小白菜中常用农药残留试验及膳食暴露评估

小白菜中常用农药残留试验及膳食暴露评估

卷心菜是中国消费者最喜欢的蔬菜品种之一。它在中国的许多地区种植，每年都可以上市。由于其生长时间长,农药使用相对频繁,叶片舒展程度高,叶片附着农药量相对较高,容易造成的农药残留超标问题已影响到膳食消费安全。我国《食品中农药最大残留限量(GB2763-2005)》标准中规定毒死蜱在叶菜类蔬菜中最大残留限量为0.1mg/kg,但对新农药茚虫威缺少限量指标。毒死蜱是生产中常用农药。ZHANG等研究了大田春白菜中毒死蜱、乐果等7种农药的残留动态,袁玉伟等报道了毒死蜱在甘蓝中的残留动态。茚虫威的作用机理完全不同于目前的各种杀虫剂,并且具有卓越的杀虫活性以及对非靶标生物低毒的特点,近年来在蔬菜生产中经常使用。龚勇等采用气相色谱法检测小白菜中的茚虫威残留,方法简单易行,符合残留分析要求。陈丽萍等研究了茚虫威在菜用大豆上的残留动态。然而目前仍未见毒死蜱和茚虫威在小白菜中的残留动态研究报道。为此,我们根据生产实际,同时进行了毒死蜱和茚虫威在小白菜中的残留动态研究;并结合小白菜的采收特点,对不同间隔期的残留进行了不同消费群体的短期和长期膳食暴露评估,以期能为小白菜的安全生产和消费者的安全消费提供依据。1材料和方法1.1剩余面积试验1.1.1供试品种及栽培方式试验于2008年11月25日～12月2日在绍兴市农业科学研究院基地的大棚内进行。供试小白菜品种为‘半高’,采用保护地栽培方式,于2008年11月1日直播。供试农药为48%毒死蜱(chlorpyrifos)EC(美国陶氏益农公司生产)、15%茚虫威(indoxacarb)SC(美国杜邦公司生产)。1.1.2农药残留分析试验共设5个处理:①15%茚虫威SC40.5g/hm2(有效成分含量,下同);②15%茚虫威SC81g/hm2;③48%毒死蜱EC540g/hm2;④48%毒死蜱EC1080g/hm2;⑤清水对照。小区面积15m2,3次重复。于2008年11月25日用手动背负式喷雾器喷洒药液至叶片表面均匀湿透,每小区用量为675L/hm2;分别于喷药后0d(药液干后),1,3,5,7d各取样1次,对照处理仅在喷药后0d取样,小白菜的每株鲜重为9.4～16.4g。在每小区除周边保护行之外的区域进行随机采样,10个以上采样点采样约1kg,去除明显腐烂、萎蔫、枯老的叶片。将样品立即暂存于冰箱内(-18℃以下),全部采样结束后一同进行农药残留分析。田间试验期间室外日平均气温4.7～11.7℃。1.2剩余分析1.2.1气相色谱仪试剂:乙腈、石油醚(60～90℃,重蒸)、丙酮、氯化钠、无水硫酸钠、弗罗里硅土(650℃烘烤4h,5%去离子水脱活)、毒死蜱标准品(纯度99.0%,美国Sigma公司提供)、茚虫威标准品(纯度99.0%,美国杜邦公司提供)气相色谱仪:菲尼根TraceGCUltra(具FPD及ECD检测器)。1.2.2样品的预处理和检测(1)气相色谱fpd准确称取20g(准确到0.01g)待测样品,加入70mL乙腈和10mL水,高速提取2min,抽滤。将滤液移入100mL具塞量筒中,加入氯化钠10～15g,用力振摇1min后静置30min,使其充分分层。准确量取上层乙腈液35mL,旋转蒸发器(40℃)浓缩至干,5mL丙酮定容,待测。气相色谱(FPD)检测条件:DB-1(30m×0.32mm×0.25μm);载气:N2,2mL/min;空气:115mL/min;H2:90mL/min。INJ·T:220℃;FPD·T:150℃;基座·T:300℃;程序升温:100℃,1min;20℃/min,260℃,5min;20℃/min,270℃,1min;进样1.0μL。(2)u3000石油醚氧化法提取方法与毒死蜱检测相同。净化步骤如下:准确量取上层乙腈液25mL,旋转蒸发器(40℃)浓缩至干,加入2mL石油醚溶解。称弗罗里硅土4g装入玻璃填充柱中(上下两端装2cm左右的无水硫酸钠),用20mL石油醚预淋。将样品提取液过弗罗里硅土柱,待上清液完全流出后,用50mL(石油醚∶丙酮体积比为9∶1)淋洗,淋洗液收集于50mL平底烧瓶中。然后在低于40℃的水浴中旋转蒸发至近干,氮气吹干,用5mL石油醚定容,待测。气相色谱(ECD)检测条件:DB-5MS(30.00m×0.32mm×0.25μm);载气为N2,2mL/min;INJ·T:280℃;DET·T:300℃;程序升温:100℃,1min;40℃/min至220℃,2min;20℃/min至260℃,1min;进样1.0μL。1.2.3添加不同浓度a.虫威的回收率和精密度采用外标法,保留时间定性,峰面积定量。空白小白菜中分别添加不同浓度的毒死蜱和茚虫威,其回收率分别为93%～103%和95%～105%,相对标准偏差分别为3.8%～6.8%和1.1%～5.9%(表1)。1.3风险商%农药的膳食暴露和风险评估采用下列公式:估计膳食暴露量(mg)=农药残留量(mg/kg)×食物摄入量(kg)(1)最大允许摄入量(mg)=ADI或ARfD(mg/kg.bw)×体重(kg)(2)本文中长期评估采用ADI(日允许摄入量),急性评估采用ARfD(急性参照剂量)。风险商(%)=估计膳食暴露量(mg)/最大允许摄入量(mg)×100(3)当风险商>100时,表示存在不可接受的较大风险,数值越大,风险越大;当风险商<100时,表示风险是可以接受的,数值越小,风险越小。2结果与分析2.1虫威在西瓜ml的残留限和最佳风险商图1表明,茚虫威在小白菜中的残留降解速度快,残留消解动态符合一级动力学方程。常量和加倍剂量时方程分别是C=7.9319×e-0.5382t(R2=0.9318)和C=11.252×e-0.4831t(R2=0.9448),半衰期T1/2分别为1.4和1.2d。常量和加倍剂量时0d的初始残留分别为3.88和5.68mg/kg,3d时分别为2.18和2.99mg/kg,而7d时则降低到0.42和0.82mg/kg。从CAC和欧盟等国关于茚虫威在白菜中最大残留限量(MRL)规定(表2)来看,0d时就符合美国MRL为12mg/kg的规定;第3天开始符合CAC的3mg/kg规定,7d后才达到日本的要求(1mg/kg)。我国目前没有小白菜中茚虫威MRL,借鉴CAC的限量要求,确定其安全间隔期大约为3d。膳食暴露评估用数据主要是农药残留量和食物消费量,长期暴露估计一般基于农产品的监测试验中位数残留(STMR)和不同群体的消费数据(表3);短期暴露估计基于残留试验的最高残留(HR)和不同群体的消费数据,然后将摄入量与该农药的ADI进行比较。按1.3节的方法,计算茚虫威在不同年龄消费群体的理论长期和短期风险商,数据见表4和表5。从表4可以看出,不同年龄群体的理论长期风险商有很大差别,幼儿的风险商相对高于成人。如茚虫威常量处理间隔5d,2～6岁的风险商高于100;而18岁以上成人的风险商仅为50左右。加倍处理时不同群体的风险商明显高于常量处理时不同群体的风险商,且从第7天开始不同群体的风险商都低于100。农药MRL与膳食暴露所产生的危害之间没有直接联系,如常量处理3d后按照CAC标准则符合限量要求,而中国蔬菜消费量评估表明其风险商都高于100。按照JMPR提供茚虫威对人体的ARfD为0.1mg/kgbw进行计算,无论是常量还是加倍剂量处理的不同间隔期,幼年消费者(2～10岁)的风险商高于成年人的50%左右,但不同年龄群体膳食暴露量的理论急性风险商都低于100;7d后的风险商都低于10,这说明小白菜中茚虫威的膳食风险还是比较小的(表5)。2.2不同群体的蔬菜需求风险商毒死蜱在小白菜中的残留试验结果见图2,残留消解动态符合一级动力学方程。常量和加倍剂量时方程分别为C=47.5×e-0.6003t(R2=0.9588)和C=51.697×e-0.5459t(R2=0.9576),半衰期T1/2分别为1.1和1.3d。虽然毒死蜱在小白菜中的降解半衰期较短,但由于其常量和加倍处理时分别为20.6和24.8mg/kg,降解7d后的残留分别为2.0和3.0mg/kg,均高于CAC、欧盟、美国和日本(分别为1.0,0.5,1.0和1.0mg/kg的限量标准),更高于我国现行0.1mg/kg的限量标准(表1)。根据不同年龄群体的蔬菜消费量(表3)和残留平均值(图2)计算毒死蜱的理论长期风险商,结果如表6。常量和加倍剂量处理不同间隔期时,所有群体的理论长期风险商都接近和高于100,且幼年消费者(2～10岁)的风险商要高于成年人的50%左右。如果长期摄入可能存在一定的膳食安全风险,应该采取措施降低小白菜中的毒死蜱残留量或者减少其消费量。表7表明,毒死蜱理论急性风险商在某种程度上可以接受。无论是常量还是加倍剂量处理时,间隔3d后不同年龄群体的急性风险商都低于100,且幼年消费者(2～10岁)的风险商也均高于成年人的约50%左右;而7d后,不同年龄群体的急性风险商范围分别是9.1～19.6和13.9～30.3。3虫威/死刑槲茚虫威和毒死蜱在小白菜中的残留试验表明,常量用药时的初始残留量分别为3.88和20.60mg/kg,具有很大的差异,而其半衰期差异不大,都为1.1～1.4d。如果达到相同的防治效果,茚虫威比毒死蜱在安全生产方面更具有推广价值,因为茚虫威更容易符合CAC、欧盟、美国和日本的MRL标准要求。我国毒死蜱在叶菜类的MRL为0.1mg/kg,但从小白菜中残留试验结果来看,常量用药时间隔期7d后的残留量为2.96mg/kg,远高于国家标准。袁玉伟等研究认为安全间隔期7d的情况下,毒死蜱在大棚菠菜中的残留量难于满足0.1mg/kg的要求。由此,毒死蜱限量标准缺少实际操作性,不适合用于生长期短的蔬菜;而茚虫威缺少限量标准,仍不能用于实际生产。暴露评估结果表明,不同间隔期时低年龄群体的茚虫威风险商约高于成人的50%,间隔期7d后的理论长期风险商均开始可以接受且低于100;而短期暴露评估表明所有群体在不同间隔期时的理论急性风险商都低于100,其风险均为可接受。JMPR根据GEMS/Food(全球环境监测系统/食品)的数据库对茚虫威进行国际急性膳食摄入评估,结论认为除了在甘蓝上使用茚虫威可能造成膳食风险外,其余均不会对公众造成健康危害。毒死蜱的理论风险商都明显高于茚虫威,且长期理论风险商基本都接近和高于100,而其急性风险商也在间隔期3d后才都可以接受。JMPR对毒死蜱