GC-MS 法同时测定枸杞中16 种农药残留的含量及安全性评价

秦佳琪，齐强强，张亚军，王 焱，赵思源，曹德艳，朱美霖

（1.宁夏医科大学公共卫生与管理学院，宁夏 银川 750004； 2.宁夏医科大学，宁夏环境因素与慢性病控制重点实验室，宁夏 银川 750004； 3.宁夏回族自治区疾病预防控制中心，宁夏 银川 750003； 4.宁夏医科大学基础医学院，宁夏 银川 750004）

枸杞是一种药食同源的经济作物，被广泛应用于医药、食品、保健品等领域［1-2］，具有预防心血管疾病、抗疲劳、抗氧化等作用［3-5］。宁夏回族自治区是枸杞出口的主要地方，近年来，我国多次出现枸杞农药残留问题，监管任务艰巨［6-8］。农药超标不仅不利于外贸市场，其降低机体免疫力、造成帕金森等慢性病的危害也不容忽视［9-12］。喷洒农药是种植户用来预防虫病灾害的主要手段，而部分种植户因缺乏对农药毒性、残留特性等方面的认知，出现了种植枸杞时滥用农药的情况［13-14］。为了保持并提高枸杞的出口效益，降低因农药残留超标产生的负面影响，可以依靠枸杞的基础研究，采用先进的检测技术、分析方法，加快枸杞产业的标准化进程。

目前，GC-MS 法具有灵敏度高、可同时完成多组分混合物的定性定量分析等优势，成为应用较广的农药残留分析方法［15-18］。因此，本研究基于《GB 23200.8-2016 水果和蔬菜中500 种农药及相关化学品残留量的测定气相色谱-质谱法》 中固相萃取法的前处理方法，结合GC-MS 技术对宁夏地区枸杞的农药残留进行检测，再通过膳食风险评估、风险排序等技术方法，评估残留农药的膳食风险，识别风险相对较高的残留农药，最后结合危害指数法将不同化合物的危害商相加即得到危害指数，该方法易于理解，适合累积暴露评估［19］。

1 材料

1.1 药材 枸杞采自宁夏回族自治区枸杞主产区中宁地区（经度105°27′E～105°94′E，纬度37°29′N～37°55′N，海拔1 166.86 ～1 465.02 m），通过梅花型采样法（在一个单位面积内东南西北中分别取样） 采摘产地枸杞［20］，共5 份，再采用四分法混合为1 个样品（约200 g），置于纸袋中，共37 个点，即37 份。商超枸杞共50 份，购自宁夏中宁枸杞交易市场以及银川市各大超市。经宁夏医科大学朱美霖副教授鉴定为正品。

1.2 仪器 Agilent 7890B 气相色谱-质谱联用仪（美国Agilent 公司）； DB-5MS 色谱柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）、Carbon/NH2 固相萃取柱（美国Agilent 公司）； FW100 高速万能粉碎机（天津市泰斯特仪器有限公司）； AL204 电子天平（瑞士梅特勒-托利多公司）； HSC-24A 氮吹仪（天津恒奥科技发展有限公司）； LXJ-IIB 离心机（上海安亭科学仪器厂）； KQ-500 超声波清洗机（昆山市超声仪器有限公司）。

1.3 试剂 乙腈（色谱纯，美国Thermo Fisher 公司）； 二氯甲烷（分析纯，天津市瑞金特化学品有限公司）； 丙酮（色谱纯，国药集团化学试剂有限公司）； 氯化钠（分析纯，上海广诺化学科技有限公司）； 1 000 μg/mL 敌敌畏、马拉硫磷、杀扑磷、异菌脲、甲氰菊酯、氯氟氰菊酯、氯菊酯、氟氯氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯、溴氰菊酯对照品（农业部环境质量监督检验测试中心）； 1 000 μg/mL毒死蜱、哒螨灵对照品，100 μg/mL 螺螨酯对照品（北京北方伟业计量技术研究院有限公司）； 1 000 μg/mL 三唑醇对照品 （中国计量大学）； 100 μg/mL 溴虫腈对照品（北京坛墨质检科技有限公司）。

2 方法

2.1 对照品溶液制备 精密吸取各对照品适量，丙酮定容，分别制成质量浓度为2.5 mg/mL 的毒死蜱、氯氟氢菊酯、哒螨灵的对照品溶液，5 mg/mL的敌敌畏、杀扑磷、溴虫腈、甲氰菊酯、螺螨酯、氯菊酯、氰戊菊酯的对照品溶液，7.5 mg/mL的三唑醇、氯氰菊酯对照品溶液，10 mg/mL的马拉硫磷、抑菌脲、氟氯氰菊酯、溴氰菊酯对照品溶液，避光、-18 ℃下保存。

2.2 供试品溶液制备 称取枸杞5 g 至50 mL 离心管中，加入10 mL 乙腈，捣碎成匀浆，加入1 g氯化钠，振荡30 s，分层后加入4 g 无水硫酸镁，继续振荡1 min，10 000 r/min 离心5 min，取上清液5 mL 转移至10 mL 离心管中，使用氮吹仪吹干，即得。

2.3 净化 5 mL 丙酮-二氯甲烷（1 ∶1） 活化Carbon/NH2 柱，3 mL 丙酮-二氯甲烷（1 ∶1） 分3次溶解平底烧瓶中蒸发残留物，洗液用Carbon/NH2 柱过滤，待液面低至SPE 柱筛板表面后加入12 mL 丙酮-二氯甲烷（1 ∶1），收集过滤后的15 mL 溶液，置于50 mL 平底烧瓶中，于45 ℃水浴下减压浓缩至3 mL 左右，转移至5 mL 刻度试管中，氮气吹至近干后用丙酮定容，即得。

2.4 GC-MS 条件

2.4.1 色谱 DB-5MS 色谱柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）； 程序升温（初始温度8 ℃，保持1 min，15 ℃/min 升至165 ℃，保持5 min，5 ℃/min 升至200 ℃，保持6 min，8 ℃/min 升至280 ℃，保持5 min，30 ℃/min 升至300 ℃，保持3 min）； 进样量1 μL，不分流； 体积流量1.0 mL/min； 进样口温度250 ℃。

2.4.2 质谱 电子轰击电离 （EI），电子能量70 eV； 离子源温度230 ℃； 接口温度280 ℃； 多反应监测模式； 碰撞气高纯N2。对照品溶液在SIM 模式下采集得到的色谱图见图1。

图1 对照品溶液色谱图（SIM 模式）Fig.1 Chromatogram of reference substance solution （SIM mode）

2.5 风险评估方法 慢性膳食摄入风险评估采用国际通用指标（%ADI）［21］，其大小与风险呈正相关，小于100%时风险可被接受，大于100% 时不可被接受，公式为%ADI＝ ［（STMR×P） /（ADI×bw）］ ×100%［22］，其中STMR 为农药平均残留量，P 为2020 年版《中国药典》 一部中枸杞的建议成人每日最高食用量（12 g）［23］，ADI 为每日允许摄入量［21］，bw 为成年人平均体质量（以60 kg计算）［24］。

急性膳食摄入风险采用指标% ARfD，公式为%ARfD ＝ ［（HR×P） /（ARfD×bw）］ ×100%，其中HR 为农药的最大残留值，ARfd 为急性参考值。

2.6 农药风险排序 采用英国兽药残留委员会开发的排序矩阵对残留风险进行排序，指标共5 项，赋值标准见表1［25-26］，计算农药使用频率（FOD）、风险得分（S），公式分别为FOD ＝ （T/P） ×100、S ＝ （A＋B） × （C＋D＋E＋F），其中T 为果实发育过程中使用此类农药的次数（根据中国农药合理使用标准［27］，当年每种农药在枸杞上最多使用3次）； P 为果实发育日数（开花到结果的时间，枸杞的发育期在30～40 d［22］）； A 为毒性得分（毒性依据农药品种基本信息数据库提供农药经口半数致死量）； B 为毒效得分（根据ADI 值计算［28］）； C为枸杞膳食比例得分（比例小于2.5%［29］）； D 为使用频率； E 为高暴露人群得分（目前我国无相关数据［22］）； F 为残留水平得分。

表1 农药残留风险排序赋值标准Tab.1 Criteria of risk ranking assignment for pesticide residues

2.7 累积暴露评估 采用危害指数法（HI 法），计算慢性膳食暴露量（EXPc） 和急性膳食暴露量（EXPa），公式分别为，再计算HI 值，公式为，膳食暴露量（EXP） 与参考值（RV）的比值为各农药危害商（HQ），ADI 为慢性膳食风险的RV 值，ARfD 为急性膳食风险的RV 值。HI＜1 则累积暴露风险可接受，反之则不可接受［30］。

3 结果

3.1 仪器条件确定 采用SIM 模式对各农药对照品进行扫描，以此确定定性、定量离子，同时测定各种农药的保留时间。方法学研究结果表明，16 种农药在0.025 ～4.00 μL/mL 范围内线性关系良好（r≥0.994 4），平均加样回收率70% ～114%，RSD＜2%，具体见表2。

表2 各农药质谱参数、线性关系及加样回收率Tab.2 Mass spectral parameters，linear relationships and recoveries for various pesticides

3.2 农药残留水平分析 37 份产地枸杞样品中34份被检出有农药残留，共5 种； 50 份商超枸杞样品中31 份被检出有农药残留，共5 种，见表3。产地枸杞和商超枸杞中共同检出的农药是氟氯氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯。产地枸杞中氟氯氰菊酯、氯氰菊酯的检出率最高，均达到92%，1 份样品中氯氰菊酯超标； 商超枸杞检出率最高的是氯氰菊酯，检出率为46%，无样品超标情况。因国家标准未规定氟氯氰菊酯的最大残留限量，故暂不讨论其超标情况。

表3 枸杞中各农药残留水平Tab.3 Levels of various pesticide residues in Lycii Fructus

3.3 膳食风险评估 由表4 可知，产地、商超枸杞中16 种农药的%ADI 均低于100%，两者最高的均是氯氰菊酯，分别为0.735 4%、0.088 4%，表明宁夏地区其农药残留慢性膳食摄入风险均很低，完全可被接受。除敌敌畏、溴虫腈、异菌脲和螺螨酯无急性参考值，氯菊酯急性参考值不需要外，其余12 种农药的急性参考值见表4，可知产地、商超%ARfD 均低于100%，其中氯氰菊酯最高，分别为3.977 8%、0.243 7%，商超枸杞远低于产地枸杞，表明宁夏地区枸杞中农药的急性膳食风险也可被接受。

表4 枸杞中各农药残留膳食风险评估结果Tab.4 Results of dietary risk assessment for various pesticide residues in Lycii Fructus

3.4 农药残留风险排序 如图2～3 所示，可将16种残留农药分为高、中、低风险，高风险农药为溴氰菊酯、哒螨灵、毒死蜱、敌敌畏、杀扑磷，风险得分≥20 分，其中哒螨灵在商超枸杞中检出，其风险可被接受； 中风险农药为氯菊酯、氯氟氢菊酯、甲氰菊酯、溴虫腈、氰戊菊酯、氯氰菊酯、氟氯氰菊酯、和螺螨酯，其中螺螨酯、氟氯氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯，风险得分在15 ～20 分之间，甲氰菊酯、氟氯氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯在商超枸杞中检出； 低风险农药为三唑醇、马拉硫磷、异菌脲，风险得分＜15 分，其中异菌脲在产地枸杞中检出。

图2 产地枸杞中各农药残留风险排序Fig.2 Residual risk ranking of various pesticides in Lycii Fructus from production regions

图3 商超枸杞中各农药残留风险排序Fig.3 Residual risk ranking of various pesticides in Lycii Fructus commodities

3.5 累计暴露评估 产地及商超枸杞的慢性、急性危害指数均远低于风险指数1，产地枸杞慢性、急性HI 值分别为0.012 9、0.065 5，商超枸杞慢性、急性HI 值分别为0.001 2、0.005 4，表明摄入宁夏地区枸杞引起的膳食风险均在可接受限度内。

4 讨论

宁夏枸杞因农药残留带来的膳食风险均在可接受范围内。商超枸杞中农药残留水平明显低于产地枸杞中农药残留水平，其原因主要是商超枸杞由各枸杞品牌提供，而枸杞品牌比散户具备更成熟的品控和检测体系。枸杞中检出率高的农药均属于拟除虫菊酯类农药，该类农药除了具有对部分产生有机磷农药抗性的害虫有效的优势之外，对哺乳动物毒性低、易降解等特点正逐渐成为果蔬主要农药类别之一［31］。在标准范围内少量使用农药有利于保证枸杞的质量和产量，但本研究未发现有明显的农药科学复配使用情况，而它更有利于达到低成本、低浓度、高防治的效果，值得被大力推广［32］。另外，本研究只考虑了因摄入枸杞而摄入的农药，未考虑农药其他来源引起的健康风险，因此枸杞中农药膳食风险越低越有利于人体健康。

在研究农药种类及浓度的同时，考虑到枸杞生长不同时期喷洒的农药有所差别［33］，课题组下一步将全年监测枸杞农药的使用情况，研究枸杞生长周期内不同时间段使用农药的种类及农药残留水平。

5 结论

本研究采用气相色谱-质谱联用法对87 份宁夏枸杞中的农药残留进行检测，其中65 份存在农药残留，产地枸杞检出率为92%，商超枸杞检出率为62%； 产地枸杞中氟氯氰菊酯的平均残留量最高，为0.999 2 mg/kg，而商超枸杞中氯氰菊酯的平均残留量最高，为0.088 4 mg/kg； 产地枸杞和商超枸杞中慢性、急性膳食风险最高的农药均是氯氰菊酯，%ADI 分别为0.735 4%、0.088 4%，%ARfD分别为3.977 8%、0.243 7%； 溴氰菊酯、哒螨灵、毒死蜱、敌敌畏、杀扑磷风险得分在20 分以上，风险较高，但实际上只有哒螨灵被检出，而且未超标；产地、商超枸杞的慢性危害指数分别为0.012 9、0.001 2，急性危害指数分别为0.065 5、0.005 4，宁夏地区枸杞中农药的累积膳食风险可被接受。