代森锌在胡萝卜和豌豆中的残留行为研究及安全性评价

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  摘要 [目的]探明代森锌在胡萝卜和豌豆中的残留量及残留消解。[方法]进行1年6地田间试验。消解动态试验按代森锌1 800 g a.i./hm2(推荐最高剂量的1.5倍)施药,于施药后0、1、2、3、5、7、10、14、21、28、35 d 采集胡萝卜植株和豌豆荚样品;最终残留试验按代森锌1 800 g a.i./hm2(推荐最高剂量的1.5倍)和1 200 g a.i./hm2(推荐最高剂量)施药,喷雾施药3~4 次,施药间隔7 d,距末次施药后间隔7、14、21 d 采样胡萝卜样品;5、7、10 d 采集豌豆荚样品;21、28、35 d 采集豌豆样品。[结果]田间消解动态试验表明,代森锌在胡萝卜植株和豌豆荚中消解较快,半衰期分别为4.1~8.5和3.9~4.5 d。胡萝卜中代森锌的最终残留量在0.032 4~1.830 0 mg/kg,豌豆荚中代森锌的最终残留量在<0.055~1.980 mg/kg,豌豆中代森锌的最终残留量均小于方法定量限(0.055 mg/kg)。[结论]参考我国和欧盟制定的代森锌在农作物中制定的最大残留限量,建议胡萝卜中安全间隔期为7 d,带荚豌豆安全间隔期为10 d,豌豆安全间隔期为21 d。
  关键词 代森锌;胡萝卜;豌豆;残留量;安全评价
  中图分类号 S481+.8  文献标识码 A  文章编号 0517-6611(2020)21-0210-03
  Abstract [Objective]To make clear the residue and the residual digestion of zineb in carrot and peas.[Method]Conduct field trials in 6 fields for 1 year.For dissipation trial, carrot plants and pea pods were collected at 0,1,2,3,5,7,10,14,21,28,35 days after application at dosage of 1 800 g a.i./hm2 (1.5 times recommended concentrations). For final residue trial, zineb was applied 3-4 times and the spraying interval 7 d at 1 800 g a.i./hm2 (1.5 times recommended concentrations) and 1 200 g a.i./hm2 (recommended concentrations), respectively. Carrots were sampled at 7, 14, 21 d after application. Pea pods and peas were sampled at 5, 7, 10 d and 21, 28, 35 d after application, respectively. [Result]The field digestion dynamic test showed that zineb was digested quickly in carrot plants and pea pods, halflife values(t1/2) were 4.1-8.5 d in carrot plants and 3.9-4.5 d in pea pods, respectively. The ultimate residues of zineb in carrots were 0.032 4-1.830 0 mg/kg. The ultimate residues of zineb in pea pods were <0.055-1.980 mg/kg. The residues of zineb in peas were all less than the limit of the method(0.055 mg/kg). [Conclusion]Referring to the maximum residue limits of zineb in crops established by China and EU, the safe interval of 7 days in carrots, 10 days in pea pods and 21 days in peas are suggested.
  Key words Zineb;Carrot;Pea;Residue;Safety assessment
  基金項目 农业农村部农业行业标准制定与修订项目(14192019);山东省农业科学院农业科技创新工程(CXGC2018E19)。
  作者简介 冯义志(1985—),男,山东潍坊人,工程师,硕士,从事农药残留分析工作;李瑞娟(1978—),女,山东金乡人,副研究员,硕士,从事农药残留分析研究。冯义志和李瑞娟是共同第一作者。*通信作者:于建垒,研究员,从事农药残留分析、农药安全使用研究;梁林,高级工程师,硕士,从事农药残留分析研究。
  收稿日期 2020-04-12;修回日期 2020-04-27
  代森锌(zineb)属乙撑双二硫代氨基甲酸盐(EBDCs)类杀菌剂,对霜霉病菌、晚疫病菌和炭疽病菌有较好防效,可用于防治果树、蔬菜、花生、茶叶等作物的多种病害[1]。但其环境毒性令人担忧,已有研究表明其在植物、土壤和动物体内的残留,可能会致癌、诱导有机体突变或者致畸[2-4]。因此,许多国家和组织已先后制定了代森锌在农产品中的最大残留限量(MRL)标准[5-7],我国食品安全国家标准(GB 273—2019)[8]也已经制定了代森锌在芦笋、马铃薯、西瓜等30余项限量标准。   研究农药使用后在农作物中的残留和消解,对于农药的安全使用具有重要意义。目前,有关代森锌在农作物中残留消解的研究涉及作物主要有苹果[9]、小白菜[1]、柑橘[10]和芦笋[11]。研究表明,代森锌在不同作物中残留量及消解情况差异较大。贺敏等[9]研究表明代森锌在苹果上的降解半衰期为20.4~36.5 d,而郑坤明等[1]研究表明代森锌在小白菜上的降解半衰期为1.8~2.4 d。为明确代森锌在豌豆和胡萝卜中的残留和消解情况,笔者研究了80%代森锌可湿性粉剂在豌豆和胡萝卜中的残留消解动态和最终残留,为其安全使用提供科学依据,并对评价代森锌的环境安全性具有很重要的意义。
  1 材料与方法
  1.1 材料
  气相色谱仪(GC-2010),配FPD(S)检测器;多功能食品加工机(XBLL-25A),上海帅佳电子科技有限公司;電子天平,上海精密科学仪器有限公司;离心机,上海安亭科学仪器厂。
  氯化亚锡(分析纯,上海广诺化学科技有限公司);抗坏血酸(分析纯,国药集团化学试剂有限公司);盐酸(分析纯,烟台双双化工有限公司);正己烷(色谱纯,Thermo Fisher Scientific)。
  代森锌标准品(纯度为83%),购自Dr. Ehrenstor fer GmbH。
  称取盐酸500 g至广口瓶中,用去离子水稀释,加入20 g SnCl2溶解并定容至1 L得5 mol/L SnCl2-HCl溶液。
  1.2 田间试验设计
  按照《农药残留试验准则》[12]和《农药登记残留田间试验标准操作规程》[13]要求设试验小区,小区面积30 m2,重复3次,小区间设保护带。试验时间:2018年;试验地点:山东省济南市、安徽省宿州市、湖南省桃江县、内蒙古乌兰察布市、广东省广州市和吉林省吉林市。80%代森锌可湿性粉剂在胡萝卜和豌豆上防治多种病害的推荐使用剂量(有效剂量,下同)960~1 200 g/hm2,在发病前期或初期,茎叶喷雾施药2~3次,施药间隔7 d。
  1.2.1 消解动态试验。
  消解动态按1 800 g/hm2于胡萝卜和豌豆生长期,喷雾1次施药。分别于施药后当天(施药后0 d)、1、2、3、5、7、10、14、21、28、35 d采集胡萝卜植株和豌豆荚样品。在试验小区内用随机的方式采样,每次每小区在10个以上采样点采集2 kg以上生长正常的样品,去除明显腐坏、萎蔫、枯老部分的茎叶,装入样本容器中包扎妥当。将田间采集的样本用不锈钢刀切成1~2 cm大小的碎块,并于不锈钢盆中充分混匀。用四分法缩分样品,分取2份150 g的样品,分别装入封口袋中,并贴好标签,放入-20 ℃低温冰柜中贮存。
  1.2.2 最终残留试验。
  设2个施药剂量:低剂量(1 200 g/hm2)、高剂量(1 800 g/hm2),各设3次和4次施药,施药间隔7 d。末次施药后间隔7、14、21 d采集胡萝卜样品;5、7、10 d采集豌豆荚样品,21、28、35 d采集豌豆籽粒样品。样品制备同动态样品。
  1.3 前处理方法
  准确称取捣碎样品5.0 g于50 mL顶空瓶中,依次加入0.05 g抗坏血酸、5 mL水、20 mL 5 mol/L的SnCl2-HCl 溶液和5 mL正己烷,迅速用聚四氟乙烯和硅胶垫密封,放85 ℃水浴中反应2 h,每隔15 min摇晃15 s,反应完成后冷却至室温,吸取上层有机相过0.22 μm微孔滤膜,待测。
  1.4 色谱条件
  色谱柱:SH-Rt-Silica BOND(30 m×0.2 mm×0.32 μm);进样口温度:150 ℃;柱温:80 ℃保持1 min,以10 ℃/min升至250 ℃;检测器温度:250 ℃,氢气:60 mL/min、空气:70 mL/min;进样量:1 μL;不分流进样;总流量:19.5 mL/min;柱流量:2.05 mL/min;控制方式:线速度。
  1.5 结果计算及反应原理
  代森锌既不溶于水也不溶于大多数有机溶剂,直接检测母体难度大,目前国际和国内针对其在农产品上的检测大多是采用顶空技术,即以二硫化碳的检测量计算。因此各国制定的代森锌在农作物中的最大残留限量均以二硫化碳含量表示。该研究中代森锌在胡萝卜和豌豆中的残留量均以二硫化碳含量表示。
  酸性和恒温加热条件下,代森锌与氯化亚锡反应,定量产生二硫化碳气体,气体被正己烷吸收,用气相色谱检测正己烷中二硫化碳含量,由此得出代森锌残留量。
  2 结果与分析
  2.1 标准曲线和方法定量限
  将1 000 mg/kg的代森锌标准母粉用无水硫酸钠粉末稀释配得10.0、5.0、1.0、0.5、0.05 mg/kg系列标准溶液,在“1.4”色谱条件下进行测定,以代森锌标准品浓度的对数对应色谱峰面积对数作图,即用logC对应logA绘制标准曲线,得出代森锌线性回归方程为y=1.465x+7.548,相关系数(r)为0.991 5。
  该研究中以最低添加浓度为方法定量限。代森锌在胡萝卜和豌豆中的方法定量限分别为0.05和0.10 mg/kg(以二硫化碳计分别为0.027 5和0.055 0 mg/kg)。
  2.2 代森锌添加回收率和精密度
  添加不同质量分数的代森锌于空白基质中,进行添加回收试验(表1)。结果表明,代森锌在胡萝卜和豌豆等基质中回收率为70.8%~110.0%,相对标准偏差(RSD)为0.9%~9.6%,符合SANTE/11813/2017欧盟指导方针的要求(平均回收率在70%~120%、RSD<20%)[14]。
  2.3 代森锌在胡萝卜植株和豌豆荚中的消解试验   消解试验结果表明(图1),代森锌在胡萝卜植株和豌豆荚中半衰期分别为4.1~8.5和3.9~4.5 d,均降解较快(表2)。萝卜植株中代森锌降解安徽露地明显快于山东保护地,而豌豆荚中代森锌降解趋势两地差异不明显。考虑到山东和安徽气候条件差异不大,推测安徽露地胡萝卜植株中代森锌降解较快的原因是降雨造成的。另外,代森锌在2种作物中的原始沉积量差别巨大。说明喷雾施药时,胡萝卜植株着药量明显高于豌豆荚。相同作物、不同地区之间原始沉积量亦有差别,这可能与施药时作物种植密度、种植品种和生长时期不同有关。
  2.4 代森锌在胡萝卜和豌豆中的最终残留量
  80%代森锌可湿性粉剂按照1 200和1 800 g/hm2,茎叶喷雾施药3~4次,施药间隔7 d。从表3可以看出,末次施药后间隔7、14、21 d采集的胡萝卜样品中代森锌残留最大值分别为1.830、0.697和0.696 mg/kg。末次施藥后间隔5、7、10 d采集的豌豆荚样品中代森锌残留最大值分别为1.980、1.360和0.716 mg/kg。末次施药后间隔21、28、35 d采集的豌豆样品中代森锌残留量均小于方法定量限(0.055 mg/kg)。
  3 结论与讨论
  对代森锌在豌豆和胡萝卜中的残留及消解情况进行了研究,结果表明,代森锌在胡萝卜植株和豌豆荚中降解符合一级动力学方程,半衰期分别为4.1~8.5和3.9~4.5 d,均降解较快。
  目前,我国食品安全国家标准食品中农药最大残留限量(GB 2763—2019)[8]规定,代森锌在胡萝卜中的最大残留限量为5 mg/kg,尚未规定代森锌在豌豆中的最大残留限量。欧盟规定代森锌在豌豆荚和豌豆中的最大残留限量分别为1.0、0.2 mg/kg。以此为依据,2018年山东等6地残留试验结果,80%代森锌可湿性粉剂用于胡萝卜和豌豆作物中多种病害防治,以960~1 200 g/hm2剂量,于病害发生初期用药2~3次,施药间隔7 d,建议胡萝卜、豌豆荚和豌豆的安全间隔期分别为7、10、21 d。
  参考文献
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