殺蟲(chóng)單在小白菜和土壤中的殘留及消解動(dòng)態(tài)研究*

魏 丹 孫 揚(yáng) 徐應(yīng)明 秦 旭 孫約兵

(農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所污染防治研究室，農(nóng)業(yè)部/天津市產(chǎn)地環(huán)境與農(nóng)產(chǎn)品安全重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，天津，300191)

殺蟲(chóng)單在小白菜和土壤中的殘留及消解動(dòng)態(tài)研究*

魏 丹 孫 揚(yáng) 徐應(yīng)明＊＊秦 旭 孫約兵

(農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所污染防治研究室，農(nóng)業(yè)部/天津市產(chǎn)地環(huán)境與農(nóng)產(chǎn)品安全重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，天津，300191)

為了解殺蟲(chóng)單在小白菜和土壤中的殘留消解動(dòng)態(tài)及最終殘留狀況，研究了殺蟲(chóng)單在小白菜和土壤中的氣相色譜檢測(cè)方法，并在天津、江蘇兩地開(kāi)展了20%阿維菌素·殺蟲(chóng)單可濕性粉劑在小白菜和土壤中的殘留消解動(dòng)態(tài)和最終殘留田間試驗(yàn)研究.結(jié)果表明，在0.02—1 mg·kg－1添加水平范圍內(nèi)，通過(guò)外標(biāo)法定量，獲得殺蟲(chóng)單在小白菜和土壤中的平均添加回收率為73.88%—103.65%，其變異系數(shù)為6.14%—11.85%;小白菜和土壤中殺蟲(chóng)單的最小檢出量均為 3.4 ×10－11g，最低檢出濃度分別為 0.002 mg·kg－1和0.001 mg·kg－1，該方法的靈敏度和回收率均可滿(mǎn)足殺蟲(chóng)單在小白菜和土壤中的殘留分析要求.田間試驗(yàn)結(jié)果表明，殺蟲(chóng)單在小白菜和土壤中的殘留消解動(dòng)態(tài)規(guī)律符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)模型，殺蟲(chóng)單在小白菜和土壤中的殘留消解半衰期分別為3.5—4.0 d和3.3 d.按推薦劑量和1.5倍推薦劑量在小白菜上各噴施20%阿維菌素·殺蟲(chóng)單可濕性粉劑2—3次，兩次施藥間隔為7 d，距最后1次施藥5 d時(shí)，殺蟲(chóng)單在小白菜中的最高殘留量為0.043 mg·kg－1，低于我國(guó)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的殺蟲(chóng)單在十字花科甘藍(lán)上的最大殘留限量標(biāo)準(zhǔn)0.2 mg·kg－1.

殺蟲(chóng)單，小白菜，土壤，消解動(dòng)態(tài)，殘留.

殺蟲(chóng)單是一種人工合成的沙蠶毒素的類(lèi)似物，該藥進(jìn)入昆蟲(chóng)體內(nèi)能夠迅速轉(zhuǎn)化為沙蠶毒素或二氫沙蠶毒素，具有較強(qiáng)的觸殺、胃毒和內(nèi)吸傳導(dǎo)作用，可以防治蔬菜、水稻等作物上的多種害蟲(chóng)［1－2］.其化學(xué)名稱(chēng)為1－硫代硫酸鈉基－2－二甲氨基－3－硫代硫酸基丙烷.易溶于水和工業(yè)乙醇，微溶于甲醇等有機(jī)溶劑.在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿條件下能水解為沙蠶毒素.

國(guó)內(nèi)外農(nóng)產(chǎn)品和土壤中農(nóng)藥殘留檢測(cè)主要采用氣相色譜法、液相色譜法和氣相色譜－質(zhì)譜法［3－4］.由于農(nóng)產(chǎn)品和土壤基質(zhì)復(fù)雜，不同種類(lèi)農(nóng)藥性質(zhì)差異較大，分析方法有所不同.目前，根據(jù)國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的報(bào)道，對(duì)殺蟲(chóng)單的殘留分析方法主要包括:非水滴定法［5］、高效液相色譜法［6］、氣相色譜法［7］、氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用法［8］、熒光光度法［9］及示波電位法［10］、薄層色譜法［11］和熒光能量轉(zhuǎn)移法［12］等.國(guó)內(nèi)報(bào)道了殺蟲(chóng)單在水稻及稻田中的殘留消解動(dòng)態(tài)和最終殘留量［13－14］.國(guó)外Ferrer Imma等［15］采用高效液相色譜－質(zhì)譜法測(cè)定了食品和水樣中的包括殺蟲(chóng)單在內(nèi)的101種農(nóng)藥多殘留檢測(cè)方法.但迄今國(guó)內(nèi)外有關(guān)殺蟲(chóng)單在蔬菜中的殘留分析方法及其殘留行為尚未見(jiàn)公開(kāi)報(bào)道.

本文采用鹽酸提取，氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)提取液pH值，在一定條件下反應(yīng)將殺蟲(chóng)單轉(zhuǎn)化為沙蠶毒素，經(jīng)氣相色譜(ECD)測(cè)定沙蠶毒素含量的方法來(lái)間接計(jì)算殺蟲(chóng)單含量，同時(shí)研究了殺蟲(chóng)單在小白菜和土壤中的殘留消解動(dòng)態(tài)和最終殘留量.為殺蟲(chóng)單在小白菜上最大殘留限量標(biāo)準(zhǔn)的制訂及20%阿維菌素·殺蟲(chóng)單可濕性粉劑在小白菜上殘留使用準(zhǔn)則的制定提供重要的科學(xué)依據(jù).

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

Aglient 7890型氣相色譜儀，帶電子捕獲檢測(cè)器;HP－5 色譜柱(30.0 m ×0.32 mm ×0.25 μm);Heidolphl ABOROTA 4000型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(德國(guó)海道爾夫公司);ZHWY－2102C型調(diào)速多用振蕩器(中國(guó)上海智誠(chéng)分析儀器制造有限公司);T－25 basic UL TRA－TURRAX高速植物組織搗碎機(jī)(德國(guó)IKA公司);MILLI－Q超純水儀(美國(guó)Millipore公司);H2050R－1離心機(jī)(湘儀離心機(jī)儀器有限公司);SL－302電子天平(上海民橋精密科學(xué)儀器有限公司);SHZ－D(Ⅲ)循環(huán)水式真空泵(鞏義市予華儀器有限公司)，HH·S11－6電熱恒溫水浴鍋(北京長(zhǎng)安科學(xué)儀器廠);PB－10型pH計(jì)(德國(guó)Sartorius公司).

鹽酸、氫氧化鈉、石油醚、無(wú)水硫酸鈉和正己烷均為分析純，硫化鈉(Na2S·9H20)為化學(xué)純;水為超純水，助濾劑為硅藻土助濾劑.

殺蟲(chóng)單標(biāo)準(zhǔn)品純度為96%，購(gòu)自德國(guó)Labor Dr.Ehrenstorfer－Sch?fers公司;沙蠶毒素標(biāo)準(zhǔn)品，濃度為100 mg·L－1，購(gòu)自天津市東方綠色技術(shù)發(fā)展有限公司.

1.2 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)點(diǎn)選在天津市西青區(qū)和江蘇省南京市郊區(qū).試驗(yàn)農(nóng)藥為20%阿維菌素·殺蟲(chóng)單可濕性粉劑，試驗(yàn)劑量分別為推薦劑量120 g·畝－1和1.5倍推薦劑量180 g·畝－1.每小區(qū)面積20 m2，重復(fù)3個(gè)小區(qū)，小區(qū)按照殺蟲(chóng)單噴施劑量由低到高排列，小區(qū)間設(shè)立保護(hù)行，并設(shè)不施藥的空白對(duì)照小區(qū).土壤動(dòng)態(tài)面積為10 m2，另設(shè)對(duì)照區(qū).施藥方法為兌水手動(dòng)噴霧.

1.2.1 在小白菜上的消解動(dòng)態(tài)試驗(yàn)

在供試的小白菜地中，設(shè)3個(gè)重復(fù)小區(qū)，每小區(qū)面積20 m2，在小白菜生長(zhǎng)至5—6片葉時(shí)，手動(dòng)噴霧施藥處理1次，施藥劑量為1.5倍推薦劑量.距施藥后1 h、1 d、3 d、7 d、14 d、21 d和30 d每小區(qū)以隨機(jī)多點(diǎn)方式采集小白菜2 kg，切碎混勻后按四分法留樣300 g，－20℃以下冰柜低溫保存待測(cè).

1.2.2 在土壤上的消解動(dòng)態(tài)試驗(yàn)

在試驗(yàn)地附近選取10 m2表面平整、墑情適中的空白地塊進(jìn)行土壤消解動(dòng)態(tài)試驗(yàn)研究，與小白菜消解動(dòng)態(tài)試驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行，土壤噴霧處理1次，施藥劑量為1.5倍推薦劑量，距施藥后1 h、1 d、3 d、7 d、14 d、21 d和30 d以隨機(jī)多點(diǎn)方式采集土壤(0—10 cm)2 kg，將土壤樣品去除雜物后碾磨過(guò)1 mm篩混勻，按四分法留樣300 g，－20℃以下冰柜低溫保存待測(cè).

1.2.3 殺蟲(chóng)單在小白菜和土壤上的最終殘留試驗(yàn)

設(shè)兩個(gè)施藥劑量，分別為推薦劑量和1.5倍推薦劑量，每小區(qū)面積20 m2，每個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù)小區(qū)，各設(shè)2次和3次施藥處理區(qū)，兩次施藥間隔為7 d.在小白菜生長(zhǎng)至5—6片葉時(shí)，手動(dòng)噴霧施藥處理，距最后一次施藥1 d、3 d和5 d時(shí)分別以隨機(jī)多點(diǎn)方式采集小白菜、土壤樣品(0—15 cm)各2 kg，小白菜樣品切碎混勻后按四分法留樣300 g，土壤樣品去除雜物后碾磨過(guò)1 mm篩混勻，按四分法留樣300 g，所有樣品用塑料袋封裝、編號(hào)，－20℃以下低溫冰柜保存待測(cè).

1.2.4 對(duì)照試驗(yàn)

在遠(yuǎn)離試驗(yàn)區(qū)選定不施藥的小白菜地作為空白對(duì)照區(qū)，與施藥處理同期分別采集小白菜2 kg和土壤2 kg，小白菜切碎后混勻，按四分法留樣300 g;土壤樣品去除雜物，過(guò)1 mm篩后混勻，按四分法留樣300 g，所有樣品用塑料袋封裝、編號(hào)，－20℃以下冰柜低溫保存待測(cè).

1.3 分析方法

1.3.1 殺蟲(chóng)單在小白菜和土壤中的提取和轉(zhuǎn)化

將20 g處理好的樣品放入250 mL磨口具塞三角燒瓶中，加入50 mL 0.1 mol·L－1鹽酸溶液、2—3 g助濾劑和2 g氯化鈉，勻漿2 min(土壤樣品不用此步驟)，振搖30 min.抽濾，濾渣用20 mL 0.1 mol·L－1鹽酸溶液淋洗，收集濾液和淋洗液，用1 mol·L－1氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié) pH值為8.5—9.0，加入4 mL 1 mol·L－1硫化鈉溶液(硫化鈉與殺蟲(chóng)單反應(yīng)生成沙蠶毒素)，搖勻，置于70℃水浴鍋中反應(yīng)2.5 h后，取出冷卻后，轉(zhuǎn)入分液漏斗中，用50 mL、40 mL和40 mL的石油醚分別萃取3次，合并有機(jī)相，經(jīng)無(wú)水硫酸鈉脫水后收集于平底燒瓶中.旋轉(zhuǎn)減壓濃縮至干，用5 mL正己烷定容，待測(cè).

1.3.2 儀器分析條件

檢測(cè)器:電子捕獲檢測(cè)器(ECD);色譜柱:HP－5，30.0 m ×0.32 mm ×0.25 μm;柱溫:在柱初始溫度60℃以8℃·min－1的升溫速率升高至180℃，保持0.5 min;進(jìn)樣口溫度:200℃;檢測(cè)器溫度:250℃;載氣流速:2.0 mL·min－1;進(jìn)樣量:2.0 μL;沙蠶毒素保留時(shí)間:約 10.30 min.

1.3.3 添加回收率

分別稱(chēng)取經(jīng)碾磨過(guò)1 mm篩的空白對(duì)照土壤和切碎混勻后用高速植物組織搗碎機(jī)搗碎的小白菜樣品各20 g置于磨口帶塞三角燒瓶中，向其中各添加適量的殺蟲(chóng)單標(biāo)準(zhǔn)溶液，使土壤和小白菜中殺蟲(chóng)單的添加濃度分別為0.02 mg·kg－1、0.2 mg·kg－1和 1 mg·kg－1，放置 30 min 后按照上述 1.3.1 步驟進(jìn)行處理，每個(gè)濃度設(shè)5個(gè)平行試驗(yàn);然后根據(jù)1.3.2中的分析條件測(cè)定土壤和小白菜中殺蟲(chóng)單的添加回收率.

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

用正己烷配制濃度為0.1、0.2、0.5、1.0 和2.0 mg·L－1的殺蟲(chóng)單標(biāo)準(zhǔn)溶液，在 1.3.1 條件下轉(zhuǎn)化后按上述1.3.2色譜條件進(jìn)行測(cè)定.根據(jù)峰面積與相應(yīng)所進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到回歸方程為:y=1221.6x+112.53，R2=0.9991.

2.2 殺蟲(chóng)單在小白菜和土壤中的添加回收率與相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于5個(gè)平行實(shí)驗(yàn)樣本，殺蟲(chóng)單在小白菜和土壤中的添加回收率分別為73.88%—103.65%和 76.20%—97.22%，變異系數(shù)分別為9.18%—11.85%和6.14%—7.68%(表1).氣相色譜圖見(jiàn)圖1.殺蟲(chóng)單在小白菜和土壤中的最小檢出量(S/N=3)為3.4×10－11g，最低檢出濃度為小白菜中0.002 mg·kg－1;土壤中的0.001 mg·kg－1，能夠滿(mǎn)足小白菜和土壤中殺蟲(chóng)單殘留最低檢出要求.

表1 小白菜和土壤樣品中殺蟲(chóng)單的添加回收率及其變異系數(shù)Table 1 Fortified recoveries and variation coefficients of monosultap in the Pakchoi and soil samples

圖1 小白菜和土壤中沙蠶毒素測(cè)定的氣相色譜圖Fig.1 The chromatogram of nereistoxin in the pakchoi and soil samples

2.3 殺蟲(chóng)單在小白菜和土壤中的殘留消解動(dòng)態(tài)

田間試驗(yàn)表明(表2)，在小白菜生長(zhǎng)至5—6片葉時(shí)，按照1.5倍推薦劑量手動(dòng)噴霧施藥處理1次，距施藥后1 h 殺蟲(chóng)單在小白菜和土壤上的原始沉積量分別為2.40—6.69 mg·kg－1和 1.70—2.12 mg·kg－1.施藥1 d后，殺蟲(chóng)單在天津試驗(yàn)地小白菜中的殘留消解率可達(dá)96%，在土壤中的殘留消解率可達(dá)69%以上，而在江蘇省南京市郊區(qū)試驗(yàn)地小白菜和土壤中消解率分別為66%和68%以上;施藥3 d后，殺蟲(chóng)單在天津試驗(yàn)地小白菜和土壤中的殘留消解率分別可達(dá)99%和96%以上，而在江蘇省南京市郊區(qū)試驗(yàn)地小白菜和土壤中消解率均在86%以上.說(shuō)明殺蟲(chóng)單使用后在兩地小白菜和土壤中均可以較快地消解，但消解率存在差異，這與試驗(yàn)地的氣候條件、土壤類(lèi)型等因素有關(guān).

表2 殺蟲(chóng)單在小白菜和土壤中的殘留消解動(dòng)態(tài)Table 2 Degradation dynamics equtions of monosultap in the pakchoi and soil

對(duì)殺蟲(chóng)單在小白菜和土壤中的殘留消解數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸處理，結(jié)果顯示(表3)，殺蟲(chóng)單在小白菜和土壤中的殘留消解動(dòng)態(tài)符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)模型，殺蟲(chóng)單在小白菜和土壤中的殘留消解半衰期分別為3.5—4.0 d和3.3 d.說(shuō)明殺蟲(chóng)單在小白菜和土壤中均屬于易降解農(nóng)藥(T1/2＜30 d).

表3 殺蟲(chóng)單在小白菜和土壤中的消解動(dòng)態(tài)方程Table 3 Degradation dynamics of monosultap in the pakchoi and soil samples

2.4 殺蟲(chóng)單在小白菜和土壤中的最終殘留

在小白菜生長(zhǎng)至5—6片葉時(shí)，按照推薦劑量和1.5倍推薦劑量，手動(dòng)噴施20%阿維菌素·殺蟲(chóng)單可濕性粉劑2—3次，距最后一次施藥間隔1 d、3 d和5 d時(shí)，分別取樣進(jìn)行分析測(cè)定.結(jié)果表明，殺蟲(chóng)單在小白菜中的最高殘留量分別為 1.43 mg·kg－1、0.35 mg·kg－1和 0.043 mg·kg－1;土壤中的最高殘留量分別為 1.28 mg·kg－1、0.64 mg·kg－1和 0.11 mg·kg－1.由于小白菜和甘藍(lán)均屬于十字花科蕓薹屬，因此參考我國(guó)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥最大殘留限量》(NY 1500.1.1—1500.30.4—2007)規(guī)定，殺蟲(chóng)單在甘藍(lán)中的最大殘留限量為0.2 mg·kg－1，按照推薦劑量和1.5倍推薦劑量在小白菜上手動(dòng)噴霧施藥20%阿維菌素·殺蟲(chóng)單可濕性粉劑2—3次，距最后一次施藥間隔5 d時(shí)，殺蟲(chóng)單在小白菜中最高殘留量均低于0.2 mg·kg－1.

3 結(jié)論

本文研究并建立了殺蟲(chóng)單在小白菜和土壤中的殘留分析方法，同時(shí)通過(guò)田間試驗(yàn)，在小白菜上手動(dòng)噴霧施藥20%阿維菌素·殺蟲(chóng)單可濕性粉劑，研究了殺蟲(chóng)單在小白菜和土壤中的殘留消解動(dòng)態(tài)和最終殘留量.結(jié)果表明，在小白菜生長(zhǎng)至5—6片葉時(shí)，按照1.5倍推薦劑量噴施處理1次，殺蟲(chóng)單在小白菜和土壤中的原始沉積量分別為 2.40—6.70 mg·kg－1和1.70—2.12 mg·kg－1.殺蟲(chóng)單在小白菜和土壤中的殘留消解半衰期分別為3.5—4.0 d和3.3 d.最終殘留試驗(yàn)結(jié)果表明，按照推薦劑量和1.5倍推薦劑量在小白菜上施用20%阿維菌素·殺蟲(chóng)單可濕性粉劑2—3次，兩次施藥間隔7 d.距最后1次施藥采樣間隔5 d時(shí)，小白菜中殺蟲(chóng)單的最高殘留量為0.043 mg·kg－1.說(shuō)明按照1.5倍推薦劑量在小白菜上施用20%阿維菌素·殺蟲(chóng)單可濕性粉劑，最多使用3次，距最后一次施藥間隔為5 d時(shí)殺蟲(chóng)單在小白菜上的殘留是安全的.

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RESIDUE AND DEGRADATION OF MONOSULTAP IN PAKCHOI AND SOIL

WEI Dan SUN Yang XU Yingming QIN Xu SUN Yuebing

(Key Laboratory of Production Environment and Agro－product Safety of Ministry of Agriculture and Tianjin Municipality，Department of Pollution Control，Institute of Agro－environmental Protection，Ministry of Agriculture，Tianjin，300191，China)

In order to find out the degradation dynamics and the residue of monosultap in pakchoi and soil，an gas chromatography(GC)analytical method was developed for determining nereistoxin in pakchoi and soil.Meanwhile，the characteristics of monosultap degradation and residue were investigated through field experiments in Tianjin and Jiangsu Province.The results showed that the average recovery rates of monosultap in pakchoi and soil were in the range of 73.88%—103.65%at spiking levels of 0.02—1 mg·kg－1，with relative standard deviations of 6.14%—11.85%.The limit of detection of monosultap in pakchoi and soil was both 3.4 ×10－11g.And the limit of quantitation of monosultap in pakchoi and soil were 0.002 mg·kg－1and 0.001 mg·kg－1，respectively.Field experiments revealed that the residue dissipation dynamics of monosultap in pakchoi and soil conformed to the first order kinetics reaction model，and its residue half－life in pakchoi and soil was 3.5—4.0 d and 3.3 d，respectively.When the recommended dosage and 1.5 times recommended dosages of 20%avermectins＆ monosultap wettability medicinal powder was sprayed for 2—3 times at an interval of 7 d，the maximum residue of monosultap on the fifth day before the last application was 0.043 mg·kg－1，which is lower than the MRL of monosultap for broccoli of cruciferae according to the standards of Ministry of Agriculture of China(0.2 mg·kg－1).

monosultap，pakchoi，soil，residue.

2011年1月13日收稿.

*農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥殘留試驗(yàn)項(xiàng)目(2009P201)資助.

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