高效氯氟氰菊酯在茶葉和土壤中的殘留及環(huán)境行為研究

王海峰，喬 鵬

（生態(tài)環(huán)境部固體廢物與化學(xué)品管理技術(shù)中心，北京 100029）

引言

高效氯氟氰菊酯是除蟲試劑，能夠有效對抗螨蟲及其他害蟲等病蟲害，具備強烈的胃毒與觸殺效果，能夠有效防治玉米、煙草、棉花、蔬菜、果蔬等農(nóng)作物常見的菜青蟲、小菜蛾。蚜蟲、食心蟲、卷葉蛾、葉螨、玉米螟、棉鈴蟲等害蟲，并且對蠅、蚊等害蟲同樣具有除蟲效果。與其它殺蟲劑相比較，高效氯氟氰菊酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)融入了氟原子，讓除蟲效力更大，活性更強，藥性更快。擁有較強的土壤滲透作用，提升了藥劑的耐雨能力，現(xiàn)階段，我國與氯氟氰菊酯相關(guān)的農(nóng)業(yè)研究主要圍繞在土壤、玉米、蔬菜、白茶與其它茶葉等層面，其中對茶葉的分析及研究相對不足，需要通過相關(guān)實踐方法，對茶葉的生物特征、土壤性征、病害特征及氯氟氰菊酯的化學(xué)性能進(jìn)行初步的分析及研究，以此明確氯氟氰菊酯應(yīng)用的有效性與安全性。

1 方法與材料

1.1 試劑與儀器

實驗儀器：超聲提取器、色譜儀、勻漿機及蒸發(fā)儀。

實驗試劑：石油醚、乙酸乙酯、硫酸鈉、氯化鈉、乙腈、環(huán)己烷、弗羅里硅土、氯氟氰菊酯樣品。其中弗羅里硅土主要為90-110目、400℃下進(jìn)行4小時活化，應(yīng)用前需要在120℃環(huán)境中烘感3小時，并加入6%的純水進(jìn)行活化。

1.2 實驗設(shè)計

首先：根據(jù)《田間實驗操作規(guī)程》，筆者在2018年至2019年分別于福州、泉州、廈門等地區(qū)開展高效氯氟氰菊酯對茶葉及土壤的殘留實驗。并考察確定實驗小區(qū)的土壤面積為29m2，重復(fù)實驗5次，并在實驗小區(qū)中設(shè)置保護(hù)帶及相應(yīng)的對照小區(qū)。隨后將3.6%的高效氯氟氰菊酯應(yīng)用在茶葉食葉蟲初盛時期。土壤及茶葉樣品放于-30℃的保溫箱中存儲，以待后續(xù)實驗。其次：土壤與茶葉中的殘留實驗。根據(jù)實際應(yīng)用情況，設(shè)計兩個劑量模組：19.23i/hm2的高劑量試劑與11.23i/hm2的低劑量試劑。在實驗進(jìn)行期間，需要對實驗組與對照組進(jìn)行6次施藥工作，每重復(fù)3次，重復(fù)5株茶樹。并在最后施藥后的8、16、24h進(jìn)行樣本采集。

1.3 樣本處理

首先是提取，其一，分別稱取35.0g茶葉樣本，并放入稱重瓶內(nèi)，逐漸施加200mL的乙腈試劑，均勻攪拌2min，并在過濾后逐漸施加20g氯化鈉試劑，進(jìn)行震蕩分層操作，持續(xù)2min，靜置0.5h后，提取100mL懸浮液樣本，放入蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行濃縮烘干。最后用5mL石油醚對溶液進(jìn)行定容操作，直到溶液徹底凈化。其二，稱取40g土壤并置于稱重瓶內(nèi)，依次施加100mL的乙腈試劑，通過超聲波凈化的方式，持續(xù)提取半小時，隨后用硫酸鈉進(jìn)行過濾操作，并將最后的樣品置于蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行烘干，以5mh石油醚進(jìn)行定容操作，直到溶液凈化。其次，凈化，將脫脂棉塞入在析柱內(nèi)部，施加少量硫酸鈉，氧化鋁及佛羅里硅土，并在容器上部用硫酸鈉進(jìn)行封頂。隨后以100mL石油醚澆筑，并用乙酸乙酯、石油醚對濃縮物進(jìn)行洗脫操作，最后將洗脫溶液置于蒸發(fā)器內(nèi)烘干，并用己烷進(jìn)行定容，直到溶液整體容量濃縮到10mL為止。最后是色譜分析。其一，色譜條件，譜柱應(yīng)為BPX702，柱溫應(yīng)維持在240℃，樣本溫度為270℃。柱壓為78.43kpa。分流比為3:2。其二是繪制曲線。將氯氟氰菊酯試劑用己烷進(jìn)行稀釋，以此獲得不同含量的標(biāo)準(zhǔn)溶液。最后在色譜條件良好的環(huán)境中進(jìn)行測試，并用氯氟氰菊酯作為濃度坐標(biāo)，離子峰為縱坐標(biāo)，以此繪制曲線。與之相應(yīng)的繪制方程為k=323888q-1234.5（w=0.3456）。其中數(shù)值在0.003到0.6μg/mL區(qū)間內(nèi)，峰值與濃度呈現(xiàn)良好的關(guān)系。最后是可靠性分析。在實驗后期，將氯氟氰菊酯試劑逐漸添加到空白土壤內(nèi)，并重復(fù)6次。隨后對土壤樣本進(jìn)行測試處理。

2 實驗結(jié)果與數(shù)據(jù)分析

通過上述實驗流程，能夠有效發(fā)現(xiàn)氯氟氰菊酯在茶葉土壤中的回收率普遍為80%-90%。標(biāo)準(zhǔn)差為2%-6%。在茶葉中的樣本回收率具體為98%-120%，標(biāo)準(zhǔn)差為3%-8%。整體數(shù)據(jù)符合我國農(nóng)藥殘留試驗要求。在氯氟氰菊酯對茶葉與茶葉土壤的降解作用層面，需要通過氯氟氰菊酯在茶葉內(nèi)部及土壤內(nèi)部的降解情況進(jìn)行具體的分析。首先是氯氟氰菊酯在茶葉內(nèi)部的降解行為，根據(jù)上述實驗?zāi)軌虬l(fā)現(xiàn)，在實驗后茶葉內(nèi)部的氯氟氰菊酯的沉積量分別是0.078-0.154mgkg；0.045-0.344mg/kg；0.424-1.043mg/kg。而在氯氟氰菊酯試劑在茶葉的降解的半衰期內(nèi)，相關(guān)沉積情況分別為5.7-11.4 d；6.5-23.0 d；7.4-10.5 d。基本符合動力學(xué)原理。其次，在土壤中的降解情況。根據(jù)上述實驗可發(fā)現(xiàn)，氯氟氰菊酯在茶葉土壤中的最初沉積量分別為0.134-0.634mg/kg；0.345-1.56mg/kg；0.231-7.34mg/kg。半衰期階段，氯氟氰菊酯的降解情況分別為8.9-15.0d；11.32-13.4d；3.2-21.4d?；痉蟿恿W(xué)原理及模式。而在氯氟氰菊酯對茶葉的最終殘留層面。同樣需要從茶葉與土壤兩方面來分析，首先在茶葉內(nèi)的最終殘留，根據(jù)13.4i/hm2，1次的施藥劑量，茶葉內(nèi)的氯氟氰菊酯分別為 0.021-0.047mg/kg；0.021-0.037mg/kg；0.001-0.009mg/kg。明顯小于氯氟氰菊酯的MRL值。其次，是茶葉土壤內(nèi)的最終殘留。根據(jù)12.5i/hm2，1次的施藥量。茶葉土壤內(nèi)的氯氟氰菊酯殘留量分別為：0.005mg/kg；0.021mg/kg；0.017mg/kg。小于氯氟氰菊酯的MRL值。

3 實驗結(jié)論

高效氯氟氰菊酯試劑在茶葉與土壤內(nèi)的消解行為符合動力學(xué)原理，在茶葉的半衰期是6.3-19.3d。而在土壤內(nèi)的半衰期是3.2-18.2d。茶葉土壤的半衰期在地域與時間中存在著顯著的差異性。在排除溫度與其他客觀因素的影響后，氯氟氰菊酯的殘留量可能與降水量、微生物含量存在明顯的內(nèi)在聯(lián)系。根據(jù)我國相關(guān)規(guī)定。高效氯氟氰菊酯在茶葉內(nèi)的MRL數(shù)值應(yīng)為0.3mg/kg。根據(jù)推薦量進(jìn)行一次施藥，19d后的茶葉內(nèi)的氯氟氰菊酯的最終殘留量普遍小于0.3mg/kg。而在劑量超過2倍時，可額外增加1次釋藥劑量。在19d后茶葉內(nèi)的氯氟氰菊酯明顯小于0.3mg/kg。由此可知，在此劑量下，全面應(yīng)用該試劑較為安全。因此建議相關(guān)人員在茶葉種植工作中應(yīng)將最高用量維持在13.5i/hm2內(nèi)，并以19d作為安全間隔。

4 結(jié)語

高效氯氟氰菊酯試劑在我國茶葉種植中具有廣泛的現(xiàn)實意義，能夠有效提升茶葉的抗病害能力，增加茶葉的產(chǎn)量，使茶葉種植更加現(xiàn)代化、科學(xué)化、信息化。通過對高效氯氟氰菊酯試劑在茶葉及土壤中的殘留，明確試劑在病害防治中的應(yīng)用方法及劑量，使茶葉種植人員能夠有效解決茶葉種植中所存在的諸多問題，以此提升茶葉種植的質(zhì)量與效率，推動我國社會市場經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。