林永熙, 程海燕, 李 棟, 武楊柳, 周春然,周翼璐, 董勤勇, 潘燦平
(中國農(nóng)業(yè)大學 理學院 農(nóng)藥創(chuàng)新研究中心,北京 100193)
桃Amygdalus persicaL.是我國重要的栽培果樹,在落葉果樹中,僅次于蘋果和梨,居第3 位[1]。桃樹在種植過程中易受到多種病害,如縮葉病、瘡痂病及褐腐病等的威脅[2],使用殺菌劑仍是目前防治桃樹病害最為有效的手段[3]。吡唑醚菌酯(pyraclostrobin) 屬甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑,作用機制是抑制病原物孢子萌發(fā)和菌絲生長過程中能量的產(chǎn)生。戊唑醇 (tebuconazole) 屬三唑類殺菌劑,作用機制是抑制真菌麥角甾醇的合成。因二者作用機制不同,不易產(chǎn)生交互抗性,因此其復配制劑已廣泛登記并應用于蘋果樹上斑點落葉病[4]和褐斑病[5]的防治,但尚未見到在桃樹上應用的研究報道。
GB 2763—2021《食品安全國家標準 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》規(guī)定,吡唑醚菌酯和戊唑醇在桃上的最大殘留限量 (MRL) 分別為1 mg/kg 和2 mg/kg,日允許攝入量 (ADI) 均為0.03 mg/kg bw[6]。目前有關吡唑醚菌酯和戊唑醇殘留的檢測方法主要有液相色譜法[7]、氣相色譜法-質譜聯(lián)用法[8]、液相色譜-質譜聯(lián)用法[9-15]等,關于 2 種農(nóng)藥復配使用后殘留檢測的報道主要集中在蘋果[16]、柑橘[9]、玉米[17-18]、香蕉[7]和辣椒[19]上,尚未見在桃中殘留的檢測報道。中國作為桃的主要生產(chǎn)、消費和出口國[20],明確戊唑醇及吡唑醚菌酯在桃中的殘留情況,研究其殘留行為,科學評估其膳食暴露風險,對于保障桃的生產(chǎn)、出口及膳食安全均有著重要意義。
本研究采用QuEChERS-HPLC-MS/MS 快速檢測方法,對8 個不同區(qū)域桃樣品中戊唑醇和吡唑醚菌酯的最終殘留量和消解動態(tài)進行了分析,并評估了桃中2 種農(nóng)藥殘留的膳食暴露風險,旨在為吡唑醚菌酯和戊唑醇在桃樹上的科學合理使用和產(chǎn)品登記提供理論支撐。
高效液相色譜-串聯(lián)質譜儀 (HPLC-MS/MS,美國Agilent 公司);JY2002 型電子天平 (0.01 g,上海舜宇恒平科學儀器有限公司);JA2003B 型電子天平 (0.001 g,上海越平科學儀器有限公司);AUW220D 型電子分析天平 (0.0001 g,日本島津公司);0.22 μm 針式有機相濾膜 (天津津騰實驗設備有限公司) 等。
試驗設計參照NY/T 788—2018《農(nóng)作物中農(nóng)藥殘留試驗準則》[21],供試藥劑為40%唑醚 · 戊唑醇SC。桃樹品種為各試驗點當?shù)刂髟云贩N:山西省運城市,紅鳳凰;河北省石家莊市,中華壽桃;山東省泰安市,新生2 號;河南省鄭州市,中油5 號;安徽省宿州市,久保桃;湖南省瀏陽市,春美桃;四川省成都市,皮球桃;廣東省佛山市,鷹嘴桃。
1.2.1 最終殘留試驗 分別在山西省運城市、河北省石家莊市、山東省泰安市、河南省鄭州市、安徽省宿州市、湖南省瀏陽市、四川省成都市及廣東省佛山市8 地進行最終殘留試驗。將試驗藥劑以田間推薦最高劑量稀釋2500 倍液后均勻噴霧,每試驗點設置1 個處理小區(qū)和1 個噴清水的對照小區(qū),每小區(qū)不少于4 棵果樹。施藥3 次,施藥間隔期為7 d,分別于最后一次施藥后28 d(推薦安全間隔期) 和35 d 后采集桃果實樣品。
每個試驗小區(qū)采集2 份平行樣品:從不少于4 株果樹上采集至少12 個果實,不少于2 kg;去核,分別記錄去核前全果的質量和去核后果肉的質量;將去核后的桃果肉樣品粉碎、混合均勻后用四分法分取200 g 樣品2 份,置于 -20 ℃冰柜保存。
1.2.2 消解動態(tài)試驗 分別在山西省運城市、河北省石家莊市、山東省泰安市及河南省鄭州市4 地的最終殘留試驗小區(qū)進行,施藥方法同1.2.1 節(jié),于第3 次施藥后0 d (施藥后2 h) 和14、21、28、35 d 時分別采樣。
1.3.1 樣品前處理 參考梁亞杰等[16]針對蘋果基質建立的樣品前處理方法,并加以改進。稱取果肉樣品10.00 ± 0.05 g 于50 mL 離心管中,加入10 mL 乙腈,渦旋振蕩提取5 min;加入3 g 氯化鈉,渦旋振蕩提取5 min;于3800 r/min 離心5 min,待凈化。取1 mL 提取液轉移至盛有50 mg PSA 和150 mg 無水硫酸鎂的離心管中,渦旋振蕩2 min;于10 000 r/min 離心2 min 后,吸取上清液,經(jīng)0.22 μm 微孔濾膜過濾,待測。
1.3.2 儀器分析條件
色譜條件:Agilent 高效液相色譜-三重四極桿串聯(lián)質譜儀 (HPLC-MS/MS);流動相:V(乙腈) :V(0.1%甲酸水溶液) = 80 : 20,流速0.2 mL/min;等度洗脫3 min;色譜柱為Athena C18-WP (3.0 μm ×2.1 mm × 50 mm),柱溫30 ℃。
傳統(tǒng)民居元素的作用主要體現(xiàn)在內(nèi)外在的文化功能、裝飾功能,兩者相互影響相互帶動,確保了陶瓷藝術設計的成效與特色。同時利用傳統(tǒng)、現(xiàn)代融合手法,深入挖掘兩者融合的新方法、新思路,可實現(xiàn)傳統(tǒng)文化與現(xiàn)代精神的自然和諧融合。
質譜條件:電噴霧離子源 (ESI),多反應監(jiān)測(MRM)正離子模式,離子源溫度300 ℃;霧化氣壓力 2413 kPa;碰撞氣體為氮氣,純度≥99.999%;干燥氣溫度 350 ℃,流速 8.0 L/ min;吡唑醚菌酯和戊唑醇的其余主要質譜參數(shù)見表1。
表1 吡唑醚菌酯和戊唑醇的主要質譜參數(shù)Table 1 The mass spectrometry parameters of tebuconazole and pyraclostrobin
1.3.3 標準溶液配制及基質標準曲線繪制 分別準確稱取吡唑醚菌酯標準品和戊唑醇標準品 (10 ±0.7) mg 于10 mL 容量瓶中,以乙腈定容,配制成標準品母液 (質量濃度均為1000 mg/L),置于-20 ℃保存,使用時梯度稀釋配制成所需濃度的混合標準溶液。
將吡唑醚菌酯和戊唑醇標準溶液以桃果肉空白基質溶液梯度稀釋,配制成基質匹配混合標準溶液,其中吡唑醚菌酯的質量濃度分別為0.01、0.10、0.20、1.0、2.0、4.0 mg/L,戊唑醇分別為0.01、0.10、0.50、1.0、2.0、4.0 mg/L,在1.3.2 節(jié)條件下進行測定,以吡唑醚菌酯和戊唑醇的進樣質量濃度與監(jiān)測離子峰面積繪制基質標準曲線。
1.3.4 添加回收試驗 在空白桃果肉樣品中分別添加一定量的吡唑醚菌酯和戊唑醇標準溶液,添加水平分別為0.01、1.0、4.0 mg/kg 和0.01、2.0、4.0 mg/kg,每個添加水平重復5 次。靜置30 min后,按1.3.1 節(jié)方法進行樣品前處理,在1.3.2 節(jié)儀器條件下檢測,計算平均回收率和相對標準偏差 (RSD)。
1.3.5 殘留量計算 桃果肉樣品中吡唑醚菌酯和戊唑醇的濃度采用外標法定量,全果中的殘留量按果肉樣品中的殘留量乘以果核比 (果肉質量與全果質量的比值) 進行折算。
1.4.1 長期膳食暴露風險評估 采用國家估算每日攝入量 (NEDI) 和風險商 (RQ) 對吡唑醚菌酯和戊唑醇在桃中的長期膳食暴露風險進行評估。
根據(jù)規(guī)范殘留試驗中值 (STMR),按式(1)計算NEDI,按式 (2) 計算RQ[22]。
式 (1) 中:STMRi表示本次規(guī)范殘留試驗中農(nóng)藥的殘留量中值;Fi表示該食品的膳食消費量,我國桃的每日膳食消費量為8.29 g[23]。
式(2)中: ADI 為每日允許攝入量,吡唑醚菌酯和戊唑醇的ADI 值均為0.03 mg/kg bw[6];bw 表示所評估人群的平均體重,我國居民平均體重為63 kg[24]。
當RQ≤100% 時,認為其長期膳食暴露風險可接受;RQ>100%則表示存在不可接受的長期膳食暴露風險。由于本研究中僅有吡唑醚菌酯和戊唑醇在桃上的殘留試驗數(shù)據(jù),尚無2 種農(nóng)藥在其他作物上的 STMR 值,因此不能計算所有作物的膳食暴露 NEDI 值,故只計算桃中吡唑醚菌酯和戊唑醇的NEDI 對 RQ 的貢獻率 (RQc,%)。
1.4.2 短期膳食暴露風險評估 短期膳食暴露風險采用 JMPR 推薦的方法[23],按式 (3) 計算國家估算短期攝入量(NESTI)。
式(3)中,根據(jù)WHO GEMS/Food (全球環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)/食品污染監(jiān)測與評估規(guī)劃) 公布的數(shù)據(jù)[23]:Ue為單個桃的質量 (255 g);v為變異系數(shù),桃的變異系數(shù)為3;LP 為食物的大份餐消費量,1~6 歲兒童桃的LP 值 為 306 g,一般人群 LP值為 582.34 g。1~6 歲兒童的bw 值為16.14 kg[25]。HR 采用本次試驗桃全果中農(nóng)藥的最高殘留值,mg/kg。
短期膳食暴露風險用NESTI 與急性參考劑量(ARfD) 的比值 (%ARfD) 表示,按公式 (4) 計算。
式(4)中:吡唑醚菌酯和戊唑醇的ARfD 值分別為0.7 mg/kg bw 和0.3 mg/kg bw[26]。若%ARfD >100%,說明存在不可接受的短期膳食暴露風險;%ARfD ≤ 100%,則表明其短期膳食暴露風險可以接受。%ARfD 值越小說明急性毒性越低,反之則說明急性毒性越高。
2.1.1 線性關系 在 0.01~4.0 mg/L 質量濃度范圍內(nèi),桃中吡唑醚菌酯與戊唑醇的峰面積與其質量濃度間呈良好的線性關系,R2> 0.99 (表2),符合農(nóng)藥殘留分析要求[21]。
表2 桃中吡唑醚菌酯和戊唑醇的線性回歸方程Table 2 The linear equations of pyraclostrobin and tebuconazole in peach
2.1.2 正確度、精密度及定量限 添加回收試驗結果 (表3) 表明:桃中吡唑醚菌酯的平均回收率為88%~92%,RSD 為5.6%~18.7%;戊唑醇的平均回收率為96%~106%,RSD 為0.8%~13.2%;均達到農(nóng)藥殘留分析要求[21]。吡唑醚菌酯和戊唑醇的定量限 (LOQ) 均為0.01 mg/kg。
表3 吡唑醚菌酯和戊唑醇在桃中的添加回收率 (n=5)Table 3 Recoveries of pyraclostrobin and tebuconazole in peach (n=5)
由表4 可知:山西省運城市、河北省石家莊市和山東省泰安市3 地桃中吡唑醚菌酯的消解動態(tài)符合一級反應動力學方程 (|r| > 0.8551);由于14 d 時吡唑醚菌酯在河南鄭州桃中的含量已低于LOQ 值 (0.01 mg/kg),擬合效果差,故未進行其一級動力學方程的擬合;吡唑醚菌酯在桃全果中的半衰期為7.9~13.9 d。戊唑醇在4 地桃中的消解動態(tài)均符合一級反應動力學方程 (|r|>0.8999),半衰期為5.4~8.9 d。根據(jù)半衰期結果可知,吡唑醚菌酯在不同地區(qū)桃中的消解速率為山西省運城市>河北省石家莊市>山東省泰安市;戊唑醇的消解速率為山西運城市>河北石家莊市>河南鄭州市>山東泰安市。除河南鄭州市桃中吡唑醚菌酯的消解曲線不符合一級反應動力學方程外,2 種農(nóng)藥在其余3 地桃中的消解速率均為山西運城市>河北石家莊市>山東泰安市。其中,山西運城市的消解速率結果明顯快于另外2 地,結合當?shù)販貛Т箨懶约撅L氣候預熱同步的特點,試驗進行時的6 至8 月份降水量較集中,約占全年的60%,推測該地2 種農(nóng)藥消解速率快可能與降水量大有關;而山東泰安市的消解速率最慢,原因可能與當?shù)貙儆跍貛Т箨懶詺夂颍邓可儆嘘P。桃全果中吡唑醚菌酯和戊唑醇的半衰期分別為7.9~13.9 d 和5.4~8.9 d,與梁亞杰等[16]關于2 種農(nóng)藥在蘋果上消解的研究報道結果基本一致。總之,吡唑醚菌酯和戊唑醇在桃上的消解速率均較快,屬于易降解性農(nóng)藥(t1/2< 30 d)[27]。
表4 吡唑醚菌酯和戊唑醇在桃全果中的消解動態(tài)方程及半衰期Table 4 Dynamic dissipation equation and half-life of pyraclostrobin and tebuconazole in whole peach fruit
由圖1 可知:末次施藥2 h 后,桃全果中吡唑醚菌酯和戊唑醇的原始沉積量分別為0.3 3 ~0.79 mg/kg 和0.20~1.21 mg/kg。距末次施藥后14 d時,吡唑醚菌酯和戊唑醇的消解率分別在41%~85% 和70%~89% 之間;28 d 時,分別在78%~87%和92%~99%之間;35 d 時,吡唑醚菌酯僅在山西省運城市桃樣品中有檢出 (≥0.01 mg/kg),消解率為98%,戊唑醇僅在山西省運城市和山東省泰安市有檢出 (殘留量≥0.01 mg/kg),消解率分別為100%和97%。
圖1 吡唑醚菌酯(A)和戊唑醇(B)在桃全果上的消解動態(tài) (n=2)Fig.1 Dissipation dynamic of pyraclostrobin (A) and tebuconazole (B) in peach whole fruit (n=2)
最終殘留試驗結果(表5)表明:采收間隔期為28 d 時,吡唑醚菌酯在8 地桃全果中的殘留量在 <0.01~0.16 mg/kg 之間,果肉中的殘留量在<0.01~0.17 mg/kg 之間;戊唑醇在8 地桃全果中的殘留量在 0.026~0.24 mg/kg 之間,果肉中的殘留量在0.028~0.26 mg/kg 之間。采收間隔期為35 d時,吡唑醚菌酯在8 地桃全果中的殘留量在<0.01~0.097 mg/kg 之間,果肉中的殘留量在<0.01~0.10 mg/kg;戊唑醇在桃全果中的殘留量在<0.01~0.13 mg/kg 之間,果肉中的殘留量在<0.01~0.14 mg/kg 之間。
表5 吡唑醚菌酯和戊唑醇在桃中的最終殘留量 (n=2)Table 5 The terminal residue of pyraclostrobin and tebuconazole in peach (n=2)
其中,距末次施藥后28 d 和35 d 時,戊唑醇在桃全果中的殘留量均低于我國 (2 mg/kg)[6]、CAC (2 mg/kg)[28]、美國 (2 mg/kg)[29]、澳大利亞(1 mg/kg)[30]、韓國 (1 mg/kg)[31]、歐盟(0.6 mg/kg)[32]及日本(2 mg/kg)[33]制定的最大殘留限量(MRL);吡唑醚菌酯的殘留量亦低于我國(1 mg/kg)[6]、CAC (0.3 mg/kg)[28]、美國 (2.5 mg/kg)[29]、澳大利亞 (2.5 mg/kg)[30]、韓國 (1 mg/kg)[31]和歐盟(0.3 mg/kg)[32]制定的MRL,但有部分樣品的殘留量高于日本的MRL (0.02 mg/kg)[33],因此吡唑醚菌酯在桃上的使用仍可能會對出口貿(mào)易產(chǎn)生影響,出口基地應謹慎使用。
2.4.1 長期膳食暴露風險 從表6 中數(shù)據(jù)可知:對于我國的一般人群,桃中吡唑醚菌酯和戊唑醇殘留的RQc 值均遠小于100%。距末次施藥后28 d,吡唑醚菌酯和戊唑醇的RQc 值分別為0.02% 和0.03%,且隨著采收間隔期的延長進一步下降,所得結果與喻歆茹等[8]在草莓、方彥東等[34]在枇杷、凌淑萍等[35]在西瓜、李忠華等[36]在人參、蔡光輝等[37]在楊桃以及付巖等[38]在獼猴桃上的殘留評估結果基本一致。研究表明,桃中吡唑醚菌酯和戊唑醇殘留量對風險商的貢獻率很低,從長期膳食暴露角度看,吡唑醚菌酯和戊唑醇在桃上使用是安全的。由于本研究缺少2 種農(nóng)藥在其他作物上的STMR 值,因此更準確的評估結果還須擴大作物類別后進一步進行規(guī)范殘留試驗。
表6 桃中吡唑醚菌酯和戊唑醇殘留的長期膳食暴露風險Table 6 The long-term dietary exposure risk assessment of pyraclostrobin and tebuconazole in peach
2.4.2 短期膳食暴露風險 短期膳食暴露風險評估結果見表7。吡唑醚菌酯和戊唑醇的%ARfD 值均遠遠小于100%,說明2 種殺菌劑也不存在不可接受的短期膳食暴露風險。其中,戊唑醇的%ARfD值高于吡唑醚菌酯,說明桃中戊唑醇殘留的短期膳食暴露風險高于吡唑醚菌酯;1~6 歲兒童的%ARfD值均高于一般人群,表明由于體重較輕,幼齡兒童更易受到農(nóng)藥殘留帶來的風險。
表7 桃中吡唑醚菌酯和戊唑醇殘留的短期膳食暴露風險Table 7 The short-term dietary exposure risk assessment of pyraclostrobin and tebuconazole in peach
本研究建立了桃中吡唑醚菌酯和戊唑醇殘留的QuEChERS-HPLC-MS/MS 檢測方法,與梁亞杰等[16]針對蘋果基質建立的方法和齊艷麗等[17]針對玉米基質建立的檢測方法相比,在滿足殘留分析要求的基礎上,還具有操作簡便、試劑用量少、分析時間短等優(yōu)點;與國家標準方法[39]相比,節(jié)約了試劑使用量、簡化了樣品前處理步驟、縮短了分析時間、提高了分析效率,所建立的方法可用于市場樣品檢測、進出口食品檢疫等方面。
本研究中,吡唑醚菌酯和戊唑醇的半衰期分別為7.9~13.9 d 和5.4~8.9 d,均屬于易降解性農(nóng)藥,但部分樣品中吡唑醚菌酯的殘留量超過了日本制定的MRL 標準 (0.02 mg/kg),因此在相應的出口產(chǎn)品生產(chǎn)地應注意謹慎使用。
長期膳食暴露風險評估中,桃中吡唑醚菌酯和戊唑醇殘留量對風險商的貢獻率分別為0.02%和0.03%,對風險商的貢獻率均很小。由于本次試驗缺少2 種農(nóng)藥在其他作物上的STMR 值,故尚未考慮桃和其他農(nóng)產(chǎn)品搭配食用的情況。值得注意的是,我國關于吡唑醚菌酯在蕪菁葉 (30 mg/kg)和芹菜 (30 mg/kg) 上,戊唑醇在芹菜 (15 mg/kg)和大白菜 (7 mg/kg) 上的MRL 值均較高[6],因此桃與這類農(nóng)產(chǎn)品共同食用時可能存在一定的長期膳食暴露風險,所以應重點關注2 種農(nóng)藥在相關作物上的殘留動態(tài)。
短期膳食暴露風險評估結果表明,采收間隔期為 28 d 時,針對我國一般人群而言,桃中吡唑醚菌酯和戊唑醇的%ARfD 值分別為0.4%和2%,針對1~6 歲兒童的%ARfD 值分別為2%和4%,均遠小于100%,說明2 種殺菌劑在桃上按規(guī)范使用不會造成不可接受的短期膳食暴露風險。由于桃果實多汁,口感鮮美,因此應適當關注有相應飲食偏好的人群。其中對1~6 歲兒童的短期膳食暴露風險高于一般人群,這一趨勢與文獻中針對其他農(nóng)產(chǎn)品的報道[40]一致,因此應特別關注幼齡兒童的農(nóng)藥膳食暴露風險。
本研究結果表明,在良好農(nóng)業(yè)操作規(guī)范 (GAP)下,吡唑醚菌酯和戊唑醇在桃樹上使用從膳食暴露的角度看總體是安全的。目前吡唑醚菌酯和戊唑醇的混劑產(chǎn)品主要登記用于蘋果、小麥、柑橘等作物上,而在桃樹上的登記與應用較少[41]。本研究豐富了桃中吡唑醚菌酯和戊唑醇殘留的消解動態(tài)和最終殘留數(shù)據(jù),并進行了初步的膳食暴露風險評估,對2 種殺菌劑在桃樹上的登記與應用具有一定參考價值。