原创 张兴政等 南京林业大学学报
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榛子[榛子是重要的坚果树种之一，又名山板栗、尖栗或棰子，为桦木科榛属落叶的灌木或小乔木，是木本油料树种，高约1～7m，全世界有16种。]中的杀虫剂[杀虫剂（Pesticide. Insecticide ），主要用于防治农业害虫和城市卫生害虫的药品．使用历史长远、用量大、品种多。]残留[残留，少量地遗留下来。] GC-MS 检测与膳食风险评估
张兴政，李欣宇，程云清，刘剑锋*
吉林师范大学吉林省植物资源科学与绿色生产重点实验室。
杀虫剂的使用对于农林业的增产增收有重要作用，然而，大多数杀虫剂具有一定毒性，不规范使用将引起严重的化学残留超标问题，给人类健康造成重要隐患。为了保护消费者健康，改进农业资源管理和减少经济损失，许多国家对食品药物残留有着严格的监管制度。同时也加强了对农产品质量安全的风险评估。目前对农药残留等有害物累积风险评估方法较多，例如偏离指数点和联合暴露边界、危害指数和累积危害指数等，其中后两种算法因其较为简单，其应用更为普遍。
榛子(Corylus spp.)是壳斗目(Fagales)、桦木科(Betulaceae)、榛属(Corylus)植物,果仁富含维生素、酚类化合物、纤维和矿物质,不饱和脂肪酸含量也很高。近年来,榛子栽培面积快速增长，对产区的经济发展起到了重要支撑作用。目前,中国榛子的栽培过程中,主要害虫包括榛实象甲榛椿象和黄达瘦蚊等。榛子天然林因以上害虫的危害导致产量极低;大多数杀虫剂都是疏水性的,而榛子果实富含脂肪酸,生产实践中榛子人工果园一般进行多次化学防治[化学防治是使用化学药剂 (杀虫剂、杀菌剂、杀螨剂、杀鼠剂等)来防治病虫、杂草和鼠类的危害。],杀虫剂等农药的长期施用无疑加大了化学防治导致残留超标的风险。此前关于坚果中污染物的报道主要关注霉菌毒素。在各种真菌毒素中,黄曲霉毒素是重要的致癌物，因而受更多的关注。目前有关榛子坚果中杀虫剂残留的研究还很少，考虑到化学杀虫剂在榛子栽培过程中被广泛应用，为了保护消费者免受杀虫剂残留的影响，有必要对榛子化学防治后导致的农残与摄入后消费者健康风险进行检测与评估。本期论文推荐的作者研究以不同来源的榛子果实、叶片[叶片是叶的主体部分，通常为一很薄的扁平体，有利于光穿透叶的组织以及最大面积的吸收光、二**碳进行光合作用。]及土壤为研究材料，测定材料中残留杀虫剂（有机磷[有机磷农药可因食入吸入或经皮肤吸收而中毒小儿中毒原因多为：误食被有机磷农药污染的食物（包括瓜果蔬菜乳品粮食以及被毒死的禽畜水产品等）；误用沾染农药的玩具或农药容器；不恰当地使用有机磷农药杀灭蚊蝇虱蚤臭虫蟑螂及治疗皮肤病和驱虫；母亲在使用农药后未认真洗手即换衣服而给婴儿哺乳；用包装有机磷农药的塑料袋做尿垫或用喷过有机磷农药的田头砂土填充”土包裤”代替尿垫等；儿童亦可由于在喷过有机磷农药的田地附近玩耍引起吸入中毒…]、有机氯[有机化合物中的氯元素，称为有机氯。]、拟除虫菊[除虫菊（学名：Pyrethrum cinerariifolium）是菊科的多年生草本植物。]酯）的含量，并对检测到的杀虫剂残留进行消费者摄入健康评估，以期为榛子栽培过程中化学农药残留的风险评估提供依据。
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作者简介
通讯作者
刘剑锋，男，1976年10月出生，吉林师范大学生命科学学院，教授，主要从事榛子花果发育及品质改良研究。
第一作者
张兴政，男，1986年10月出生，吉林师范大学生命科学学院，博士，主要研究方向是植物分子遗传。
关键词：榛子；杀虫剂；残留；GC-MS；风险评估
基金项目：国家自然科学基金项目(31670681,31770723);吉林省教育厅“十三五”科学技术研究项目(JKH20191012KJ)。
引文格式：张兴政,李欣宇,程云清,等.榛子中的杀虫剂残留CC-MS检测与膳食风险评估[J].南京林业大学学报(自然科学版)，2021,45(2);213-219.ZHANG XZ,LI X Y, CHENG Y Q, et al.CC-MS detection of pesticide residues in the hazelut and dietary risk assessment[J].Journal of Nanjing Forestry University (Natural Sciences Edition ) , 2021,45(2);213-219.DOI:10.12302/j.issn.1000-2006.201912036.
1目的
对人工化学防治榛园中榛仁[榛仁就是榛子的仁，榛子，又称山板栗、尖栗、棰子等，属桦木科(corylaceae)榛属(Corylus)植物。]、果壳、叶片和土壤杀虫剂残留水平进行了检测,开展了榛仁的健康风险评估。
2方法
在辽宁、吉林的10个地区、26个人工榛园分别采集了榛仁、果壳各26份,叶片、土壤样品[样品（sample）是能够代表商品品质的少量实物。]各21份,用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析检测了9种有机磷类(organophosphates，OPs) ,2种有机氯类(organochlorines，OCs)和8种除虫菊酯[菊酯是灭蚊产品的主要成分，是一种能够有效杀死蚊蝇的农药，有天然菊酯及化学合成菊酯。]类(pyrethroids，PYs)杀虫剂的残留水平,利用急性危害指数、长期摄入危害指数和累积危害指数等指标评估消费者健康风险。
2.1 试验材料
2018年8月底至9月上旬,在吉林省和辽宁省10个县市的26个榛园进行样品的采集。分布于吉林省的采样地点包括6个县市:蛟河(N=2)、白山(N=2)永吉(N=1)、舒兰(N=1)、桦甸(N=2）、通化市(N=2);分布于辽宁省的采样地点包括4个县市:开原(N=13)、绥中(N=1)、西丰(N=1)、辽阳(N=1)。N表示在采样地N个榛园采集榛子果实、叶片和土壤样品各N份。共采集榛子果实(榛仁和榛壳)样品26个,叶片和土壤样品各21个。其中开原4个榛园、辽阳1个榛园未取叶片和土壤样品。在采样榛园中随机选取20棵榛树作为一组混合采集果实和叶片样品,混合后各取2kg 与1.0 kg 以上,各点准备3组平行样品;自榛树树冠垂直投影区域土地深度约为20 cm以内采集土壤样品,混合均匀后取1.0 kg以上,各点样品准备3组平行样品。采集样品运送至实验室后，于-20 ℃冰箱储存备用。
从北京坛墨质检科技有限公司采购 19种杀虫剂标准品，其中，有机磷类杀虫剂标准品 9种，包括敌敌畏[敌敌畏又名DDVP，学名O,O-二甲基-O-(2,2-二氯乙烯基)磷酸酯，有机磷杀虫剂的一种，分子式C4H7Cl2O4P。]、乐果、二嗪磷、杀螟硫磷、马拉硫磷、毒死婢、对硫磷、丙溴磷、哒螨灵；有机氯类杀虫剂标准品 2种，包括六六六和五氯硝基苯；除虫菊酯类杀 虫剂标准品 8种，包括氟氰戊菊酯[氰戊菊酯(Fenvalerate )又名速灭杀丁、敌虫菊酯、杀虫菊酯、中西杀虫菊酯、速灭菊酯、杀灭菊酯、戊酸氰菊酯、异戊氰菊酯、Azomark、Belmark、Eetin、Extrin.化学名称为(R,S)-a氰基3- 苯氧基苄基(R,S)-2 (4 气氧基)-3-甲基丁酸酯[(R,S)-a-cyano-3-phenoxy-benzyl(R,S)-2-(4-chlorophenyl)-3-methylbtyrate。]、氟胺氰菊酯、联苯菊酯、甲氰菊酯、氯氟氰菊酯、氟氯氰菊酯、氯氰菊酯和醚菊酯。用丙酮作为溶剂，配制单个杀虫剂标准品储备溶液，浓度为 100 mg/L，置于-20℃条件下贮存。用丙酮或正己烷作为溶剂，配制系列含 有杀虫剂混标稀释液，每种杀虫剂标准品浓度为10mg/L。德国 Merck气相色谱级丙酮和正己烷购自青岛天泽生物技术有限公司。氯化钠分析纯购自中国医药集团有限公司（国药集团）。
▲试验榛园
2.2 杀虫剂残留的定量限、回收率和检出[检出是指示某些特殊量的存在，但无需提供量值的过程。]限
本研究中用到的 19种杀虫剂标准品 CAS号、 定量限（LOQ）、回收率和检出限（LOD）详见表 1。
▼表 1 19种杀虫剂标准品的 CAS号、定量限、回收率和检出限
用外标曲线法对杀虫剂残留进行定量。为了避免干扰和污染,每4~5个样品为一批次,每批次设置1个空白对照,该对照除没有添加样品外,其他提取与纯化程序与待测样品的程序完全相同,确认杀虫剂残留定量的准确性(3次生物学重复定量结果的相对标准误差小于10%,表明测定重复性好,并取其均值)。为确保杀虫剂残留量定量的准确性,每天用标准溶液对气质联用仪进行校准。在检测器线性响应区间内建立校准曲线进行杀虫剂残留的定量,峰面积与浓度性的相关性良好(R²>0.99)。检出限是回收率分析的最低添加浓度,本研究中目标杀虫剂残留的LODs范围为0.1~11.1μg/kg。定量限定义为产生峰值信噪比(S/N)为10的杀虫剂标准品的最低浓度。
3结果
在检测的94份样品中,45份样品检测出杀虫剂残留,其中29份样品中杀虫剂残留超出国家标准中最大残留**。26个榛仁样品中,26.90%样品含有2种以上杀虫剂残留,11.54%样品含有5种以上杀虫剂残留;19.23%样品残留物高于最大残留限值;所有样品共检出13种杀虫剂;短期风险评估中的重要指标急性危害指数最高为2.45%;长期风险评估中的重要指标长期摄入危害指数最高为5.50%。榛仁中OPs、OCs和PYs杀虫剂累积危害指数( cumulative hazard index，cHI)分别为7.98%、0.08% 、2.07%。
3.1 有机磷杀虫剂残留
对采集于辽宁、吉林省 10个地点 26个生物及土壤样品的有机磷残留水平进行检测，结果如表 2 所示。
▼表 2 化学防治榛园中有机磷残留分析
注:n.d.为未检出。*是指坚果中没有对应的国标MRL,引用相似食品(栗子、胡桃和松子)的MRL值。下同。
共检测了9种有机磷杀虫剂,在所有样品**检出了敌敌畏、乐果、二嗪磷、杀瞑硫磷、马拉硫磷、毒死婢、对硫磷、丙溴磷等8种杀虫剂。榛仁作为食用部位,对其中的有机磷残留水平进行了重点关注,共检出8种有机磷杀虫剂,且有⒉种杀虫剂残留超过最高残留**(MRL),包括:敌敌畏和杀蜈硫磷,其最高含量分别为1.140 3和0.9052mg/kg,高于MRL值;在26份检测样品中,有2份样品检出敌敌畏成分,有1份样品残留水平超过MRL;有3份样品检出杀蜈硫磷成分,有1份样品残留水平超过MRL值。与果仁样品类似,果壳**检出8种有机磷杀虫剂,其中有3种杀虫剂残留超过MRL值,包括:敌敌畏、乐果和杀蜈硫磷,其最高含量分别为1.4436,0.7358和2.020 8 mg/kg,均高于MRL值。叶片**检测到2种有机磷杀虫剂,共有2种杀虫剂残留超过MRL值,包括敌敌畏和杀蟆硫磷。在榛园土壤中,共检出敌敌畏、乐果、二嗪磷、杀怙硫磷、马拉硫磷和丙溴磷等6种杀虫剂,其最高值均远超 MRL。以上研究表明,化学防治榛园土壤中残留的有机磷杀虫剂种类多、残留量大;叶片中有残留和超 MRL的有机磷杀虫剂主要是敌敌畏和马拉硫磷;相对于土壤与叶片,榛仁与果壳中检出的有机磷杀虫剂种类最多,在榛仁中超MRL的有机磷杀虫剂主要是敌敌畏和杀怙硫磷。
3.2 有机氯杀虫剂残留
本研究**检测了2种有机氯杀虫剂在土壤、叶片、果壳与果仁中的残留量,结果如表3所示。26份果仁样品中,有2份样品检出了六六六,其残留水平低于MRL值。果壳中检出了六六六和五氯硝基苯,其最高残留水平均超过了MRL值。叶片中未检出六六六和五氯硝基苯成分。土壤中检出了六六六残留,其最高残留水平均超过了MRL值。
▼表 3 化学防治榛园中有机氯残留分析
3.3 除虫菊酯类杀虫剂残留
本研究共检测了8种除虫菊酯类杀虫剂在土壤、叶片、果壳与果仁中的残留量,结果如表4所示。在果仁果壳、叶片和土壤中,分别检出了4、5、2和4种。在榛仁中有2种杀虫剂残留超过MRL值,分别为氟氰戊菊酯和氯氟氰菊酯,其最高含量分别为1.2476和1.469 2 mg/kg;果仁样品中有4份样品检出氟氰戊菊酯,有1份样品残留氟氰戊菊酯含量超过MRL值,有6份样品检出氯氟氰菊酯成分,有5份样品残留氯氟氰菊酯成分超过MRL值,在果壳中有3种杀虫剂残留超过 MRL值，分别为氟氰戊菊酯、氯氟氰菊酯和氯氰菊酯,其最高含量分别为1.7415,2.0852和2.683 0mg/kg。在叶片中有2种杀虫剂残留超过MRL值，包括氟氰戊菊酯和氯氰菊酯。在土壤中有3种杀虫剂残留超过MRL值,分别为氟氰戊菊酯、氯氟氰菊酯和氯氰菊酯。综上所述,在生物与土壤样品中,共检出5种除虫菊酯类杀虫剂残留;其中,榛仁中的氟氰戊菊酯和氯氟氰菊酯的最高残留水平高于MRL值;在果壳、叶片和土壤样品中,氟氰戊菊酯、氯氟氰菊酯和氯氰菊酯的最高残留水平多高于MRL值。
▼表 4 化学防治榛园中除虫菊酯类杀虫剂残留分析结果
3.4 健康风险评估