甲氰菊酯在青花菜上的殘留行為及膳食風險評估

劉 宇，董惠穎，馬 成，朱宇珂，劉鳳嬌，梁宏武，李 莉*

（1.山西農業大學植物保護學院，太原 030031；2.內蒙古大學生態與環境學院，呼和浩特 010020；3.中國科學院動物研究所農業蟲害鼠害綜合治理國家重點實驗室，北京 100101）

青花菜（Brassica oleracea var.italica L.）又名西蘭花，是十字花科蕓薹屬蔬菜[1]。青花菜營養豐富，富含礦物質、膳食纖維、蛋白質和維生素，深受人們的喜愛[2-5]。2017年，我國青花菜種植面積超過7.6萬hm2，總產量達354.7萬t，2018年1—10月累計出口額為1.2億美元[6]。然而，青花菜在生長過程中會受到小菜蛾、甜菜夜蛾、斜紋夜蛾等害蟲的危害[7]，使用化學農藥是有效防治方法之一[8]。

甲氰菊酯（Fenpropathrin）是我國使用較廣泛的擬除蟲菊酯殺蟲劑之一，具有殺蟲活性高、用量少、穩定性好等優點[9-11]。目前，甲氰菊酯登記用于小麥、大豆、十字花科蔬菜、柑橘、蘋果、茶樹等作物中。我國規定甲氰菊酯在青花菜中的最大殘留限量（MRL）為5 mg/kg[12]，日本為2 mg/kg，美國（十字花科蔬菜，包括青花菜）為3 mg/kg[13]。

目前標準方法中采用氣相色譜法[14]、氣相色譜-質譜聯用法[15]等測定甲氰菊酯殘留量，并有相關文獻報道了關于甲氰菊酯在柿果[16]、小白菜[17]、大豆[18]、豌豆[19]、番茄和甘藍[20]等作物上的殘留水平，但關于甲氰菊酯在青花菜中的消解動態、最終殘留及膳食風險評估尚未見報道。為此，本試驗研究了在大棚和露地2種種植模式下甲氰菊酯在青花菜上的殘留行為，并結合我國的膳食結構進行了急性和慢性膳食攝入風險評估，旨在為甲氰菊酯在青花菜上的安全使用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

Agilent 7890氣相色譜儀，配有μECD檢測器，美國安捷倫科技有限公司；KQ-600超聲波清洗器，昆山超聲儀器有限公司；EYELA OSB-2000型旋轉蒸發儀，上海愛朗儀器有限公司；FC 5706臺式低速離心機，奧豪斯國際貿易（上海）有限公司；精密移液槍、HM294均質機，福斯華（北京）科貿有限公司。

甲氰菊酯標準品（純度99.5%），Dr.Ehrenstorfer Gmbh公司；乙腈、丙酮、石油醚、氯化鈉（均為分析純，石油醚使用前重蒸，收集60～90℃部分）、正己烷（色譜純），上海安譜科學儀器有限公司；弗羅里硅土柱（1 000 mg/6 mL），天津博納艾杰爾科技有限公司。

1.2 田間試驗

按照NY/T 788—2018《農作物中農藥殘留試驗準則》[21]要求，于2016—2017年在北京市、安徽省宿州市、黑龍江省綏化市、廣東省廣州市、山東省淄博市、云南省昆明市開展了20%甲氰菊酯乳油在青花菜上的消解及最終殘留試驗。每個田間試驗地點的氣候條件和土壤理化性質見表1。每個小區面積不小于15 m2，3次重復。小區間設保護帶，另設對照小區。

表1 田間試驗地點、作物品種、氣候因子及土壤條件

1.2.1 消解動態試驗

根據推薦的最高使用劑量，即制劑量1 200 mL/hm2（240 g a.i./hm2）于青花菜生長至半大時噴霧施藥，在藥后2 h，1、2、3、5、7、10、14、21 d采集青花菜樣品。

1.2.2 最終殘留試驗

按制劑量1 200 mL/hm2（240 g a.i./hm2）設3、4次施藥，施藥間隔7 d，兌水噴施。在末次施藥后3、5、7、14 d采集青花菜樣品。

1.2.3 樣品的采集與處理

按設計方案中采集時間要求，每次每小區隨機采集4～6個生長正常的青花菜植株樣品至少2 kg，去除外側腐壞葉片，用不銹鋼刀切成1～2 cm2大小碎塊，在不銹鋼盆中將其充分混勻，用四分法縮分樣品，分別裝入封口袋中，放入-20℃低溫冰柜中貯存。

1.3 提取與凈化

準確稱取10±0.01 g粉碎后樣品于50 mL離心管中，加入20 mL乙腈，混合均勻后用超聲波輔助提取15 min，加入6 g氯化鈉后劇烈搖動1 min，在3 000 r/min條件下低速離心5 min，取上清液10 mL，將其在35℃水浴中旋蒸近干。取5 mL丙酮/石油醚（1∶9，V/V）預淋弗羅里硅土固相萃取柱，后棄去淋洗液，用15 mL離心管接收洗脫液，隨后用15 mL丙酮/石油醚（1∶9，V/V）分3次將上述旋蒸樣品溶解并淋洗固相萃取柱，將盛有淋洗液的離心管于35℃旋蒸近干，然后用丙酮/石油醚（1∶9，V/V）定容至2.5 mL，在旋渦混合器上混勻，移入進樣瓶中，待測。

1.4 儀器條件

色譜柱：HP-5氣相色譜柱（30 m×0.32 mm×0.25 μm）。色譜柱溫度：起始溫度為150℃，以10℃/min速率升溫到270℃，保持4 min；載氣：高純氮氣；流速：恒流1.2 mL/min；檢測器溫度：300℃；進樣口溫度：280℃，不分流進樣，進樣量2 μL；甲氰菊酯相對保留時間：約為11.7 min。

1.5 標準曲線的建立

準確稱取甲氰菊酯標準品，用丙酮制成1 000 mg/L左右標準儲備液，逐級稀釋后配制成濃度為0.005、0.010、0.025、0.050、0.10、0.25、0.50、1.0和2.5 mg/L系列標準溶液，在1.4所述色譜條件下測定，以質量濃度為橫坐標，峰面積為縱坐標進行線性回歸方程擬合，繪制標準曲線。

1.6 添加回收率

分別在空白青花菜樣品中添加甲氰菊酯標準溶液，添加水平為0.010、0.30、3.0和10 mg/kg，每個水平重復5次，測定回收率。

1.7 數據處理

1.7.1 消解動力學分析

消解動態曲線使用一級動力學方程，按照式（1）擬合，半衰期按照式（2）計算。

式中：Ct為施藥后第t d時的農藥殘留量，mg/kg；C0為施藥后的原始沉積量，mg/kg；k為消解系數；t為施藥后時間，d；DT50為半衰期，即農藥殘留量消解50%的時間，d。

1.7.2 急性膳食攝入風險評估

采用JMPR推薦的方法[22]，按式（3）和（4）計算國際估計短期攝入量（IESTI）和急性風險商（RQa）。

式中：IESTI指國際估計短期攝入量，mg/(kg bw·d)；HR為農藥最高殘留量，mg/kg；v為變異因子（整個水果蔬菜單位重量大于250 g，除卷心菜外，v取值為5）；LP指大份餐即居民青花菜大份額消費量，kg/d；bw為消費人群平均體重，kg。ARfD為急性參考劑量，mg/(kg bw·d)。當RQa＞100%時，表示急性膳食暴露風險不可接受，數值越大，風險越大；當RQa≤100%時，表示急性膳食暴露風險可以接受。

1.7.3 慢性膳食攝入風險評估

采用國家農藥殘留標準審評委員會推薦的方法[23]按式（5）進行計算。

式中：STMR為農藥在某種食品中的規范殘留試驗中值，mg/kg；Fi為一般人群對該食品的消費量，kg；bw為中國人均體重，kg；ADI為農藥的每日允許攝入量mg/(kg bw)；RQc為風險商，%。當RQc≤100%時，表示其風險可以接受，RQc值越小，風險越??；當RQc＞100%時，表示有不可接受的慢性風險，RQc值越大，風險越大。

2 結果與分析

2.1 方法線性、精密度與準確度分析

參照NY/T 761—2008《蔬菜和水果中有機磷、有機氯、擬除蟲菊酯和氨基甲酸酯類農藥多殘留的測定》[14]中的第2部分：蔬菜和水果中41種有機氯和擬除蟲菊酯類農藥多殘留的測定，對甲氰菊酯在青花菜中的殘留分析方法進行了驗證。結果表明，在0.005～2.5 mg/L范圍內，甲氰菊酯線性方程為y=111 454x-960.48，R2=0.999 9。添加水平為0.010、0.30、3.0、10 mg/kg時，甲氰菊酯的平均回收率為99%、100%、89%和89%，相對標準偏差為4.5%、3.4%、5.4%和5.2%（表2），定量限為0.010 mg/kg。結果表明，本方法的線性、準確度和精密度均滿足農藥殘留分析方法的要求。

表2 甲氰菊酯在青花菜中的添加回收率和相對標準偏差

2.2 甲氰菊酯在青花菜中的消解動態

甲氰菊酯在青花菜中的殘留消解試驗在北京市、黑龍江省綏化市進行，分別為露地和大棚2種種植模式。兩地消解動態均符合一級動力學方程（表3），其中北京露地條件下的消解半衰期為4.3 d，黑龍江大棚條件下半衰期為8.1 d。兩地半衰期的差異不僅與兩地氣候有關，與種植模式也密切相關。在不同的露地和大棚栽培模式下，作物的生長環境不同，農藥的消解速率也存在差異。在露地條件下，作物表面的農藥受陽光、雨水等氣候因子的影響較大，而大棚是一個相對封閉的環境，受外部自然條件影響較小[24-25]。本試驗結果與丁悅等[26]報道的在黃瓜中啶蟲脒的消解試驗結果一致，大棚的消解半衰期為10.1 d，露地為9.7 d；鄭坤明等[24]對毒氟磷在西瓜中的殘留消解動態研究中得出，其半衰期在大棚中為6.0 d，在露地中為5.1 d；盧琦等[27]研究發現，蕹菜中吡蟲啉在大棚的消解半衰期為3.5 d，在露地中為2.3 d，即露地消解半衰期短于大棚。

表3 甲氰菊酯在青花菜中的消解動態

2.3 甲氰菊酯在青花菜中的最終殘留量

甲氰菊酯乳油在青花菜上的最終殘留試驗在北京市、安徽省宿州市、黑龍江省綏化市、廣東省廣州市、山東省淄博市、云南省昆明市開展。末次施藥后3、5、7、14 d采集的青花菜樣品中甲氰菊酯最終殘留水平如表4所示。在露地條件下，采收間隔期為3 d時殘留量為0.28～0.74 mg/kg，5 d時為0.20～0.52 mg/kg，7 d時為0.064～0.28 mg/kg，14 d時為0.014～0.092 mg/kg；在大棚條件下，采收間隔期為3 d時殘留量為0.68～2.1 mg/kg，5 d時為0.65～1.4 mg/kg，7 d時為0.10～1.4 mg/kg，14 d時為0.11～0.44 mg/kg。

由表4可知，隨著采樣間隔時間增加，甲氰菊酯在青花菜中的殘留量隨之下降。采收間隔期為3、5、7、14 d時殘留量均未超過我國規定的最大殘留限量值（5 mg/kg）。結合青花菜生長期，在本試驗施藥劑量和次數條件下，推薦安全間隔期為7 d。在相同施藥和采收條件下，大棚中甲氰菊酯的最終殘留量均明顯高于露地（表4）。研究發現，露地芥藍中吡蚜酮的原始沉積量及殘留量均低于大棚[24]，這與本試驗結果一致；腐霉利在菠菜中殘留行為的研究結果也表明，大棚樣品的殘留量顯著高于露地樣品[28]。

表4 甲氰菊酯在大棚和露地種植條件下最終殘留測定結果

2.4 甲氰菊酯在青花菜中的急性膳食風險評估

在推薦安全間隔期7 d時，甲氰菊酯在青花菜中的最高殘留量（HR）為1.4 mg/kg，急性參考劑量（ARfD）值為0.03 mg/(kg bw·d)[29]。

如表5所示，甲氰菊酯在一般人群和3～5歲兒童中的急性膳食暴露風險商（RQa）分別為89.3%和132%，表明其膳食暴露風險較高。其中，兒童暴露風險高于100%，表明其可能會對3～5歲兒童產生不可接受的風險。

表5 青花菜中甲氰菊酯對中國不同消費人群的急性膳食風險評估結果

2.5 甲氰菊酯在青花菜中的慢性膳食風險評估

GB 2763—2021中規定甲氰菊酯的ADI值為0.03 mg/kg bw[32]，本試驗中甲氰菊酯在青花菜中的殘留中值為0.48 mg/kg。甲氰菊酯在青花菜中對不同消費人群的慢性膳食風險評估結果如表6所示，甲氰菊酯在一般人群和3～5歲兒童中的慢性膳食暴露風險商分別為2.4%和4.4%，均小于100%，處于可接受水平，表明不會對一般人群的健康造成不可接受的風險，但兒童暴露風險較一般人群更高。

表6 青花菜中甲氰菊酯對中國不同消費人群的慢性膳食風險評估結果

3 結果與討論

本研究得出甲氰菊酯在露地的半衰期為4.3 d，在大棚的半衰期為8.1 d。推薦安全間隔期為7 d時，2種種植條件下甲氰菊酯在青花菜中的殘留量均小于我國食品安全國家標準GB 2763—2021[12]及美國標準、日本標準中的最大殘留限量。近年來，為了提高農作物產量，大棚種植規模越來越大[34]。本研究結果表明，青花菜中甲氰菊酯在大棚的最終殘留量顯著高于露地，因此在制定最大殘留限量值及推薦安全間隔期時更要關注大棚種植條件下的殘留水平。

膳食風險評估結果顯示，在一般人群和3～5歲兒童中，甲氰菊酯的急性膳食暴露風險商較高，而慢性膳食暴露風險商遠遠低于急性，處于可接受水平。此外，兒童暴露風險較一般人群更高。這一結果與孫瑞卿等[35]對蟲螨腈及其代謝物溴代吡咯腈在芥菜上的膳食風險評估結果一致，說明即使殘留量未超標也仍可能存在不可接受的急性膳食攝入風險，因此建議我國在進行農藥登記及制定、修訂食品中農藥最大殘留限量標準時，不僅要進行慢性膳食攝入風險評估，針對一些已制定ARfD值的農藥，還應同時考慮其急性膳食攝入風險[36]。另外應充分考慮低齡幼兒的膳食特殊性，將膳食消費數據細化至兒童生長期的不同階段，從而為保障我國居民的膳食安全提供更加詳盡的基礎數據。