噻唑膦在黃瓜和土壤中的殘留及消解動(dòng)態(tài)研究

魏蕓霞，江珍鳳，劉照清，劉春來(lái)，肖 怡，李素平，熊興明，劉一平，3*

(1.醴陵市農(nóng)業(yè)局農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢測(cè)中心 湖南 醴陵 412200；2. 湖南省農(nóng)藥檢定所，湖南 長(zhǎng)沙 410005；3. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)植保學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128)

噻唑膦[1-2]，英文通用名：fosthiazate，化學(xué)名稱：O-乙基-S-仲丁基-2-氧代-1，3-噻唑烷-3-基硫代膦酸酯，相對(duì)分子質(zhì)量為283.35，其結(jié)構(gòu)式(圖1)。噻唑膦在水中溶解度為9.85mg/L，正己烷中為15.14mg/L。噻唑膦為有機(jī)磷類殺線蟲劑，主要作用方式為抑制根結(jié)線蟲乙酰膽堿酯酶的合成，可用于黃瓜、番茄、西瓜等蔬菜和水果上防治各類根結(jié)線蟲、根腐(短體)線蟲、胞囊線蟲、莖線蟲等[3-9]。

圖1 噻唑膦化學(xué)結(jié)構(gòu)式

歐盟[10]制定噻唑膦在黃瓜上的殘留限量標(biāo)準(zhǔn)值為0.02mg/kg，日本[12]制定噻唑膦在黃瓜上的殘留限量標(biāo)準(zhǔn)值為0.2mg/kg，韓國(guó)[12]制定噻唑膦在黃瓜上的殘留限量標(biāo)準(zhǔn)值為0.5mg/kg，中國(guó)[13]規(guī)定噻唑膦在黃瓜中的殘留限量標(biāo)準(zhǔn)值為0.2mg/kg。關(guān)于噻唑膦在蔬菜[14-16]和水果[17-18]等作物上的殘留研究國(guó)內(nèi)外已有報(bào)道，多采用氣相色譜(GC)、氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)、液相色譜(HPLC)和液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(UPLC-MS/MS)等方法，本研究在參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行方法優(yōu)化，選用乙腈提取結(jié)合氣相色譜-火焰光度檢測(cè)器(GC-FPD)，測(cè)定了噻唑膦在黃瓜和土壤中的殘留量，并對(duì)其降解規(guī)律和最終殘留進(jìn)行了研究，為噻唑膦在黃瓜上的安全評(píng)價(jià)提供了科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

1.1.1 藥劑及試劑 噻唑膦標(biāo)準(zhǔn)品(99.5%)，5%噻唑膦可溶液劑(SL)。乙腈和乙酸乙酯(均為色譜級(jí)，美國(guó)天地公司)，氯化鈉(均為分析純，上海國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)。

1.1.2 儀器設(shè)備 Varian CP-3800氣相色譜儀(帶FPD檢測(cè)器，美國(guó)瓦里安公司)，IKA-25高速組織分散器(德國(guó)IKA公司)，AB204-E型電子天平(瑞士梅特勒公司)，T-500型電子天平(常熟雙杰測(cè)試儀器廠)，XH-J型渦旋振蕩器(金壇市醫(yī)療儀器廠)，SHZ-C型水浴恒溫振蕩器(上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠)，N-EVAP111型旋轉(zhuǎn)氮吹儀(Organomation Associates Jnc. 美國(guó))，DHG-9140型烘箱(上海一恒科技有限公司)。

1.2 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)分別于2015和2016年在湖南省張家界市、山東省濟(jì)南市和浙江省杭州市進(jìn)行。按農(nóng)藥殘留試驗(yàn)準(zhǔn)則要求設(shè)試驗(yàn)小區(qū)，小區(qū)間設(shè)保護(hù)帶，另設(shè)對(duì)照小區(qū)。5%噻唑膦水溶液劑防治黃瓜根結(jié)線蟲，推薦制劑用藥量為1 125～1 500g.a.i/ha；施藥方法為穴施(土壤噴霧)，施藥1次，于黃瓜移栽前施藥。

1.2.1 消解動(dòng)態(tài)試驗(yàn) 黃瓜樣品：于黃瓜移栽前施藥，施藥劑量為2 250g.a.i/ha，施藥后2h、1 、3 、5 、7 、10 、14 、21 、30 d采樣，在小區(qū)內(nèi)用隨機(jī)方式多點(diǎn)采集生長(zhǎng)正常的黃瓜樣品6～10根，裝入樣品袋中包扎妥當(dāng)，貼好標(biāo)簽，保存在-20 ℃冰箱中待測(cè)。

土壤樣品：施藥劑量為2 250g.a.i/ha，施藥后2h、1 、3 、5 、7 、10 、14 、21 、30d采樣，土壤取樣選擇5個(gè)以上采樣點(diǎn)，取土深度為0～10cm，采樣量≥1kg，除去土壤中的碎石、雜草和雜物，在不銹鋼盆中混合均勻后，取500g裝入樣品袋中，貼好標(biāo)簽，保存在-20℃冰箱中待測(cè)。

1.2.2 最終殘留試驗(yàn) 5%噻唑膦可溶液劑最終殘留試驗(yàn)劑量設(shè)2個(gè)：低劑量按1 500g.a.i/ha和高劑量按2 250g.a.i/ha施藥，收獲期用隨機(jī)方式分別采集成熟黃瓜6～12根和0～15cm土壤樣品500g，所有樣品均裝入樣品袋中，貼好標(biāo)簽，保存于-20℃冰箱中待測(cè)。

1.3 分析方法

1.3.1 樣品前處理

1.3.1.1 黃瓜樣品 稱取25g勻漿黃瓜樣品于250mL燒杯中，加50mL乙腈，組織分散機(jī)勻漿1min，玻璃漏斗過(guò)濾，收集濾液于裝有5g NaCl的100mL具塞量筒中，劇烈振搖1min，靜置10min，待液面完全分層，用移液管移取10mL上層有機(jī)相于50mL小燒杯中，置于70℃恒溫水浴上濃縮近干，乙酸乙酯洗脫溶解定容至5mL，過(guò)0.22μm微孔濾膜至2mL進(jìn)樣瓶中，待GC-FPD測(cè)定。

1.3.1.2 土壤樣品 稱取25g土壤樣品于250mL平底燒瓶中，加50mL乙腈，置于振蕩器上振蕩30min，玻璃漏斗過(guò)濾，收集濾液于裝有5g NaCl的100mL具塞量筒中，劇烈振搖1min，靜置10min，待液面完全分層，用移液管移取10mL上層有機(jī)相于50mL小燒杯中，置于70℃恒溫水浴上濃縮近干，乙酸乙酯洗脫溶解定容至5mL，過(guò)0.22μm微孔濾膜至2mL進(jìn)樣瓶中，待GC-FPD測(cè)定。

1.3.2 氣相色譜條件 色譜柱：DB-1701P(0.32mm×30m×0.25μm)，進(jìn)樣口溫度：220℃，檢測(cè)器溫度：300℃，柱流量(N2)：2.0mL/min，(H2)：14.0mL/min，(空氣)：17.0mL/min，進(jìn)樣量：1μL；程序升溫：柱溫70℃(保持1min)，20℃/min升到190℃，10℃/min升到230℃，20℃/min升到260℃(保留7.5min)。

1.3.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線與添加回收率

1.3.3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線 用乙酸乙酯將噻唑膦標(biāo)準(zhǔn)品配制成母液，并依次稀釋成0.5、0.2、0.1、0.05、0.01mg/L的一系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，在上述氣相色譜條件下進(jìn)行測(cè)定，以噻唑膦標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度與對(duì)應(yīng)的峰面積作標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.3.3.2 添加回收率 在空白黃瓜和土壤樣品中添加濃度分別為0.01、0.1、0.5mg/kg的噻唑膦標(biāo)準(zhǔn)溶液，每個(gè)濃度設(shè)5個(gè)平行，同時(shí)設(shè)空白對(duì)照。按上述前處理方法進(jìn)行操作和分析，計(jì)算添加回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線和靈敏度 以峰面積y為縱坐標(biāo)，進(jìn)樣濃度x為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，噻唑膦標(biāo)樣線性方程為：y=329 178x+228.56，相關(guān)系數(shù)為：R2=0.999 8，結(jié)果表明，噻唑膦的色譜峰面積與其相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液在0.01～0.5mg/L范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系。通過(guò)3倍信噪比計(jì)算得儀器對(duì)噻唑膦的最小檢出量為1.0×10-14g。

2.2 回收率和精密度 噻唑膦的添加回收率試驗(yàn)結(jié)果(表1)，當(dāng)添加水平為0.01～0.5mg/kg時(shí)，黃瓜的平均回收率在103.2%～107.8%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為5.6%～12.3%，土壤中的平均回收率在82.0%～93.5%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為8.2%～10.7%，均滿足殘留分析的要求。由最低添加水平得到黃瓜和土壤中的最低檢測(cè)濃度為0.01mg/kg，相關(guān)色譜圖(圖2)。噻唑膦的保留時(shí)間為12.873min。

表1 噻唑膦在黃瓜和土壤中的添加回收率

A.噻唑膦標(biāo)樣(0.05mg/L)；B.黃瓜空白樣品；C.黃瓜添加(0.5mg/kg)；D.土壤空白樣品；E.土壤添加(0.5mg/kg)圖2 噻唑膦在黃瓜和土壤中的色譜圖

2.3 消解動(dòng)態(tài)試驗(yàn)結(jié)果 用5%的噻唑膦可溶液劑對(duì)黃瓜地進(jìn)行噴霧施藥，噻唑膦在黃瓜和土壤中的原始沉積量最高分別為0.96mg/kg和10.49mg/kg，且殘留量均隨著時(shí)間的推移而逐漸降低。施藥5d后，噻唑膦在黃瓜和土壤中的消解率分別>50.97%和51.28%，藥后30d后黃瓜和土壤中噻唑膦的消解率分別在90.25%和89.62%以上，符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程；噻唑膦在黃瓜和土壤中的降解半衰期分別為2.17～3.81d和5.37～9.76d，噻唑膦在黃瓜中的降解速率比在土壤中要快(表2)。噻唑膦的消解動(dòng)力學(xué)參數(shù)(表2)。

表2 噻唑膦在黃瓜和土壤中的消解動(dòng)力學(xué)參數(shù)

續(xù)表

2.4 最終殘留試驗(yàn)結(jié)果 最終殘留試驗(yàn)結(jié)果表明，施用5%噻唑膦可溶液劑分別按有效成分1 500g.a.i/ha和2 250g.a.i/ha的劑量對(duì)其施藥，收獲期采樣分析，噻唑膦在黃瓜中的殘留量在<0.01mg/kg～0.066mg/kg之間，在土壤中最終殘留量在<0.01mg/kg～0.879mg/kg之間，且劑量越大，殘留量越高。根據(jù)最終殘留試驗(yàn)結(jié)果，噻唑膦在黃瓜中的最終殘留量最大值為0.066mg/kg，低于我國(guó)規(guī)定的最高殘留限量值0.2mg/kg。

3 結(jié)論與討論

3.1 建立了一種用于測(cè)定噻唑膦在黃瓜和土壤中殘留量的氣相色譜分析方法 當(dāng)添加濃度在0.01～0.5mg/kg時(shí)，黃瓜和土壤中的平均回收率在82.0%～107.8%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為5.6%～12.3%，說(shuō)明建立的檢測(cè)方法完全符合農(nóng)藥殘留量分析與檢測(cè)的技術(shù)要求。

3.2 根據(jù)消解動(dòng)態(tài)試驗(yàn)結(jié)果 噻唑膦在黃瓜和土壤中的殘留量隨著時(shí)間的推移而逐漸減少，藥后30d后黃瓜和土壤中噻唑膦的消解率分別在90.25%和89.62%以上；噻唑膦在黃瓜和土壤中的降解半衰期分別為2.17～3.81d和5.37～9.76d，噻唑膦屬易降解農(nóng)藥[19]。

3.3 我國(guó)制定的噻唑膦在黃瓜上的殘留限量標(biāo)準(zhǔn)(MRL)為0.2mg/kg 由最終殘留試驗(yàn)結(jié)果可知，噻唑膦在黃瓜中的最終殘留量最大值為0.066mg/kg，低于其MRL值。因此，建議使用5%噻唑膦可溶液劑防治黃瓜根結(jié)線蟲，最高用藥劑量1 500g.a.i/ha，于黃瓜移栽前期噴霧施藥1次，收獲期黃瓜安全。