徐信燡 施春雷
摘 ? 要 ? 多菌靈是一種高效、低毒、內(nèi)吸、廣譜性苯并咪唑類(lèi)殺菌劑,廣泛應(yīng)用于蔬果生產(chǎn)中,但易產(chǎn)生農(nóng)藥殘留和食品安全問(wèn)題。綜述了多菌靈在蔬果中的殘留現(xiàn)狀及降解、毒性、毒理學(xué)評(píng)價(jià)、殘留風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究進(jìn)展。
關(guān)鍵詞 ? 多菌靈;殘留;降解;毒性;風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
中圖分類(lèi)號(hào):TS207.5 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼:C ? ?DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.34.011
多菌靈是一種高效、低毒、內(nèi)吸、廣譜性苯并咪唑類(lèi)殺菌劑,通過(guò)干擾遺傳物質(zhì)DNA生物合成,尤其是阻止核苷酸的生物合成,干擾病原物的細(xì)胞分裂過(guò)程,被廣泛用于糧食、棉花、油料作物、水果、蔬菜、花卉等的真菌病害防治中。目前,多菌靈在美國(guó)是禁用的,但在中國(guó)及歐盟等多個(gè)國(guó)家(地區(qū))均允許使用。在我國(guó),多菌靈在蔬菜中的殘留限量為0.1~3.0 mg·kg-1(如白菜類(lèi)0.5 mg·kg-1,茄果類(lèi)3.0 mg·kg-1),歐盟的殘留限量為0.1 mg·kg-1,要求相對(duì)較高。隨著我國(guó)人民物質(zhì)生活水平的提高,人們對(duì)健康食物日益關(guān)注,對(duì)食物中農(nóng)藥殘留問(wèn)題也越發(fā)敏感,因此對(duì)我們農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的安全性提出了更高的要求。
1 多菌靈在蔬果中的殘留現(xiàn)狀
多菌靈是蔬菜、水果生產(chǎn)中廣泛使用的一種殺菌劑,不可避免地在蔬果中有一定殘留,尤其是設(shè)施蔬菜、水果的殘留發(fā)生率相對(duì)更高。金彬研究大棚栽培條件下多菌靈在黃瓜果實(shí)上的殘留量變化,發(fā)現(xiàn)大棚黃瓜坐果后向果實(shí)直接噴霧,施藥7 d后,殘留量略高于最高殘留限量[1]。田麗等報(bào)道了2015—2017年陜西省市售水果中殺菌劑殘留狀況,發(fā)現(xiàn)多菌靈的檢出率和超標(biāo)率最高,分別為48.2%和2.1%[2]。李運(yùn)朝等評(píng)估河北省番茄和黃瓜中殺菌劑農(nóng)藥的殘留狀況及居民的膳食攝入風(fēng)險(xiǎn),其108份番茄和108份黃瓜樣品的殘留分析表明,11.1%的番茄樣品和22.2%的黃瓜樣品檢出了多菌靈殘留[3]。周洪波等測(cè)定了多菌靈在獼猴桃上的殘留量,發(fā)現(xiàn)多菌靈在獼猴祧中消解較快,在套袋果實(shí)上的半衰期為7.18 d,安全間隔期為5 d;在不套袋果實(shí)上的半衰期為5.92 d,安全間隔期為10 d,屬于易降解的農(nóng)藥(T1/230 d),使用濃度為l∶500水溶液于幼果期均勻噴施1次,28 d后樣品中檢測(cè)出的多菌靈殘留量遠(yuǎn)低于國(guó)際上規(guī)定多菌靈的農(nóng)殘限量(0.1 mg·kg-1)[4]。研究證明,多菌靈在蔬果中的殘留具有普遍性,但品種間差異顯著。
2 多菌靈的降解研究進(jìn)展
多菌靈的降解主要為光化學(xué)催化降解和生物降解。
2.1 光化學(xué)降解
在自然界中多菌靈的光化學(xué)催化降解過(guò)程非常緩慢,光降解過(guò)程符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程,當(dāng)反應(yīng)環(huán)境中溶解氧濃度提高時(shí),多菌靈的降解速率也隨之提高。Mazellier等以高壓汞燈和太陽(yáng)光為光源研究多菌靈的光降解效率,發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)光光源下多菌靈在水媒介體系中主要是間接光降解,證明多菌靈在避光條件下,有很強(qiáng)的穩(wěn)定性;在pH值大于7時(shí)可顯著提高其光降解率,羥自由基也可促進(jìn)多菌靈的光降解[5]。賀君通過(guò)高效液相色譜法測(cè)定多菌靈的含量,pH對(duì)多菌靈水解作用有影響,pH值為12時(shí)其水解率最大,達(dá)到0.16%,但總體上降解也不明顯;采用太陽(yáng)光、紫外燈、高壓汞燈3種光源對(duì)多菌靈進(jìn)行光降解,發(fā)現(xiàn)有氧基團(tuán)顯著影響光降解率,在有氧化基團(tuán)條件下高壓汞燈的光降解率最高,紫外光其次,太陽(yáng)光再次;多菌靈的吸附率與土壤及腐植酸的含量呈正相關(guān),在設(shè)置試驗(yàn)條件下分別可達(dá)到10.11%和90.89%。
2.2 在動(dòng)植物中的降解
Rouchaud等研究報(bào)道胡蘿卜、草莓、蘋(píng)果等植物體內(nèi)的多菌靈可代謝為2-氨基-苯并咪唑(2AB)、2-氨基-苯甲睛、苯胺等物質(zhì)[6]。周威發(fā)現(xiàn),在相同季節(jié)下,大棚種植蔬菜的多菌靈降解率顯著低于露地;在相同種植條件下,夏季的多菌靈降解率要高于溫度相對(duì)低的冬季,說(shuō)明相對(duì)封閉的大棚環(huán)境和季節(jié)變化會(huì)影響多菌靈在植物中的降解。J. J. Kirkland[7]和Krechniak[8]以同位素示蹤法,研究了鼠、狗、奶牛和母雞體內(nèi)多菌靈的代謝,發(fā)現(xiàn)多菌靈在動(dòng)物體內(nèi)的主要代謝產(chǎn)物是5-HBC和4-HBC。
2.3 微生物對(duì)多菌靈的降解
研究發(fā)現(xiàn)某些微生物具有很強(qiáng)的降解多菌靈的能力。Fuchs和Vries發(fā)現(xiàn)假單胞菌能夠代謝多菌靈為2-氨基苯并咪唑[9]。Holtman和Kobayashi等分離培養(yǎng)了5株紅球菌,發(fā)現(xiàn)能在15 d后完全降解培養(yǎng)液中的多菌靈(16 μg·mL-1)[10]。Pattanasupong等從日本稻田中分離得到一種微生物聚生體,在5.5 d內(nèi)可降解全部的多菌靈[11]。張桂山等分離得到一種以多菌靈為唯一C-N源的羅爾斯通氏菌在24 d的多菌靈降解率為19.16%(500μg·mL-1),在有酵母膏存在時(shí)降解率可達(dá)95.96%[12]。其后,張麗珍等[13]、高玉爽等[14]、張世恒等[15]分別分離得到短小芽孢桿菌NY97-1、紅球菌屬多菌靈降解菌djl-6和djl-6-2、多菌靈降解菌菌株2-1,均發(fā)現(xiàn)對(duì)多菌靈有較好的降解能力,最高降解率達(dá)到100%,并發(fā)現(xiàn)金屬元素在降解過(guò)程中的作用。
3 多菌靈的毒性和毒理學(xué)評(píng)價(jià)研究進(jìn)展
3.1 多菌靈的毒性
3.1.1 一般毒性
多菌靈對(duì)人和動(dòng)物的毒性屬于低毒,但長(zhǎng)期暴露于含多菌靈的食物,經(jīng)過(guò)消化道的吸收,可積累在動(dòng)物體內(nèi)尤其是臟器組織中,從而影響機(jī)體的健康。肝臟是最易累積多菌靈的組織器官,多菌靈在肝臟中的累積量大,代謝慢,易發(fā)生肝臟毒性。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,大鼠急性經(jīng)口半數(shù)致死濃度(LC50)超過(guò)15 000 mg·kg-1;鯉魚(yú)TLm(24 h)為40 μg·mL-1以上。熊昭娣等研究農(nóng)藥對(duì)農(nóng)田環(huán)境及非靶標(biāo)有益生物的影響,發(fā)現(xiàn)22%多菌靈殺菌劑對(duì)斑馬魚(yú)處理24、48、72、96 h,LC50分別為8.53、8.39、8.07、7.64 mg·L-1;斑馬魚(yú)的安全濃度為0.76 mg·L-1;多菌靈對(duì)斑馬魚(yú)的毒性屬中毒[16]。新近有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)多菌靈對(duì)Navicula sp.生長(zhǎng)具有抑制作用,24 h的EC50值為2.18 mg·L-1,藻體生長(zhǎng)速率在72 h后恢復(fù),葉綠素a的含量與藻體生長(zhǎng)速率呈反比[17]。
3.1.2 生殖毒性
大鼠暴露于超過(guò)50 mg·kg-1多菌靈環(huán)境中,對(duì)睪丸發(fā)育有明顯的抑制作用,睪丸重量減輕,輸精小管萎縮,精子細(xì)胞成熟敏感;按大鼠體重灌胃多菌靈(25 mg·kg-1),發(fā)現(xiàn)48 d后大鼠的附睪精子密度減低,活率下降,正常精子數(shù)減少,說(shuō)明小劑量的多菌靈便可減弱雄性大鼠的生殖能力[18],這可能與多菌靈抑制了雄性生殖器官能量代謝、相關(guān)酶的活性和激素的分泌有關(guān)。于功昌等發(fā)現(xiàn)每天按體重灌胃多菌靈(100 mg·kg-1或200 mg·kg-1),連續(xù)80 d后,雄性大鼠睪丸和附睪均明顯萎縮,右側(cè)睪丸和附睪重量減輕,左側(cè)附睪尾精子活率和精子數(shù)量降低,作用機(jī)制與下調(diào)Bcl-2和上調(diào)Bax致細(xì)胞凋亡增加有關(guān)[19]。雄性小鼠暴露多菌靈日糧60 d后配種,發(fā)現(xiàn)多菌靈不影響雌性小鼠的受精率,但顯著降低胎兒的死亡率;受孕初期母鼠暴露于多菌靈中,暴露劑量為35 mg·kg-1時(shí),胎兒死亡率顯著提高,胎盤(pán)發(fā)育降低,胎兒重量減少,畸形率提高,多菌靈暴露劑量增加到160 mg·kg-1,則胎兒全部死亡,暴露劑量在8 mg·kg-1以下則未見(jiàn)不良現(xiàn)象[20]。
3.1.3 免疫毒性
有研究發(fā)現(xiàn)大鼠按體重灌胃多菌靈(150 mg·kg-1)105 d,其胸腺和脾臟質(zhì)量指數(shù)顯著降低,并呈線(xiàn)性關(guān)系;暴露于300 mg·kg-1或600 mg·kg-1多菌靈,則發(fā)現(xiàn)大鼠胸腺組織出現(xiàn)明顯的纖維化和水腫[21]。
3.1.4 致癌和致突變性
一般認(rèn)為長(zhǎng)期暴露于大劑量多菌靈(雌性小鼠500 mg·kg-1、雄性小鼠1 500 mg·kg-1),會(huì)提高小鼠發(fā)生肝臟腫瘤的風(fēng)險(xiǎn),且呈劑量-反應(yīng)關(guān)系;也有報(bào)道大鼠暴露于1 000 mg·kg-1多菌靈120 d,未見(jiàn)此現(xiàn)象[22]。
3.2 毒理學(xué)評(píng)價(jià)
世界衛(wèi)生組織(WHO)報(bào)告,多菌靈對(duì)人、畜禽、魚(yú)等的毒性較低。多菌靈的暴露途徑有飲食攝入、皮膚接觸和呼吸吸入[23]。大鼠經(jīng)口LC50>15 000 mg·kg-1,經(jīng)皮LC50>2 000 mg·kg-1,小鼠口服LC50為5 000 mg·kg-1。WHO將多菌靈列為危險(xiǎn)化學(xué)品[24],歐盟將多菌靈列為內(nèi)分泌干擾物[25],中國(guó)農(nóng)藥毒性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)將多菌靈列為低毒殺菌劑,可以在生產(chǎn)中使用[26]。表1總結(jié)了多菌靈的急性和慢性毒性。
4 多菌靈殘留風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究進(jìn)展
多菌靈是一種在蔬果生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的低毒、高效、廣譜、低成本殺菌劑,生產(chǎn)中大劑量、超范圍、無(wú)停藥期地盲目使用多菌靈的現(xiàn)象十分普遍,造成蔬果中多菌靈殘留超標(biāo),構(gòu)成食品安全風(fēng)險(xiǎn)。
豇豆是我國(guó)居民喜食的家常菜,因豇豆是花果同期作物,生產(chǎn)過(guò)程中極易受病蟲(chóng)為害,為控制豇豆的病蟲(chóng)害,無(wú)論是豇豆的收獲期還是非收獲期均會(huì)使用農(nóng)藥,無(wú)法保證停藥期的落實(shí),農(nóng)藥殘留隱患嚴(yán)重[31-32]。多哥南部地區(qū)[33]、喀麥隆國(guó)[34]、我國(guó)浙江杭州都檢測(cè)出豇豆中農(nóng)藥殘留;膳食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估表明食用加納、尼日利亞、多哥、我國(guó)海南等國(guó)家和地區(qū)的豇豆攝入有機(jī)磷等農(nóng)藥的風(fēng)險(xiǎn)商均小于1,各類(lèi)人群可能存在的健康風(fēng)險(xiǎn)均在可接受范圍內(nèi)[17,34-35]。陽(yáng)辛鳳應(yīng)用超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法對(duì)海南豇豆樣品中多菌靈殘留進(jìn)行檢測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,發(fā)現(xiàn)295份豇豆樣品中有242份(82.0%)樣品農(nóng)藥殘留為陽(yáng)性,多菌靈、啶蟲(chóng)脒和阿維菌素在樣品中的檢出率分別為45.8%、64.4%和28.8%,殘留值范圍分別為0.016~3.049 mg·kg-1、0.015~1.710 mg·kg-1、0.011~0.312 mg·kg-1;通過(guò)食用豇豆攝入多菌靈、啶蟲(chóng)脒和阿維菌素殘留的最高HI分別為0.200、0.262和0.718;海南產(chǎn)區(qū)豇豆中多菌靈、啶蟲(chóng)脒和阿維菌素的膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)在可接受水平,不會(huì)給公眾健康帶來(lái)危害。
草莓是一種深受廣大種植者和消費(fèi)者喜愛(ài)的漿果類(lèi)水果,其種植容易,生產(chǎn)周期短,見(jiàn)效快,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高。我國(guó)超過(guò)80%的草莓都是設(shè)施栽培的,由于其特殊的小環(huán)境,病害發(fā)生率高,農(nóng)藥施用多,而多菌靈是草莓生產(chǎn)中最常用的一種保護(hù)性殺菌劑。草莓是一種無(wú)外皮保護(hù)的鮮食漿果,高劑量、超范圍地使用多菌靈,更容易發(fā)生多菌靈殘留的危害。崔新儀采用外標(biāo)法以高效液相色譜分析草莓中多菌靈的殘留情況,并根據(jù)測(cè)定結(jié)果對(duì)不同人群進(jìn)行膳食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,發(fā)現(xiàn)多菌靈的消解速率符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程,半衰期為6.93、7.7 d;根據(jù)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程計(jì)算在35 d后,多菌靈的降解達(dá)到最大殘留限值,而實(shí)際施藥28 d后,草莓中多菌靈達(dá)到完全降解。采用風(fēng)險(xiǎn)商方法評(píng)估,施用劑量為1 500 g·hm-2時(shí),多菌靈對(duì)所有人群的風(fēng)險(xiǎn)都是可以接受的(RQ<1);施用劑量為4.498 g·m-2時(shí),采摘期在0、1 d內(nèi)的,對(duì)3~6歲的幼兒存在不可避免的風(fēng)險(xiǎn);采摘期在7 d后的,幼兒所受的風(fēng)險(xiǎn)較低。以往的研究結(jié)果建議多菌靈的使用安全間隔期為35 d[36]。
5 展望
迄今為止,多菌靈是用于蔬果病蟲(chóng)害防治的主要?dú)⒕鷦?,?guó)內(nèi)外的研究已經(jīng)證明了多菌靈的毒性及在蔬果中的殘留,對(duì)人類(lèi)身體健康構(gòu)成潛在威脅,不容忽視。雖然已有的蔬菜中多菌靈殘留的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估證明是安全的,多菌靈的暴露風(fēng)險(xiǎn)在可以接受的范圍,但考慮到這類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告的數(shù)量非常有限,以及蔬菜生產(chǎn)的特殊性、多菌靈的低降解性、毒性的復(fù)雜性與持久性,未來(lái)還須加強(qiáng)多菌靈的合理利用及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面的研究,使多菌靈能夠更有效合理地應(yīng)用于蔬菜生產(chǎn)。
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(責(zé)任編輯:易 婧)