三乙膦酸鋁在煙葉及土壤中的降解規(guī)律研究

孫惠青，楊云高，徐廣軍，曹愛華，司西高，王怡宏，王春生，李義強*，徐金麗，楊清林

（1.中國農(nóng)業(yè)科學院煙草研究所，青島 266101；2.四川省煙草公司涼山州公司會東縣煙草營銷部，四川 會東 615200；3.山東日照煙草有限公司，山東 日照 262300；4.山東中煙工業(yè)公司，濟南 250013）

三乙膦酸鋁(Phosethy-Al)即乙膦鋁，屬有機膦類內(nèi)吸性低毒殺菌劑，對霜霉屬、疫霉屬等藻菌引起的病害有防效，常用于防治黃瓜霜霉病、大白菜霜霉病、球莖甘藍霜霉病、番茄早疫病、煙草黑脛病、棉花疫病等。三乙膦酸鋁的分析方法，報道較少，較多用重氮甲烷甲基化法，或用碘量滴定法：賴豐英等報道用滴定法測定混劑中三乙膦酸鋁含量[1]，這兩種方法操作復(fù)雜，過程要求嚴格，在做痕量分析時，誤差較大；王雪等報道用離子色譜法，通過測定電離后乙基膦酸根來計算原藥中三乙膦酸鋁含量[2]；丁寧等也用離子色譜法對三乙膦酸鋁進行了常量和痕量分析[3]；范志先等報道用頂空進樣法測定三乙膦酸鋁和代森錳鋅混劑[4]；目前未見煙草上三乙膦酸鋁殘留檢測分析方面的文獻報道。筆者經(jīng)過試驗，考慮煙葉內(nèi)在成分的復(fù)雜性，確定用頂空氣相色譜法對煙葉及土壤中三乙膦酸鋁進行殘留分析。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 儀器 氣相色譜儀-氫火焰離子化檢測器(FID)，Agilent6890N；千分之一電子天平，SHIMADZU-UW420H；萬分之一電子天平，ER-182A；恒溫水浴箱(天津泰斯特儀器有限公司)。

1.1.2 試劑 乙醇、叔丁醇、氫氧化鈉等均為分析純(A.R.)；三乙膦酸鋁標準品，純度 86.0%，德國Dr.E公司購買；氫氧化鈉溶液 2 mol/L；叔丁醇內(nèi)標溶液，0.2 g叔丁醇，用2 mol/L氫氧化鈉溶液定容1000 mL。

1.1.3 供試材料 三乙膦酸鋁標準品，純度86.0%，德國Dr.E公司提供；三乙膦酸鋁標準品母液的配制：稱取86.0%三乙膦酸鋁標準品0.0116 g，以水溶解并定容至100 mL，每毫升母液中含三乙膦酸鋁100 μg；供試農(nóng)藥，80%三乙膦酸鋁可分散粒劑，江蘇金壇市興達化工廠提供。

煙草品種：山東為中煙100，湖南為云煙87。

1.2 方法

1.2.1 田間試驗設(shè)計 最終殘留試驗設(shè)計兩個劑量：高劑量600 g/667m2，低劑量400 g/667m2，兩劑量分別施藥3次、4次，施藥間隔期7 d；消解動態(tài)試驗800 g/667m2制劑用量施藥1次。用水量50 kg/667m2，小區(qū)面積30 m2，每處理重復(fù)3次，以等量清水做空白對照[5]。根據(jù)試驗設(shè)計和山東、云南的氣候及烤煙長勢，確定第1次施藥時間分別為2008年7月10日和7月6日。

1.2.2 樣品中三乙膦酸鋁農(nóng)藥的提取 稱取煙葉樣品10.0 g于250 mL反應(yīng)瓶中，加入50 mL 2mol/L的內(nèi)標叔丁醇-氫氧化鈉溶液，塞緊翻口膠塞，再用聚四氟乙烯生料帶纏繞以防漏氣。反應(yīng)瓶置于80℃水溫下水浴加熱，每隔15 min搖動反應(yīng)瓶1次，2 h后抽取頂空氣體，氣相色譜(FID檢測器)測定。

1.2.3 分析測定 氣相色譜儀-氫火焰離子化檢測器(FID)，Agilent6890N；色譜柱：熔融石英毛細管柱 HP-FFAP(50 m×0.20 mm×0.30 μm)；檢測條件：進樣口溫度 160 ℃，檢測器溫度 200 ℃，柱溫90 ℃。

1.2.4 結(jié)果計算 內(nèi)標-峰面積法定量。樣本中殘留的三乙膦酸鋁，堿解生成乙醇的產(chǎn)率為39.03%，通過叔丁醇內(nèi)標標定乙醇含量，最終確定樣本中三乙膦酸鋁殘留量。計算公式如下[6]：

上式中，R—樣品中乙醇含量(mg/kg)；C1—標準溶液濃度(mg/L)；V1—標準溶液反應(yīng)氣體進樣體積(μL)；V2—樣品溶液最終定容體積(mL)；V3—樣品溶液反應(yīng)氣體進樣體積(μL)；P1—標準溶液中乙醇峰面積/內(nèi)標物峰面積；P2—樣品溶液中乙醇峰面積/內(nèi)標物峰面積；W—樣品稱取質(zhì)量(g)。

2 結(jié) 果

2.1 方法檢測限

上述氣相色譜檢測條件下，檢測器對三乙膦酸鋁(乙醇)最小檢出量為7.1×10-10g；上述樣品提取方法和檢測條件下，測得三乙膦酸鋁(乙醇)最低檢出濃度鮮煙葉和土壤中為0.01 mg/kg，干煙葉中為0.05 mg/kg。

2.2 標準曲線

取一定量三乙膦酸鋁標準品母液，配置成濃度分別為0.01, 0.1, 1.0, 5.0, 10.0 mg/L的標準曲線工作液，經(jīng)反應(yīng)后抽取反應(yīng)瓶頂空氣體，以乙醇氣體理論進樣量(ng)為橫坐標，對應(yīng)氣相色譜測定峰面積為縱坐標繪制標準曲線，其一元線性回歸方程為 y=2.63292+139.158x，相關(guān)系數(shù)為 r =0.99977(圖 1)。

圖1 標準曲線Fig.1 Standard curve

2.3 添加回收率試驗

鮮、干煙葉和土壤空白樣品，分別添加2個不同濃度的三乙膦酸鋁標準品內(nèi)標混合溶液，每個濃度重復(fù)5次，按上述方法堿解、檢測。結(jié)果表明，三乙膦酸鋁平均回收率84.40%～95.54%，相對標準偏差1.90%～8.20%，回收率和相對標準偏差均符合農(nóng)藥殘留試驗的要求(表1)。

表1 方法添加回收率試驗結(jié)果Table1 Recovery of the method under the conditions of different addition levels

2.4 三乙膦酸鋁在煙葉和土壤中的消解動態(tài)

圖2為三乙膦酸鋁在煙葉和土壤中的消解動態(tài)曲線。煙葉中三乙膦酸鋁的 1 h原始沉積量為29.73～117.19 mg/kg，5 d時消解率超過50%，21 d時消解率超過 90%，消解方程分別為CT=20.1896e-0.10044T，CT=83.437e-0.14499T，半衰期2.44～3.14 d；土壤中1 h原始沉積量為3.31～10.26 mg/kg，7 d消解率接近或超過50%，14 d時消解率全部超過50%，35 d消解率超過90%，其消解方程分別為CT= 3.14803e-0.07156T，CT= 9.076e-0.09198T，半衰期為6.20～8.98 d。

2.5 三乙膦酸鋁在煙葉和土壤中的最終殘留分析

以推薦高劑量的 1.5倍劑量(600 g/667 m2)施藥，三乙膦酸鋁在煙葉中最終殘留量 ND～28.77 mg/kg，在土壤中最終殘留量0.10～6.40 mg/kg；以推薦高劑量(400 g/667 m2)施藥，三乙膦酸鋁在煙葉中的最終殘留量為ND～10.24 mg/kg，在土壤中最終殘留量為ND～2.78 mg/kg(表2)。

圖2 三乙膦酸鋁在煙葉和土壤中的消解動態(tài)Fig.2 Degradation of phosethy-Al in tobacco leaves and soils

表2 80%三乙膦酸鋁可分散粒劑在煙葉和土壤中的最終殘留量Table2 Final residues of phosethy-Al in tobacco leaves and soils

3 討 論

80%三乙膦酸鋁可分散粒劑在煙葉和土壤中消解速率差異較大。5 d時煙葉中三乙膦酸鋁消解率已超過50%，21 d時消解率全部超過90%；而土壤中三乙膦酸鋁消解速率相對較慢，在7 d時消解率只有1個數(shù)據(jù)超過 50%，14 d時消解率全部超過50%，35 d時消解超過90%。試驗結(jié)果比較顯示，整個試驗過程，三乙膦酸鋁在煙葉中消解速率大于土壤中，消解曲線呈遞減趨勢。

在消解動態(tài)試驗中，煙葉和土壤中1 h原始沉積量湖南與山東數(shù)據(jù)差異較大，可能為煙葉面積大小和土壤對農(nóng)藥吸附滲透性不同所致，此外，兩地的農(nóng)事操作及施藥習慣，也是導致兩地消解動態(tài)試驗1 h原始沉積量差異較大的原因。

煙葉面積大，表面褶皺多，具粘性，且下部葉片較上部葉片大，施藥不均勻或藥液兌水多，上部葉片藥滴容易滴落至下部葉片，在下部葉片的褶皺處形成積液，導致農(nóng)藥殘留量突高。噴霧器性能的優(yōu)劣，也直接影響土壤中農(nóng)藥分析結(jié)果：噴霧效果好，土壤中農(nóng)藥分布均勻；噴霧時若形成大的藥滴滴落土壤表面，也會導致農(nóng)藥殘留量突高，直接影響殘留試驗數(shù)據(jù)準確性。因此，建立標準的農(nóng)藥殘留試驗?zāi)Ｊ?，?guī)范操作方式和器械，對保證試驗數(shù)據(jù)準確性至關(guān)重要。

采用頂空氣相色譜法，氣體進樣，雜質(zhì)干擾少，乙醇峰和內(nèi)標物叔丁醇分離度好，特別適合于煙葉等內(nèi)在成分復(fù)雜的樣品分析。三乙膦酸鋁易溶于水，難溶于有機溶劑，常規(guī)的前處理和檢測方法，難以施行，頂空進樣法，通過測定三乙膦酸鋁的堿解產(chǎn)物乙醇含量，從而推知三乙膦酸鋁殘留量，不失為簡便有效的方法，其靈敏度和精確度均符合農(nóng)藥殘留分析要求，可用于三乙膦酸鋁的農(nóng)殘分析。

[1]賴豐英，周微.農(nóng)藥混劑中三乙膦酸鋁含量測定方法的探討[J].化工技術(shù)與開發(fā)，2007，36(11)：39-41.

[2]王雪，朱巖，張嘉捷.離子色譜法同時測定三(乙基膦酸)鋁原藥純度及各雜質(zhì)離子的含量[J].浙江大學學報: 理學版，2009，36(2)：180-182.

[3]丁寧，范志先，葛海英，等.三乙膦酸鋁的純化與離子色譜分析[J].青島科技大學學報: 自然科學版，2008，29(3)：200-203.

[4]范志先，宋述堯，馬凡如，等.三乙膦酸鋁及其與代森錳鋅混劑的頂空氣相色譜分析方法[J].色譜，1993，11(5)：285-287.

[5]中華人民共和國農(nóng)業(yè)部.NY-T 788-2004 農(nóng)藥殘留試驗準則[S].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2004：2-5.

[6]李本昌.農(nóng)藥殘留量實用檢測方法手冊(第 1卷) [M].北京：中國農(nóng)業(yè)科學技術(shù)出版社, 1995：32-33.