33%氯氟·吡虫啉悬浮剂在柑橘中的残留动态与膳食风险评估

龚方圆 - 王成秋,3,4 -,3,4 焦必宁,3,4 -,3,4张耀海,3,4 -,3,4 赵其阳,3,4 -,3,4 安 姣

(1. 中国农业科学院柑桔研究所，重庆 400712；2. 西南大学柑桔研究所，重庆 400712；3. 农业农村部柑桔产品质量安全风险评估实验室，重庆 400712；4. 国家柑桔工程技术研究中心，重庆 400712)

高效氯氟氰菊酯(λ-cyhalothrin)是目前拟除虫菊酯中杀虫活性最高的品种之一；吡虫啉(Imidacloprid)是全球用量最大、具有特殊杀虫机制的烟碱类杀虫剂。2种药剂作为柑橘生产中的常用杀虫剂，应用十分广泛，但如果长期单一使用易形成抗药性。研究[1]表明，2种农药复配使用具有增效作用，能较好延缓抗性发生，并可有效减少使用剂量和次数以降低农药残留超标的风险。目前，国内外研究主要集中于高效氯氟氰菊酯在果蔬中的残留动态消解[2-3]和微生物降解[4]以及吡虫啉在果蔬中的残留消解动态[5-6]方面，单剂或复配农药在柑橘中的残留及消解动态研究鲜见报道[7-8]，且已有结果因农药剂型、柑橘品种等差异无法直接采用进而对柑橘种植进行合理指导。此外，高效氯氟氰菊酯与吡虫啉虽毒性较低，但若超剂量使用或不按安全间隔期采收仍会在果实中存在残留，危害人体健康，故有必要对其可能产生的膳食摄入风险进行评估。

本研究拟采用QuEChERS前处理技术结合超高效液相色谱—串联质谱仪(UPLC-MS/MS)同时检测柑橘中高效氯氟氰菊酯和吡虫啉的残留，对33%氯氟·吡虫啉悬浮剂在2年(2016～2017年)3地(中国重庆、湖南和广西)柑橘田残试验的残留消解动态规律进行研究，并就试验结果对6类典型人群进行膳食风险评估，以期对合理、安全使用33%氯氟·吡虫啉悬浮剂提供可行的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试农药

33%氯氟·吡虫啉悬浮剂：市售。

1.1.2 供试作物

温州蜜柑：宫川，产地中国重庆、湖南和广西。

1.1.3 试剂及标准品

高效氯氟氰菊酯、吡虫啉标准品：纯度99.0%，德国Dr.Ehrenstorfer GmbH公司；

乙酸铵：分析纯，成都市科龙化工试剂厂；

乙腈、甲醇：色谱纯，德国CNW Technologies GmbH公司；

无水硫酸镁、氯化钠：分析纯，国药集团化学试剂有限公司；

甲酸、乙酸：分析纯，重庆川东化工有限公司；

乙二胺-N-丙基硅烷(PSA)、超纯反相C18填料：加拿大SiliCycle公司；

石墨化碳黑(GCB)：德国 CNW Technologies GmbH公司。

1.1.4 仪器设备

超高效液相色谱—串联质谱仪：Agilent 1290-6495 型，美国Agilent公司；

超纯水仪：Milli-Q A10型，美国Millipore公司；

多用途离心机：CL31/CL31型，美国Thermo Fisher公司；

数控超声波清洗器：KQ5200DE型，昆山市超声仪有限公司；

1.2 试验方法

1.2.1 田间试验设计 试验于2016～2017年在中国重庆北碚、湖南张家界、广西崇左3地进行，试验设计参照《农药残留试验准则》[9]。残留动态试验施药剂量为495 mg/kg (以1.5倍推荐剂量作为消解动态试验的施药量)，施药1次，施药后2 h和1，3，7，10，14，21，30，45 d分别采集样品测定；最终残留试验根据推荐剂量，以33%氯氟·吡虫啉悬浮剂的1 000倍稀释液(330 mg/kg)为低剂量、500倍稀释液(495 mg/kg)为高剂量喷施2和3次，施药间隔期10 d，各处理组设3个重复，自最后一次喷药当天起间隔21，28，35 d采集样品测定。试验期间天气以晴或多云为主，部分地区存在阵雨或中到小雨，大风天或预计1 h内降雨延后施药。

1.2.2 前处理方法 参照文献[10]并略作修改。准确称取5 g已匀浆的柑橘全果、果肉、果皮样品(果皮样品预先加入2.5 mL水)，置于50 mL离心管中，加入10 mL 1%乙酸—乙腈，超声波提取25 min，加入2.0 g无水MgSO4和0.5 g NaCl，剧烈振荡1 min，以10 000 r/min离心5 min。移取2 mL上清液于已加入50 mg PSA的4 mL离心管中，涡旋振荡处理1 min后以3 000 r/min离心5 min，移取上清液经有机滤膜(0.22 μm)过滤，待测。

1.2.3 仪器检测条件

(1) 超高效液相色谱条件：Agilent ecipes plus C18液相色谱柱(2.1 mm×50 mm，1.8 μm)；柱温40 ℃；进样量3 μL；流速0.3 mL/min；流动相(A)为0.1% 甲酸水溶液(5 mmol/L乙酸铵)，流动相(B)为甲醇，梯度洗脱6 min，其中，0～2 min，VA∶VB(流动相A与流动相B的体积比)为9∶1；2～6 min，VA∶VB为1∶9。

(2) 质谱条件：采用电喷雾离子源正离子模式(ESI+)扫描方式和多反应离子监测模式(MRM)；干燥气流速14 L/min，干燥气温度250 ℃；氮气压力206.84 kPa；鞘气流速12 L/min，鞘气温度375 ℃；保留时间、检测离子、驻留时间、锥孔电压及碰撞能量参数见表1。

表1 高效氯氟氰菊酯、吡虫啉各检测参数†

† *定量离子。

1.3 膳食暴露及风险评估

膳食暴露及风险评估[11]主要用来评价日常生活中可能接触的暴露途径和剂量，明确可能遭受危害的敏感人群及实际和预期暴露的剂量水平。本研究仅以柑橘为单一农药残留的暴露途径，基于残留试验所得数据进行慢性摄入风险评估。慢性摄入风险采用风险商(RQ)按式(1)、(2)计算：

(1)

(2)

式中：

EDI——日估算摄入量，mg/(kg BW·d)；

螺钉断裂者，如骨折愈合可行内固定取出；如骨折未愈合而无明显不适可佩戴胸腰背支具外固定至骨折愈合；如存在胸腰背部疼痛不适，应行开放手术翻修并增加伤椎固定。

STMR——农产品规范试验残留中值，mg/kg；

F——农产品消耗量，kg/d；

bw——某一人群平均体重，kg；

ADI——日允许摄入量，mg/(kg BW·d)。

当RQ≤1时，表示存在的慢性风险在可接受范围内；当RQ>1时，表示存在不可接受的慢性风险。RQ值越小，风险越小，反之则越大。不同性别及年龄人群的体重水平和水果消耗量采用文献[11]发布的数据。

1.4 数据处理

使用Origin 9.1进行数据处理，试验数据结果采用指数回归方程进行拟合。消解半衰期T1/2按式(3)、(4)计算：

Ct=Co×e-kt，

(3)

(4)

式中：

Ct——时间为t时果实中农药残留量，mg/kg；

Co——果实中农药初始残留量，mg/kg；

t——采样时间，d；

k——消解速率常数；

T1/2——消解半衰期，d。

2 结果与分析

2.1 方法的准确度、精密度和检出限

在优化后的分析条件下，高效氯氟氰菊酯和吡虫啉在不同基质中的检出限(LOD)为0.000 8～0.002 0 mg/kg，定量限(LOQ)为0.002～0.005 mg/kg，在0.2～2 000.0 μg/L时，峰面积与浓度间呈良好线性关系。取柑橘的空白样品进行回收率试验，高效氯氟氰菊酯和吡虫啉，添加水平为0.01，0.10，1.00，2.00 mg/kg，每个水平设置5个重复，同时做空白对照，采用空白提取液配制的基质标样进行定量。试验结果表明：高效氯氟氰菊酯的回收率范围为93.1%～107.0%，相对标准偏差为1.9%～7.9%，吡虫啉的回收率范围为85.2%～101.7%，相对标准偏差为1.9%～7.6%。方法精密度和准确度均符合农药残留分析的要求。

2.2 残留动态试验

2.2.1 高效氯氟氰菊酯和吡虫啉的残留消解动态 柑橘果实中的残留消解动态见图1，施药2 h后，高效氯氟氰菊酯和吡虫啉初始沉积量分别为0.190～0.380，1.209～1.481 mg/kg，之后残留量逐渐减少。消解规律均符合一级动力学关系，动力学方程、拟合优度、半衰期等见表2。施药45 d后，高效氯氟氰菊酯和吡虫啉最终降解率均在92%以上。各地区的气候因素可能是造成残留量及消解率差异的主要原因，如2017年重庆、湖南高效氯氟氰菊酯的初始残留量约为2016年的2倍，可能是试验前期两地阵雨天气较频繁，雨水的冲刷作用极大地降低了高效氯氟氰菊酯的残留量，而吡虫啉因具有内吸性受到的影响较小。

目前，国内外关于高效氯氟氰菊酯、吡虫啉单剂在柑橘中的残留动态规律研究暂未见报道，其复配剂在柑橘中的残留动态规律研究有少量报道：Kofi[7]研究显示高效氯氟氰菊酯在柑橘中的半衰期为1～2 d；崔幸幸等[8]研究表明吡虫啉在柑橘中的半衰期为3.38 d。已有研究中剂型、柑橘品种等存在差异，且复配剂之间的相互作用或地区环境之间的差异也可能会造成两者半衰期的差别，故无法对两者的结果进行深入比较。因此，本研究的试验结果填补了高效氯氟氰菊酯和吡虫啉单剂或复配剂在柑橘中的残留动态研究方面的空白，是对该类药剂在农业种植方面合理安全使用技术的一个补充和延伸。

2.2.2 最终残留试验 表3表明：高效氯氟氰菊酯和吡虫啉在柑橘中的最终残留量与施药剂量、施药次数及采收间隔呈正相关。这与Sun等[12]研究的螺螨酯在柑橘上的最终残留规律及Chen等[13-14]研究的2,4-D与氯吡脲在柑橘上的最终残留规律一致。两种有效成分在柑橘中的残留量总体呈：果皮>全果>果肉，大部分仍旧存留在果皮中，这可能是残留物在表皮变干燥并以附着物的形式存于果皮表面或者结合到柑橘皮外部中的蜡质物质中积聚起来导致的[12]，此外渗透作用[15]和酶促变化[16]可能致使少量高效氯氟氰菊酯与吡虫啉进入到果肉中。距末次施药28 d后，所有处理组柑橘全果中吡虫啉和高效氯氟氰菊酯的残留量均低于国家标准(GB 2763—2016)中规定的MRL值，中国农药信息网的已登记的数据显示[17-18]：高效氯氟氰菊酯单剂在柑橘上的采收安全间隔期为21 d、吡虫啉在柑橘上的单剂的采收安全间隔期为14 d。与单剂相比，吡虫啉与高效氯氟氰菊酯复配后安全间隔期有一定程度延长，表明复配可以延长药剂的持效期，这对于柑橘的农业生产具有一定指导意义。

图1 33%氯氟·吡虫啉悬浮剂有效成分在柑橘中的残留动态

分析物时间试验地消解动态方程拟合优度R半衰期/d高效氯氟氰菊酯2016年2017年重庆y=0.325 5e-0.08x0.984 28.7湖南y=0.378 1e-0.075x0.985 59.2广西y=0.361 2e-0.076x0.934 59.1重庆y=0.142 6e-0.085x0.956 08.2湖南y=0.233 0e-0.079x0.978 28.8广西y=0.185 7e-0.071x0.933 89.8吡虫啉 2016年2017年重庆y=1.246 4e-0.091x0.987 46.9湖南y=1.232 2e-0.085x0.991 55.5广西y=1.816 2e-0.079x0.949 36.8重庆y=0.822 3e-0.075x0.981 77.6湖南y=0.974 4e-0.07x0.992 66.8广西y=0.853 7e-0.082x0.982 46.6

2.3 风险评估

GB 2763—2016中规定高效氯氟氰菊酯和吡虫啉的日允许摄入量(ADI)分别为0.02，0.06 mg/(kg·BW)。不同人群食物摄入量与其体重的比值各不相同，由此造成的膳食摄入暴露量对各人群的风险也存在较大差异。因此，本研究选择6类人群，即2～4，18～30，60～70岁的男性和女性为典型代表进行膳食暴露风险评估[11]。根据文献[11]中的体重和膳食调查数据及本研究残留试验所获数据进行计算，结果见表4。结果表明：在3个不同采收间隔期(21，28，35 d)，中国各类人群柑橘中高效氯氟氰菊酯和吡虫啉的估计每日摄入量(EDI)分别为0.000 0～0.000 4，0.000 0～0.000 2 mg/(kg BW·d)。柑橘中高效氯氟氰菊酯、吡虫啉残留对上述6类人群的风险商均在0.020 以下，表明在柑橘上合理使用高效氯氟氰菊酯与吡虫啉对消费者的膳食健康风险较低，对人体的风险均在可接受范围内。

表3 高效氯氟氰菊酯、吡虫啉在柑橘全果、果肉、果皮中的最终残留情况

表4 不同采收间隔期条件下高效氯氟氰菊酯和吡虫啉的膳食风险评估数据

但有一点必须指出的是，目前的膳食风险评估均是以某一食物为单一的农药残留暴露途径基于规范残留试验数据进行的，而且绝大多数仅针对农药单剂。复配剂是未来农药发展的趋势之一，鉴于目前农业生产者农药施用行为具普遍性、杀虫剂具广谱高效性和普遍适用性以及农产品深加工等风险因素复配农药在食物中的残留风险评估不应只是针对各有效成分对人体造成的慢性摄入风险值的简单加和，而应当在相关联合毒性试验基础上对膳食风险评估数据进行修正，但目前关于多种农药联合毒性的研究暂未形成系统且亟待补充。

3 结论

33%氯氟·吡虫啉悬浮剂的残留消解试验表明，高效氯氟氰菊酯和吡虫啉在柑橘中的残留动态符合一级动力学消解模式，半衰期分别为8.2～9.8，5.5～7.6 d，最终降解率均在92%以上；最终残留量表明最终残留量与施药剂量、施药次数及采收间隔期呈正相关；2种有效成分的残留主要分布于果皮，其次为全果和果肉；距末次施药28 d后，柑橘全果中吡虫啉和高效氯氟氰菊酯的残留量均低于国家标准(GB 2763—2016)中规定的MRL值，膳食风险评估结果表明，其残留对6类典型人群的风险均在人体可接受范围内。因此建议33%氯氟·吡虫啉悬浮剂以1 000倍稀释液(330 mg/kg)施药，1个柑橘生产周期最多施药2次，施药间隔期10 d，采收安全间隔期为28 d 对柑橘种植进行技术指导。

但本研究的分析检测仅针对原药母体，未涉及高效氯氟氰菊酯多种异构体及吡虫啉各代谢物的分析检测。研究表明，高效氯氟氰菊酯不同异构体[19]及吡虫啉各代谢物[20]对人体也可能存在毒性作用，为了降低农产品中农药残留的潜在风险，减轻人体内的农药残留威胁，需进一步加强对多类型农药的同时检测及其异构体和代谢物的检测研究。此外，目前的膳食风险评估通常以某一食物为单一农药残留暴露途径、基于规范残留试验数据进行，且绝大多数仅针对农药单剂，为准确进行农产品中农药残留的膳食风险评估，需对多种农药联合毒性的进行系统研究且亟待进一步补充。