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嘧霉胺在蓝莓中的残留行为及膳食风险评估

2022-08-10朱卫芳占绣萍陈建波

农药学学报 2022年4期
关键词:残留量蓝莓膳食

马 琳, 朱卫芳, 占绣萍, 陈建波, 赵 莉*,

(1. 上海市农业技术推广服务中心,上海 201103;2. 上海市青浦区农产品质量安全中心,上海 201700)

蓝莓Semen trigonellae属于杜鹃花科越橘属植物,世界粮农组织将其推荐为五大健康水果之一[1],市场前景持续看好。2019 年中国蓝莓种植面积达到6.03 万hm2,年产值约41 亿元,主要产区分布在山东、贵州、辽宁、浙江、湖北、四川、云南等27 个省份,预计2026 年我国将超越北美成为全球第一蓝莓生产国[2]。随着蓝莓在中国商业化种植面积和年限的不断增加,蓝莓病虫害特别是病害逐年加重,种类增多,呈多元化发生态势,严重影响了蓝莓产量和产业发展[3-5]。

除选用抗病品种、轮作换茬、避雨栽培等常规措施外,药剂防治仍然是主要措施[3-6]。据查阅“中国农药信息网”[7],截至2021 年11 月30 日,中国尚未有农药在蓝莓上获得登记许可,生产中农民只能凭经验用药,导致蓝莓上安全合理用药问题较大。此外,中国蓝莓采收期长达3 个多月,每日连续采收,且其果实没有外果皮,属于直接入口的鲜食水果,因此给蓝莓的食用安全带来了极大的风险。

嘧霉胺 (pyrimethanil,图式1) 属苯基氨基嘧啶类杀菌剂,可用于黄瓜、草莓、韭菜等作物上防治灰霉病[8-10]。付岩等[11]进行了保护地草莓中嘧霉胺残留的膳食风险评估,结果表明,喷施嘧霉胺后 3~7 d 内的草莓对 2~4 岁、18~30 岁和 60~70 岁人群的膳食摄入风险都很低,均在可接受范围之内。鉴于灰霉病菌容易产生抗药性[12],本研究选择在上海市蓝莓生产中已有使用的嘧霉胺进行了残留试验,并就其在蓝莓中的膳食暴露风险进行评估,旨在为制定其在蓝莓上的安全合理使用间隔期及其最大残留限量 (maximum residue limits,MRL) 标准提供基础数据。

图式1 嘧霉胺结构式Scheme 1 The structural formula of pyrimethanil

1 材料与方法

1.1 主要仪器和药剂

1290 超高效液相色谱仪及 G6460 三重四极杆串联质谱仪 (UPLC-MS/MS,美国 Agilent 公司);Milli-Q 超纯水仪 (美国 Millipore 公司);T18 ULTRATURRAX 高速匀浆机 (德国 IKA 集团);MP1000B百分之一天平 (上海舜宇恒平科学仪器有限公司) 等。

98.5% 嘧霉胺 (pyrimethanil) 标准品 (上海市农药研究所有限公司);400 g/L 嘧霉胺悬浮剂(pyrimethanil 400 g/L SC,拜耳作物科学 (中国) 有限公司)。乙腈和甲醇均为色谱纯,氯化钠为分析纯。

1.2 田间试验

按照《农作物中农药残留试验准则》[13]和《农药登记残留试验区域指南》[14],400 g/L 嘧霉胺SC 在蓝莓中的规范残留试验于2021 年在上海市松江区新浜镇进行。试验设处理和对照区,每小区8 株蓝莓树,小区间设保护带。400 g/L 嘧霉胺SC 施药剂量为有效成分360 g/hm2,于蓝莓灰霉病发生初期喷雾施药2 次,施药间隔7 d (参照嘧霉胺在草莓上的推荐施药要求进行试验)。分别于末次施药后3、5、7 和10 d 采用随机取样法采集蓝莓样本。每次在试验小区内8 株蓝莓植株的上、下、左、右采集蓝莓果实2 份,每份不少于2 kg,除去果柄后,四分法缩分留样250 g 两份,于 -20 ℃保存,备用。

1.3 残留分析方法

1.3.1 样品前处理 准确称取10 g (精确至0.1 g)蓝莓样品至100 mL 具塞塑料离心管内,加入10 mL乙腈,高速匀浆1 min;加入6 g 氯化钠,剧烈振荡1 min 后于4 000 r/min 下离心5 min;取1 mL 上清液,过0.22 μm 有机滤膜,供UPLC-MS/MS 检测。

1.3.2 检测条件

色谱条件:Agilent Proshell 120 EC-C18不锈钢色谱柱 (3 mm × 100 mm,2.7 μm);流动相 A 为体积分数 0.1% 的甲酸水溶液,流动相 B 为甲醇;柱温30 ℃;进样量 2 μL;流速 0.4 mL/min。梯度洗脱程序见表1。

表1 梯度洗脱条件Table 1 Gradient elution conditions

质谱条件:ESI 源正离子模式电离 (ESI+);多反应监测 (MRM);鞘气温度350 ℃;鞘气流量12 L/min;雾化气压力 0.28 MPa;毛细管电压3 000 V;干燥气温度300 ℃;干燥气流量7 L/min。嘧霉胺定性离子对 (m/z):200.1/107.0 及200.1/183.0,定量离子对 (m/z) 200.1/107.0,碎裂电压120 V,碰撞能量25/25 V。

1.3.3 方法的灵敏度及正确度 准确称取适量嘧霉胺标准品,用甲醇溶解并定容至10 mL,配制成1 000 mg/L 的标准储备液,再分别用蓝莓空白基质溶液和甲醇稀释,配制成质量浓度为0.005、0.01、0.05、0.1、0.5、1.0 mg/L 的蓝莓基质匹配标准工作溶液和溶剂标准工作溶液。按照1.3.2 节条件进行测定,以嘧霉胺的进样质量浓度 (x) 为横坐标,相应的峰面积 (y) 为纵坐标,绘制基质匹配标准曲线和溶剂标准曲线。

向蓝莓空白样品中分别添加0.01、0.1 和1.0 mg/kg 3 个水平的标准工作溶液,测定添加回收率及相对标准偏差 (RSD),每个水平重复5 次,以空白样品作对照。按照1.3.1 节方法进行样品前处理,按照1.3.2 节条件测定,以最低添加水平为方法的定量限 (LOQ)。

1.4 基于规范残留试验数据的长期膳食摄入风险评估

以联合国环境规划署/粮农组织/世界卫生组织(UNEP/FAO/WHO) 食品污染和监控程序 (GEMS/FOOD) 的居民膳食调查数据为基础,按公式(1) 计算各农药的国家估算每日摄入量 (national estimated daily intake,NEDI) ,单位为μg/(kg bw·d),按公式(2)计算各农药的慢性膳食摄入风险商(chronic risk quotient,CRQ),当CRQ≤1时,表示风险可以接受,数据越小,风险越小;当CRQ>1 时,表示风险不可接受,数据越大,风险越大[15-19]。

式中:STMR (supervised trials median residue)为规范试验残留中值,mg/kg;Fi(food intake)为农产品的消费量,g/d[20];bw (body weight)表示人群平均体重,kg[20]。ADI (allowable daily intake) 为每日允许摄入量,mg/(kg bw·d)[21]。

鉴于目前仅有嘧霉胺在蓝莓一种食用农产品上的残留数据,并无其他登记作物上的STMR 值,无法计算其包含所有登记作物在内的膳食暴露NEDI值,因此,只计算蓝莓中嘧霉胺残留膳食暴露占NEDI 的份额及对全膳食风险的贡献率 (CRQ%)。

2 结果与分析

2.1 方法的灵敏度及正确度

结果 (表2) 表明:在0.005~1 mg/L 范围内,嘧霉胺的质量浓度与其响应值间呈良好线性关系,R2在0.998 1~0.999 9 之间。

添加回收试验结果 (表2) 表明:嘧霉胺在蓝莓中的平均回收率在97%~100%之间,RSD≤12%,方法定量限为0.01 mg/kg。本研究所建立的残留检测方法可满足《农作物中农药残留试验准则》[13]的要求,适用于嘧霉胺在蓝莓中的残留分析。

表2 嘧霉胺在蓝莓中的添加回收率、相对标准偏差、线性方程及定量限Table 2 The spiked recoveries,RSDs,linear equation and LOQ of pyrimethanil in blueberries

2.2 消解动态

消解动态试验结果 (表3) 表明:嘧霉胺在蓝莓中的消解规律符合一级反应动力学模型。整个试验过程中,嘧霉胺在蓝莓中的残留量呈递减趋势,其消解速率较快,药后1 d,消解率为50%左右,药后10 d,消解率达90%以上,半衰期仅为3.2 d。

表3 嘧霉胺在蓝莓中的消解动态Table 3 Dissipation of pyrimethanil in blueberries

2.3 最终残留量

最终残留量数据见表4。随着时间的延长,嘧霉胺在蓝莓中的残留量逐渐降低,与消解动态规律一致。

表4 嘧霉胺在蓝莓中的最终残留量Table 4 Terminal residues of pyrimethanil in blueberries

400 g/L 嘧霉胺SC 按照有效成分360 g/hm2剂量施药2 次,间隔7 d,距最后1 次施药3、5、7 和10 d 分别采样测定,蓝莓中嘧霉胺的残留量在0.18~1.54 mg/kg 之间。目前,中国规定嘧霉胺在蓝莓上的最大残留限量 (MRL) 为8 mg/kg[22]。本研究中,末次施药后3、5、7 和10 d 采收的蓝莓样品中嘧霉胺的残留量均未超标。鉴于在采收期,蓝莓每日连续采收,本研究采用末次施药后3、5、7 和10 d 蓝莓样品中的残留量数据对嘧霉胺进行风险评估。

2.4 长期膳食摄入风险

JMPR 规定,嘧霉胺的ADI 值为0.2 mg/kg bw[21],结合本研究规范残留试验获得的残留中值(表4),以及GEMS/FOOD 中各年龄段居民97.5%位点的浆果类农产品膳食消费量及体重调查数据[20],计算末次施药后3~10 d 摄入蓝莓中嘧霉胺残留对各类消费人群长期暴露风险商 (CRQ) 的贡献率(CRQ%) (表5)。从表5 中数据可见:对于各类消费人群,蓝莓中嘧霉胺残留量对风险商的贡献率普遍较低,仅为0.002 4%~0.079%。该结果显示,蓝莓生产中按规定施用嘧霉胺不会对各消费人群产生长期膳食摄入风险。

表5 蓝莓中嘧霉胺残留的长期膳食摄入风险评估结果Table 5 The results of long-term dietary intake risk assessment of pyrimethanil in blueberries

3 结论与讨论

目前,嘧霉胺在中国尚未获得在蓝莓上的登记许可,国内也暂无嘧霉胺在蓝莓上残留状况的研究报道。本研究中田间残留试验施药浓度以上海地区蓝莓种植户实际生产中使用的剂量为基础,参考登记信息中相近农作物 (草莓) 上的推荐施用剂量,设定的施药浓度原则上能满足生产上病虫害防治的需要。

消解动态试验结果表明:400 g/L 嘧霉胺SC 在蓝莓上的半衰期为3.2 d,药后10 d 消解率达到90%以上。贾春虹等[23]报道,嘧霉胺SC 在草莓上的半衰期为4.1~7.5 d,表明嘧霉胺在蓝莓和草莓上的消解速率基本一致。

400 g/L 嘧霉胺SC 按有效成分360 g/hm2剂量施药2 次,每次间隔7 d,药后3、5、7 、10 d时蓝莓中嘧霉胺的残留量在 0.18~1.54 mg/kg之间,符合GB 2763—2021《食品中农药最大残留限量》[22]中规定的嘧霉胺在蓝莓上的MRL 值8 mg/kg 的要求。距最后一次施药后 3、5、7、10 d 采摘的蓝莓果实中嘧霉胺的残留量对各消费人群长期膳食暴露风险商的贡献率小于0.1%,说明通过蓝莓摄入嘧霉胺残留对人体产生的长期膳食摄入风险较低。综上,笔者认为,嘧霉胺悬浮剂可考虑登记用于蓝莓上防治灰霉病,推荐其最高施药剂量为有效成分 360 g/hm2,每季最多施药2 次,安全间隔期3 d。此外,因蓝莓目前仍属于小宗作物,总体用药量较少,企业自主登记积极性不高,故建议可由相关管理部门牵头,组织各有意向企业进行联合登记,共享登记成果,一方面可解决种植户无药可用的困境,另一方面也可减轻企业负担。

按照制定安全合理使用建议及规范MRL 值的规则,需要多个有代表性试验点的残留数据,以得到较为合理的残留中值(STMR)及残留最高值(HR)。由于本研究只有一年一地的残留数据,数据量及代表性尚不足以说明全国的情况,因此本研究结果仅供风险评估及制定MRL 值时参考。

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