噻虫啉(Thiacloprid)，化学名称为(3-((6-氯-3-吡啶基)甲基)-1，3-噻唑啉-2-亚基)氰胺，是一种新型烟碱类杀虫剂，具有高效、低毒、广谱作用，同时兼具胃毒、触杀及内吸活性(张冲等，2010；王点点等，2013；张征等，2011).其作用机理与吡虫啉类似，主要通过与烟酸乙酰胆碱受体结合，干扰昆虫神经系统的正常传导，从而起到杀虫作用.它与常规杀虫剂如拟除虫菊酯类、有机磷类和氨基甲酸酯类没有交互抗性，因而可用于抗性治理(Hou et al., 2010；张国生等，2004).

随着噻虫啉使用范围和用量的增大，其在农作物中的蓄积残留量可能会超过限量标准.农药在田间的消解速率是评价其残留行为的有效工具，同时残留的消解曲线也可以用来估算残留水平增长到最大残留量(MRLs)时所需要的时间(Castillo-Sánchez et al., 2000；Omirou et al., 2009).目前，关于水稻中噻虫啉的消解动态及其膳食暴露风险评估方面的研究报道较少.因此，本文研究了噻虫啉在水稻田施用后的残留消解动态和最终残留量，并通过风险商值(RQ)对最终残留量进行评估以确定其摄入风险.以期为该药在水稻田中的安全使用和农药的安全风险评估提供参考.

仪器：Waters Hclass超高效液相色谱仪，二极管阵列紫外检测器(Waters，US)，CR22GII高速离心机(Hitachi，JP)，E24A恒温振荡器(NBS，US)，R-210旋转蒸发仪(Buchi，SW)，WH-3微型旋涡混合仪(上海泸西分析仪器厂有限公司)，固相萃取装置(Supelco公司，US).

试剂：噻虫啉标准品(纯度99.0%)、19.8%噻虫啉悬浮剂均由拜耳作物科学公司提供，乙腈(色谱纯，MERCK)，乙酸乙酯、丙酮(分析纯，南京化学试剂有限公司)，氯化钠(140 ℃烘烤4 h)，无水硫酸钠(130 ℃烘烤4 h)，固相萃取小柱Sep-Pak Carbon-NH₂双层柱(6 cc/500 mg)，纯水.

参照农药残留试验准则(2004)，选择我国水稻种植代表性地区，于2011—2012年在福建福州市、天津武清区和江苏南京市开展噻虫啉田间消解动态试验和残留检测研究.试验分为消解动态试验区、最终残留试验区和空白对照试验区，供试药剂为19.8%噻虫啉悬浮剂，试验小区面积为30 m²，每处理设3个重复小区，同时设空白对照区.

采用1次施药后多次采样的方法，在供试的水稻田内设置3个面积为30 m²的重复小区，小区之间设立保护带.在水稻的苗期手动喷施剂量为129.6 g · hm^-2(以有效成分计)的噻虫啉农药.于施药后第0、1、3、5、7、15、21、30、45、60 d随机采集水稻稻秆样品.稻秆去残叶后剪碎，样品不少于500 g，贴好标签，-20 ℃条件下冷冻保存，待测.

设2个施药剂量，分别为低剂量86.4 g · hm^-2(以有效成分计)和高剂量129.6 g · hm^-2(以有效成分计)，于水稻抽穗期开始第一次施药，每种剂量各施药2次和3次，小区面积30 m²，重复3个小区，小区间设立保护带，施药间隔为14 d.距最后一次施药10、20、30 d分别在每小区随机采集水稻(包括稻秆和稻谷)样品，植株经脱粒处理将稻秆和稻谷分开，稻秆晒干后剪碎，稻谷晒干后用砻谷机将稻壳和稻米分开，然后将稻壳和稻米分别粉碎，样品均不少于500 g，贴好标签，-20 ℃条件下冷冻保存，待测.

在距离试验区30 m以外的田地作为空白对照试验小区，在消解动态试验期取稻秆样品，在最终残留试验期取水稻稻秆、稻米、稻壳样品，样品处理及保存方法同2.2.1节和2.2.2节.

分别称取研磨后的稻杆、稻米、稻壳样品5.00 g(精确至0.01 g)于80 mL离心管中，加入30 mL乙腈，用均质器在15000 r · min^-1下均质提取2 min，将离心管放入离心机，在8000 r · min^-1下离心5 min，取上清液过无水硫酸钠，残渣用30 mL乙腈重复提取1次，离心，将合并后的提取液于50 ℃水浴旋转蒸发至约1 mL，待净化.

用2 mL乙腈预洗Carbon-NH₂小柱，将上述样品浓缩液转移至小柱中，用30 mL乙腈洗脱，收集洗脱液于锥形瓶中，旋转蒸发至干后，用乙腈/0.02%磷酸(13/87，体积比)定容，过0.22 μm滤膜，待UPLC测定.

Waters超高效液相色谱仪UPLC，PDA检测器，色谱柱：C₁₈柱(ACQUITY UPLCBEH 1.7 μm，2.1 mm×50 mm)；流动相：乙腈/0.02%磷酸=13/87(体积比)，流速为0.3 mL · min^-1，进样体积为5.0 μL，紫外检测波长为243 nm，柱温为30 ℃.

用分析天平准确称取0.0505 g噻虫啉标准品，加入到50 mL容量瓶中，用乙腈稀释至标线，制成1000 mg · L^-1的噻虫啉标准溶液.将噻虫啉标准溶液用乙腈/0.02%磷酸(13/87，体积比)依次稀释，得浓度分别为0.02、0.10、0.50、1.00、5.00、10.00 mg · L^-1的标准溶液，在上述色谱条件下测定.以标准溶液质量浓度为横坐标，峰面积为纵坐标作标准曲线，曲线方程为y =81570x + 2461.4，R²=0.9984；在上述色谱条件下，仪器最小检出量为0.005 ng.

采用风险商值(RQ)进行噻虫啉的膳食风险评估，分别由式(1)和(2)(中国农业科学院农业产品质量标准与检测技术研究所，2007；吕竹岱等，2011；邵建果等，2013)计算得出膳食暴露和风险评估结果.

式中，EED为估计暴露量(mg · kg^-1)，CRL为理论残留量(mg · kg^-1)，FI为食物摄入量(kg)，BW为体重(kg)，RQ为风险商值，ADI为每日允许摄入量(mg · kg^-1).当RQ＞1时，表示存在不可接受的较大风险，数值越大，风险越大；当RQ＜1时，表示风险是可以接受的，数值越小，风险越小.

在对照稻杆、稻壳和稻米中添加噻虫啉标准溶液，添加水平分别为0.05、0.1、1.0 mg · kg^-1，每个水平设5次重复，按本文所述方法进行添加回收率测定，结果见表 1.噻虫啉在0. 05~1.0 mg · kg^-1的添加水平下，平均回收率在77.8%~94.3%之间，相对标准偏差在1.6%~4.9%之间，其准确度及精密度均满足农药残留分析试验的要求.在该方法条件下，噻虫啉的最低检出浓度依次为：稻杆0.004 mg · kg^-1，稻壳0.002 mg · kg^-1，稻米0.001 mg · kg^-1.本方法与Omirou等(2009)、Yu等(2007)的研究方法相比较，检测方法分析时间较短，且样品前处理步骤较为简便，而且减少了溶剂使用量.

表 1(Table 1)

表 1 噻虫啉在稻杆、稻壳和稻米中的添加回收率 Table 1 Recovery rates of thiacloprid in rice plant，rice hull and brown rice sample

表 1 噻虫啉在稻杆、稻壳和稻米中的添加回收率 Table 1 Recovery rates of thiacloprid in rice plant，rice hull and brown rice sample 样品 添加水平/ (mg·kg-1) 平均回收率 相对标准偏差 稻杆 0.05 82.5% 4.0% 0.10 93.7% 1.6% 1.00 85.9% 2.7% 稻壳 0.05 77.8% 2.6% 0.10 88.2% 4.9% 1.00 94.3% 2.9% 稻米 0.05 89.1% 1.8% 0.10 83.2% 3.6% 1.00 90.6% 3.3%

在福建福州市试验点，以施药1 d后测得的噻虫啉残留量作为稻秆上的初始沉积量，分别为1.583 mg · kg^-1(2011年)、1.948 mg · kg^-1(2012年)，两年的初始沉积量基本一致.结果表明(表 2)，噻虫啉在水稻稻秆上的消解速率较快，5 d后其残留量消解率均在90%左右，消解动态规律符合一级动力学模型，其消解速率常数分别为0.18 d^-1(2011年)、0.07 d^-1(2012年)，消解半衰期分别为3.8 d(2011年)、9.9 d(2012年).比较发现，2012年比2011年消解速率较慢，而2012年的平均气温稍高且降雨量多，其原因有待进一步探讨.

表 2(Table 2)

表 2 噻虫啉在稻杆中的消解动态 Table 2 Residue dynamics of thiacloprid in rice plant

表 2 噻虫啉在稻杆中的消解动态 Table 2 Residue dynamics of thiacloprid in rice plant 地点 时间 消解方程 R2 半衰期/d 福州 2011年 Ct=0.5436e-0.182t 0.760 3.8 2012年 Ct= 0.386e-0.07t 0.746 9.9 南京 2011年 Ct=1.3192e-0.122t 0.774 5.7 2012年 Ct= 0.703e-0.07t 0.800 9.9 天津 2011年 Ct= 7.1572e-0.05t 0.986 13.9 2012年 Ct=1.382e-0.04t 0.794 17.3

在江苏南京市试验点，施药1 d后测得的噻虫啉初始沉积量分别为7.510 mg · kg^-1(2011年)、2.062 mg · kg^-1(2012年)，2012年的初始沉积量明显比2011年低，其原因可能是2011年在施药后主要在稻秆与田水中分配，喷药当天风力较大，稻秆粘附的农药相对较少.2年的结果均表明(表 2)，稻秆上的噻虫啉残留量在5 d后的消解率为81.2%~87.6%，消解动态规律符合一级动力学模型，消解半衰期分别为5.7 d(2011年)、9.9 d(2012年).2012年的消解速率比2011年慢，主要原因为2012年比2011年的平均温度较低且降雨量少.因农药的消解与环境条件密切相关，气温高有利于农药的降解与挥发，而降雨可致粘附在稻秆上的农药随雨水淋洗至田水与土壤中，从而导致稻秆中农药消解速率的加快.

在天津武清区试验点，施药1 d后测得的噻虫啉初始沉积量与南京试验点相似，2012年(2.010 mg · kg^-1)的初始沉积量明显比2011年(8.331 mg · kg^-1)低，其原因也可能是由于2011年在施药后主要在稻秆与田水中分配.2年的试验结果表明(表 2)，稻秆上的噻虫啉残留量在15 d后的消解率为56.9%~81.9%，消解动态规律符合一级动力学模型，消解速率常数分别为0.05 d^-1(2011年)、0.04 d^-1(2012年)，该地区2012年的平均温度比2011年较低，因此，2012年的消解半衰期相对比较长.

噻虫啉在水稻稻秆上的消解动态曲线如图 1所示，噻虫啉在稻秆上的半衰期为3.8~17.3 d，属于易降解农药(t_1/2＜30 d)(国家环境保护总局，2003).从两年三地的试验结果可以看出，总体上噻虫啉在三地水稻植株上的消解较快；但相比较而言，天津点比福州、南京两地的消解速率慢，这可能是由于天津的平均气温相比于其它两地较低的原因.总之，噻虫啉在水稻中的残留消解速率与试验期间气候状况、土壤类型和水稻品种等因素密切相关(Sahoo et al., 2009；秦春梅等，2009).在水稻种植期间，农药在年均气温高、降水量大和土壤有机质含量高的地点较容易降，本文的研究结果符合这一规律，噻虫啉在平均气温较高且土壤有机质含量较高(2.26%)的福州点降解最快，在平均气温较低，土壤有机质含量(1.84%)相对较低的天津点降解最慢.研究结果也进一步表明，气温和土壤有机质含量是影响噻虫啉降解速率的两个重要因素.

图 1(Fig. 1)

图 1 噻虫啉在水稻稻秆上的消解动态曲线 Fig. 1 The curves of residual dynamic in rice plant

依据上述残留分析方法，对福州、南京和天津三地的最终残留样品进行了分析测定，分别以低剂量(86.4 g · hm^-2)和高剂量(129.6 g · hm^-2)各施药2次和3次，施药间隔14 d，距最后一次施药间隔10、20、30 d随机采收稻杆和稻穗样品，测定其在稻杆、稻米和稻壳中的最终残留量，结果见表 3.

表 3(Table 3)

表 3 2011年和2012年噻虫啉在水稻中的最终残留量 Table 3 Final residues of thiacloprid in rice during 2011 and 2012

表 3 2011年和2012年噻虫啉在水稻中的最终残留量 Table 3 Final residues of thiacloprid in rice during 2011 and 2012

从福州、南京和天津两年三地的最终残留结果来看，噻虫林在稻秆中的最终残留量为0.016~2.083 mg · kg^-1，在天津试验地的最终残留量最高，其次是南京、福州；噻虫啉在稻米和稻壳中的最终残留量分别为ND~0.303 mg · kg^-1和0.107~7.022 mg · kg^-1.最终残留试验结果显示，稻秆、稻米和稻壳中的噻虫啉残留量总体随着施药剂量的增高和施药次数的增多而增高，同时其在稻米中的残留量和采收间隔期也密切相关，随着采收间隔期的延长，稻米中噻虫啉的残留量也随之降低.

由于气候和地域的差异，噻虫啉在三地的最终残留量有所不同，而且其在天津的最终残留总量高于福州和南京两地.由图 2可得，高剂量3次处理30 d后噻虫啉在福州、南京、天津三地中的最终残留分布均是稻壳中含量最高，其次是稻秆，再次为稻米.可见，此种农药的最终残留量主要集中在稻秆和稻壳上，在稻米中的残留比例较低，这与该农药的杀虫作用机制相吻合.我国目前暂未制定水稻上噻虫啉的最大残留限量值，在最后一次施药30 d后收获的稻米中噻虫啉在的残留量未超过日本规定的MRL值(0.1 mg · kg^-1)(庄无忌，2010).

图 2(Fig. 2)

图 2 噻虫啉在水稻中的最终残留分布率 Fig. 2 Distribution of thiacloprid in rice

根据我国国家相关标准的规定(高仁君等，2004；Chaisson et al., 1987；Petersen et al., 1994)，噻虫啉人体每千克体重每日允许摄入量(ADI)为0.01 mg(GB 26130—2010)，按照我国人均体重63 kg计算，则人均日允许摄入量为0.63 mg.根据《中国居民膳食指南》(2011 年全新修订)，我国人均膳食结构中谷类食物及其制品的每日摄入量成年人一般为250~400 g，结合本文研究测得的稻米中噻虫啉的最终残留量最高为0.303 mg · kg^-1，可以推断我国每人每天通过谷类食物及其制品所摄入的噻虫啉最大量为0.121 mg，风险商值(RQ)仅为0.192，其膳食暴露风险较低，处于可接受的安全水平.另外，噻虫啉残留量主要存在于稻壳中，而且稻壳中其残留量较高，当稻壳用作饲料、糠时也存在着一定的风险.

1)本文建立了UPLC-PDA测定噻虫啉在水稻中残留的分析方法，在0.02~10 mg · kg^-1范围内，该方法的峰面积与进样质量浓度间呈良好的线性关系，其仪器最小检出量为0.005 ng，噻虫啉的最低检出含量依次为：稻杆0.004 mg · kg^-1，稻壳0.002 mg · kg^-1，稻米0.001 mg · kg^-1.

2)消解动态研究结果表明，噻虫啉在福州、南京和天津3个试验点的消解半衰期为3.8~17.3 d，天津试验点的半衰期较长，这与试验时天津的温度较低和土壤有机质含量相对较低有关.进一步表明噻虫啉的消解速率与气温和土壤有机质存在密度关系.

3)最终残留试验结果表明，按试验设计于水稻孕穗期开始以19.8%噻虫啉悬浮剂推荐剂量86.4 g · hm^-2(以有效成分计)和推荐剂量的1.5倍129.6 g · hm^-2施药，待水稻成熟后，测得稻杆、稻米和稻壳中噻虫啉的最高残留量分别为2.083、0.303和7.022 mg · kg^-1.我国目前暂未制定水稻上噻虫啉的最大残留限量值，尽管本研究进行的风险评估结果显示，噻虫啉在水稻中的残留量处于安全水平，但由于本研究仅估算了水稻中残留的噻虫啉，尚未考虑通过其他途径可能摄入的噻虫啉对人体的影响，因此，其安全风险需进一步确定.