使用LC-MS/MS技术对从Apis mellifera L.蜂群中采集的芥末蜂蜜和花粉中的吡虫啉残留量、消散动力学及风险评估进行研究

《Microchemical Journal》:Quantification, dissipation kinetics, and risk assessment of Imidacloprid residues in mustard honey and pollen collected from Apis mellifera L. colonies using LC-MS/MS

【字体: 时间:2026年03月07日 来源:Microchemical Journal 5.1

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  本研究测定了2023-2024年印马普利在芥菜花粉和蜂蜜中的残留动态,发现其降解遵循一级动力学,半衰期分别为3.65天和5.33天,均于21天降至安全标准以下,确保食品安全和蜜蜂安全。

  
胡米拉·穆什塔克(Humira Mushtaq)|帕尔维娜·巴诺(Parveena Bano)|M.A. 帕拉伊(M.A. Paray)|M. 马库布尔·米尔(M. Maqbool Mir)|沙基尔·A·米尔(Shakeel A. Mir)|M.I. 马赫杜米(M.I. Makhdoomi)|萨贾德·A·加尼(Sajad A. Ganie)|马利克·穆克塔尔(Malik Mukhtar)|阿拉姆吉尔·A·达尔(Alamgir A. Dar)
印度查谟和克什米尔邦斯利马尔校区(Shalimar Campus),斯利那加(Srinagar),J&K 190025,查谟和克什米尔农业科学与技术大学(Sher-e-Kashmir University of Agricultural Sciences & Technology of Kashmir)昆虫学系,授粉者、授粉媒介及授粉管理研究与培训中心(RTCPPPM)

摘要

吡虫啉(Imidacloprid)是一种内吸性新烟碱类杀虫剂,用于油菜(Brassica campestris L.)的种植,以防治吸食性害虫。该杀虫剂可转移到花粉和花蜜中,蜂蜜蜂在采集这些植物产生的花蜜和花粉时可能会接触到它,从而导致蜂产品受到污染。评估其在花粉和蜂蜜中的消散动力学对于评估授粉者的安全性和确保符合食品安全标准至关重要。2023–2024年的田间研究表明:在油菜花粉中,初始的吡虫啉含量(1.519 ± 0.004 mg/kg)在21天后降至0.016 ± 0.001 mg/kg,其消散比例分别为第1天40.15%、第5天75.11%、第10天82.62%、第15天91.97%和第21天98.95%。在蜂蜜中,初始含量为0.212 ± 0.003 mg/kg,在21天后降至0.010 ± 0.001 mg/kg,消散比例分别为第1天10.84%、第5天25.00%、第10天51.41%、第15天72.17%和第21天95.28%。残留物的降解遵循一级动力学规律,半衰期(t1/2)分别为3.65天和5.33天;根据最大残留限量(MRL)0.05 mg/kg,花粉和蜂蜜的等待时间(Ttol)分别为17.96天和11.11天。理论上的最大残留贡献值(TMRC)在花粉中为(0.0455–0.0004 mg/人/天),在蜂蜜中为(0.0349 × 10?3-0.0016 × 10?3 mg/人/天),到第21天时均已降至无法检测的水平,远低于最大允许摄入量(MPI,3.0 mg/人/天)。高消散比例确保了残留物水平和膳食摄入量均处于安全范围内。本研究提出了一种有效的残留物定量方法,并展示了该方法在极低水平下分析多种农药的适用性,因此有助于促进蜂蜜贸易并保障消费者安全。

引言

蜜蜂(Apis mellifera L.)是重要的授粉者,对全球农业生产率贡献巨大,几乎87.5%的开花作物物种的果实和种子形成都依赖于它们的授粉[[1], [2]]。油菜(Brassica campestris L.)是一种主要的油料作物,含有35–45%的油脂,其产量提升严重依赖于昆虫授粉[[3], [4]],对印度食用油产业贡献显著,占全球产量的约10%,使印度成为仅次于美国、中国和巴西的第四大生产国[[5], [6]]。油菜是印度主要的rabi油料作物,70%以上的种植面积集中在拉贾斯坦邦(Rajasthan)、北方邦(Uttar Pradesh)、中央邦(Madhya Pradesh)、哈里亚纳邦(Haryana)和古吉拉特邦(Gujarat)[[7], [8]];自2021年以来,查谟和克什米尔地区的政府举措促进了油菜种植的扩展[[9], [10]]。然而,Brassica spp受到非生物和生物胁迫(尤其是害虫)的严重影响,印度已记录到近50种害虫[[11], [12]]。查谟和克什米尔山谷独特的温带农业气候条件为研究油菜-芥菜作物中的害虫复合体提供了机会[[13], [14]]。为了防治害虫,油菜通常会施用杀虫剂,其中吡虫啉作为一种内吸性新烟碱类杀虫剂因其对吸食性害虫的有效性而被广泛使用[[15], [16]]。尽管效果显著,但其内吸性使其容易转移到植物组织、花蜜和花粉中[[17]],种子处理后甚至可在向日葵的花粉和花蜜中检测到其残留[[18]]。在受处理过的作物上采蜜的蜜蜂因此面临直接接触和摄入的风险,这可能影响幼虫发育、觅食活动、越冬能力以及蜂群行为,进而导致全球授粉者数量下降和各种蜂产品受到农药污染[[19], [20], [21], [22], [23], [24]]。鉴于油菜-芥菜作物的生态和经济重要性,花粉中的残留物污染直接威胁到蜜蜂,而受污染的蜂蜜也对蜂群和人类消费者构成潜在风险。然而,关于吡虫啉在田间条件下在油菜花粉和蜂蜜中消散动力学的系统信息仍然匮乏。因此,本研究采用QuEChERS方法研究了A. mellifera采集的油菜花粉和蜂蜜中的吡虫啉(17.8 SL)消散行为,重点关注授粉者安全和消费者健康。

方法部分

化学物质和试剂

吡虫啉的技术级分析标准品(纯度97.2%)购自印度Sigma-Aldrich公司。制剂(17.8 SL)由印度查谟和克什米尔的Premier Sales Agency提供。对该制剂中的乙腈提取物进行分析后,仅检测到吡虫啉,未发现其代谢产物。溶剂和试剂如乙腈、丙酮、己烷、NaCl(ASC试剂级≥99.9%)及分析级无水MgSO4均购自Merck公司。

分析方法的验证

根据SANTE指南,通过线性、精确度、准确性、特异性、稳健性、检测限和定量限等参数对分析方法进行了验证。通过检测目标分析物保留时间处是否存在潜在干扰化合物来验证方法的特异性[[28], [29], [30], [31]]。同时分析蜂蜜空白基质和基质匹配的标准溶液以评估方法的特异性。

结论

研究表明,油菜花粉和蜂蜜中的吡虫啉残留物随时间稳定消散,遵循一级降解动力学规律。残留物浓度在收获前降至低于规定的最大残留限量(MRL)的水平,确保符合食品安全标准。总最大残留贡献值(TMRC)远低于最大允许摄入量(MPI),表明对消费者的膳食风险可以忽略不计。

作者贡献

H.M.参与了研究设计、数据分析及手稿撰写。P.B.监督并协助实验设计。M.A.P提供了实验室设施。M.M.M协助设计了野外实验。S.A.M完成了所有统计分析。M.I.M参与了理论分析,并帮助比较了理论和实验结果及文献检索工作。S.G.参与了残留物分析研究。M.M.监督并提供了支持。

作者贡献声明

胡米拉·穆什塔克(Humira Mushtaq):撰写初稿、软件开发、方法设计、数据整理。帕尔维娜·巴诺(Parveena Bano):数据可视化、方法验证、实验监督。M.A. 帕拉伊(M.A. Paray):实验设计、资金获取、概念构思。M. 马库布尔·米尔(M. Maqbool Mir):软件开发、资源调配、数据整理。沙基尔·A. 米尔(Shakeel A. Mir):数据可视化、实验监督、概念构思。M.I. 马赫杜米(M.I. Makhdoomi):资金获取、数据分析、概念构思。萨贾德·A. 加尼(Sajad A. Ganie):数据分析、实验设计、软件开发。马利克·穆克塔尔(Malik Mukhtar):

资金声明

本研究未获得任何研究资助机构的支持。

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。

致谢

作者感谢查谟和克什米尔农业科学与技术大学(Sher-e-Kashmir University of Agricultural Sciences & Technology)的纳齐尔·艾哈迈德·加奈(Nazir Ahmad Ganai)副校长对这项研究的热情支持与鼓励。同时,作者衷心感谢该大学残留物与质量分析研究中心(RCRQA)提供的实验室设施,使得研究能够顺利进行。
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