基于高级液相色谱(LC)和气相色谱-质谱联用技术(GC-MS/MS)的方法,对秋葵中氟虫腈(fipronil)和氟尼卡胺(flonicamid)的残留动态、代谢物谱以及膳食风险评估进行了研究
《Microchemical Journal》:Advanced LC & GC–MS/MS based evaluation of residue dynamics, metabolite profiles and dietary risk assessment of fipronil and flonicamid in okra
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秋葵上使用吡虫啉与氟铃脲组合农药,通过QuEChERS结合气/液相色谱质谱分析,发现其快速降解(半衰期2.12-2.91天),15-25天残留低于0.01 mg/kg,计算安全等待期17.38-21.46天,表面残留去污率达63.16-63.95%,证明组合用药在秋葵生态系统中的安全有效性。
塔努贾·班什图(Tanuja Banshtu)、塔尼娅·卡托奇(Taniya Katoch)、萨普纳·卡特纳(Sapna Katna)、萨克希·夏尔马(Sakshi Sharma)、尼莎·德维(Nisha Devi)、阿尔文德·库马尔(Arvind Kumar)、舒布拉·辛格(Shubhra Singh)、伊莎·夏尔马(Isha Sharma)
印度索兰(Solan)纳乌尼(Nauni)园艺与林业大学(Dr YS Parmar University of Horticulture and Forestry),邮编173230
摘要
秋葵(Abelmoschus esculentus (L) Moench)是印度主要的蔬菜作物,因其营养价值和经济重要性而受到重视,但其产量常常受到昆虫害虫侵扰的影响,导致严重的产量损失。有效的害虫管理需要了解杀虫剂的效果及其残留安全性。本研究调查了15%氟虫腈(fipronil)+ 15%氟啶虫胺(flonicamid)WG混合物在秋葵中的残留动态、饮食风险及去污效率。实验于2024年的Kharif季节进行,设置了两种叶面处理方案,分别为75克活性成分/公顷(g a.i. ha?1)和93克活性成分/公顷(g a.i. ha?1)。残留分析采用经过验证的QuEChERS方法结合GC–MS/MS和LC-MS/MS技术进行。两种杀虫剂均遵循一级动力学规律快速降解,半衰期分别为2.12至2.91天,残留量在15至25天内降至检测限(LOQ,0.01毫克/千克,mg kg?1)以下。在75克活性成分/公顷的处理剂量下,氟虫腈和氟啶虫胺的安全等待期分别为17.38天和13.83天;在93.5克活性成分/公顷的处理剂量下,安全等待期分别为21.46天和17.19天。饮食风险评估显示对消费者没有显著危害,由于氟啶虫胺的急性毒性较低,未测定其急性风险商数。常见的家庭去污方法(如2%柠檬汁+2%罗望子溶液)能有效去除表面残留(去除率63.16–63.95%)。总体而言,只要遵守安全等待期,氟虫腈+氟啶虫胺组合在秋葵种植中是安全且有效的,既能保护作物也能确保消费者安全。
引言
秋葵属于锦葵科(Malvaceae),是印度农业的重要组成部分,年产量达7157.64万吨[1]。鉴于其在喜马偕尔邦(Himachal Pradesh)小规模农民中的营养价值和经济重要性,本研究选择了该作物作为研究对象。印度是全球秋葵的主要生产国,但其产量仍低于其他国家,主要原因是昆虫害虫、病害和线虫造成的严重减产。据报道,从幼苗期到收获期间有超过72种昆虫害虫会侵扰秋葵[2]。主要害虫包括朱砂虫(Amarasca biguttula biguttula (Ishida))、果蛀虫(Earias vittella (Fabricius)、白粉虱(Bemisia tabaci (Gennadius))和螨虫(Tetranychus urticae Koch)[3]。
目前,关于氟虫腈+氟啶虫胺及其代谢物在秋葵中的残留情况以及饮食风险评估和常见家庭去污方法的影响的研究较少。
像氟虫腈+氟啶虫胺这样的复合杀虫剂配方被越来越多地用于防治秋葵害虫,以减少因单一杀虫剂长期使用而导致的抗性风险。单独使用时,氟虫腈(一种苯基吡唑类GABA门控氯通道拮抗剂)和氟啶虫胺(吡啶类羧酰胺类神经酰胺酶抑制剂)已被推荐用于防治这些害虫[4],[5]。这种组合产品具有经济优势,每公顷所需的活性成分量较少,从而降低了农药购买成本和多次施用的费用。然而,尽管农民偶尔会采用这种组合,但尚未对其在秋葵种植中的残留消散行为和相关的饮食风险进行系统研究。
杀虫剂在作物中的残留问题引发了食品安全担忧,因为长期接触这些残留物可能与神经系统、内分泌系统疾病及癌症风险相关。此外,通常需要通过家庭去污方法减少水果和蔬菜表面的残留物。鉴于这些需求,特别是在喜马偕尔邦的山区环境中,环境因素会影响残留物的降解,本研究旨在确定准确的半衰期、安全等待期以及符合残留限值的消费者安全标准。
本研究优化并验证了一种改进的QuEChERS方法(采用分散固相萃取(d-SPE)进行清洗),用于检测秋葵中的氟啶虫胺和氟虫腈残留,该方法比传统的液-液萃取技术更快、更简单、更高效,同时保证了高回收率和重复性。本研究的新颖之处在于对所选组合产品(氟虫腈+氟啶虫胺)的降解动力学进行了建模,并评估了其在秋葵生态系统中的残留行为、饮食风险及去污效率。
化学物质
氟虫腈(94.45%)及其代谢物(硫化物96.70%、砜97.20%)、氟啶虫胺(99.65%)及其代谢物TFNA(99.91%)和TFNG(99.47%)的认证参考物质由德国奥格斯堡的Ehrenstorfer GmbH公司提供。氟虫腈15%+氟啶虫胺15% WG的混合制剂由UPL有限公司(Mumbai)提供。丙酮、LC-MS/MS级甲醇和无水硫酸钠购自Merck Life Sciences Pvt. Ltd.(Mumbai)。
优化
优化了QuEChERS分析方法,以确定最有效的溶剂-吸附剂组合用于秋葵中的残留分析。在常用的水果和蔬菜杀虫剂萃取溶剂中,测试了乙腈和乙酸乙酯[13],在0.01毫克/千克的添加水平下对秋葵进行了测试。为减少基质效应,采用了无水MgSO4和PSA进行清洗步骤,以确保氟虫腈及其代谢物(硫化物、砜)的准确检测。
结论
经过验证的分析方法对杀虫剂及其代谢物的检测具有灵敏度和可靠性。使用乙腈和1150毫克MgSO4及400毫克PSA的优化QuEChERS分析方法确保了氟虫腈、氟啶虫胺及其代谢物的高回收率和准确性。田间消散研究表明,按推荐剂量73克和93.5克活性成分/公顷施用的氟虫腈+氟啶虫胺组合在秋葵中的残留物迅速降解。
作者贡献声明
塔努贾·班什图(Tanuja Banshtu):撰写、审稿与编辑、项目监督、方法论设计、概念构思。塔尼娅·卡托奇(Taniya Katoch):撰写初稿、实验设计、数据分析。萨普纳·卡特纳(Sapna Katna):监督、方法论设计、概念构思。萨克希·夏尔马(Sakshi Sharma):结果验证、软件使用、数据分析。尼莎·德维(Nisha Devi):结果验证、软件使用。阿尔文德·库马尔(Arvind Kumar):结果验证、软件使用。舒布拉·辛格(Shubhra Singh):结果验证、软件使用。伊莎·夏尔马(Isha Sharma):数据分析。
资金来源
本研究未获得公共部门、商业机构或非营利组织的任何特定资助。
利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
术语表
- 农药残留:农药残留指食品、农产品或动物饲料中因使用农药而产生的任何指定物质。该术语包括农药的衍生物,如转化产物、代谢物、反应产物和具有毒理意义的杂质。
- 消散与持久性:在自然界中,残留物的消失分为两个阶段。第一阶段是残留物的初始消失过程