王祥云,刘芯成,章 虎,齐沛沛,徐 浩,王新全,闵顺耕,王 强
(1.浙江省农业科学院农产品质量标准研究所农业部农药残留检测重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地浙江省植物有害生物防控重点实验室,浙江杭州 310021;2.中国农业大学理学院,北京 100093)
商品蜂花粉中农药及多氯联苯残留检测
王祥云1,2,刘芯成1,章 虎1,齐沛沛1,徐 浩1,王新全1,闵顺耕2,王 强1
(1.浙江省农业科学院农产品质量标准研究所农业部农药残留检测重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地浙江省植物有害生物防控重点实验室,浙江杭州 310021;2.中国农业大学理学院,北京 100093)
采用改进的QuEChERS方法提取净化蜂花粉中的农药等污染物残留,以气相色谱串联质谱和液相色谱串联质谱检测了9个商品蜂花粉中114种农药等环境污染物的残留情况。结果显示,9个样品中仅有3个样品未检出污染物残留,残留检出率达66.7%,残留量在2.33~270μg·kg-1,检出率最高的为吡蚜酮,检出浓度最高的是丁苯吗啉(270μg·kg-1)。
商品蜂花粉;农药;多氯联苯
文献著录格式:王祥云,刘芯成,章虎,等.商品蜂花粉中农药及多氯联苯残留检测[J].浙江农业科学,2014(2):249-251,255.
蜂花粉是蜜蜂采集被子植物雄蕊花药或裸子植物小孢子囊内的花粉细胞形成的团粒状物[1],是我国三大蜂产品之一,在我国蜂业生产中占有重要地位。有关数据表明,我国2011年蜂花粉贸易量约为4500t,其中油菜花粉约2000t,茶花粉和杂花粉约2500t[2];另有将近10000t花粉被蜂农留作饲用[3]。蜂花粉中含有丰富的营养成分,包括20%左右的蛋白质,20多种氨基酸,100多种酶和辅酶,10多种维生素,30多种常量元素和微量元素,约2%的核酸,以及多种有机酸、不饱和脂肪酸、黄酮类化合物和激素,被人们誉为“浓缩的营养库”“浓缩的微型天然药剂”“完全营养食品”等,因此被德国联邦卫生局列为官方认可的药品[4]。然而,蜂花粉是由蜜蜂采集环境中花粉经简单加工而成,花粉及蜜蜂携带的各种农药、其他环境污染物、微生物以及生物毒素等也将进入蜂花粉中,从而对人类和蜜蜂健康造成潜在威胁,需引起更多关注。
早期研究结果认为,花粉中的农药源于花期前后的农药喷洒使用,种子包衣和土壤处理方式多被认为无法造成花粉中的农药残留,对蜜蜂等花粉采集和传播者无害[5-6]。近年来,始发于美国东海岸的蜂群衰竭失调症(colonycollapsedisorder,CCD)席卷了美洲、欧洲和亚洲部分国家,造成了巨大的损失,这一严重威胁蜜蜂种群和作物授粉的蜜蜂神秘死亡、失踪事件大力推动了相关研究的发展。最新研究结果表明,即使是种衣剂及其他土壤处理方式,烟碱类药物由于其水溶性和内吸性仍会导致花蜜和花粉中的残留,进而在蜂花粉中出现相应的农药残留[6]。此外,作为蜜蜂主要蛋白质来源的蜂花粉,研究者也关注了其中其他农药残留的情况,结果同样不容乐观。Mullin等[7]检测了北美地区2007-2008生长季的350份蜂花粉样品中200种农药及代谢物的残留量,结果显示,样品中检出了98种农药及代谢物,仅3个蜂花粉样品中未检出农药,平均每个样品7.1种,单个样品中最高达31种。其中检出率最多的农药依次为氟胺氰菊酯、蝇毒磷、百菌清、二甲戊灵和毒死蜱等;残留最高的农药为百菌清,其浓度可达99mg·kg-1,而残留量达1mg·kg-1以上的有涕灭威、甲萘威、毒死蜱和吡虫啉等杀虫剂,烟酰胺、克菌丹和腈菌唑等杀菌剂以及二甲戊灵等除草剂。Genersch等[8]报道了德国蜜蜂监测工程中215个油菜蜂粮中的42种农药活性成分的残留情况,在2005-2006年的105个蜂粮样品中,仅有25个样品中未检出相应农药残留。检出率最高的农药依次是蝇毒磷、啶酰菌胺和特丁津。西班牙的研究结果同样证明了蜂粮中存在众多的农药残留[9]。可见蜂花粉中确实潜在较高的农药及其他污染物残留风险。
关于我国蜂花粉中的农药残留等卫生安全问题,已有学者进行过研究[10],但尚未有蜂花粉中农药残留情况的公开报道。因此,从市场上购买的9个不同品牌、品种和生产批次的蜂花粉样品,以气相色谱串联质谱和液相色谱串联质谱检测其中的农药和多氯联苯等持久性有机污染物残留情况,以期得到我国蜂花粉,尤其是我国商品蜂花粉中的农药等污染物状况的一个初步印象,以指导后续研究的开展。
1.1 材料
蜂花粉样品购自附近超市及蜂产品专卖店,共计4个品牌,4个品种(表1)。样品经高速粉碎机粉碎后,装入样品瓶中,同时每个样品称取2份(每份2g)于50mL离心管中待测,剩余样品置冷藏箱-18℃保存。
液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS),TSQ Quantum配Survey液相操作系统(美国Thermo FisherScientific公司);气相色谱-串联质谱(GCMS/MS),TraceGCUltra-TSQQuantumGC(美国ThermoFisherScientific公司);SorvallPrimoR高速冷冻离心机(美国ThermoFisherScientific公司)。114种农药及多氯联苯标准品购自农业部环境保护科研监测所、美国sigma和德国Dr.Ehrenstorfer Gmb等,分别配置成20.0~160.0μg·L-1的标准工作溶液待用,各步骤均按检测规范操作。乙腈(色谱纯,美国Honeywell公司)购自天津博纳艾杰尔科技有限公司,其余试剂均为分析纯,市售。
1.2 方法
前处理样品提取方法参见文献[11]。
气相色谱-串联质谱,TraceUltralGC气相色谱带TSQQuantumGC串联质谱检测器,配Varian VF-5MS(30m×0.25mm×0.25μm)低流失质谱柱,进样口温度为280℃,质谱连接线温度为280℃,离子源温度为250℃,灯丝电流为50 mA。柱温箱程序升温条件:起始温度为80℃,保持1min,以每分钟30℃升至200℃,保持1min,再以每分钟10℃升至280℃,保持14min。载气为高纯氦气,流速为0.8mL·min-1。进样量为1 μL,外标法定量。EI质谱,EZ检测方法;碰撞气氩气1.0mTorr;定量离子对、定性离子对、碰撞能量等参数略。
液相色谱-串联质谱,TSQQuantum配Survey液相操作系统(美国ThermoFisherScientific公司);LunaC18色谱柱(150mm×2.0mm,3μm);柱温25℃,进样量5μL,流动相,V(甲醇)/V(含0.1%甲酸的2mmol·L-1乙酸铵溶液)9/1,流速0.25mL·min-1。质谱条件:电喷雾正离子扫描方式;检测方式:选择反应监测;喷雾电压4 200V;毛细管温度350℃;雾化气2.5L·h-1;气帘气0.5L·h-1;碰撞气氩气0.2Pa。定量离子对、定性离子对、碰撞能量等参数略。
由表1可知,9个蜂花粉样品中,检出了8种10项次农药,仅有3个样品未检出待测农药,检出率达66.7%,残留量范围为2.33~270μg· kg-1。检出的农药种类包括杀虫剂/杀螨剂、杀菌剂、除草剂和植物生长调节剂等四大类;检出频率最高的是杀虫剂、杀螨剂类农药,达60%,其次是杀菌剂类农药,占20%;除草剂和植物生长调节剂各占10%;单个农药检出率最高的是吡蚜酮(30%),残留量最高的是丁苯吗啉(270μg· kg-1)。从花粉品种看,未检出的花粉品种包括2个油菜花花粉和1个五味子花粉,但同为油菜花的3号蜂花粉样品中却含有种类最多的3种农药残留,剩余的样品中除1号荷花花粉同样含有3种农药残留外,其余均仅检出一种农药残留。
2.1 持久性有机污染物
持久性有机污染物广泛存在于环境中,包括土壤、水体和大气中均有检出,而生长其中的各种动植物中也同样遭受污染[12-13]。本试验中的9个商品蜂花粉样品中均未检出六六六、滴滴涕和多氯联苯等持久性有机污染物残留,其原因可能是此类持久性有机污染物的脂溶性较强,难以从土壤和水体中通过蒸腾作用由植物根部传输到花粉中,而存在于大气中的则由于花粉期较短,无法在花粉中累积到满足仪器灵敏度的浓度。此外,前处理中正己烷的脱脂处理也可能带来一定的损失。
2.2 有机磷和拟除虫菊酯类农药
试验中的有机磷和拟除虫菊酯类农药囊括了我国40余个主要品种,其中有机磷类农药不仅包括国外蜂花粉检出较多且在我国农业生产中同样应用广泛的毒死蜱,也包括了未在我国登记,但在近期绿色和平组织关于广东、山东两地典型集约化农区环境中的农药报告中检出率达100%的苯硫磷[14]。虽然此次9个蜂花粉样品中均未检出上述农药,但并非是新鲜蜂花粉样品中没有上述农药的残留。对照表1中的生产日期可推测,上述蜂花粉至少经历了6个月以上的储藏期,且其中很长一段时间是在室温下(超市货架),而有机磷和拟除虫菊酯多属于易降解农药,最终导致商品蜂花粉中有机磷和拟除虫菊酯类农药的未检出。
表1 蜂花粉样品相关信息及检测结果
2.3 其他检出农药情况分析
此次检出率最高的吡蚜酮在我国主要用于防治水稻稻飞虱,也见于甘蓝、小麦、棉花、观赏菊花的蚜虫以及茶叶茶小绿叶蝉的防治。此次在荷花蜂、茶花蜂和油菜花蜂的花粉中均有检出,说明吡蚜酮在农业生产中超范围使用。而花粉种类不纯,掺杂部分其他允许使用吡蚜酮作物的花粉同样会导致吡蚜酮的检出。丁苯吗啉并未在我国登记使用,意味着该成分的非法使用。另外一个风险较突出的药物是剧毒农药克百威,已被禁止在蔬菜水果等作物上使用,但允许以种衣剂等方式使用,这可能正是花粉中克百威残留的来源。
试验在农药种类的选择上考虑国内农药的实际情况,尽量选择代表性的农药,最终的待测化合物包括多氯联苯、六六六和滴滴涕为代表的持久性有机污染物,已禁用的有机磷、氨基甲酸酯以及其他常用杀虫剂、杀菌剂、除草剂农药等共计114种。
QuEChERS方法本身近年来得到了充分的验证和应用,因此本文在参照文献方法的基础上没有进行更多的修改。由于实验室条件的限制,并不具备文献方法中的同位素标样,无法以内标法进行计算,从而导致残留量定量潜在一定的偏差。另外,在前处理方法上,采用加入8mL水和3mL正己烷来净化样品,可能导致部分强水溶性和强脂溶性农药残留的损失。
本次试验一方面样品量偏少,仅新购买了1-7号蜂花粉样品,8号和9号为实验室留存样品;另一方面农药代谢物的考虑不足,使得检测数据无法完全准确代表我国目前商品蜂花粉中的农药等污染物残留情况。另外,农药检测范围与文献存在一定的差异,在未做方法验证的情况下,可能导致部分目标农药的检测方法不完善;商品蜂花粉经历了较长的生产周期和货架期,给其中的农药等环境污染物以充足的时间降解,无法完全反映新鲜蜂花粉中的农药等污染物的残留状况。因此,针对上述不足,试验首先拟增加部分典型农药代谢物,扩大检测范围;其次根据拟定的检测范围,对方法进行充分的验证,确保检测数据的可靠性;最后,关于蜂花粉样品的新鲜度问题,拟采取从养殖户收购当季新鲜蜂花粉进行试验,从而最大程度确定我国蜂花粉中农药残留等污染物的实际情况。
[1] NY5137-2002无公害食品蜂花粉[S].
[2] 罗岳雄.2011年我国蜂花粉市场回顾及2012年市场预测[J].中国蜂业,2012(10):31-32.
[3] 章振东.2008年蜂花粉市场信息及2009年预测[J].中国蜂业,2009,60(4):21.
[4] Rodriguez-CarrascoY,FontG,ManesJ,etal.Determination ofmycotoxinsinbeepollenbygaschromatography-tandemmass spectrometry[J].JournalofAgriculturalandFoodChemistr, 2013,61(8):1999-2005.
[5] ChoudharyA,SharmaDC.Dynamicsofpesticideresiduesin nectarandpollenofmustard(Brassicajuncea(L.)Czern.)growninHimachalPradesh(India)[J].Environmental MonitoringandAssessment,2008,144:143-50.
[6] StonerKA,EitzerBD.Movementofsoil-appliedimidacloprid andthiamethoxamintonectarandpollenofsquash(Cucurbita pepo)[J].PLoSOne,2012,7(6):39114.
[7] MullinCA,FrazierM,FrazierJL,etal.Highlevelsof miticidesandagrochemicalsinNorthAmericanapiaries:implicationsforhoneybeehealth[J].PloSOne,2010,5(3):9754.
[8] GenerschE,vonderOheW,KaatzH,etal.TheGerman beemonitoringproject:alongtermstudytounderstand periodicallyhighwinterlossesofhoneybeecolonies[J]. Apidologie,2010,41(3):332-352.
[9] Orantes-BermejoFJ,Gómez-PajueloA,Megías-MegíasM,et al.Pesticideresiduesinbeeswaxandbeebreadsamples collectedfromhoneybeecolonies(ApismelliferaL.)inSpain. Possibleimplicationsforbeelosses[J].JournalofApicultural Research,2010,49(3):243-250.
[10] 吴黎明,王勇,田晓薇,等.蜜蜂及其产品作为环境污染生物指示器的研究进展[J].中国农业科技导报,2008, 10(3):18-23.
[11] WiestaL,BuletéaA,GiroudaB,etal.Multi-residue analysisof80environmentalcontaminantsinhoneys,honeybees andpollensbyoneextractionprocedurefollowedbyliquidand gaschromatography[J].JournalofChromatographyA,2011, 1218:5743-5756.
[12] 吕金刚,毕春娟,陈振楼,等.上海崇明岛农田土壤中有机氯农药残留特征[J].环境科学,2011,32(8):2456-2461.
[13] 何闪闪,何闪英,王晓宇.浙江沿海海洋水产动物的多氯联苯检测分析[J].水生态学杂志,2010,3(4):96-101.
[14] 绿色和平.环境中的农药-中国典型集约化农区土壤、水体和大气农药残留状况调查[EB/OL].http://www. greenpeace.org/china/Global/china/publications/campaigns/foodagriculture/2013/pesticide-gd-sd-rpt.pdf,2013-11-07.
(责任编辑:张瑞麟)
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2013-11-01
国家自然科学基金(21207118)
王祥云(1983-),男,浙江金华人,博士生,助理研究员,从事农产品中农药等污染物研究工作。E-mail:wangxy@ mail.zaas.ac.cn。
闵顺耕(1963-),教授,博导,从事农产品营养品质与农药残留快速分析技术工作。E-mail:minsg@263.net。
王 强(1963-),研究员,从事农产品质量安全及相关标准研究工作。E-mail:qiangwang2003@sina.com。