开放条件下苹果中溴氰菊酯和高效氯氟氰菊酯残留消解动力学及健康风险评估研究

【字体: 时间:2025年06月27日 来源:Microchemical Journal 4.9

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  本研究针对苹果种植中广泛使用的拟除虫菊酯类农药残留问题,通过QuEChERS-LC-MS/MS联用技术,系统分析了溴氰菊酯(deltamethrin)和高效氯氟氰菊酯(lambda-cyhalothrin)在土耳其两产区的消解动力学特征。研究发现两种农药均符合一级动力学降解,半衰期分别为1.49-1.99天和2.59-3.65天,推荐剂量下残留量低于MRLs标准,但双倍剂量会延长半衰期并增加短期暴露风险。健康风险评估显示危害商数(HQa/HQc)均<1,为科学制定农药使用规范提供了重要依据。

  

苹果作为全球第三大水果作物,其生产过程中病虫害防治离不开化学农药的使用。然而溴氰菊酯(deltamethrin)和高效氯氟氰菊酯(lambda-cyhalothrin)等拟除虫菊酯类农药的过度使用,不仅导致害虫抗药性增强(土耳其地区小卷蛾对溴氰菊酯抗性已达3.38-22.37倍),更引发残留超标风险。黎巴嫩研究显示61%苹果样本高效氯氟氰菊酯残留超过MRLs,波兰也有35%样本存在多农药残留现象。这种现状对消费者健康构成潜在威胁,亟需明确农药在开放田间条件下的消解规律。

为此,土耳其托卡特加齐奥斯曼帕夏大学的研究团队在《Microchemical Journal》发表论文,通过两产区田间试验,结合QuEChERS前处理与LC-MS/MS检测技术,系统研究两种农药的消解动力学。创新性地引入双剂量对比实验,并首次报道开放田间条件下溴氰菊酯在苹果中的降解数据。研究发现推荐剂量下7天后残留量均低于欧盟MRLs标准(deltamethrin 0.5 mg/kg,lambda-cyhalothrin 0.2 mg/kg),但双倍剂量会使高效氯氟氰菊酯半衰期从2.59-3.65天延长至4.8天。健康风险评估中,急性危害商数(HQa)和慢性危害商数(HQc)分别仅为0.021-0.034和0.0007-0.0012,远低于安全阈值1。

关键技术包括:1)采用QuEChERS快速样品前处理方法;2)LC-MS/MS检测技术实现2.77 μg/kg(deltamethrin)和3.40 μg/kg(lambda-cyhalothrin)的定量限;3)基于SANTE指南的方法验证;4)两地区(具体地名未披露)开放田间试验设计;5)一级动力学模型拟合降解曲线。

【Chemicals and reagents部分】显示研究选用99.40%高纯度标准品,商业制剂分别为Bayer公司25 g/L溴氰菊酯EC(乳油)和Syngenta公司50 g/L高效氯氟氰菊酯CS(胶囊悬浮剂)。

【Method validation部分】验证结果显示方法线性优异(R2>0.998),加标回收率82.4-108.3%,符合SANTE标准。值得注意的是,高效氯氟氰菊酯在苹果基质中更易降解,这可能与其分子结构中氰基(-CN)的光不稳定性有关。

【Conclusions部分】强调三点核心发现:1)首次建立开放田间条件下两种农药的消解模型;2)双倍剂量会导致半衰期延长1.5-2倍;3)现行PHI(采收间隔期)设置能保障食品安全。作者Tar?k Balkan特别指出,该研究为土耳其4.8 million tons苹果产量的安全生产提供了直接指导,建议通过无人机精准施药来降低双倍剂量使用的风险。

这项研究的意义在于:首次填补溴氰菊酯在开放田间苹果中降解数据的空白,证实现行MRLs标准的科学性,并为全球苹果主产区(特别是气候类似区域)的农药使用规范提供模板。研究结果对推动IPM(综合害虫管理)策略实施具有重要参考价值,也为后续研究不同气候带农药降解差异奠定了基础。

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