胡秀卿,张昌朋,俞建忠,何红梅,吴珉
(浙江省农业科学院农产品质量标准研究所 浙江省植物有害生物防控国家重点实验室培育基地 农业农村部农药残留检测重点实验室,浙江 杭州 310021)
苯醚甲环唑(difenoconazole)是由先正达公司研发的内吸性三唑类杀菌剂,具有保护和治疗双重功效,持效期长,是我国农作物种植中使用最广泛的杀菌剂之一。苯醚甲环唑最初主要用于瓜果和蔬菜上,但随着国内生产企业的增多、工艺技术水平的提高,加工剂型的丰富,使其应用扩展到了水稻和小麦等大田作物上[1]。至今已在36种作物上登记,其中水稻上登记数量约占20%。
苯醚甲环唑在我国作物上的大量使用,使得人们日益重视其在农产品上的残留。近年来我国农产品质量安全风险评估工作已陆续开展,张志恒等[2-3]开展了果蔬中氯吡脲及稻米等农产品中三唑磷的膳食摄入风险评估,叶孟亮等[4]对苹果中4种常用农药进行了膳食摄入风险评估等。而苯醚甲环唑在初级农产品如水稻、蔬菜、水果以及加工产品番茄酱中的残留及检测方法已有报道[5-18],为研究和了解苯醚甲环唑残留情况提供了基础的数据和手段。国内虽已有开展对稻米中污染物的风险评估研究,如孙明娜等[16]对呋虫胺在水稻中的残留消解及膳食风险研究,宋雯等[17]对稻米镉含量进行调查并进行膳食暴露评估等,但报道总体较少。张雪燕等[18]也对三七中苯醚甲环唑进行了膳食风险评估,但尚未见针对不同人群开展稻米中苯醚甲环唑膳食暴露风险评估研究的报道。本研究开展规范残留田间条件下稻米中苯醚甲环唑的最终残留研究,评估糙米中苯醚甲环唑的各类人群膳食暴露风险,为苯醚甲环唑在水稻上的安全合理使用提供依据。
规范残留田间试验于2013—2014年在浙江萧山、山东淄博和广西南宁完成。
按NY/T 788—2004 《农药残留试验准则》要求设计试验小区。试验设有5个处理区,有效成分分别为低高2个剂量(推荐高剂量180 g·hm-2和推荐高剂量的1.5倍270 g·hm-2)、2个施药次数(2次和3次,施药间隔期为7 d)以及空白对照区。每小区面积30 m2,设3个重复,随机排列,小区间设保护带。施药方式为喷雾。设最后一次施药距收获时间为14、21、28 d。在水稻成熟期,采集水稻稻穗样品2 kg,脱粒、晾干、脱壳、粉碎,混匀后四分法缩分得到糙米样品,于-20 ℃贮存待测。
Waters UPLC-XEVO TQ/MS高效液相色谱质谱仪(美国Waters公司);THZ-82A气浴恒温振荡器(常州市国旺仪器制造有限公司);R201型旋转蒸发仪(上海申胜生物技术有限公司);HH-4型恒温水浴锅(江苏金坛市江南仪器厂);AB104-S电子天平(0.000 1 g,梅特勒公司)。
30%苯醚甲·嘧菌酯悬浮剂(浙江泰达作物科技有限公司);98.7%苯醚甲环唑标准品(上海安谱科学仪器有限公司);乙腈、甲醇(HPLC级,Fisher科技公司);甲酸(HPLC级,美国DIMA公司);碱性氧化铝(550 ℃烘4 h,5%水脱活)。现装玻璃层析柱(从下到上依次装入少量脱脂棉、1 cm高无水硫酸钠、5 g碱性氧化铝、1 cm高无水硫酸钠,轻敲至实)。
1.3.1 样品前处理
准确称取10 g糙米样品(精确至0.01 g)于三角瓶中,加入10 mL水、40 mL乙腈,振荡30 min,真空抽滤。滤液转入具塞量筒,加入8 g NaCl,剧烈振摇2 min,静止分层。取10 mL上清液至平底烧瓶内,于40 ℃减压浓缩至干,待净化。
将现装玻璃层析柱用10 mL石油醚预淋,弃去预淋液。用石油醚∶丙酮95∶5(体积比)15 mL分3次将样品洗涤上样,弃去。接着用石油醚∶丙酮85∶15(体积比)45 mL淋洗,收集全部洗脱液至平底烧瓶内,于40 ℃减压浓缩至干,用色谱甲醇定容至5.00 mL,过0.22 μm滤膜,滤液供UPLC-MS/MS分析。
1.3.2 UPLC-MS/MS检测条件
色谱柱:Waters acquity UPLCTMBEH C18色谱柱(2.1 mm×50 mm,1.7 μm);柱温40 ℃;进样体积1 μL;流速:0.25 mL·min-1;流动相A为0.1%甲酸水溶液,流动相 B 为乙腈,梯度洗脱:0→1 min(A∶B为50∶50→A∶B为10∶90),2→3 min(A∶B为10∶90→A∶B为50∶50)。
质谱监测模式为多反应监测MRM;电喷雾电离(ESI+)源温度:150 ℃;毛细管电压:3.5 kV;一级锥孔电压:40 V;脱溶剂温度:400 ℃;脱溶剂气:800 L/Hr;碰撞气氩气:0.15 mL·min-1;定量离子对m/z:406.10/252.00,定性离子对m/z:406.10/337.05。
1.3.3 标准曲线
以色谱甲醇为溶剂,准确配制浓度为0.000 5、0.001 0、0.002 5、0.005 0、0.010 0和0.020 0 mg·L-1的苯醚甲环唑系列标准工作溶液,在1.3.2节检测条件下进行分析测定。以进样质量浓度(x)为横坐标,相应的峰面积(y)为纵坐标,绘制标准曲线。
1.3.4 添加回收率
依据苯醚甲环唑的最高残留限量(MRL值)和最低检测浓度进行添加回收试验,在无目标农药残留的空白糙米样品中的添加浓度分别为0.010、0.10、5.0 mg·kg-1,各设置5个重复。按1.3.1和1.3.2节的前处理及仪器条件进行检测,计算回收率及相对标准偏差。
依据所建立的方法对采集的糙米样品中苯醚甲环唑的残留量进行检测,所得数据用于膳食摄入风险评估。国家估算每日每人摄入量(NEDI)采用以下公式计算[19]:
NEDI=Σ(STMRi×Fi)/bw。
式中:STMRi为农药在某一食品中的规范试验残留中值,mg·kg-1;Fi为一般人群某一食品的消费量,g·d-1;bw为人群平均体重,kg。
RQ为风险商值,以NEDI与每日允许摄入量(ADI)的比值来表示。一般情况下,当国家估算每日摄入量低于每日允许摄入量(RQ≤1),则认为基于推荐的最大残留限量值的农药残留不会产生不可接受的健康风险。
在以上分析条件下,苯醚甲环唑保留时间约为1.59 min,仪器的最小检出量为5×10-13g。在0.000 5~0.02 mg·L-1苯醚甲环唑的仪器响应值与其浓度呈良好的线性关系,回归方程为Y=3 363 100.96X-1 286.82(r=0.99)。取糙米的空白样品进行添加回收试验,结果显示,在0.010、0.10、5.0 mg·kg-1的添加水平下,平均回收率分别为93%、104%、92%,相对标准偏差分别为6.6%、2.0%、2.5%(n=5)。根据NY/T 788—2004《农药残留试验准则》对最低残留浓度的定义,该方法在糙米中苯醚甲环唑的最低残留浓度为0.010 mg·kg-1。此方法准确度和精密度均能满足农药残留分析检测的要求。
2013—2014年在浙江萧山、山东淄博和广西南宁三地的试验结果(表1)显示,最后一次施用30%苯醚甲·嘧菌酯悬浮剂后14、21、28 d,糙米中苯醚甲环唑残留量分别为0.030~0.20、0.012~0.170、0.014~0.130 mg·kg-1,残留量基本上随着采样间隔期的延长而降低。经计算,采收间隔为14、21、28 d时糙米中苯醚甲环唑的残留中值(STMR)分别为0.072、0.042和0.038 mg·kg-1,残留最大值(HR)分别为0.20、0.18和0.16 mg·kg-1。
表1 苯醚甲环唑在糙米中的最终残留量
苯醚甲环唑已在我国水稻上获得正式登记,本次评估围绕初级农产品糙米来展开。末次施药后采收间隔期14、21、28 d的苯醚甲环唑在糙米上的最终残留试验STMR分别为0.072、0.042和0.038 mg·kg-1,苯醚甲环唑的ADI参考值为0.01 mg·kg-1,以调整后得到的2008年我国各类人群食物消费量为基础[3,20],计算估计暴露量和风险商值,并用来判断膳食摄入风险。我国不同人群(年龄和性别)中稻米的平均消费量(F)、NEDI和苯醚甲环唑的风险商详见表2。结果显示,各类人群国家估计每日摄入量在0.000 167~0.000 783 mg·kg-1·bw·d-1,只占ADI的1.7%~7.8%。我国各类年龄组、不同性别人群仅来源于稻米的苯醚甲环唑风险商为0.016 7~0.078 3,表明在稻米中的苯醚甲环唑残留对各类人群的长期膳食摄入风险不构成需要重点关注的贡献。
表2 不同人群对稻米的平均消费量及来源于稻米的苯醚甲环唑国家估计每日摄入量和风险商
近年来我国加快了农药残留限量标准的制定工作,苯醚甲环唑已经制定了包括谷物、油料和油脂、蔬菜、水果、干制水果、坚果、糖料、饮料类、药用植物9大类共计47种作物的限量标准[21],其中在糙米中的MRL值为0.50 mg·kg-1。本研究中以30%苯醚甲·嘧菌酯悬浮剂在浙江、广西、山东三地施药2~3次,距末次施药后14~28 d苯醚甲环唑在糙米样品的最高残留量为0.20 mg·kg-1;陈国峰等[5]以32.5%苯醚甲·嘧菌酯悬浮剂在哈尔滨、郑州和南京三地,距末次施药后15 d苯醚甲环唑在糙米中的最高残留量为0.461 mg·kg-1;张志勇等[12]以10%苯醚甲环唑水分散粒剂在湖南、浙江和吉林三地,距末次施药后14 d苯醚甲环唑在糙米中的最高残留量为0.19 mg·kg-1,均低于我国制定的限量标准。
水稻是我国重要的粮食作物,全国约有65%以上的人口以稻米为主粮。目前我国苯醚甲环唑在有效登记期内的产品共有637个,其中原药34个,单剂272个,混剂331个,其中在水稻上登记165个,为保证国民膳食安全,迫切需开展稻米中苯醚甲环唑残留风险评估。本研究结果表明,我国各类年龄组、不同性别人群仅来源于稻米的苯醚甲环唑风险商为0.016 7~0.078 3。虽然中国不同年龄组人群食用糙米带来的苯醚甲环唑膳食暴露风险较低,但不同年龄组人群膳食摄入风险还是存在明显差异。
本研究数据仅来源于2年三地的水稻种植区的试验结果,根据《农药登记残留试验作物分布区域指南》中水稻选择点7个试验区域20个省份来说,评估数据量还有待增加。同时,苯醚甲环唑在我国其他作物如蔬菜水果上登记量也相当大,本研究仅考虑了糙米对我国居民健康状况的影响,因此,苯醚甲环唑的长期膳食暴露有低估的风险。从另一方面来说,本文中苯醚甲环唑的长期膳食摄入风险评估的膳食数据是基于2002年卫生部进行的中国居民营养与健康状况调查资料,根据我国2008年各类食物的生产量、进出口量、人口数量等折算出2008年不同人群稻米消费量。但这些年来,中国居民的膳食结构已经发生一定的变化,稻米的消费量可能会有所降低。这将可能抵消部分在果蔬上使用苯醚甲环唑而导致低估风险的可能性。