， respectively， after 3， 5， 7， 10 days of the last application. For dietary exposure risk assessments， the maximum value of the risk of chronic exposure under different Chinese ages was 27.26% and the maximum value of the risk of acute exposure was 67.17%， and both below 100%. It indicated that the agents of betacypermethrin·pyriproxyfen 10% ME sprayed on Chinese kale at the recommended dosages had no unacceptable potential risks for Chinese consumers.

Key words

Chinese kale; betacypermethrin; pyriproxyfen; risk assessment of dietary residue intake

芥蓝Brassica oleracea var. albiflora，为十字花科芸薹属Brassica一年生草本植物，在中国有900多年的栽培历史，由于其柔嫩、清甜、鲜脆的口感广受人们喜爱［12］。近几年，上海形成了芥蓝全年栽培的高效种植模式，显著提升了芥蓝的生产效益。然而，由于芥蓝一年多茬的种植模式，病虫害成为影响其品质的主要不利因素，小菜蛾Plutella xylostella、蚜虫、黄条跳甲Phyllotreta spp.、霜霉病、灰霉病等严重影响了芥蓝生产。相比其广泛种植和病虫害发生现状，芥蓝上有限的登记农药数量成为了制约其规范合理生产和化学防治的短板。通过查阅中国农药信息网可知，截至2022年10月17日，芥蓝上农药总共登记19个，其中14个为吡唑醚菌酯代森联复配剂用于防治霜霉病，5个杀虫剂产品（阿维·虫螨腈、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、杀虫·啶虫脒、高氟氯·虱螨脲和甲维·虫螨腈）主要防治小菜蛾、黄条跳甲和菜青虫Pieris rapae［3］。因此，不断更新和扩充芥蓝上的登记用药不仅有利于降低病虫害抗性，也有利于丰富栽培过程中的防治技术手段，促进芥蓝种植技术的发展。

高效氯氰菊酯是一种高效、广谱、触杀性强的杀虫剂，在植物体内无内吸和传导作用，对鳞翅目、鞘翅目等多种害虫有良好的防治效果，且持效期较长，作用迅速;吡丙醚是保幼激素类似物，为扰乱昆虫生长的昆虫生长调节剂，对同翅目、缨翅目、双翅目、鳞翅目等多种害虫有良好的防治效果，具有高效、持效期长、对生态环境影响小的特点［48］。高效氯氰菊酯吡丙醚复配剂可有效防治芥蓝中的小菜蛾、甜菜夜蛾Spodoptera exigua、斜纹夜蛾Spodoptera litura、斑潜蝇和蚜虫，保障芥蓝在生产过程中的优质高产，但在实际应用中还需要对其残留情况和膳食风险进行评估，确保其使用安全性。

本试验根据《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》（GB 27632021）［9］和农药残留联席会议（JMPR）评估报告［1011］，即高效氯氰菊酯的风险评估定义是氯氰菊酯（异构体之和），吡丙醚的风险评估定义是吡丙醚，建立了采用乙腈提取、固相萃取柱或分散固相萃取净化，气相色谱法和液相色谱串联质谱法分别检测高效氯氰菊酯和吡丙醚的残留分析方法。按照《农药登记试验质量管理规范》（农业农村部2570号公告）［12］和《农作物中农药残留试验准则》［13］要求开展田间试验探究高效氯氰菊酯和吡丙醚在芥蓝上的消解动态和最终残留，结合毒理学指标和不同人群食物消费量进行了长期慢性和短期急性膳食风险评估，旨在确保高效氯氰菊酯和吡丙醚在芥蓝上的安全使用，为其安全合理使用提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试剂与仪器

10%高氯·吡丙醚微乳剂（ME）购自上海生农生化制品股份有限公司;高效氯氰菊酯（99.9 mg/L）、吡丙醚（999.8 mg/L）标准品购自北京振翔科技有限公司;乙腈（色谱纯）和甲醇（色谱纯）购自美国Merck公司;正己烷（色谱纯）、丙酮（色谱纯）、甲酸（色谱纯）和乙酸铵（色谱纯）购自上海安谱实验科技股份有限公司;氯化钠和无水硫酸镁（分析纯）购自上海化学试剂公司;弗罗里硅土SPE小柱（500 mg/3 mL）购自赛默飞世尔科技（中国）有限公司;WondaPak QuEchERs 分散固相萃取管（50 mg PSA，150 mg MgSO4，2 mL）购自上海润蒽珀商贸有限公司。

LCMS8045 液相色谱串联质谱仪，GC2014 气相色谱仪（配备双ECD检测器）（日本Shimadzu公司）;MXF涡动混合器（中国Dragonlab公司）;ST16离心机［赛默飞世尔科技（中国）有限公司］;其他实验室常用仪器设备。

1.2 田间试验方法

参照《农作物中农药残留试验准则》（NY/T 7882018）［13］和《农药登记残留试验区域指南》（农药检（残留）［2018］18号）［14］的规定，选取6地在露地模式下开展最终残留试验，其中3地同时开展残留消解试验。于2020年在上海市、贵州省、广东省、河北省、山东省和湖南省6地进行了10%高氯·吡丙醚微乳剂残留试验，其中上海市、贵州省、广东省进行了消解動态试验。试验设置处理和对照2个试验小区，每小区50 m2，各小区栽培条件一致。施药有效剂量为60 g/hm2;施药1次;兑水量为450 L/hm2，推荐安全间隔期为5 d。试验信息见表1。每次采样在小区中以随机方式采集2个独立样品，每个样品剪取土表以上的茎叶至少约2 kg，不少于12点。小区边行和每行距离两端0.5 m内不采样。田间样品在采集后，8 h内运回实验室，用不锈钢刀切成1～2 cm大小的碎块，并于不锈钢盆中充分混匀， （-20±2）℃保存。样品检测分析前，将样品用粉碎机粉碎混匀。

1.3 分析方法

1.3.1 样品提取和净化

准确称取混合均匀的芥蓝样品（5±0.05） g至 50 mL聚乙烯塑料离心管中，加入10 mL乙腈，以2 000 r/min涡旋提取15 min，加入5 g氯化钠，涡旋30 s，以4 500 r/min 离心5 min。移取1.5 mL上清液于装有50 mg PSA和150 mg MgSO4的分散固相萃取管中，涡旋30 s，以10 000 r/min离心1 min，过0.22 μm有机滤膜至进样小瓶中，待LCMS/MS检测。另移取4 mL上清液于烧杯中，40℃浓缩吹干后，加2 mL正己烷溶解，将弗罗里硅土固相萃取柱依次用2.5 mL丙酮∶正己烷（1∶9，V∶V）、2.5 mL正己烷预淋洗，当溶剂液面到柱吸附层表面时，立即将复溶液转入柱中，用2.5 mL丙酮∶正己烷（1∶9，V∶V）混合液洗脱2次，收集复溶液和两次洗脱液，于40℃浓缩吹干后，用2 mL正己烷定容，待GC检测。

1.3.2 LCMS/MS检测条件

液相色谱条件：Agilent ECC18色谱柱（100 mm×3.0 mm，2.7 μm）;柱温40℃;流速0.5 mL/min;进样量5 μL。流动相A相为体积分数0.1%的甲酸水溶液，B相为纯甲醇，梯度洗脱程序：0 min（90% A），0.5 min（90% A），1.0 min（10% A），4.7 min（10% A），5.0 min（90% A），6.5 min（90% A）。

质谱条件：电喷雾电离（electron spray ionization， ESI）离子源，吡丙醚正离子模式;雾化器气体流量：3 L/min（N2， 99.9%）;干燥气流流量：10 L/min（N2， 99.9%）;脱除溶剂管（DL管）温度：250℃;加热模块温度：400℃。检测模式：多反应监测（MRM）模式，前体离子322.00（m/z）;定量离子为185.00（m/z），定性离子为185.00（m/z）和96.06（m/z）;碰撞能量均为-10 eV。

1.3.3 GC检测条件

Rtx5色谱柱（0.25 mm×30 m， 0.25 μm）;检测器温度：280℃;柱温：初始温度80℃保持1.0 min，再以30℃/min的速率升温至280℃，保持8 min;载气：高纯氮气（纯度99.999%），载气流速：1.84 mL/min;压力：137.5 kPa;进样方式：不分流进样;进样量：1 μL;高效氯氰菊酯保留时间10.85 min。

1.3.4 标准曲线

取999.8 mg/L吡丙醚标准溶液，乙腈稀释至10 mg/L的标准工作溶液，样品测定前使用空白芥藍基质溶液稀释，配制成0.005、0.01、0.05、0.1、0.5、1.0 mg/L的系列基质匹配标准溶液，按上述液相色谱串联质谱条件进行测定，以离子峰面积和质量浓度做标准曲线。

取99.9 mg/L高效氯氰菊酯标准溶液，用正己烷稀释，配制成0.01、0.05、0.1、0.5、1.0 mg/L的系列标准溶液，按上述气相色谱条件进行测定，以色谱峰面积和质量浓度做标准曲线。

1.3.5 添加回收试验

按照《农作物中农药残留试验准则》（NY/T 7882018）［13］要求进行添加回收试验，分别在空白芥蓝样品中添加3个水平的高效氯氰菊酯（0.01、0.1、2 mg/kg）和吡丙醚（0.01、0.7、2 mg/kg）标准溶液，每个水平重复5次。按照1.3.1提取和净化，1.3.2和1.3.3的检测条件进行分析，外标法定量，计算添加回收率（正确度）和相对标准偏差（精密度）。

1.4 长期慢性膳食摄入风险评估

根据中国政府发布的不同人群膳食消费分布数据进行膳食摄入风险评估［15］。长期慢性膳食摄入风险计算公式见（1）和（2）。

NEDI =（∑ STMRi×Fi）/bw（1）

RQ=NEDI/ADI×100%（2）

式（1）中：NEDI 为国家估算每日摄入量（mg/kg bw）;STMRi为规范残留试验农产品中农药残留中值或者是已经建立的MRLs（mg/kg）;Fi为第i种食物在不同人群的每日平均消费量（kg/d）;bw为人群平均体重（kg）。

式（2）中：RQ为长期膳食摄入风险，用长期暴露风险商表示;ADI为每日允许摄入量（mg/kg bw）。

当NEDI小于ADI，即RQ≤100%时，可认为对特定人群健康产生的风险是可接受的;当NEDI大于ADI，即RQ>100%时，可认为对特定人群健康产生的风险是不可接受的。

1.5 短期急性膳食摄入风险评估

根据联合国粮食及农业组织/世界卫生组织（FAO/WHO）农药残留专家联席会议（JMPR），农药急性膳食风险评估［16］计算公式见（3）和（4）。

IESTI=LP×HR×v/bw（3）

HQ=IESTI/ARfD×100%（4）

式（3）中：IESTI为每日急性膳食摄入量（mg/kg bw）;LP为大部分膳食者每日消耗量（覆盖97.5%的消费者）（kg），按照中国总膳食研究不同性别/年龄组各类食物消费量计;HR为检测中获得最大残留量（mg/kg）;v为差异系数，按照JMPR急性膳食摄入量计算中采用的差异因子，差异因子选3;bw为人群平均体重（kg）。

式（4）中：HQ为短期膳食摄入风险，用短期暴露危险商表示;ARfD为每日急性参考剂量（mg/kg bw）。

当HQ>100%时，表示不可接受的急性风险，反之，当HQ≤100%时，表示无风险或者风险很小，可忽略。

2 结果与分析

2.1 方法的准确性、精密度和灵敏度

在1.3.4线性范围内，高效氯氰菊酯和吡丙醚的质量浓度与对应的响应值呈良好线性关系，R2在0.996 7～0.999 6之间，按照3倍信噪比估算，方法检出限（limit of detection， LOD）在0.000 2～0.003 mg/kg，以最小添加水平为方法定量限（limit of quantitation， LOQ），高效氯氰菊酯和吡丙醚LOQ均为0.01 mg/kg（表2）。在3个不同添加水平和5个重复试验下，高效氯氰菊酯和吡丙醚在芥蓝中的回收率为70.6%～113.4%，相对标准偏差为0.5%～8.5%，结果均符合我国《农作物中农药残留试验准则》（NY/T 7882018）［13］。

2.2 高效氯氰菊酯和吡丙醚在芥蓝中的消解动态

高效氯氰菊酯和吡丙醚在芥蓝中的残留消解试验结果见图1。随着施药后采样间隔增加，高效氯氰菊酯和吡丙醚在芥蓝上的残留量呈明显下降趋势，符合一级动力学方程。2种农药在芥蓝上的半衰期分别为3.9～10.1 d和4.8～6.3 d。高效氯氰菊酯在上海、贵州和广东试验点芥蓝上的原始沉积量分别为0.919、0.926 mg/kg和0.785 mg/kg，半衰期分别为9.8、10.1 d和3.9 d;吡丙醚在上海、贵州和广东试验点芥蓝上的原始沉积量分别为0.200、0.444 mg/kg和0.502 mg/kg，半衰期分别为4.8、6.3 d和6.0 d。高效氯氰菊酯在上海、贵州和广东3地试验点的原始沉积量相近，上海和贵州的消解半衰期也相近，但广东的消解半衰期约为上海和贵州40%左右。由图1可知，上海和贵州在0.083～14 d，高效氯氰菊酯残留量呈现一个缓慢下降的过程;但广东在10～14 d时残留量“断崖式”下降，导致其消解半衰期比其他两地短60%左右，可能是由于在10～14 d时作物生长速度比较快。

吡丙醚在上海、贵州和广东3地试验点的消解半衰期相近，由图1可知，在0.083～3 d之间，3地的残留量都呈现快速下降，14 d时上海残留量下降87%，贵州和广东下降82%左右，由此可见上海的半衰期最短。

2.3 芥蓝中的最终残留

2020年10%高氯·吡丙醚微乳剂以有效剂量60 g/hm2在芥蓝6个试验地各施药1次，在施药后3、5、7 d和10 d采集芥蓝样品，6地的最终残留试验结果均以平均值计，表3结果显示，芥蓝中高效氯氰菊酯的最终残留量：采收间隔3 d为0.136～0.904 mg/kg，5 d为0.124～0.823 mg/kg，7 d为0.096～0.684 mg/kg，10 d为0.086～0.530 mg/kg;芥蓝中吡丙醚的最终残留量：采收间隔3 d为0.084～0.202 mg/kg，5 d为0.038～0.161 mg/kg，7 d为0.022～0.132 mg/kg，10 d为0.012～0.109 mg/kg。不同试验地点和不同采收间隔之间由于气温、降水量、光照及作物品种等的差异，高效氯氰菊酯各残留量差6.1～7.1倍，吡丙醚差2.4～9.1倍。《食品安全国家标准 食品中农药最大残留量》（GB 27632021）［9］中高效氯氰菊酯在芸薹属类蔬菜上最大残留限量（MRL）为2 mg/kg，尚未制定吡丙醚在芥蓝上最大残留限量，美国制定吡丙醚在芥蓝上最大残留限量（MRL）为0.7 mg/kg［17］，高效氯氰菊酯和吡丙醚残留量随着采收间隔期的延长而降低，2种农药无残留超标风险。经过计算，采收间隔3、5、7、10 d时芥蓝中高效氯氰菊酯残留中值（STMR）分别为0.555、0.501、0.367 mg/kg和0.232 mg/kg，残留最大值（HR）为0.904、0.823、0.684、0.530 mg/kg;吡丙醚残留中值（STMR）分别为0.121、0.099、0.075、0.064 mg/kg，残留最大值（HR）为0.202、0.161、0.132、0.109 mg/kg。

2.4 膳食风险评估

当采收间隔期为5 d时，高效氯氰菊酯和吡丙醚在芥蓝中的残留中值分别为0.501 mg/kg和0.099 mg/kg，而高效氯氰菊酯和吡丙醚在芥蓝中的残留高值分别为0.823 mg/kg和0.161 mg/kg。根据GB 27632021，高效氯氰菊酯和吡丙醚的ADI值分别为0.02 mg/kg bw和0.1 mg/kg bw，将中国不同性别/年龄组蔬菜消费量和体重数据代入公式（1）和（2），分别计算10个性别/年龄组通过芥蓝摄入高效氯氰菊酯和吡丙醚的RQ;基于农药残留专家联席会议（JMPR）认为吡丙醚不需要制定急性参考剂量，因此不开展吡丙醚急性摄入风险评估;高效氯氰菊酯的每日急性参考剂量为0.04 mg/kg bw。将高效氯氰菊酯的残留高值、不同性别/年龄组蔬菜消费量和体重数据代入公式（3）和（4），分别计算10个性别/年龄组通过芥蓝摄入高效氯氰菊酯的急性摄入风险，评估结果见表4。

评估结果显示我国各类人群对高效氯氰菊酯和吡丙醚在芥蓝中的NEDI值分别为0.003 2～0.005 5 mg/kg bw和0.003 1～0.005 3 mg/kg bw，RQ值分别为15.93%～27.26%和0.63%～1.08%，远小于100%;我国各类人群对高效氯氰菊酯在芥蓝中的IEST值为0.015 7～0.026 9 mg/kg bw，HQ值为39.25%～67.17%，小于100%，证明按照推荐的剂量、施药次数和安全间隔在芥蓝中使用10%高氯·吡丙醚微乳剂，其残留水平不会对人类健康造成不可接受的长期慢性和短期急性的中毒风险。

3 结论与讨论

本文基于高效液相色谱串联质谱和气相色谱分别建立了芥蓝中吡丙醚和高效氯氰菊酯的分析方法，平均回收率为70.6%～113.4%，相对标准偏差为0.5%～8.5%，定量限均为0.01 mg/kg，满足农药残留检测要求。10%高氯·吡丙醚微乳剂田间试验结果表明，高效氯氰菊酯和吡丙醚的消解半衰期为3.9～10.1 d，属于易降解农药。在施药后5 d，芥蓝中的残留水平均低于国内外设定的最大残留限量。推荐高剂量不超过残留限量，说明根据推荐的剂量和间隔天数施药是安全的。根据规范残留试验数据对芥蓝中的高效氯氰菊酯和吡丙醚的残留在不同性别/年龄分别进行长期慢性和短期急性膳食風险评估，风险概率小于100%，表明不会对不同人群产生不可接受的风险。

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