唑虫酰胺在西兰苔中的残留消解动态与膳食风险评估

吴 耀，章钢明，周成云，吴燕君，张 丹，董代幸，洪文英，*

(1.杭州市农业技术推广中心，浙江 杭州 310016； 2.杭州市富阳区农业技术推广中心，浙江 杭州 311400)

唑虫酰胺(tolfenpyrad)是原日本三菱化学公司开发的新型吡唑杂环类杀虫杀螨剂，杀虫谱广，以触杀为主，可用于防治多种螨类及鳞翅目、半翅目、双翅目、膜翅目和缨翅目等害虫，广泛用于蔬菜、茶叶、果树、花卉等作物的害虫防治[1]。唑虫酰胺结构见图1，唑虫酰胺属于昆虫线粒体复合物I电子传递抑制剂，通过抑制NADH脱氢酶，阻止能量代谢中的氧化磷酸化过程，有研究表明，其环境风险高，在水体和无氧环境中降解慢，对鱼类、水体无脊椎生物、鸟类和昆虫天敌风险高[2-4]。目前，该药剂单剂在国内正式登记的作物为甘蓝、靶标害虫为小菜蛾，其复配剂在3种作物3种靶标害虫上登记，并规定了其在结球甘蓝、大白菜、茄子上的最大残留限量(MRL)值均为0.5 mg·kg-1、在茶叶上的MRL值为50 mg·kg-1[5]，尚未制定其在西兰苔等作物上的MRL值。关于唑虫酰胺在甘蓝、茶叶、青菜上的残留消解动态已有报道[6-11]，尚未见其在西兰苔上的残留动态报道。此外，通过该药剂在西兰苔上的残留消解动态和最终残留量等综合性试验，进行膳食风险评估并制定其在生产实践中的应用技术尚未见报道。因此，本研究采用室内分析和田间试验相结合的方法，对唑虫酰胺在西兰苔上的残留消解规律进行研究，并对其膳食风险进行评估，制定其安全间隔期和综合应用技术，指导其在生产中的科学合理使用，也为其在西兰苔上MRL值的制定提供依据。

图1 唑虫酰胺结构示意图

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验条件与供试农药

试验条件：试验地位于杭州市富阳区场口镇联群村杭州绿禾源生态农业有限公司基地，试验时间2020年5月至6月。供试作物为西兰苔，露地栽培，地块水、肥条件良好，土壤为壤土，pH值4.85，有机质、有效磷、速效钾含量分别为19.87 g·kg-1、15.42 mg·kg-1、170.78 mg·kg-1，阳离子交换量5.38 cmol·kg-1，水溶性盐总量1.14 g·kg-1，全氮0.12%。

供试农药：15%唑虫酰胺悬浮剂，海利尔药业集团股份有限公司。

1.1.2 农药残留检测仪器、试剂和材料

仪器设备：液相色谱-串联质谱仪(LC-MS-MS)：LCMS8045(岛津)；电子天平(赛多利斯)；高速匀浆机(IKA)；ST16R 离心机(赛默飞)；漩涡混合器(TALBOYS)；旋转浓缩蒸发仪(BUCHI)；搅拌机(飞利浦)；离心管、移液器以及其它实验室常用仪器设备等。

试剂、耗材：甲醇(HPLC级，赛默飞)；乙腈(HPLC级，赛默飞)；甲苯(AR级，上海凌峰)；氯化钠(AR级，上海凌峰)；无水硫酸钠(AR级，上海凌峰)；水(一级)；微孔有机滤膜(0.22 μm)；氨基固相萃取柱(500 mg/6 mL，博纳艾杰尔)；唑虫酰胺标准品(纯度99.33%，德国Dr.Ehrensorfer公司提供)。

1.2 田间试验设计

1.2.1 消解动态试验

采用一次施药多次取样法。15%唑虫酰胺悬浮剂按2倍最高推荐剂量(有效成分225 g·hm-2)施药1次、3次重复，随机区组排列，小区面积20 m2，小区间设保护行，并以清水处理作为空白对照。施药处理分别于施药后1 h，以及1、3、5、7、10、14、17、21 d在每小区按对角线5点取样。对照处理仅在施药后0、7、21 d取样，四分法留样2 kg。样品按《农药残留试验准则》[12]进行处理。

1.2.2 最终残留量试验

设2个施药剂量：15%唑虫酰胺悬浮剂以最高推荐剂量(有效成分112.5 g·hm-2)和2倍最高推荐剂量(有效成分225 g·hm-2)两个施药浓度，分别施药2次和3次，每次施药间隔7 d。共4个处理每处理3次重复，另设清水处理作为对照。于末次施药后1、3、5、7、14、17、21 d采样。采样及处理方法同上。

1.3 样品分析方法

1.3.1 仪器测定条件

液相条件：色谱柱为WELCH UHPLCAQ-C18(2.1 mm×100 mm，1.8 μm)，柱温度为40 ℃，流速为0.25 mL·min-1，进样体积为1.5 μL，定量方法采用外标法，洗脱程序见表1。

表1 唑虫酰胺的梯度洗脱程序

质谱条件：电离方式为ESI+,毛细管电压为4.0 kV，雾化气流量为3.0 L·min-1，加热气流量为10.0 L·min-1，干燥气流量为10.0 L·min-1，加热模块温度为400 ℃，脱溶剂管温度为250 ℃，子源温度为300 ℃，测定方式为多重反应检测(multiple reaction monitoring，MRM)，测定参数见表2。定量方式采用外标法。

表2 唑虫酰胺的MRM参数

1.3.2 样品前处理

将试样去除叶，整棵切碎后放入搅拌机中，匀浆，放入聚乙烯瓶中，于-18 ℃下保存。准确称取20.00 g试样(精确至0.01 g)于100 mL离心管中，加入40 mL乙腈，用高速匀浆机在15 000 r·min-1匀浆提取1 min，加入5 g氯化钠，再匀浆提取1 min，在3 800 r·min-1离心5 min，取上清液20 mL，在40 ℃水浴中旋转浓缩至约1 mL，待净化。

在氨基固相萃取柱中加入约2 cm高无水硫酸钠，并放入下接鸡心瓶的固定架上。加样前先用4.0 mL乙腈+甲苯(3+1)预洗柱，当液面到达硫酸钠的顶部时，立刻加入样品浓缩液至净化柱上，并用新鸡心瓶接收滤液，再每次用2 mL乙腈+甲苯(3+1)洗涤样液瓶3次，并将洗涤液移入柱中。在柱上加上50 mL贮液器，用25 mL乙腈+甲苯(3+1)洗脱农药及相关化学品，合并于鸡心瓶中，并在40 ℃水浴条件下旋转浓缩至0.5 mL，将浓缩液置于氮气吹干仪上吹干，迅速加入10 mL的乙腈+水(3+2)混匀，用0.22 μm滤膜过滤后，待测。

1.3.3 标准曲线和线性范围

将唑虫酰胺标准储备液配制成0.02、0.1、0.5、0.8和1.5 mg·L-1的标准液，进样分析，以保留时间及离子丰度比定性，以峰面积定量。用外标法绘制出浓度/峰面积工作曲线做标准曲线。在经过优化的实验条件下，以峰面积对唑虫酰胺浓度作标准曲线，测定其线性回归方程为：Y=2.19×107X-3.69×104，R2=0.999 6，线性范围0.02～1.5 mg·L-1(图2)。

图2 唑虫酰胺溶剂标准曲线

1.3.4 方法的添加回收结果和灵敏度

在0.1 mg·kg-1的添加水平下，唑虫酰胺的平均回收率为73%～114%，检出限(LOD)为0.02 μg·kg-1。典型色谱图见图3。

a，空白样品图谱；b，样品添加回收图谱(添加浓度为0.1 mg·kg-1)；c，基质标样图谱(浓度为0.5 mg·L-1)。

1.4 膳食摄入风险评估

以风险商值(risk quotient， RQ)作为膳食摄入风险的评估值[13-14]，可为农药最大残留限量的建议值提供依据。当风险商RQ>1时，表示存在不可接受的较大风险，数值越大，风险越大；RQ≤1时，表示风险是可以接受的，数值越小，风险越小[15]。RQ值由下列公式计算得出：

VEED=VCRL×VFI÷mbw；

(1)

VRQ=VEED÷VADI。

(2)

式(1)和(2)中：VEED为估计暴露量(estimated exposure dose，EED)的值，mg·kg-1；VCRL为消解动态试验和最终残留量试验中测定的西兰苔中唑虫酰胺残留量(CRL)的值，mg·kg-1；VFI为每日食物摄入量(food intake，FI)的值，kg；mbw为体重，kg；VRQ为风险商(risk quotient，RQ)的值，mg·kg-1；VADI为每日允许摄入量(acceptable daily intake，ADI)的值，mg·kg-1。

2 结果与分析

2.1 唑虫酰胺在西兰苔上的消解动态

按试验设计进行操作和取样测定，得到露地栽培条件下15%唑虫酰胺悬浮剂在西兰苔上的残留消解动态结果(图4)。结果表明：唑虫酰胺在西兰苔中的残留量随时间延长而逐渐降低，其消解过程符合动力学一级降解模型。按225 g·hm-2的施药剂量施药1次，唑虫酰胺在西兰苔中的原始沉积量为0.876 7 mg·kg-1，药后21 d西兰苔中唑虫酰胺的残留量低于仪器检测限值(ND)。应用SPSS17.0软件拟合降解动态曲线，其消解动态方程为C=0.5618e-0.2068t(R2=0.980 7)，消解半衰期为3.35 d。

图4 唑虫酰胺在西兰苔中的消解动态

2.2 唑虫酰胺在西兰苔上的最终残留量及安全使用技术

试验结果见表3，参照日本肯定列表规定的唑虫酰胺在西兰花上的MRL值标准(1 mg·kg-1)[16]， 15%唑虫酰胺悬浮剂以112.5 g·hm-2的剂量施药2次，药后3～21 d符合标准，施药3次则药后7～21 d符合标准；以225 g·hm-2的剂量施药2次、3次，均在药后14～21 d符合标准。由于我国尚未制定唑虫酰胺在西兰苔上残留标准，参照该药剂在甘蓝上的MRL值(0.5 mg·kg-1)[5]，本研究中以112.5 g·hm-2的剂量施药2次，药后5～21 d符合标准，施药3次处理下药后14～21 d符合标准；以225 g·hm-2的剂量施药2次、3次，分别在药后14～21 d、药后17～21 d符合标准。说明唑虫酰胺在西兰苔中的残留量受施药次数、施药量的影响，相同施药次数下，残留量与施药剂量之间呈正相关。因此，生产中应根据施药情况的差异调整相应的安全间隔期。为保障农产品质量安全，建议15%唑虫酰胺悬浮剂防治西兰苔虫害时，按常规喷雾方法以有效成分112.5 g·hm-2的剂量施药2次，露地栽培条件下在西兰苔上的安全间隔期为5 d；随着施药次数或施药剂量的增加，唑虫酰胺的残留量上升快，残留超标风险增大，建议该药剂每季作物最多使用2次。

表3 唑虫酰胺在西兰苔上的最终残留量

2.3 膳食暴露评估

为科学评估唑虫酰胺在生产中的应用风险，本研究按照1.4节方法对其膳食暴露风险进行评估，其中该药剂每日允许摄入量(ADI值)为0.006 mg·kg-1[5]；有关资料显示，我国人均膳食结构中蔬菜的每日摄入量成人为300～500 g[17]，FI值以500 g计算，我国人均体重以63 kg计算[18]，测得唑虫酰胺的估计暴露量和风险商结果列于表4。按照消解动态试验所设施药剂量施药1次，药后1 h风险商RQ值为1.157，药后1～17 d，西兰苔中唑虫酰胺的风险商值RQ均小于1，处于可接受水平。按照最终残留量试验所设用药方法，以112.5 g·hm-2的剂量施药2次，药后1 d风险商RQ>1，存在较大膳食风险，药后3～21 d膳食风险属于可接受水平，施药3次则药后1～5 d风险商RQ>1，药后7～21 d膳食风险处于可接受水平；以225 g·hm-2的剂量施药2～3次，药后1～7 d均存在较大膳食风险，药后7～21 d风险商RQ<1。表明露地栽培条件下，唑虫酰胺以有效成分112.5 g·hm-2的剂量施药2次，药后3 d起对消费者的膳食健康风险低，施药3次则药后7 d起膳食健康风险低。

表4 唑虫酰胺在西兰苔中的膳食风险评估

3 讨论

本研究结果表明，按225 g·hm-2的剂量施药1次，唑虫酰胺在西兰苔中的残留消解动态符合动力学一级降解模型，其消解半衰期为3.35 d，该结果与史梦竹等[9]报道的上海青(4.6 d)、陈峰等[8]报道的茶叶(6.08～6.54 d)相比，半衰期短，可能与作物的种类、栽培方式、试验期天气情况、试验地环境条件等因素有关。在土壤环境类似的情况下，光、热等物化因素是影响农药消解效率的主要因素，因此不同种植条件下该药剂在同种蔬菜上的残留特点可能有差异[19]。露地栽培条件下开阔无遮拦、直射光照强，易受天气状况的干扰，而设施条件下田间环境相对封闭，受雨水冲刷等自然因素的影响相对较少，农药残留消解速度减慢[20]。本研究考察了露地栽培条件下唑虫酰胺在西兰苔中的残留特点，在设施条件下使用该药剂时安全间隔期应适当延长，其安全间隔期的研究制定有待进一步试验。

食品安全是公众关注的重点问题，也是影响农产品生产和出口的关键问题之一，因此开展农药的膳食风险评估很有必要[15]。唑虫酰胺在蔬菜生产中应用广泛，本研究对该药剂在西兰苔上的膳食摄入风险评估结果表明，按以225 g·hm-2的剂量施药1次，药后1 h～17 d风险商值RQ均小于1，施药2～3次则药后1～7 d均存在较大膳食风险；以112.5 g·hm-2的剂量施药2次，药后3 d起膳食风险处于可接受水平，说明生产中合理使用该药剂，对消费者的膳食摄入风险较低。本研究仅以西兰苔为唑虫酰胺的单一暴露途径，日常生活中居民在摄入其他蔬菜及水果、茶叶时也可能接触该药剂[8-11]，因此唑虫酰胺在其他食物中的膳食摄入风险以及对居民健康的影响仍需进一步通过试验进行评估，从而为制定其残留限量标准及安全使用准则提供更完善的参考。

GB2763—2021食品安全国家标准尚未制定西兰苔上唑虫酰胺的MRL，该药剂在较相关的作物甘蓝上规定的MRL值为0.5 mg·kg-1[5]。最终残留量试验结果表明，唑虫酰胺按112.5 g·hm-2的剂量在西兰苔上施药2次，最后1次施药后5～21 d，残留量为0.470 7～0.012 1 mg·kg-1，低于中国规定的唑虫酰胺在甘蓝上的MRL值，但农药残留风险与施药次数、施药剂量呈正相关，施药次数多、施药剂量大则残留量上升明显、残留超标风险加大。因此，生产中使用该农药时，应加强施药剂量和施药次数的控制，并注意与其他不同作用机理的杀虫剂轮换交替使用，以延缓抗药性的产生。

4 结论

综上所述，唑虫酰胺在西兰苔中的消解半衰期为3.35 d；根据最终残留量研究及参考MRL值，建议生产中采用15%唑虫酰胺悬浮剂以有效成分112.5 g·hm-2用药，每季最多使用2次，在露地栽培西兰苔上安全间隔期为5 d，在此情况下居民由西兰苔摄入唑虫酰胺的膳食风险较低。本研究基于一年一地的试验对西兰苔上施用唑虫酰胺后的残留特点进行了分析评估，为进一步提升试验结果的准确性，还需要扩大作物种类进行不同生境和不同种植条件下的残留试验研究，以制定并完善适应各地区的农药合理使用准则。