温室不同土壤中特丁硫磷在生菜中的吸收行为及其膳食暴露评估

《Agriculture》：Uptake Behavior of Terbufos in Different Greenhouse Soils by Lettuce

　　

特丁硫磷（terbufos）是一种土壤施用的有机磷杀虫剂，其残留定义包括母体化合物及相关氧化代谢物。本研究考察了在两种温室土壤条件下栽培的生菜对特丁硫磷及其代谢物的吸收行为，并评估了膳食暴露。于移栽前一次性施用3%颗粒剂，设单倍（0.18 kg a.i. 10a^?1）和双倍（0.36 kg a.i. 10a^?1）施药量。于施药后21、28和35天（DAT）采集的土壤和生菜样品经改良QuEChERS方法提取，并用LC–MS/MS分析。在21 DAT时，Field I中单倍和双倍施药量下生菜中特丁硫磷总残留最大值分别为0.59和0.66 mg kg^?1，Field II中分别为0.17和0.40 mg kg^?1。特丁硫磷亚砜（terbufos sulfoxide）和特丁硫磷氧磷亚砜（terbufos oxon sulfoxide）是生菜中的主要残留组分，表明氧化代谢物对总残留有贡献。特丁硫磷、特丁硫磷亚砜和特丁硫磷砜（terbufos sulfone）是土壤中的主要残留组分。两个田块间残留水平和组成的差异可能反映了田块相关土壤和环境条件对特丁硫磷残留行为的综合影响。估计膳食暴露范围为可接受每日摄入量（ADI）的0.43%至12.49%。这些结果表明，在评估土壤施用特丁硫磷后生菜中的残留时，应考虑相关代谢物和田块相关条件。

研究背景：农药广泛用于作物生产以防治病虫草害，但施药后农药残留可能存留于作物中，残留评估对于验证法规标准符合性和评价膳食暴露具有重要意义。对于土壤施用的农药，残留在耕作土壤中的农药可被植物吸收并贡献于可食作物的残留。特丁硫磷是一种土壤施用的有机磷杀虫剂，用于防治土壤害虫，世界卫生组织（WHO）将原药特丁硫磷列为Ia类。在韩国，含特丁硫磷的产品可按照登记条件和农药安全使用标准用于包括生菜在内的登记作物；而在欧盟，特丁硫磷未被批准作为植物保护产品的有效成分。特丁硫磷可转化为多种氧化代谢物，包括特丁硫磷亚砜、特丁硫磷砜、特丁硫磷氧磷（terbufos oxon）、特丁硫磷氧磷亚砜和特丁硫磷氧磷砜。以往毒理学研究报告特丁硫磷代谢物的急性毒性因化合物而异，部分氧化代谢物的急性毒性高于母体化合物。JMPR和Codex将特丁硫磷残留定义为特丁硫磷、其氧类似物及其亚砜和砜之和，以特丁硫磷表示；韩国残留定义包括母体化合物及其五种代谢物，以特丁硫磷当量表示。生菜是农药残留评估的相关作物，韩国监测研究报告生菜等叶菜类蔬菜存在MRL超标，且生菜常作为生食叶菜消费，其可食部分残留与膳食暴露评估相关。以往研究报道了土壤施用后芸薹属作物、马铃薯、蜂斗菜中的特丁硫磷残留，但比较不同温室地点相应土壤和生菜样品中总残留水平及母体–代谢物组成的研究仍然有限。因此，本研究在两个温室地点土壤施用后，对处理土壤和生菜中特丁硫磷及其残留定义包含的五种代谢物进行定量，比较土壤和生菜中的残留水平及母体–代谢物组成，并评估生菜消费相关的膳食暴露。研究结论的重要意义在于：土壤施用特丁硫磷后生菜残留评估应同时包含母体化合物和相关代谢物，残留模式的解释应考虑田块相关条件，为土壤施用农药的膳食残留风险评估提供了依据。

主要关键技术方法：研究人员在韩国全罗南道潭阳（Field I）和罗州（Field II）两个商业温室地点于2024年开展温室田间试验，依据韩国农村振兴厅（RDA）作物残留试验标准设未处理对照、登记施药量（单倍）和双倍施药量处理，每处理区30 m²并分为3个10 m²重复小区；施用3%特丁硫磷颗粒剂后于21、28和35 DAT采集生菜和土壤样品；样品经改良QuEChERS方法提取和分散固相萃取净化，采用LC–MS/MS（正离子电喷雾电离，多反应监测）同时测定特丁硫磷及其五种代谢物；分析方法按RDA标准验证，包括线性、基质效应、回收率、精密度和储存稳定性；按残留定义以分子量换算系数计算特丁硫磷总残留（以特丁硫磷当量表示）；采用韩国国民营养统计的生菜日均摄入量6.81 g day^?1、平均体重60 kg及特丁硫磷ADI 0.0006 mg kg^?1 bw day^?1计算估计每日摄入量（EDI）和%ADI，并另以WHO GEMS/Food G10叶用生菜消费值19.50 g day^?1进行情景分析；采用单因素方差分析和Duncan多重极差检验进行统计分析（p < 0.05）。

研究结果：（1）温室土壤与植株生长：两个温室土壤均属壤土，但颗粒组成、有机质含量和阳离子交换量不同；生菜鲜重在采收期增加，两个施药组间无施药量相关差异，两田块间生菜生长差异在栽培期不显著，表明植株生长不可能是观察到的残留水平差异的主要因素。（2）分析方法验证：特丁硫磷及其代谢物基质匹配校准曲线在0.0025–0.10 mg L^?1范围内线性良好（r²为0.997–1.000），基质效应为?31.0%至?0.4%，表现为信号抑制，故采用基质匹配校准定量；未处理土壤和生菜中目标物均低于定量限（LOQ，0.01 mg kg^?1）；土壤和生菜中平均回收率为80.1%–115.6%，RSD低于20%；生菜在?20 °C储存69–70天、土壤储存144天后平均回收率分别为83.6%–97.6%和89.4%–106.1%，符合Codex验证标准。（3）土壤和生菜中特丁硫磷及其代谢物残留：3.1.1 Field I残留——采收期土壤中总残留最大值单倍和双倍施药量分别为1.42和2.12 mg kg^?1，生菜中相应约为0.59和0.66 mg kg^?1；土壤中主要残留组分为特丁硫磷、特丁硫磷亚砜和特丁硫磷砜，特丁硫磷氧磷亚砜仅在少数样品中检出，特丁硫磷氧磷和特丁硫磷氧磷砜均低于LOQ；双倍施药量21 DAT时特丁硫磷亚砜为最大残留组分（1.13 mg kg^?1），母体特丁硫磷为1.00 mg kg^?1，与以往报道的土壤转化模式一致；生菜残留组成与土壤不同，特丁硫磷亚砜和特丁硫磷氧磷亚砜为主要组分，特丁硫磷砜和特丁硫磷氧磷砜亦有检出，特丁硫磷氧磷低于LOQ，21 DAT时两种施药量下特丁硫磷亚砜和特丁硫磷氧磷亚砜浓度均高于母体特丁硫磷；特丁硫磷氧磷亚砜在两种施药量下整个采样期生菜中均有检出而仅少数土壤样品中检出，表明生菜残留谱并非简单反映土壤测定结果。3.1.2 Field II残留——采收期土壤中总残留最大值单倍和双倍施药量分别为1.01和1.40 mg kg^?1，生菜中相应为0.17和0.40 mg kg^?1；土壤中特丁硫磷、特丁硫磷亚砜和特丁硫磷砜亦为主要组分，但母体与亚砜的相对贡献与Field I不同，双倍施药量21 DAT时母体特丁硫磷为最大组分（1.01 mg kg^?1），特丁硫磷亚砜为0.41 mg kg^?1，三种氧磷类代谢物均低于LOQ；生菜中特丁硫磷亚砜和特丁硫磷氧磷亚砜为主要组分，特丁硫磷砜和特丁硫磷氧磷砜亦有检出，21 DAT时两种施药量下特丁硫磷亚砜和特丁硫磷氧磷亚砜浓度均高于母体；尽管母体特丁硫磷对Field II土壤残留贡献较大，氧化代谢物仍是生菜残留的主要组分，生菜残留组成未直接反映土壤测定结果，现有数据无法区分各残留组分自土壤的直接吸收与吸收后转化形成。3.1.3 两温室田块间特丁硫磷残留差异——相同施药量和采样日期下两田块生菜总残留水平不同，单倍施药量下Field I在所有采样日期均高于Field II，而双倍施药量下该田块差异随时间不一致；21 DAT时单倍和双倍施药量下Field I总残留分别约为Field II的3.4倍和1.7倍；Field II中两施药量差异较Field I更一致，Field II所有采样日期两施药量间差异显著，而Field I仅21 DAT显著；双倍施药量21 DAT时Field I最大残留组分为特丁硫磷亚砜而Field II为母体特丁硫磷，两田块母体与氧化产物相对贡献不同；特丁硫磷亚砜和特丁硫磷砜水溶性（分别为2936和240 mg L^?1）显著高于母体（5.4 mg L^?1），且土壤吸附较低、迁移性较强；以往研究报道温度、土壤水分和土壤类型影响特丁硫磷持久性，土壤类型主要通过吸附差异影响其行为，生物炭改良、土壤水分和灭菌也影响其行为；本研究两土壤虽均属壤土但理化性质不同，观察到的田块间残留水平和组成差异与以往关于特丁硫磷行为土壤依赖性变异的报道一致，但现有数据无法区分各土壤性质或其他田块相关因素的贡献；生菜中检出特丁硫磷氧磷亚砜为主要残留组分而其在土壤中有限，提示吸收后额外氧化转化可能贡献于生菜残留组成，但本研究无法确定形成含氧磷代谢物的具体途径，未来需结合土壤理化性质和微生物活性的受控比较及生菜吸收代谢研究，并在施药后更早时间点采样。（4）膳食暴露评估：采收期生菜中检出总特丁硫磷残留在所有处理和田块中为0.02–0.66 mg kg^?1，低于现行特丁硫磷MRL 1.5 mg kg^?1；韩国平均生菜消费情景（6.81 g day^?1）下%ADI为0.43%–12.49%，21 DAT时Field I单倍和双倍施药量%ADI分别为11.18%和12.49%，Field II分别为3.25%和7.50%，%ADI随采样时间下降与生菜总残留下降相对应；以WHO GEMS/Food G10叶用生菜消费值19.50 g day^?1评估时，相同残留浓度和体重假设下%ADI约为韩国平均消费值的2.86倍，Field I双倍施药量21 DAT最高约35.8%；两种消费情景下生菜估计膳食暴露均低于ADI，但本评估基于条件特异性平均残留浓度，未考虑其他食品的潜在暴露或急性膳食暴露，因此仅提供各实验条件下生菜来源膳食暴露的比较而非特丁硫磷总膳食暴露的全面人体健康风险评估。

讨论与结论：研究表明土壤施用后特丁硫磷及其代谢物在可食生菜中检出，总残留以21 DAT最高随后下降；生菜残留并非以母体特丁硫磷为主，特丁硫磷亚砜和特丁硫磷氧磷亚砜为主要残留组分，且在两田块两种施药量21 DAT时浓度均高于母体化合物；两田块生菜总残留水平不同，两施药量差异在Field II较Field I更一致；生菜残留组成与土壤不同，土壤中主要残留组分为母体特丁硫磷、特丁硫磷亚砜和特丁硫磷砜；在测试温室条件下估计膳食暴露为ADI的0.43%–12.49%（WHO GEMS/Food G10消费情景下最高约35.8%）。因此，土壤施用特丁硫磷后生菜残留评估应同时包含母体化合物和相关代谢物，残留模式的解释应考虑田块相关条件；需开展涵盖更广泛土壤条件并测定转化过程的研究以识别导致生菜残留田块依赖性差异的因素；两种情景下生菜估计膳食暴露均低于ADI，但该生菜特异性估计未考虑其他食品暴露或急性膳食暴露，不能提供人体健康风险的全面评估。