环氟菌胺在小麦生态系统中的残留消解及膳食风险评估

蔡光辉 马婧玮 吴艳兵

摘要 建立了环氟菌胺在小麦植株和麦田土壤中的残留检测方法，并对其在小麦中的残留量进行了膳食摄入评估。样品中环氟菌胺经乙腈提取，氨基固相萃取柱净化，气相色谱检测，外标法定量。结果表明：在0.02～10 mg/kg添加水平下，环氟菌胺在小麦植株、小麦籽粒和土壤中的平均回收率在78%～119%之间，相对标准偏差在0.63%～14%之间。小麦植株、小麦籽粒和土壤中环氟菌胺最低检测浓度（LOQ）均为0.02 mg/kg。环氟菌胺在小麦植株中的消解符合一级动力学方程，半衰期为1.5～5.1 d。按推荐有效剂量132 g/hm2施药，在30～50 d采收间隔期环氟菌胺的残留量均<0.2 mg/kg。环氟菌胺的普通人群国家估计每日摄入量（NEDI）是0.002 77 mg，占日允许摄入量（ADI）的6.93%左右，认为对一般人群健康不会产生不可接受的风险。

关键词 环氟菌胺; 小麦; 残留检测; 膳食摄入评估

中图分类号： TQ 450.26

文献标识码： A

DOI： 10.16688/j.zwbh.2019433

Abstract A method for the determination of cyflufenamid residues in wheat and soil was developed using gas chromatography. The dietary risk for Chinas population was evaluated based on the data of cyflufenamid residues in wheat. Cyflufenamid was extracted by acetonitrile and purified by NH2 column. The samples were detected by gas chromatography and quantified by using the external standard method. At the fortified level of 0.02-10 mg/kg， the average recoveries of cyflufenamid in wheat plants， wheat seeds and soil varied from 78% to 119%， with a relative standard deviation of 0.63%-14%. The limit of quantification （LOQ） of cyflufenamid in wheat plants， wheat seeds and soil was 0.02 mg/kg. The dissipations of cyflufenamid in wheat plants were consistent with the first-order kinetic equation with a half-life of 1.5-5.1 d. According to the recommended effective dose of 132 g/hm2， the residual amount of cyflufenamid was less than 0.2 mg/kg during the harvest interval of 30-50 d. The national estimated daily intake （NEDI） of cyflufenamid was 0.002 77 mg， accounting for about 6.93% of the daily ADI. The potential health risk induced by cyflufenamid was not significant based on the trial data of supervised residues.

Key words cyflufenamid; wheat; residue determination; risk assessment of dietary residue intake

環氟菌胺化学名称为（Z）-N-[α-（环丙甲氧亚氨基）-2，3-二氟-6-（三氟甲基）苄基]-2-苯乙酰胺，英文通用名为cyflufenamid，分子式为C20H17F5N2O[1-2]2。由日本曹达株式会社2002年在日本登记，2003年上市。该药为酰胺类杀菌剂，主要用于防治各种农作物的白粉病，生化机制还不清楚，环氟菌胺通过抑制吸器的形成和发展，二次菌丝的生长及分生孢子的形成而起到显著的杀菌作用[3]。环氟菌胺是具有预防活性的杀菌剂，高剂量使用具有治疗活性。

国内外文献对环氟菌胺报道较多的主要是其环境行为和在食品、蔬菜及水果中残留的检测方法。魏海峰[4]报道了环氟菌胺化学降解、光降解、土壤降解、土壤吸附与解吸附、土壤中迁移等环境行为。吴文铸等[5]报道了环氟菌胺在不同土壤和水-沉积物体系中的降解特性，发现环氟菌胺在土壤中较稳定，在水-沉积物系统中主要分布于沉积物中，对水体和土壤环境存在潜在风险。朱莉萍等[6]报道了蔬菜及水果中环氟菌胺气相色谱的多残留检测方法;杨雯筌等[7]报道了气相色谱-负化学离子源质谱检测胡萝卜中环氟菌胺残留量;李立等[8]报道了气相色谱-质谱检测菠萝、花生、玉米、紫苏和茶叶中环氟菌胺残留量;姜桦韬等[9]报道了液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）检测糙米中环氟菌胺残留的分析方法;陈小龙等[10]报道了蔬菜、水果中环氟菌胺残留量的液质联用检测方法。国内外关于小麦及小麦植株中环氟菌胺的残留检测方法、残留安全性评价及小麦中残留膳食摄入评估未见报道。本试验建立了气相色谱测定小麦籽粒及其植株中环氟菌胺的残留检测方法，对小麦中的环氟菌胺残留量进行测定，对膳食摄入风险进行评估，为评价环氟菌胺在小麦上的残留安全提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试农药为11%环氟菌胺·戊唑醇悬浮剂（SC），由江苏龙灯化学有限公司提供;供试作物小麦品种河南为‘花培5号，黑龙江2015年为‘龙辐18，2016年为‘龙辐19，北京为‘农大211。

1.2 试验方法

1.2.1 田间试验设计

参照《农药残留试验准则》（NY/T 788-2004）的规定[11]，于2015年和2016年分别在河南省新乡市平原新区王村、黑龙江省哈尔滨市南岗区红旗乡和北京市通州区漷县镇侯黄庄村进行了环氟菌胺在小麦上的残留消解动态和最终残留试验。试验设低剂量（有效成分66 g/hm2）区、高剂量（有效成分99 g/hm2）区、另设清水空白对照和消解动态试验区，处理间设保护带。试验设计、样品采集及制备、样品贮存见参考文献[12-14]。

1.2.2 消解动态试验

消解动态试验设1个处理，3个重复。小麦返青期施药（有效剂量为132 g/hm2），按用药量兑水均匀喷雾2～3遍。小麦植株样本的采集：在施药后2 h及1、3、5、7、10、14、21、28、35、45 d，随机在试验小区内用剪刀剪取地表以上的全株1 kg以上。于施药前及施药后21 d分别在对照小区内采集小麦植株对照样品。

土壤消解动态试验与植株中消解动态试验同时进行。在试验区附近，选一块50 m2的地块，单独施药（有效剂量为7 333.3 g/hm2），施药后2 h及1、3、5、7、10、14、21、28、35、45、60、90 d采样，方法为用土钻采用棋盘取样或随机取样20个点，重量在1 kg左右，于施药前及施药后21 d分别在对照小区内采集土壤对照样品。

1.2.3 最终残留试验

设两个施药剂量：低剂量和高剂量。低剂量有效成分为66 g/hm2，高剂量有效成分为99 g/hm2。各设2次和3次施药，每个处理设3次重复，小区面积30 m2，按照试验设计时间进行茎叶喷雾，施药间隔期为10 d。末次施药后间隔30、40、50 d分别采集小麦植株、小麦粒及土壤样本。另设清水空白对照，处理间设保护带。收获时采集小麦和土壤的对照样品。

1.3 样品制备与分析

1.3.1 样品制备

将田间采回的小麦植株样本剪成1 cm以下的小段或切碎，小麦穗脱粒后用粉碎机磨成粉;田间取回的土壤样品去除杂草、碎石。样品均经过充分混匀后，用四分法缩分后留样，小麦植株、籽粒为250 g，土壤为500 g，低温（-20℃）保存。

1.3.2 分析方法

1.3.2.1 试剂与仪器

试剂：环氟菌胺标准品（纯度99.0%），德国Dr.Ehrenstorfer公司;乙腈（色谱纯）、丙酮（分析纯）、正己烷（色谱纯）、乙酸乙酯（色谱纯）、氨基固相萃取柱，赛默飞世尔科技公司，美国;氯化钠（分析纯，140℃烘烤4 h），天津市科密欧化学试剂有限公司，天津;超纯水。

仪器：气相色谱仪（岛津2010plus，配备ECD检测器）;水浴恒温振荡器（金坛市杰瑞尔电器有限公司）;超声波清洗仪（昆山KQ-5200）;电加热板（Lab Tech EH-20B）;离心机（湘仪L-550）;烘箱（齐欣DHG-9070A）;电子天平、精密移液枪以及其他实验室常用仪器设备。

1.3.2.2 样品前处理

小麦植株的净化：准确称取小麦植株样品1000 g （精确至0.01 g）于200 mL玻璃瓶中，加30 mL水，50 mL乙腈，于恒温振荡器下振荡1 h后过滤至含有10 g氯化钠的具塞量筒中，剧烈振荡，随后静置1 h，取上清液25 mL于40℃电加热板加热至近干，待净化。

土壤和小麦籽粒净化：称取约5.00 g土壤样品于150℃烘至恒重，测定土壤中的含水量。准确称取土壤和小麦籽粒样品各10.00 g（精确至0.01 g）于100 mL离心管中，加10 mL水，30 mL乙腈，于恒温振荡器下振荡1 h后加入5 g氯化钠，盖上盖子涡旋30 s，静置1 h，于5 000 r/min离心5 min，取上清液15 mL于40℃电加热板加热至近干，待净化。

1.3.2.3 净化

将蒸干的残留物用5 mL正己烷∶丙酮∶乙酸乙酯（1∶1∶1，体积比）溶解，加入已经过5 mL正己烷∶丙酮∶乙酸乙酯（1∶1∶1，體积比）预淋洗的氨基固相萃取柱，收集淋洗液，再用15 mL正己烷∶丙酮∶乙酸乙酯（1∶1∶1，体积比）分3次洗脱，合并淋洗液，于40℃蒸干，用正己烷定容至2 mL，过0.22 μm滤膜，待测。

1.3.2.4 仪器条件

气相色谱仪：岛津2010-plus;色谱柱：RTX-5（30 m×0.25 mm×0.25 μm）;检测器：ECD;进样口温度：260℃，分流进样;检测器温度：300℃;分流比：30∶1;气体流量：载气（N2）3 mL/min;尾吹气（N2）30 mL/min;进样量：1 μL;柱温：180℃以20℃/min升至260℃保持10 min。

1.4 长期膳食摄入风险评估

采用常用的估算消费者长期膳食暴露量的方法即国家估计每日摄入量（national estimated daily intake， NEDI）。NEDI按公式（1）计算，对应的风险商（risk quotient，RQ）按公式（2）计算，风险商的倒数称为安全系数（safety factor，SF）。当 RQ≤1 时，表示慢性风险可以接受，RQ 越小，风险越小;当RQ>1时，表示有不可接受的慢性风险，RQ 越大，风险越大。

式中：NEDI的单位为μg/（kg·d）;STMRi（supervised trials median residue）指第 i 级农产品的规范试验残留中值，单位为mg/kg;Fi为不同人群对第 i 级农产品的膳食消费量（food intake），单位为 g/d;bw 为人群平均体重，单位为kg。ADI（acceptable daily intake）为每千克体重的每日允许摄入量，单位为 mg/（kg·d）。

2 结果与分析

2.1 方法的准确性、精密度和灵敏度

称取一定量的环氟菌胺标准品，用正己烷溶解定容制成1 000 mg/L的母液，再逐级稀释为0.05、0.1、0.5、1、2 mg/L的标准溶液。以浓度（y，mg/L）-峰面积（x）作标准曲线，线性方程为y=175 183.02x+17 363.93，R2=0.99，环氟菌胺的最小检出量为5×10-14g。

在小麦植株、土壤和小麦籽粒的空白对照样品中添加不同浓度的环氟菌胺标准溶液，摇匀，放置2 h后按照1.3提取方法处理。结果表明，添加浓度在0.02～10 mg/kg范围内，环氟菌胺在土壤、小麦植株和小麦籽粒的平均回收率分别为78%～103%、91%～119%和85%～99%。相对标准偏差分别为29%～9.5%、0.63%～14%和0.77%～53%。环氟菌胺在小麦植株、土壤和小麦籽粒中的最低检测浓度均为0.02 mg/kg，符合残留分析要求。

2.2 残留消解动态

2015年和2016年环氟菌胺在小麦植株中消解动态见表1。由表可知，三地环氟菌胺在小麦植株中的消解动态均符合一级动力学方程式，2015年和2016年河南省试验点环氟菌胺在小麦植株中的原始沉积量分别为0.17 mg/kg和0.54 mg/kg，消解半衰期分别为5.1 d和3.4 d;黑龙江省试验点环氟菌胺在小麦植株中2015年和2016年的原始沉积量分别为7.60 mg/kg和4.80 mg/kg，消解半衰期分别为1.5 d和2.0 d;北京试验点环氟菌胺在小麦植株中2015年和2016年的原始沉积量分别为0.48 mg/kg和0.74 mg/kg，消解半衰期分别为1.5 d和2.2 d。

河南省试验点环氟菌胺在土壤中2015年和2016年的原始沉积量分别为0.41 mg/kg和0.68 mg/kg;黑龙江省试验点环氟菌胺在土壤中2015年和2016年的原始沉积量分别为0.40 mg/kg和0.26 mg/kg;北京市试验点环氟菌胺在土壤中2015年和2016年的原始沉积量分别为0.33 mg/kg和0.20 mg/kg。结果表明：环氟菌胺在土壤中的残留降解较慢，无明显降解趋势，无法拟合出消解曲线，不能计算其半衰期。

2.3 小麦植株、籽粒和土壤中环氟菌胺的最终残留量

2015年-2016年，11%环氟菌胺·戊唑醇悬浮剂以低剂量66 g/hm2和高剂量99 g/hm2于小麦白粉病发病期施药2～3次，最后1次施药后30、40、50 d采集小麦植株、土壤和小麦籽粒分析检测。试验结果如表2，河南小麦植株中环氟菌胺最终残留量的范围为<0.02～0.271 mg/kg、黑龙江小麦植株中环氟菌胺最终残留量的范围为<0.02～0074 mg/kg、北京小麦植株中环氟菌胺最终残留量的范围为<0.02～0.077 mg/kg，三地小麦籽粒和土壤中环氟菌胺最终残留量均<0.02 mg/kg。

2.4 环氟菌胺膳食风险评估

我国和国际食品法典委员会均未制定环氟菌胺的最大残留限量[15]。如果没有合适的STMRi值，可以使用相应的最大残留限量值。参考卫生部2002年发布的中国不同人群消费膳食分组食谱，我国城乡居民的面粉及其制品的每日摄入量为0.138 5 kg。本试验中小麦籽粒的三地残留量均在0.02 mg/kg以下。我国规定环氟菌胺的每日允许摄入量（ADI）为0.04 mg/kg，我国居民的平均体重为63 kg，根据1.4中公式（1）和（2）可计算出环氟菌胺普通人群的国家估计每日摄入量是0.002 77 mg，

占日允许摄入量的6.93%左右，认为环氟菌胺在小麦中的残留对一般人群健康的影响在一个可接受的风险水平。

3 讨论

从两年三地环氟菌胺在小麦和土壤中的残留消解试验结果可以看出，环氟菌胺在黑龙江和北京试验点的小麦植株的消解半衰期较为相近，分别为15～2.0 d和1.5～2.2 d，而河南试验点环氟菌胺在小麦植株中的消解半衰期为3.4～5.1 d。三地环氟菌胺在土壤中的残留降解较慢，试验期内无明显降解趋势，暂无法获得其半衰期。环氟菌胺在三地土壤中的原始沉积量较为相近，但在小麦植株中河南试验点与其余两地试验点消解半衰期差异较明显。推测可能与三地的气温，降雨量，空气湿度有差异有关。据报道环氟菌胺在环境中的降解与降雨、光照有很大关系，在土壤中的降解与含水量、温度、微生物的种类、土壤pH以及有机质的含量等因素有很大关系[4]。在同一地的小麦植株上，当施药剂量和采收间隔期相同时，残留量随着施药次数的增加而增加。

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（责任编辑：杨明丽）