烯啶蟲胺和唑蟲酰胺在茶葉和土壤中的殘留動態及風險評估

陳峰 胡進鋒 王俊 吳瑋 王長方

摘要：[目的]明確烯啶蟲胺和唑蟲酰胺兩種新型殺蟲劑在茶葉和土壤中的殘留消解動態。[方法]應用氣相色譜法建立了烯啶蟲胺和唑蟲酰胺推薦施用劑量和2倍推薦施用劑量在茶葉和茶園土壤中的殘留量分析方法及其殘留消解。[結果]2種供試藥劑在茶葉和土壤中的殘留量隨時間的推移呈負指數函數遞減，殘留消解動態符合一級動力學方程，其中烯啶蟲胺試驗劑量在茶葉和土壤中的殘留半衰期分別為6.08～6.54d和1.52～1.68d，在茶葉中殘留量消解至MRL以下所需0.91～3.33d;唑蟲酰胺試驗劑量在茶葉和土壤中的殘留半衰期分別為4.47～4.74d和1.87～1.89d，在茶葉中殘留量消解至MRL以下需5.10～8.18d.[結論]烯啶蟲胺和唑蟲酰胺在茶葉和土壤中均屬于易消解農藥，研究結果可為烯啶蟲胺和唑蟲酰胺在茶園中的合理使用及其在我國規定最大允許殘留限量（MRL）標準的制定提供參考。

關鍵詞：烯啶蟲胺;唑蟲酰胺;茶葉;殘留消解動態;風險評估

中圖分類號：S481+。8文獻標志碼：A 文章編號：1008-0384（2020）03-0317-06

0 引言

（研究意義）烯啶蟲胺（N1tcnpyraln）是目前常用的新煙堿類殺蟲劑，具有廣譜、高效、低毒、對非靶標生物安全和無交互抗性等眾多優點，其作用機理獨特，對傳統殺蟲劑已產生抗性的害蟲也能取得良好的防治效果;唑蟲酰胺（Tolfenpxrad）是原日本三菱化學公司開發的新型吡唑雜環類殺蟲殺螨劑，具有殺卵、抑食、抑制產卵及殺菌作用，并對假眼小綠葉蟬有特效，防效高，速效性好，持效期長，在防治茶樹害蟲上具有良好應用前景。雖然這2種藥劑對茶樹害蟲均具有良好的防效，但長期使用不當，可能造成“3R”和藥害，給食品和環境安全埋下隱患，故亟需明確這2種藥劑在我國茶樹上的最大允許殘留限量。（前人研究進展）目前，國外已將烯啶蟲胺和唑蟲酰胺用于防治茶樹上的蚜蟲、薊馬、粉虱、葉蟬和紅蜘蛛等害蟲，兩者在日本規定的茶葉上殘留限量（MRL）分別為10mg·kg^-1和15mg·kg^-1。在國內，姚華源和王國鑫分別使用烯啶蟲胺和唑蟲酰胺對茶小綠葉蟬進行田間試驗、均認為兩種藥劑是防治茶小綠葉蟬的理想農藥品種;曾明森等研究了唑蟲酰胺在茶園的殘留動態與使用安全性，認為其在使用時應注意使用周期。（本研究切入點）國內這2種殺蟲劑在生產中也已被茶企和茶農廣泛用于防控茶樹害蟲，但對兩者最大殘留限量和安全使用規范的研究近乎為零。（擬解決的關鍵問題）本研究以10%烯啶蟲胺水劑和30%唑蟲酰胺懸浮劑為供試藥劑，測定其在茶葉和土壤中的殘留消解動態，分析、評判二者在茶園中的使用安全性，為其在茶園中的合理使用提供理論支持，也為二者在我國殘留限量和安全使用規范的制定提供理論依據。

1 材料與方法

1.1儀器與試劑

99.5%唑蟲酰胺標準品（農業農村部農藥檢定所）、99.9%烯啶蟲胺標準品（農業農村部農藥檢定所）、10%烯啶蟲胺水劑（山東中聯生物科技有限公司）、30%唑蟲酰胺懸浮劑（江蘇龍燈化學有限公司）、丙酮（分析純、色譜純）、乙腈（分析純、色譜純）、正己烷（分析純）、無水硫酸鈉（分析純）、弗羅里硅土（分析純）、二氯甲烷（分析純）、柱層析硅膠（分析純）均購于國藥集團化學試劑有限公司。

搖床（DKZ-2，上海精宏實驗設備有限公司）、旋轉蒸發儀（RE-52，上海亞榮生化儀器廠）、砂芯玻璃層析柱（長20cm，直徑1.5cm，天津天玻玻璃儀器廠）、氣相色譜儀帶ECD、NPD檢測器（GC-2010，日本島津公司）、噴霧器（MATABI-16，西班牙GOiZPER）。

1.2 供試藥劑在茶葉與土壤中的殘留檢測方法

1.2.1 烯啶蟲胺在茶葉與土壤中的殘留檢測方法參考Nakamura等的方法。2014年在福州市晉安區宦溪鎮滿堂鄉茶園采集茶葉樣品。茶葉樣品前處理：將采集的茶葉樣品用粉碎機粉碎，過20目篩，混勻后稱取樣品5.00g于錐形瓶中，加入丙酮一水（V/V=2：1，分析純）溶液50mL搖勻，再用搖床于250r·min^-1條件下密閉振蕩4h，靜置后取上清液20mL于三角燒瓶中，加入無水硫酸鈉干燥后，用旋轉蒸發儀在40℃水浴條件下旋轉蒸發至近干，后加入2mL丙酮（分析純）定容，待凈化。土壤樣品前處理：風干后，過40目篩，稱取20g轉入錐形瓶中，加入丙酮-水（V/V=2：1，分析純）溶液50mL，搖勻后，密閉振蕩（250r·min^-1）4h，靜置后取上清液20mL，40℃水浴旋轉蒸發至近干，2mL丙酮（分析純）定容，待凈化。

樣品液凈化：取干凈的砂芯玻璃層析柱，自下往上依次濕法裝填5g的無水硫酸鈉、12g弗羅里硅土和5g無水硫酸鈉，在填柱過程中輕輕敲打使吸附劑填實，用乙腈（分析純）分2次預淋層析柱，每次10mL，棄去淋洗液。當硫酸鈉剛要露出時將樣品提取液定量加入柱中，隨即以5mL·min^-1的洗脫速度用乙腈（分析純）洗脫2次，每次lomL，收集和合并洗脫液人100mL圓底燒瓶中，于45℃水浴旋轉蒸發至近干，冷卻，用2mL乙腈（色譜純）定容，過0.45um濾膜后進行氣相色譜分析。

色譜條件：檢測器為ECD;色譜柱為DB-5不銹鋼毛細管柱;檢測溫度為300℃;柱箱初始溫度為160℃，保持5min，再以20℃·min^-1的速率程序升溫至280℃，保持8min;進樣體積為1uL，分流比為10：1;采用外標法定量，在該色譜條件下，烯啶蟲胺保留時間分別8.1min.

標準工作曲線：準確稱取0.0100g（精確至0.0001g）99.5%烯啶蟲胺標準品，用丙酮溶解定容至100mL，配制成100mg·L^-1的烯啶蟲胺母液。再用丙酮逐級稀釋成質量濃度為0.01、0.05、0.10、0.50、1.00和5.00mg·L^-1的烯啶蟲胺的標準溶液，按上述色譜條件測定，以質量溶度為橫坐標，對應的峰面積為縱坐標，繪制標準曲線，得到線性回歸方程。

1.2.2唑蟲酰胺在茶葉與土壤中的殘留檢測方法參考畢富春等的方法。2014年在福州市晉安區宦溪鎮滿堂鄉茶園采集茶葉樣品。茶葉樣品前處理：準確稱取樣品5g人錐形瓶中，加入正己烷一丙酮（V/V=2：1，分析純）溶液50mL，搖勻后，再用搖床密閉振蕩（250r·min^-1）4h，靜置后，取上清液20mL，加入無水硫酸鈉干燥后，用旋轉蒸發儀40℃水浴旋轉蒸發至近干，2mL丙酮（分析純）定容，待凈化。樣品液凈化：土壤樣品前處理：風干后，過40目篩，稱取20g轉入錐形瓶中，加入正己烷一丙酮（V/V=2：1，分析純）溶液50mL，搖勻后，密閉振蕩（250r·min^-1）4h，靜置后，取上清液20mL，40℃水浴旋轉蒸發至近干，2mL丙酮（分析純）定容，待凈化。取干凈的砂芯玻璃層析柱，自下往上依次濕法裝填5g的無水硫酸鈉、12g柱層析硅膠和5g無水硫酸鈉，在填柱過程中輕輕敲打使吸附劑填實，用二氯甲烷分2次預淋層析柱，每次10mL，棄去淋洗液。當硫酸鈉剛要露出時將樣品提取液定量加入柱中，隨即以5mL·min^-1的洗脫速度用二氯甲烷洗脫2次，每次10mL，收集和合并洗脫液人100mL圓底燒瓶中，于45℃水浴旋轉蒸發至近干，冷卻，用2mL丙酮（色譜純）定容，過0.45um濾膜后進行氣相色譜分析。

色譜條件：檢測器為NPD;色譜柱為HP-5不銹鋼毛細管柱;檢測器溫度為310℃;柱箱初始溫度為180℃，保持5min，以20℃·min^-1的速率程序升溫升至300℃，保持8min;氣體流速：空氣60mL·min^-1、氫氣3.0mL·min^-1、氮氣5.0mL·min^-1進樣體積為1ul.采用外標法定量。在該色譜條件下，唑蟲酰胺保留時間為6.2min.

標準工作曲線：準確稱取0.0100g（精確至0.0001g）99.9%唑蟲酰胺標準品，用乙腈溶解丙定容至100mL，配制成100mg·L^-1的唑蟲酰胺母液。再用乙腈逐級稀釋成質量濃度為0.01、0.05、0.10、0.50、1.00和5.00mg·L^-1的唑蟲酰胺的標準溶液，按上述色譜條件測定，以質量溶度為橫坐標，對應的峰面積為縱坐標，繪制標準曲線，得到線性回歸方程。

1.3添加回收試驗

在未施藥的茶葉和土壤中，分別添加5mE烯啶蟲胺或唑蟲酰胺標準溶液，添加水平為0.05、0.50和5.00mg·kg^-1，每個水平重復5次;再按1.2.1、1.2.2的方法進行測定、計算兩種農藥的平均回收率與相對標準偏差（RSD）。

1.4 田間殘留消解試驗

試驗于2014年在福州市晉安區宦溪鎮滿堂鄉茶園進行，園內面積約330hm²，持續種植茶樹近30年，種植品種為梅占，長勢一致，行高1.2m、叢寬1.5m，年內試驗前栽培條件及管理水平一致且未用過農藥，試驗時芽梢達到采摘標準，試驗期間停止一切農事活動。參考NY/T788-2018《農藥殘留試驗準則》，2種供試藥劑均設2個處理濃度（最高推薦施用劑量和2倍最高推薦施用劑量）和1個清水空白處理，每處理3次重復，其中10%烯啶蟲胺水劑有效成分含量為66.7mg·kg^-1和133.3mg·kg^-1，30%唑蟲酰胺懸浮劑有效成分含量為200mg·kg^-1和400mg·kg^-1，2種供試藥劑均設1個大區200m²，其中每小區20m²，按隨機區組排列，大區之間和小區之間均設有隔離帶;在茶葉采收前21d用噴霧器對小區進行均勻噴霧施藥1次，用水量675L·hm^-2;藥后0d（2h）、1d、2d、4d、8d、16d和32d，每小區隨機多點采樣茶葉（1芽2葉）和表層土壤（表面以下0-20cm），用保鮮袋裝好并迅速帶回實驗室檢測。

2 結果與分析

2.1 方法的精密度和準確度

2.1.1供試藥劑標準曲線回歸方程 烯啶蟲胺標準曲線回歸方程：y=1.97e⁵x+9404.84（r=0.9999），檢出限為0.01mg·kg^-1。

唑蟲酰胺標準曲線回歸方程：y=4.65e⁴x+14091.44（r=0.9998），檢出限為0.02mg·kg^-1。

2.1.2供試藥劑在茶葉和土壤中的添加回收率從表1可知，當烯啶蟲胺和唑蟲酰胺標準溶液的添加量均在0.05～5.00mg·kg^-1范圍內時，利用本試驗檢測方法所得到的加樣回收率分別在78.84%～104.82%和85.92%～97.45%，相對標準偏差最大值分別為15.20%和14.14%;達到NY/T 788-2018《農藥殘留試驗準則》的標準，試驗所采用的檢測方法符合農藥殘留分析要求。

2.2 2種供試藥劑在茶葉和土壤中的殘留消解動態

結果（圖1）表明，在施用劑量為66.67和133.33mg·kg^-1時，烯啶蟲胺在茶葉中的原始殘留量分別為11.56和18.12mg·kg^-1;在施用劑量為200和400mg.kg 1時，唑蟲酰胺在茶葉中的原始殘留量分別為40.57和75.2l mg·kg^-1;2種供試藥劑最高推薦施用劑量和2倍最高推薦施用劑量在茶葉中的殘留量隨時間的推移呈負指數函數遞減，消解動態均符合一級動力學方程（表2），殘留量消解至日本規定的殘留限量（MRL）以下所需時間見表3.可見，在兩種藥劑在茶葉上的安全使用規范正式制定并出臺之前，使用時應注意安全間隔期。

而在土壤中，2種藥劑的不同施藥劑量殘留量均較低。烯啶蟲胺和唑蟲酰胺在茶葉和土壤中的殘留量均隨時間延長而逐漸降低。對試驗結果進行回歸分析，得到烯啶蟲胺和唑蟲酰胺在茶葉和土壤中殘留的消解曲線方程及半衰期（表2）。根據GB/T31270.1-2014《化學農藥環境安全性評價試驗準則》，可判定2種供試藥劑均屬于易消解農藥。

3 討論與結論

烯啶蟲胺和唑蟲酰胺是目前我國茶葉種植過程中常用且防效較好的新型殺蟲劑，但由于國內對二者在茶葉中的最高殘留限量和安全使用規范均未明確，不利于茶業的安全生產。據此，本研究測定了烯啶蟲胺和唑蟲酰胺在茶葉和土壤中的殘留消解動態，結果表明，烯啶蟲胺在推薦施用劑量和2倍推薦施用劑量時，分別在0.91d和3.33d后達到日本對該藥在茶葉上的檢出限量;而唑蟲酰胺在施用劑量推薦施用劑量和2倍推薦施用劑量時，分別需要5.10d和8.18d后能達到日本對該藥在茶葉上的檢出限量。此外，本研究唑蟲酰胺在葉片上的半衰期為4.47～4.74d，這與高明森等研究中半衰期4.02～5.00d相差不大。這說明，在茶樹上使用推薦劑量烯啶蟲胺時，僅1d時間即可消解至最高殘留限量，使用推薦劑量唑蟲酰胺則需要5d時間，而其他茶園常用殺蟲劑（如吡蟲啉、聯苯菊酯、啶蟲脒和阿維菌素）在推薦劑量下均需要不低于3d才能達到最高殘留限量。因此，烯啶蟲胺更適用于鄰近采收期的茶葉害蟲防治。同時研究發現，2種供試藥劑4種施藥劑量的處理，在土壤中的殘留量半衰期均較短，尤其在推薦劑量時，烯啶蟲胺和唑蟲酰胺在土壤中的半衰期分別為1.68d和1.89d，遠低于茶園中其他常用殺蟲劑，如半衰期為5.6d的聯苯菊酯和7.2d的啶蟲脒。可見，烯啶蟲胺和唑蟲酰胺在茶葉和土壤中均屬于易消解農藥，這可能與2種供試藥劑的理化性質和土壤的降解能力有關;此外，2種藥劑在茶葉上的降解時間存在一定差異，這可能是由于烯啶蟲胺是內吸性殺蟲劑，在噴施后能更容易受熱揮發或分解;而唑蟲酰胺作為觸殺性殺蟲劑，在噴施后具有一定的持續性。故應綜合考慮它們在茶園中的使用安全性。

目前，食品安全是全世界共同關注的問題，也是影響我國茶葉生產和出口的一個關鍵問題，因此評判農藥在茶樹上的使用安全性就顯得尤為重要。但在本研究中僅探討2種供試藥對1個茶樹品種的使用安全性，而有研究表明硫丹、克螨特、聯苯菊酯和溴氰菊酯等農藥在綠茶和烏龍茶上的消解動態均不同，因此2種供試藥在茶樹上的殘留限量和使用安全間隔期還有待確定，后續將繼續研究它們在其他茶樹品種的使用安全性，為它們在茶園中的合理使用及其殘留限量和安全使用規范的制定提供支持。