沃柑中4種常用殺蟲殺螨劑的殘留分析及膳食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

沃柑(Citrus reticulata)果實(shí)色澤艷麗，果肉細(xì)嫩多汁，營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和口感風(fēng)味上乘[1]，其為‘坦普爾’橘橙與‘丹西’紅橘的雜交種，育成于以色列，后引入中國(guó)重慶、廣西、云南等地[2]。因貨架期長(zhǎng)，栽培效益高，近年來成為我國(guó)發(fā)展極為迅速的晚熟雜柑品種之一。目前，僅廣西的種植面積已超10萬hm2[3]，已成為我國(guó)南方地區(qū)農(nóng)民增收、農(nóng)業(yè)增效和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)，在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、精準(zhǔn)扶貧和鄉(xiāng)村振興中發(fā)揮了重要作用。然而，沃柑生長(zhǎng)發(fā)育周期長(zhǎng)，易遭受多種多代病蟲害侵襲，加上生長(zhǎng)環(huán)境高溫潮濕，果園年平均用藥次數(shù)多達(dá)26.5次，平均每次用藥3種以上[4]。在國(guó)家柑橘類水果質(zhì)量安全監(jiān)測(cè)和國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局抽檢中，沃柑等晚熟柑橘多次出現(xiàn)農(nóng)藥殘留超標(biāo)情況，特別是常用殺蟲殺螨劑超標(biāo)較多[5]，其質(zhì)量安全狀況受到高度關(guān)注。

沃柑生產(chǎn)中常見蟲害有紅蜘蛛、潛葉蛾、木虱、蚧殼蟲等[2]，三唑磷、丙溴磷、毒死蜱和聯(lián)苯菊酯等殺蟲殺螨劑長(zhǎng)期以來被廣泛用于防治這些蟲害爆發(fā)。據(jù)世界衛(wèi)生組織(World Health Organization,WHO)的分類標(biāo)準(zhǔn)，三唑磷、丙溴磷、毒死蜱和聯(lián)苯菊酯分別被劃分為Ib類、II類、II類和II類毒性化合物[6]，對(duì)人體健康具有潛在危害。因此歐盟對(duì)柑橘中三唑磷、丙溴磷、毒死蜱的最大殘留限量值(maximum residue limit，MRL)均規(guī)定為0.01 mg/kg，遠(yuǎn)嚴(yán)格于我國(guó)[7]。毒死蜱是柑橘中檢出率最高的農(nóng)藥種類，三唑磷、丙溴磷和聯(lián)苯菊酯超標(biāo)率較高，是影響柑橘質(zhì)量安全的主要風(fēng)險(xiǎn)因子，但丙溴磷、聯(lián)苯菊酯和毒死蜱在早熟品種溫州蜜柑上殘留水平較低，可安全使用[5,8]。然而，這些殺蟲殺螨劑在晚熟品種上殘留超標(biāo)率高，其殘留消解狀況與膳食風(fēng)險(xiǎn)如何，是否與早熟品種存在較大差異還未見報(bào)道。因此，本試驗(yàn)以沃柑為對(duì)象，采用超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(UPLC-MS/MS)檢測(cè)技術(shù)，分析三唑磷、丙溴磷、毒死蜱和聯(lián)苯菊酯在沃柑中的消解與殘留分布，并對(duì)其可能產(chǎn)生的人群膳食風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，以期為我國(guó)沃柑安全生產(chǎn)、監(jiān)測(cè)和消費(fèi)引導(dǎo)提供重要的技術(shù)依據(jù)和參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)試劑

三唑磷標(biāo)準(zhǔn)品(純度≥97%)、丙溴磷標(biāo)準(zhǔn)品(純度≥99%)、毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)品(純度≥99%)、聯(lián)苯菊酯標(biāo)準(zhǔn)品(純度≥99.5%)，德國(guó)Dr.Ehrenstorfer GmbH公司；乙腈、甲醇(色譜純)，美國(guó)Sigma-Aldrich 公司；乙酸銨(色譜純)，德國(guó)Honeywell-Fluka公司；乙二胺基-N-丙基(PSA)，上海安譜科學(xué)儀器有限公司；MgSO4、NaCl(分析純)，江蘇強(qiáng)盛化工有限公司；試驗(yàn)用甲氰·三唑磷(22%乳油，柳州市惠農(nóng)化工有限公司)、丙溴磷(50%乳油，青島中達(dá)農(nóng)業(yè)科技有限公司)、啶蟲·毒死蜱(40%微乳劑，江西眾和化工有限公司)、聯(lián)苯菊酯(100 g/L乳油，安道麥輝豐(江蘇)有限公司)，購(gòu)于當(dāng)?shù)剞r(nóng)資商店。

1.2 儀器與設(shè)備

LC-30AD超高效液相色譜儀，日本Shimadzu公司；QTRAPTM 6500三重四極桿線性離子阱復(fù)合質(zhì)譜儀，美國(guó)AB SCIEX質(zhì)譜系統(tǒng)公司；KQ5200DE 型數(shù)控超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；超純水系統(tǒng)Milli-Q AdvantageA10，美國(guó)Millipore公司；CL31/CL31R多用途離心機(jī)，美國(guó)Thermo Fisher公司；CK 2000型高通量組織研磨儀，北京Thmorgan生物科技有限公司。

1.3 田間試驗(yàn)與樣品采集

供試材料為沃柑，于2020年10月～2021年1月在南寧、賀州和重慶三地選擇管理水平和樹齡大體一致的結(jié)果盛期沃柑園進(jìn)行。采用噴霧法對(duì)沃柑樹進(jìn)行農(nóng)藥噴施。其中，消解動(dòng)態(tài)試驗(yàn)以所選農(nóng)藥最高推薦劑量的1.5倍液(三唑磷270 mg a.i./kg、丙溴磷375 mg a.i./kg、毒死蜱700 mg a.i./kg、聯(lián)苯菊酯90 mg a.i./kg)為施藥劑量噴藥1次，并分別于噴藥后0(2 h)、3、7、14、21、28、35、45、60 d按隨機(jī)法進(jìn)行果實(shí)樣品采集；最終殘留試驗(yàn)按良好農(nóng)業(yè)規(guī)范，以所選農(nóng)藥的最高推薦劑量(三唑磷180 mg a.i./kg、丙溴磷250 mg a.i./kg、毒死蜱467 mg a.i./kg、聯(lián)苯菊酯60 mg a.i./kg)進(jìn)行噴施，三唑磷和丙溴磷2次、毒死蜱1次、聯(lián)苯菊酯3次，并分別于各自的安全間隔期及安全間隔期后7或10 d各采樣1次。三唑磷的安全間隔期為30 d，丙溴磷和毒死蜱為28 d，聯(lián)苯菊酯為14 d。以4株沃柑樹為1個(gè)試驗(yàn)小區(qū)，每個(gè)處理重復(fù)3次，以清水噴施為對(duì)照。每個(gè)處理采樣不少于2 kg，樣品采集標(biāo)號(hào)后，置于加冰保溫盒中運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室。分別處理樣品全果、果皮和果肉，用勻漿機(jī)對(duì)樣品進(jìn)行勻漿，于-20 ℃冷凍保存，待測(cè)。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 樣品前處理

采用QuEChERS方法對(duì)樣品進(jìn)行提取凈化：稱取沃柑果實(shí)樣品5.00 g于50 mL離心管中，加入10.00 mL乙腈，垂直振蕩提取10 min，加入2.00 g MgSO4和0.50 g NaCl，垂直振蕩1 min后，10 000 r/min離心5 min。移取1.50 mL上清液加入裝有50 mg PSA的4 mL離心管中，渦旋1 min，以4 000 r/min離心5 min，取上清液經(jīng)0.22 μm有機(jī)濾膜過濾，上機(jī)檢測(cè)。

1.4.2 標(biāo)準(zhǔn)工作液的配制

分別準(zhǔn)確稱取約10.0 mg農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品于100 mL容量瓶中，用乙腈定容。取相應(yīng)量的單標(biāo)儲(chǔ)備液于100 mL容量瓶中，用乙腈配制成10 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)混合儲(chǔ)備液，-18 ℃避光保存?zhèn)溆?。使用時(shí)，將標(biāo)準(zhǔn)混合儲(chǔ)備液稀釋至質(zhì)量濃度為1、2、5、10、20、50、100、200 和500 μg/L的系列溶劑標(biāo)準(zhǔn)溶液；同時(shí)將標(biāo)準(zhǔn)混合儲(chǔ)備液用處理后的沃柑果實(shí)、果皮和果肉提取液稀釋至相同質(zhì)量濃度的系列基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液用于定量，4 ℃下保存。

1.4.3 色譜條件

色譜柱：ACE Excel 2 C18(100 mm×2.1 mm，2 μm)；柱溫：40 ℃；進(jìn)樣量：1.0 μL；流速：0.4 mL/min；流動(dòng)相 A：5 mmol/L乙酸銨水溶液；流動(dòng)相 B：甲醇。梯度洗脫程序：0～3 min，10% B～90% B；3～6 min，90% B；6～8 min，90% B～10% B。

1.4.4 質(zhì)譜條件

離子源：電噴霧離子源(electrospray ionization，ESI)；掃描方式：正離子掃描；監(jiān)測(cè)模式：多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(multiple reaction monitoring，MRM)；離子源溫度：500 ℃；電壓5 500 V(ESI+)/-4 500 V(ESI-)；霧化氣(GS1)壓力：379.2 kPa(55 psi)；輔助氣(GS2)壓力：379.2 kPa(55 psi)；氣簾氣壓力：275.8 kPa(40 psi)。MRM質(zhì)譜參數(shù)見表1。

1.5 降解動(dòng)態(tài)方程

按照一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程擬合4種殺蟲殺螨劑在沃柑中的殘留降解動(dòng)態(tài)，消解系數(shù)K通過公式(1)計(jì)算，半衰期通過公式(2)計(jì)算。

CT=C0e-KT

(1)

(2)

式中：CT，T時(shí)間目標(biāo)農(nóng)藥的殘留濃度，mg/kg；C0，施藥后目標(biāo)農(nóng)藥的初始沉積量，mg/kg；K，消解系數(shù)；T1/2，降解半衰期，d；T，施藥后時(shí)間，d。

表1 4種殺蟲殺螨劑的質(zhì)譜條件參數(shù)和結(jié)構(gòu)
Table 1 UPLC-MS/MS parameters and chemical structures for the four insecticides and acaricides

注：標(biāo)*為定量離子

1.6 膳食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

根據(jù)WHO規(guī)定的方法[9]，沃柑中農(nóng)藥殘留慢性膳食風(fēng)險(xiǎn)(%ADI)按公式(3)(4)計(jì)算，急性膳食風(fēng)險(xiǎn)(%ARfD)按公式(5)(6)計(jì)算，風(fēng)險(xiǎn)值<100時(shí)，健康風(fēng)險(xiǎn)在可接受范圍內(nèi)；而風(fēng)險(xiǎn)值>100時(shí)，存在不可接受的健康風(fēng)險(xiǎn)。

EDI=(STMR×F)/bw

(3)

%ADI=EDI/ADI×100

(4)

(5)

%ARfD=ESTI/ARfD×100

(6)

式中：EDI，每日估計(jì)攝入量，mg/kg bw；STMR，農(nóng)藥殘留試驗(yàn)中值，mg/kg；F，柑橘人均消費(fèi)量，kg；bw，人群體重，kg；ADI，每日允許攝入量，mg/kg bw，源自WHO數(shù)據(jù)庫(kù)[10]；ESTI，短期估計(jì)攝入量，mg/kg bw；Ue，單果重，kg；HR，最終殘留試驗(yàn)得到的最高殘留濃度，mg/kg；v，變異因子；LP，柑橘消費(fèi)大份餐，kg；ARfD，急性參考劑量，mg/kg bw，源自WHO數(shù)據(jù)庫(kù)[10]。不同人群體重與沃柑消費(fèi)數(shù)據(jù)等來源于WHO統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)[11]。

2 結(jié)果與分析

2.1 方法驗(yàn)證

如表2所示，在1～500 μg/L質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，所選農(nóng)藥的線性相關(guān)系數(shù)在0.993 7～0.999 8(r>0.99)，線性良好。以滿足農(nóng)殘分析回收率要求的最低添加濃度為方法定量限(limit of quantitation，LOQ)，LOQs確定為10 μg/kg，低于目標(biāo)農(nóng)藥的MRL。沃柑果實(shí)和果肉中按0.01、0.1、2 mg/kg，果皮中按0.01、0.1、10 mg/kg 3個(gè)濃度水平進(jìn)行添加回收實(shí)驗(yàn)，每個(gè)添加濃度重復(fù)6次，結(jié)果表明，在3個(gè)加標(biāo)水平下，4種殺蟲殺螨劑在3種基質(zhì)中的回收率為74.1%～100.6%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(relative standard deviation，RSD)在0.5%～13.5%，該方法具有良好的準(zhǔn)確度和精密度，根據(jù)農(nóng)作物中農(nóng)藥殘留試驗(yàn)準(zhǔn)則(NY/T 788—2018)，可滿足所選農(nóng)藥殘留檢測(cè)分析要求。4種殺蟲殺螨劑的 UPLC-MS/MS 色譜圖見圖1。

2.2 沃柑中4種常用殺蟲殺螨劑的降解動(dòng)態(tài)曲線

三唑磷、丙溴磷、毒死蜱和聯(lián)苯菊酯在晚熟柑橘沃柑中的殘留消解動(dòng)態(tài)變化曲線如增強(qiáng)出版附件所示。按試驗(yàn)劑量噴施4種殺蟲殺螨劑2 h后，三唑磷、丙溴磷、毒死蜱和聯(lián)苯菊酯在3個(gè)產(chǎn)地沃柑上的初始沉積量分別為435.0～726.2 μg/kg、573.7～689.2 μg/kg、817.5～1 525 μg/kg和91.8～113.2 μg/kg，消解曲線決定系數(shù)(R2)為0.874 8～0.989 2，指數(shù)關(guān)系良好，消解規(guī)律均符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。施藥60 d時(shí)，三唑磷、丙溴磷、毒死蜱和聯(lián)苯菊酯在沃柑上的消解率分別達(dá)到73.6%～83.6%、77.7%～85.5%、92.1%～96.2%和83.4%～88.3%，半衰期分別為21.7～30.1 d、22.4～28.9 d、13.9～15.4 d和19.8～24.8 d。與其他作物相比，4種農(nóng)藥在沃柑中的消解速度較慢[12-13]，在果實(shí)中的持久性除毒死蜱較低之外，其他3種均中等[14]。這個(gè)結(jié)果除與當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件和農(nóng)藥劑型等因素有關(guān)外[15-16]，很大程度上還與施藥時(shí)期及柑橘果皮的特殊結(jié)構(gòu)有關(guān)。王思威等[17]在柑橘幼果期施用丙溴磷，半衰期為4.3～7.2 d，顯著短于本試驗(yàn)結(jié)果。有些農(nóng)藥在柑橘類水果中的消解速率和半衰期比在其他作物上更慢和長(zhǎng)[15,17-19]，柑橘表皮的蠟質(zhì)層及豐富的精油囊胞可能會(huì)使農(nóng)藥的降解受阻，使其半衰期延長(zhǎng)[19-20]。

表2 四種殺蟲殺螨劑的線性、定量限、回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差
Table 2 The linearity, LOQs, recoveries and RSDs for the four insecticides and acaricides

a-果實(shí)；b-果皮；c-果肉
圖1 添加濃度為10 μg/kg時(shí)沃柑不同部位 中4種農(nóng)藥的總離子流色譜圖
Fig.1 Total ions chromatogram of the four pesticides in different parts of Orah mandarin at 10 μg/kg spiking concentration

2.3 沃柑中4種常用殺蟲殺螨劑的最終殘留

目前，我國(guó)柑和橘中三唑磷、丙溴磷、毒死蜱和聯(lián)苯菊酯的MRL分別規(guī)定為0.2、0.2、1和0.05 mg/kg，沃柑中三唑磷、丙溴磷、毒死蜱和聯(lián)苯菊酯的最終殘留試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。按推薦劑量施藥，3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)沃柑果實(shí)中三唑磷、丙溴磷和聯(lián)苯菊酯在其安全間隔期及安全間隔期后采樣檢測(cè)的平均殘留量分別為0.451～0.773和0.410～0.659 mg/kg、0.485～0.596和0.247～0.539 mg/kg、0.155～0.259和0.123～0.274 mg/kg，均沒有降解到其MRL以下；毒死蜱在其安全間隔期及安全間隔期后7 d的平均殘留量為0.155～0.722和0.133～0.563 mg/kg，均在其MRL以下?？梢?，丙溴磷、三唑磷和聯(lián)苯菊酯在晚熟柑橘品種沃柑上降解緩慢，按推薦劑量和安全間隔期使用后在沃柑果實(shí)中殘留量容易超標(biāo)，這可能是市場(chǎng)監(jiān)測(cè)中這些農(nóng)藥檢出超標(biāo)的原因之一。毒死蜱檢出率雖高，但鮮有超標(biāo)。與王思威等[17]研究結(jié)果相同，說明丙溴磷等農(nóng)藥在柑橘幼果期施用是安全的，但在10月果實(shí)轉(zhuǎn)色期之后施用容易超標(biāo)。另外值得指出的是，雖然沃柑果實(shí)中丙溴磷、三唑磷和聯(lián)苯菊酯的殘留量較高，但果肉均未檢測(cè)到農(nóng)藥殘留，果皮中4種農(nóng)藥殘留量為果實(shí)中的3.1～6.5倍，殘留主要集中在果皮中，這與前人相關(guān)研究結(jié)果基本一致[17, 21]。

2.4 沃柑中4種常用殺蟲殺螨劑的膳食風(fēng)險(xiǎn)

開展膳食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全評(píng)價(jià)的有效手段。沃柑為皮不可食水果，但國(guó)際上通常是監(jiān)測(cè)整個(gè)產(chǎn)品中危害物含量結(jié)合膳食攝入數(shù)據(jù)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。近年來，加工因子引入用于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究使得評(píng)估結(jié)果更切合實(shí)際[18,22-23]。本研究針對(duì)沃柑整個(gè)果實(shí)和去皮后果肉中農(nóng)藥殘留狀況，分別評(píng)估一般人群和兒童的膳食風(fēng)險(xiǎn)。按照WHO規(guī)定，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中低于LOQ的數(shù)據(jù)按1/2 LOQ進(jìn)行處理[9]。沃柑果實(shí)中三唑磷、丙溴磷、毒死蜱和聯(lián)苯菊酯殘留對(duì)我國(guó)消費(fèi)者的潛在膳食風(fēng)險(xiǎn)見表4。4種殺蟲殺螨劑對(duì)我國(guó)兒童和一般人群的慢性膳食風(fēng)險(xiǎn)在0.55～46.0，表現(xiàn)為三唑磷>毒死蜱>丙溴磷>聯(lián)苯菊酯，均在可接受范圍內(nèi)；急性膳食風(fēng)險(xiǎn)為1.57～4 439，表現(xiàn)為三唑磷>聯(lián)苯菊酯>毒死蜱>丙溴磷，其中三唑磷殘留量對(duì)兒童和一般人群以及聯(lián)苯菊酯殘留量對(duì)兒童的風(fēng)險(xiǎn)值超出了可接受范圍，有潛在急性健康風(fēng)險(xiǎn)。

表3 四種殺蟲殺螨劑在沃柑上的最終殘留量
Table 3 Final residues of four insecticide and acaricides in Orah mandarin

表5展示了沃柑果肉中三唑磷、丙溴磷、毒死蜱和聯(lián)苯菊酯殘留對(duì)我國(guó)消費(fèi)者的實(shí)際膳食風(fēng)險(xiǎn)。去皮能夠顯著降低農(nóng)藥殘留膳食風(fēng)險(xiǎn)[18, 24]，4種殺蟲殺螨劑的慢性和急性風(fēng)險(xiǎn)分別為0.005～0.50和0.013～28.6，均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于安全界限100。因此，沃柑作為鮮食水果去皮食用時(shí)，4種農(nóng)藥殘留對(duì)人體的健康風(fēng)險(xiǎn)可忽略不計(jì)。若考慮加工食用整個(gè)果實(shí)或果皮產(chǎn)品時(shí)，具有一定的急性膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)，且對(duì)兒童風(fēng)險(xiǎn)更高，不建議進(jìn)行消費(fèi)[21,24]，皮渣利用時(shí)也應(yīng)結(jié)合產(chǎn)品用途考慮農(nóng)藥殘留的影響。

表4 沃柑果實(shí)中4種殺蟲殺螨劑殘留對(duì)我國(guó)消費(fèi)者的潛在膳食風(fēng)險(xiǎn)
Table 4 Potential dietary risks of insecticides and acaricides in Orah fruits for Chinese consumers

表5 沃柑果肉中4種殺蟲殺螨劑殘留對(duì)我國(guó)消費(fèi)者的膳食風(fēng)險(xiǎn)
Table 5 Dietary risks of insecticides and acaricides in Orah pulp for Chinese consumers

3 結(jié)論

采用QuEChERS結(jié)合UPLC-MS/MS方法對(duì)沃柑中4種常用殺蟲殺螨劑進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明該方法具有良好的準(zhǔn)確度和精密度，可滿足試驗(yàn)農(nóng)藥殘留檢測(cè)分析要求。4種殺蟲殺螨劑在沃柑上的消解規(guī)律符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，但降解速率較慢，在果實(shí)中的最終殘留只有毒死蜱可降解到其MRL以下，三唑磷、丙溴磷和聯(lián)苯菊酯均超出其各自的MRL。4種農(nóng)藥殘留主要集中在果皮中，果皮中的殘留量為果實(shí)中的3.1～6.5倍。沃柑果肉中4種農(nóng)藥殘留對(duì)人體的健康風(fēng)險(xiǎn)可忽略不計(jì)，但整個(gè)果實(shí)中殘留的三唑磷對(duì)兒童和一般人群以及聯(lián)苯菊酯對(duì)兒童的急性膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)值超出了可接受范圍，存在急性健康風(fēng)險(xiǎn)。果實(shí)轉(zhuǎn)色期后應(yīng)停止使用三唑磷、丙溴磷和聯(lián)苯菊酯，同時(shí)，不建議對(duì)沃柑整個(gè)果實(shí)或果皮產(chǎn)品進(jìn)行加工食用。