吡嘧磺隆在稻田環(huán)境中的消解動態(tài)研究

鄧 源，郭正元

（湖南農業(yè)大學農業(yè)環(huán)境保護資源所，湖南 長沙 410128）

吡嘧磺?。≒yrazosulfuron）屬于磺酰脲類除草劑，化學名為5-(4，6-二甲氧基嘧啶基-2-氨基甲酰氨基磺-1-甲基吡唑-4-羧酸(乙酯)，商品名為草克星、水星、韓樂星，化學結構式為：

吡嘧磺隆以其高效、低毒等特性得到廣泛應用，用于防除一年生和多年生闊葉雜草和莎草科雜草，如異性莎草、鴨舌草、水芹、野慈姑等。隨著該類除草劑使用范圍的擴大，其在農作物中的殘留及對人類健康和環(huán)境造成的毒害越來越為人們所關注[1]。

吡嘧磺隆開發(fā)至今，國內外學者也從不同方面對其進行了研究[2-12]，如吡嘧磺隆分析方法、吡嘧磺隆降解菌S8-1、吡嘧磺隆對土壤呼吸強度和酶活性等研究，但這些研究大多集中在磺酰脲類除草劑在水、土壤、大豆、紫菜、人參等上的分析方法的建立。關于水稻田中吡嘧磺隆殘留的分析較少，我國暫時還沒有制定吡嘧磺隆在大米（糙米）中的最低檢出限（MRL），吡嘧磺隆的無毒作用劑量（ADI值）為0～0.043 mg/kg，日本制定的吡嘧磺隆在大米中的MRL值為0.10 mg/kg。試驗對吡嘧磺隆在稻田水、稻田土壤和水稻植株中的消解動態(tài)進行研究，旨在為農藥的合理使用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 儀 器 Agilent-1200型液相色譜儀器（美國HP公司生產）；ZHWY-2102雙層大容量全溫度恒溫培養(yǎng)震蕩器；AUY120型分析天平；SHZ-D（Ⅲ）型循環(huán)水式真空泵；RE-2000A型旋轉蒸發(fā)器；KQ3200型超聲波清洗器；C型玻璃儀器氣流烘干器；CLS-JLG-1型礱谷機；梨形抽濾瓶；具塞磨口三角瓶；玻璃層析柱；250 mL分液漏斗；量筒；100 mL燒杯；移液管等實驗室常用玻璃儀器與設備。

1.1.2 試 劑 分析甲醇和色譜甲醇、乙酸乙酯、二氯甲烷、氯化鈉、石油醚、丙酮、乙腈、無水硫酸鈉、弗羅里硅土、鹽酸、氫氧化鈉（以上均為分析純）。吡嘧磺隆標準樣品純度為95.0%。

1.1.3 液相色譜檢測條件 色譜柱為UltimateXBC18(4.6 mm×250.0 mm，5 μm)；流動相為甲醇∶水=70∶30（水中含 0.5%的乙酸）；流速為 1.0 mL/min；柱溫為30℃；紫外檢測器波長為240 nm；進樣量為20 μL，在上述條件下吡嘧磺隆的保留時間為11.3 min。

1.2 方法

試驗分別于2011、2012年在湖南農業(yè)大學教學科研實驗基地和北京科研實驗基地進行。

1.2.1 田間試驗方法 （1）稻田土壤和水。于未種植水稻的小區(qū)（1個處理，設3次重復，共3個試驗小區(qū)）用20%吡嘧磺隆水分散粒劑2 250 g/hm2（有效成分吡嘧磺隆450 g/hm2），對水450 L/hm2稀釋，對稻田噴霧施藥一次。分別在施藥后 2 h，l、3、5、7、10、14、21、30、42 d 采集稻田土壤和稻田水。每個小區(qū)隨機采集稻田水（不少于10個點，樣品不少于1 L），混合均勻后留取500 mL左右，裝在潔凈的塑料瓶中；同時隨機取點5～10個，每個點用土鉆采集0～10 cm深的土壤1～2 kg，除去土壤中的碎石、雜草和植物根莖等雜物，混勻后采用四分法留樣500 g，裝入潔凈的樣本容器中，貼好標簽迅速運回實驗室待制備（不能及時分析測定的貯存于-20℃冰柜中保存）。施藥前采集空白作對照。（2）水稻植株。于水稻3葉一心期（1個處理，設3次重復，共3個試驗小區(qū)），用20%吡嘧磺隆水分散粒劑225 g/hm2（有效成分吡嘧磺隆45 g/hm2），對水450 L/hm2稀釋，對水稻莖葉噴霧施藥一次。分別在施藥后2 h，1、3、5、7、10、14、21、28、35、42 d 采集水稻植株樣品，在試驗小區(qū)內按對角線法多點隨機取水稻植株（不少于10個點，不少于5 kg），切碎混勻，四分法留樣200 g，裝入潔凈的樣本容器中，貼好標簽迅速運回實驗室待制備（不能及時分析測定的貯存于-20℃冰柜中保存）。施藥前采集空白作對照。

1.2.2 分析方法 （1）稻田水：量取水樣100 mL，抽濾，將濾液轉入250 mL分液漏斗中，加入30 mL10%氯化鈉水溶液，分別用30、30、30 mL二氯甲烷萃取3次，萃取液經無水硫酸鈉脫水后，在40℃下減壓旋干，用色譜甲醇定容至5 mL，過0.45 μm膜，供液相色譜測定。（2）稻田土壤：稱取土壤樣品20.0 g，加入100 mL 80%丙酮溶液，振蕩0.5 h，抽濾，濃縮，再將濃縮后的濾液用100 mL 10%氯化鈉水溶液轉入250 mL分液漏斗中，加入1 mol/L NaOH 溶液，調節(jié) pH＞12后，用 30、30 mL石油醚萃取兩次。棄去有機相，再加入1 mol/L HCl溶液，調節(jié) pH＜2后，用 30、30、20 mL 二氯甲烷溶液萃取3次，萃取液后續(xù)試驗過程同上。（3）水稻植株：稱取已制備的水稻植株樣品10.0 g，加入80 mL乙腈，振蕩0.5 h，抽濾，濃縮，將濾液濃縮后用100 mL10%的NaCl轉入250 mL分液漏斗中，加入1 mol/L NaOH溶液調節(jié)pH＞12后，用30、30 mL石油醚萃取兩次。棄去有機相，再加入1 mol/L HCl溶液調節(jié)PH＜2后，用30、30、20 mL二氯甲烷溶液萃取3次，萃取液后續(xù)試驗過程同上。

2 結果與分析

2.1 標準溶液的配制和線性關系的測定

用外標標準曲線法定量分析：準確稱取吡嘧磺隆標準品，采用梯度稀釋法配制濃度為0.046 5、0.465、1.860、4.650、9.300 mg/L 的吡嘧磺隆系列標準液，在所設定的色譜檢測條件下依次進液相色譜儀測定，并對試驗數據進行處理。以吡嘧磺隆標準液的濃度與峰面積作標準曲線。吡嘧磺隆的線性回歸方程為：y=48.765 x+0.995，相關系數為：r=0.999 9；其中y為吡嘧磺隆峰面積，x為標準溶液濃度。

2.2 添加回收率與精密度

用空白對照稻田水、稻田土壤和水稻植株的樣品進行3個濃度的添加回收率試驗。當吡嘧磺隆在水中添加的3個濃度為0.01、0.1、1.0 mg/kg時，吡嘧磺隆在水中的平均添加回收率分別為101.9%、98.77%、100.8%，變異系數分別為6.8%、7.0%、2.0%；當吡嘧磺隆在土壤中添加的3個濃度為0.05、0.1、1.0 mg/kg時，吡嘧磺隆在土壤中的平均添加回收率分別為94.42%、90.91%、85.72%，變異系數分別為3.0%、7.2%、5.6%；當吡嘧磺隆在水稻植株中添加的3個濃度為0.1、0.5、1.0 mg/kg時，吡嘧磺隆在水稻植株中的平均添加回收率分別為89.24%、85.67%、83.68%，變異系數分別為1.7%、3.8%、4.6%。在所設定的色譜測定條件下，吡嘧磺隆的最小檢出量為2.0×10-10g。稻田水、稻田土壤、水稻植株中吡嘧磺隆的最低檢出濃度分別是0.01、0.05、0.1 mg/kg。因此，該分析方法準確性高，靈敏度及精密度均符合殘留分析檢測要求。

2.3 吡嘧磺隆在稻田環(huán)境中的殘留消解動態(tài)

按照研究中的消解動態(tài)試驗設計，進行采樣測定，得到吡嘧磺隆在稻田水、稻田土壤和水稻植株中的殘留消解動態(tài)結果（表1）。由表1可知，吡嘧磺隆在稻田水、稻田土壤和水稻植株中的消解均符合一級化學反應動力學方程Ct=C0e-kt。試驗結果經對數轉換和回歸分析，得出了吡嘧磺隆在稻田水、稻田土壤和水稻植株中的消解曲線方程、半衰期及相關系數，其平均半衰期分別為2.29、2.73、2.29 d。

表1 吡嘧磺隆在稻田水、稻田土壤及水稻植株中的消解動力學方程、相關系數和半衰期

3 結論

（1）建立了稻田水、稻田土壤和水稻植株樣品中吡嘧磺隆的殘留分析方法。以80%丙酮（或乙腈）提取樣品，調節(jié)pH值，用石油醚和二氯甲烷萃取，液相色譜方法檢測，方法簡便，易于操作。

（2）在液相色譜檢測條件下，吡嘧磺隆標準溶液的線性關系良好，最小檢出限在稻田水、土壤及水稻植株中分別為0.01、0.05、0.1 mg/kg。當濃度范圍在0.01～1.00 mg/kg時，吡嘧磺隆在樣品中的平均回收率范圍為83.68%～101.9%。

（3）消解動態(tài)試驗結果表明，吡嘧磺隆在稻田水、稻田土壤和水稻植株中的消解均符合一級化學反應動力學方程Ct=C0e-kt。20%吡嘧磺隆水分散粒劑用于水稻田后，在稻田水、稻田土壤和水稻植株中的消解均較快，屬于易消解農藥；在兩個地點的兩年試驗中，吡嘧磺隆在稻田水、稻田土壤和水稻植株中的平均半衰期分別為2.29、2.73、2.29 d。田間試驗一般在自然條件下進行，農藥在噴施過程中由于降雨、刮風等天氣因素的影響會有損失。

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