苏 龙，龚道新,*，赵 佳，廖婵娟

（1.湖南农业大学资源环境学院，湖南 长沙 410128；2.湖南农业大学农业环境保护研究所，湖南 长沙 410128）

高效氯氰菊酯（图1）为拟除虫菊酯类杀虫剂，是氯氰菊酯的高效体，其活性比氯氰菊酯高1 倍，对光稳定、持效性长，在植物体内无内吸和传导作用，对昆虫有很高的胃毒和触杀作用，具有广谱、高效、快速的作用特点[1]。随着高效氯氰菊酯使用量增加和使用范围扩大，引发的安全问题也日益受到人们的关注。研究表明高效氯氰菊酯易通过雨水径流作用而进入到水体环境中，对鱼[2-3]、虾[4]、藻[5]类等水生生物具有较大的毒性作用，使鱼胚胎蛋白分子发生破坏，引起胚胎发育形态变化[3]，可造成藻细胞内活性氧积累、代谢酶活性降低，影响藻类生长繁殖[4]。高效氯氰菊酯可在动物的脂肪、皮肤、肝脏、肾脏、肾上腺、卵巢和脑等组织中蓄积[6]，导致哺乳动物大脑、肝脏、肾脏和睾丸等组织和细胞的脂质过氧化，抑制组织和细胞抗氧化酶的活性[7]，影响神经、免疫及生殖等系统的发育[8-9]，具有一定的神经毒性、免疫毒性、肝脏毒性[10-11]、生殖毒性和遗传毒性[12-15]。近年来，国内学者已对高效氯氰菊酯在金针菇[16]、甘蓝[17]、韭菜[18]、火龙果[19]、香蕉[20]、玉米[21]等多种作物中的残留进行了研究，其残留检测方法主要有气相色谱（gas chromatography，GC）[16-17,20]、高效液相色谱（high-performance liquid chromatography，HPLC）[21]和超高液相色谱-串联质谱联用（ultra-performance liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry，UPLC-MS/MS）[18-19]等。

图1 高效氯氰菊酯的结构式Fig.1 Structural formula of beta-cypermethrin

结球甘蓝（Brassica oleraceavar.capitata L.）简称甘蓝，是十字花科芸薹属蔬菜作物，具有耐寒、适应性强、易贮耐运等特点，在中国各地广泛种植，是我国重要的蔬菜之一。近年来，随着栽培面积的逐渐增加和栽培方式的变化（如高密度、连作、设施大棚等），甘蓝小菜蛾、菜青虫、蚜虫、夜蛾科害虫等虫害日趋严重，高效氯氰菊酯可以有效防治甘蓝小菜蛾、菜青虫等虫害。目前关于甘蓝中高效氯氰菊酯残留分析的文献报道较少，因此本研究参考NY/T 761—2008《蔬菜和水果中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯类农药多残留的测定》[22]中拟除虫菊酯类农药残留测定方法，建立甘蓝中高效氯氰菊酯的气相色谱检测方法，根据甘蓝在我国种植分布，设置田间试验，研究高效氯氰菊酯在甘蓝中的残留降解动态和最终残留量，并对高效氯氰菊酯膳食摄入风险进行评估，以期为高效氯氰菊酯合理科学使用提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

高效氯氰菊酯标准品（纯度为99%） 沈阳化工研究院有限公司；3%（质量分数）高效氯氰菊酯微囊悬浮剂 重庆中邦药业（集团）有限公司；乙腈（分析纯）、正己烷（色谱纯）、氯化钠（分析纯） 国药集团化学试剂有限公司；0.22 μm滤膜 上海安谱设备有限公司。

1.2 仪器与设备

6890N气相色谱仪（配有电子捕获检测器） 美国安捷伦科技有限公司；2HWY-2102型恒温振荡器 上海智城分析仪器制造有限公司；RE-2000B旋转蒸发器、CCA-20低温冷却水循环泵 巩义市予华仪器有限责任公司；FSJ001高速粉碎机 北京中兴伟业仪器公司；SPH-21026振荡仪 KQ2200DE型数控超声波清洗器 昆山市超声仪器有限公司；TP-220A电子天平 湘仪天平仪器设备有限公司；FA2004N万分之一电子天平上海民桥精密科学仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 田间试验

选择我国12 个地点按NY/T 788—2018《农作物中农药残留试验准则》[23]的要求设立试验小区，分析高效氯氰菊酯在甘蓝上的残留情况。具体地点为陕西省咸阳市泾阳县云阳镇花马村；福建省宁德市福安市溪潭镇洪口村；辽宁省辽阳市辽阳县小北河镇树林子村；河南省济源市轵城镇西滩新村；四川省成都市彭州市濛阳镇凤凰大道四川省农科院植物高技术育种试验基地；山东省青岛市莱西市店埠镇湾庄村；河北省石家庄市鹿泉区大河镇；云南省昆明市盘龙区北京路农科院基地；湖南省长沙市湖南农业大学教学科研基地；山西省运城市平陆县圣人涧镇马浮沱村；浙江省杭州市临安区清山湖街道；广西壮族自治区玉林市玉州区城北万丰蔬菜基地。

每个试验点设置1 个处理小区和1 个对照小区（不喷高效氯氰菊酯），小区面积均为50 m2。对照小区和试验小区之间采用空间隔离，间隔区为1 m，避免污染。依据高效氯氰菊酯在已登记作物上的施药量数据，将质量分数3%高效氯氰菊酯微囊悬浮剂按有效成分用药量为33.75 g/hm2用灌溉水稀释，用水量为50 L/hm2，于甘蓝结球期开始、菜青虫幼虫始盛期施药，对甘蓝喷雾施药2 次，施药间隔期为7 d，各试验点第一次施药时间、作物品种及土壤条件见表1。

表1 试验点田间信息Table 1 Field information for test sites

1.3.1.1 最终残留量分析

最后一次施药后的第7天和第10天分别采集甘蓝样品，同时采集空白对照样品，采用对角线采样法，每个小区采集2 份独立样品，测定样品中高效氯氰菊酯的残留量。

1.3.1.2 消解动态实验

最后一次施药后2 h及第3、5、7、10、14天分别采集甘蓝样品（选取湖南长沙、山西运城、浙江杭州、广西玉林四地样品进行分析），同时采集空白对照样品，每个小区采集2 份独立样品，测定样品高效氯氰菊酯的残留量。

1.3.2 高效氯氰菊酯残留量的检测分析

1.3.2.1 标准曲线绘制

称取高效氯氰菊酯标准品0.050 5 g，用正己烷溶解并转移至100 mL的棕色容量瓶中，定容后得到高效氯氰菊酯母液。使用时采用梯度稀释法用正己烷稀释成质量浓度分别为0.01、0.05、0.10、0.50、1.00、5.00 mg/L的标准工作溶液，在选定的气相色谱检测条件下进行测定，每个标准工作溶液重复进样3 次，取平均值，以高效氯氰菊酯的质量浓度为横坐标，相应的色谱峰面积为纵坐标绘制标准工作曲线。

1.3.2.2 样品提取与净化

称取均质匀浆的甘蓝样品10 g，置于250 mL锥形三角瓶中，加入50 mL乙腈，在恒温（30 ℃、150 r/min）振荡箱内振荡提取30 min，静置5 min之后经布氏漏斗减压抽滤，收集全部滤液转入装有5 g氯化钠的分液漏斗中，振荡1 min，静置分层后分取上层溶液在旋转蒸发仪（60 ℃、130 r/min）上浓缩至近干，用正己烷定容至5 mL，经0.22 μm滤膜过滤后转移至2 mL进样瓶，待气相色谱仪测定。

1.3.2.3 气相色谱条件

色谱柱：HP-5毛细色谱管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm），进样口温度：270 ℃；电子捕获检测器温度300 ℃；柱温：先180 ℃保持1 min；再以30 ℃/min速率升温至270 ℃，保持6 min；载气：高纯氮气（99.99%）；流速：5 mL/min；尾吹气流速：45 mL/min；进样量：1 μL。前期预实验结果表明，在选定的气相色谱检测条件下，高效氯氰菊酯的保留时间为（7.56±0.05）min。

1.3.2.4 方法的添加回收率

向甘蓝空白样品中添加高效氯氰菊酯标准溶液，使高效氯氰菊酯在甘蓝的添加水平均分别为0.05、0.5、5 mg/kg，每个水平设置5 个重复，计算回收率和相对标准偏差（relative standard deviation，RSD）。

1.3.3 膳食风险评估计算方法

根据规范残留试验中值（standard test median residue，STMR）或最大残留限量（maximum residue limit，MRL），按式（1）计算农药的国家估算每日摄入量（national estimated daily intake，NEDI），再依据农药的每日允许摄入量（allowable daily intake，ADI），按式（2）计算风险商（risk quotient，RQ）[24-28]。

式中：STMRi为农药在某种食品中的STMR（或经过加工因子校正后的STMR）（mg/kg）；Fi为一般人群对该食品的消费量/kg；mb为我国普通人群人均体质量，按63 kg计；RQ为风险商/%；ADI为农药的每日允许摄入量/（mg/kgmb）。在计算NEDI时，如果没有合适的STMRi，可直接采用相应的MRL值代替。当RQ≤100%时，认为该农药残留对一般人群健康的影响在可接受的风险水平，风险商值越小，风险越低。

1.4 数据处理与分析

实验结果以平均值±标准差表示，采用Excel软件处理数据并绘图。

2 结果与分析

2.1 方法的线性范围、准确度和精密度分析结果

在0.01～5.00 mg/L范围内，高效氯氰菊酯的质量浓度与其响应峰面积呈良好的线性关系，标准曲线方程为y＝37 419x+23，决定系数（coefficient of determination，R2）等于0.999 9。由表2可知，在添加水平为0.05、0.50、5.00 mg/kg时，高效氯氰菊酯在甘蓝中的回收率在83%～106%之间，RSD在6%～9%之间，在选定的气相色谱检测条件下，高效氯氰菊酯在甘蓝中的定量限为0.05 mg/kg，准确度和精密度均符合农药残留检测要求，高效氯氰菊酯标液与添加样品气相色谱图见图2。

表2 高效氯氰菊酯在甘蓝中的添加回收率Table 2 Recoveries of beta-cypermethrin in spiked cabbage

图2 高效氯氰菊酯标准溶液与添加样品的气相色谱图Fig.2 Gas chromatograms of standard solution and spiked samples with beta-cypermethrin

2.2 最终残留分析结果

高效氯氰菊酯在甘蓝中的最终残留数据见表3和表4，3%（质量分数）高效氯氰菊酯微囊悬浮剂按有效成分33.75 g/hm2对甘蓝喷雾施药2 次，施药间隔期为7 d，末次施药后7 d时，甘蓝样品中高效氯氰菊酯的残留量为＜0.05 mg/kg（低于定量限）～0.28 mg/kg，STMR为0.13 mg/kg，残留最大值（highest residue，HR）为0.28 mg/kg。末次施药后10 d时，甘蓝样品中高效氯氰菊酯的残留量为＜0.05 mg/kg（低于定量限）～0.21 mg/kg，STMR为0.07 mg/kg，HR为0.21 mg/kg。

表3 甘蓝中高效氯氰菊酯的最终残留量Table 3 Final residues of beta-cypermethrin in cabbage

表4 最终残留量汇总Table 4 Summary of final residues

2.3 消解动态分析结果

通过图3可以看出，在施药2 h后，山西运城、浙江杭州、湖南长沙、广西玉林甘蓝中高效氯氰菊酯的原始沉积残留量分别为0.30、1.62、0.31、1.00 mg/kg，残留量随着时间延长逐渐降低，到第10天时，湖南长沙甘蓝中未检出高效氯氰菊酯，其他三地甘蓝中高效氯氰菊酯的残留量在0.05～0.19 mg/kg之间，到第14天时，广西玉林甘蓝中高效氯氰菊酯的残留量为0.07 mg/kg，其他三地甘蓝中未检出高效氯氰菊酯。高效氯氰菊酯在甘蓝中的残留量（C）与其施用后的取样时间（t）之间呈一定的负指数关系，可用一级化学反应动力学方程式Ct＝C0e-kt（其中C0为施药后高效氯氰菊酯的原始沉积量，Ct为施药后间隔t时刻高效氯氰菊酯的残留量，k为消解速率常数，t为施药后的时间）来拟合实验数据，经拟合计算得到山西运城、浙江杭州、湖南长沙、广西玉林四地高效氯氰菊酯在甘蓝中的消解半衰期（t1/2）分别为3.8、2.0、2.7和3.7 d，属易降解农药（t1/2＜30 d），其相关系数（r）在0.967～0.994之间（表5）。

图3 高效氯氰菊酯在甘蓝中的消解动态曲线Fig.3 Dissipation curves of beta-cypermethrin in cabbage

表5 高效氯氰菊酯在甘蓝中的消解动力学参数Table 5 Kinetic parameters for dissipation of beta-cypermethrin in cabbage

2.4 膳食风险评估结果

高效氯氰菊酯已经在小麦、大豆、十字花科蔬菜等28 种可食用作物获得登记。GB 2763—2019《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》[29]中规定高效氯氰菊酯的ADI为0.02 mg/kgmb。根据高效氯氰菊酯在不同作物中登记情况和居民的人均膳食结构及本研究得到的STMR（采收间隔期7 d的STMR）进行膳食风险计算，遵循风险最大化原则，风险评估结果见表6，可知普通人群高效氯氰菊酯的NEDI为0.575 mg，计算得到其RQ为45.6%，RQ低于100%，处于可接受水平。

表6 高效氯氰菊酯膳食风险评估Table 6 Dietary risk assessment of beta-cypermethrin

3 结 论

本实验分析了高效氯氰菊酯在甘蓝中的最终残留和消解动态，样品采用乙腈提取，经抽滤、盐析、浓缩后，正己烷定容，气相色谱检测，方法准确度和精密度均符合农药残留检测要求。质量分数3%高效氯氰菊酯微囊悬浮剂按有效成分33.75 g/hm2对甘蓝喷雾施药2 次，施药间隔期为7 d，距末次施药后7 d时，甘蓝样品中高效氯氰菊酯的残留量为＜0.05 mg/kg（低于定量限）～0.28 mg/kg，STMR为0.13 mg/kg，HR为0.28 mg/kg。距末次施药10 d时，甘蓝样品中高效氯氰菊酯的残留量为＜0.05 mg/kg～0.21 mg/kg，STMR为0.07 mg/kg，HR为0.21 mg/kg。

农药的残留消解过程与施药剂量、施药时期、作物类型、取样时间、所在区域的气候条件等有关，高效氯氰菊酯在甘蓝中的残留量随着时间延长逐渐降低，卢洪秀等[17]曾研究了高效氯氰菊酯在甘蓝中的残留动态及不同温度下的洗涤去除风险评估，得出高效氯氰菊酯前期降解速度较快，7 d后的消解率达到84%，其在甘蓝中的消解半衰期为0.98 d，拟合计算结果表明，山西运城、浙江杭州、湖南长沙、广西玉林四地高效氯氰菊酯在甘蓝中的消解半衰期分别为3.8、2.0、2.7、3.7 d。综上结果均表明高效氯氰菊酯在甘蓝中的消解半衰期非常短，属易降解农药（t1/2＜30 d）。

中国制定高效氯氰菊酯在甘蓝中的MRL为5 mg/kg，CAC、美国、欧盟制定的高效氯氰菊酯在甘蓝中的MRL分别为1、2、1 mg/kg。本实验甘蓝样品中高效氯氰菊酯残留量均未超过我国制定的MRL。膳食风险评估结果中普通人群高效氯氰菊酯的NEDI为0.575 mg，RQ为45.6%，表明高效氯氰菊酯的膳食摄入风险处于可接受水平。