基于多模型比较的韭菜中氯氟唑脲、噁螨胺及其代谢物的降解模式与风险量化

《Food Chemistry》:Degradation patterns and risks quantification of chlorfluazuron, chlorfenapyr and metabolite in chives by multi-model comparison

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月23日 来源:Food Chemistry 10.4

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   •在施用苯吡蚜丙胺后,检测到苯呋环利浓度最高可达0.02 mg/kg。•基于双指数模型(采用AIC和CRM),韭菜中农药的半衰期为3.3–11.8天。•2–6岁儿童的慢性风险(8.457%–12.969%)比其他人群高出1.4–1.8倍。•韭菜中农药的联合风险为5.254%–

  
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    在施用苯吡蚜丙胺后,检测到苯呋环利浓度最高可达0.02 mg/kg。
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    基于双指数模型(采用AIC和CRM),韭菜中农药的半衰期为3.3–11.8天。
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    2–6岁儿童的慢性风险(8.457%–12.969%)比其他人群高出1.4–1.8倍。
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    韭菜中农药的联合风险为5.254%–14.403%,其中苯氟草胺的贡献超过90%。

引言

韭菜(Allium tuberosum Rottler)是中国广泛种植的一种作物,作为特色蔬菜和功能性食品,具有重要的经济和药用价值,并具有健康功效(Kim等人,2023年)。韭菜富含维生素、膳食纤维和独特的含硫生物活性化合物。因此,它在中国传统医学中被推崇,具有温中散寒、抗氧化和抗癌等治疗特性(翟等人,2022年)。由于消费者对绿色健康食品的偏好日益增加,以及中国农业产业结构的持续优化,韭菜的种植面积和市场消费量持续增长。该作物被视为重要的经济作物,对于增加农民收入和推动乡村振兴战略具有重要作用。然而,这一增长也伴随着种植方面的挑战日益加剧。具体而言,大规模集约化种植方式的采用改变了田间的微气候和生态条件,从而加剧了病虫害的发生率和严重程度(Elnahal等人,2022年;El-Saadony等人,2022年)。韭菜潜叶蝇(Bradysia odoriphaga)已成为一种主要害虫,对韭菜生产构成重大威胁。其繁殖周期短、繁殖潜力高,且能够在保护地栽培系统中越冬,促进了种群的快速增长,成为提高作物产量和品质的关键瓶颈(Hu等人,2022年)。其在受感染作物中的发病率可达20%至50%(翟等人,2022年)。在这一背景下,化学防治仍然是保障作物生产效率不可或缺的手段。苯氟草胺和苯吡蚜丙胺作为高效杀虫剂,被广泛应用于韭菜的综合病虫害管理系统中。然而,这些化学品的广泛使用加剧了社会各界对农产品和消费者健康的担忧。因此,农产品中农药残留问题不仅是一个科学问题,更是一个涉及公共卫生、市场信心和国际贸易的复杂议题(欧洲食品安全局等,2020年)。大规模韭菜生产中农药的广泛使用及其残留问题日益受到研究关注。虽然现有研究已建立了苯氟草胺和苯吡蚜丙胺等化合物的检测方法,但其发现主要来源于单点田间监测或受控实验。然而,此类方法往往无法捕捉这些化学品在真实商业农业生态系统中的动态变化和归趋。例如,Li等人提供了关于茶中氟代嘧啶转化及其向茶汤迁移的有价值的见解(Li等人,2021年);然而,该研究局限于特定条件下的单一作物体系。先前的研究为了解这些农药的环境归趋和毒理学影响奠定了重要基础。Zhang等人揭示了杀虫剂残留的降解模式、产生的代谢物及其在植物体内的转运机制,例如甘蓝(H. Zhang等人,2024a年)。Sun等人刻画了苯氟草胺在甘蓝中的残留消解动态并评估了相应的膳食风险(M. Sun等人,2019年)。Zhang等人研究了苯吡蚜丙胺和甲氧虫清联合暴露后哺乳动物肾脏的代谢紊乱和氧化应激机制(D. Zhang等人,2025年)。Van Loon等人评估了苯吡蚜丙胺对非靶标土壤生物(如跳虫)的毒性效应(Van Loon等人,2025年)。总体而言,这些研究为了解农药的环境行为和毒理学效应提供了重要见解。然而,在韭菜这一实际生产体系中常用的典型基质背景下,仍存在一些重要问题。首先,由于这些系统结合了不同气候区的露地和温室栽培方式,尚不清楚农药残留及其代谢物在降解动力学、储存稳定性和形成模式方面是否存在差异。其次,关键驱动因素是什么?这些关键的科学问题需要系统解决。同时,现有的风险评估方法大多基于确定性模型,使用单一残留值来估算暴露量。该方法无法充分考虑田间残留浓度固有的自然变异性。此外,该方法也难以整合不同地理区域、年龄组和性别之间饮食模式和摄入量水平的显著差异。因此,风险评估结果可能偏离实际暴露水平,阻碍了对特定脆弱人群(尤其是儿童)健康潜在影响的精确识别和量化(Tong等人,2025年)。
为为基于证据的风险管理和贸易决策提供可靠支持,本研究在全国多个主要产区开展了标准化田间试验。研究旨在全面阐明苯氟草胺、苯吡蚜丙胺及其关键代谢物苯呋环利在韭菜中的残留降解规律、最终残留水平以及储存稳定性。研究重点分析了栽培模式、环境变量和品种对降解过程的影响机制。此外,本研究开发了一种新颖的综合框架,通过整合确定性和概率风险评估模型,定量评估了按年龄、性别和城乡划分的不同消费群体中各农药的急性和慢性膳食暴露风险(初步探讨了累积风险)。本研究的发现将为建立农药安全标准、提高韭菜质量与安全性以及最终保障消费者健康提供重要的数据支持和理论见解,同时应对国际贸易方面的挑战。

章节摘要

植物栽培与农药施用

本研究选取来自中国主要产区和直辖市的八个栽培地点的韭菜植株。这些地区在过去三年内有着农药使用历史和不同的作物栽培实践。八项终残试验按照OECD试验指南509进行,试验站点根据研究院发布的《农药登记残留试验地区分布指南》进行地理分布

影响韭菜中苯氟草胺储存稳定性的因素

在?18 °C避光储存225天内,韭菜中苯氟草胺的浓度保持相对稳定,范围为0.42 ± 0.00至0.58 ± 0.02 mg/kg。平均降解率(D)为?3.0%至25.0%,质量控制(QC)回收率为79.0%至110.0%(表S3)。这些结果表明,苯氟草胺在韭菜中储存长达225天保持稳定,降解率低于30%(OECD,2021年)。?18 °C的冷冻温度和避光储存条件

结论

本研究通过整合全国多区域标准化田间试验数据与确定性和概率评估模型,系统阐明了韭菜中苯氟草胺和苯吡蚜丙胺残留的降解规律和膳食暴露风险。动力学分析表明,与传统一级模型相比,双指数模型由于其优越的拟合优度统计指标,能更准确地捕捉两种农药在韭菜中的降解动态

作者贡献声明

Fan Ziling:稿件撰写与审阅;Ren Xin:数据分析与稿件撰写;Zhang Meng:稿件修订与模型分析;Wu Manni:样本制备与实验监督;Chen Yifu:样本制备与数据收集;Cheng Youpu:模型分析与软件支持;Chen Zenglong:实验监督与稿件审阅。

CRediT作者贡献声明

Fan Ziling:写作 – 审阅与编辑,写作 – 原始草稿,形式分析。Ren Xin:软件,调查研究。Zhang Meng:写作 – 审阅与编辑,验证,形式分析。Wu Manni:资源,数据整理。Chen Yifu:验证,监督。Cheng Youpu:验证,软件。Chen Zenglong:软件,资源。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文所述工作的已知竞争性经济利益或个人关系。

致谢

本研究获得以下资助:中华人民共和国国家自然科学基金(32472594)、中华人民共和国国家重点研发计划(2025YFD1400100)以及北京工商大学食品风味与健康交叉创新开放项目(FFHCI-2025009)。
Fan Ziling|Ren Xin|Zhang Meng|Wu Manni|Chen Yifu|Cheng Youpu|Chen Zenglong
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