薄層層析法研究溴嘧氯草醚（SIOC0426）的土壤移動(dòng)特性

徐玲英 ，何紅梅 *，張昌朋 ，王祥云 ，李艷杰 ，趙學(xué)平 ，唐慶紅

（1.省部共建農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全危害因子與風(fēng)險(xiǎn)防控國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（籌），農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)藥殘留檢測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與營(yíng)養(yǎng)研究所，杭州 310021；2.中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所，上海 200032）

中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所和浙江省化工研究院有限公司共同開發(fā)具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和高效除草活性的2-嘧啶氧基-N-芳基芐胺類衍生物農(nóng)藥先導(dǎo)化合物[1]。該先導(dǎo)化合物已獲得中國(guó)、美國(guó)、韓國(guó)等多國(guó)發(fā)明專利[2]。研究者對(duì)該先導(dǎo)化合物優(yōu)化時(shí)發(fā)現(xiàn)了溴嘧氯草醚（SIOC0426）除草劑，它是被發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)殺草譜廣、除草活性高、對(duì)棉田和棉花主要雜草有良好選擇性的棉田除草劑候選品種[2-3]。

化合物的土壤移動(dòng)特性可以用來評(píng)價(jià)藥物通過移動(dòng)作用滲透到地下水的能力，從而評(píng)估污染地下水的風(fēng)險(xiǎn)。目前，主要采用薄層層析法和土柱淋溶法研究藥物在土壤中的遷移特性[4-17]。黃家章等[5]采用柱淋溶法研究了氟蟲腈在水稻土和紅壤中的淋溶特性；孔德洋等[6]采用土柱淋溶法研究了2,4-滴酸、丁噻隆、毒草胺、炔草酸、氟環(huán)唑、甲基磺草酮和烯啶蟲胺7種農(nóng)藥在江西紅壤、太湖水稻土及東北黑土淋溶特性；許秀瑩等[7]采用柱淋溶法研究了氟啶胺淋溶特性；田麗娟等[8]研究了氟磺胺草醚土柱淋溶特性及其影響因素；張鵬等[9]采用薄層層析法和柱淋溶法研究了噻蟲嗪的淋溶特性，結(jié)果表明2種試驗(yàn)方法得到的噻蟲嗪的淋溶特性結(jié)果是一致的；朱峰等[10]采用薄層層析法和柱淋溶法研究了苯菌酮在3種典型土壤中的淋溶行為，結(jié)果表明2種試驗(yàn)方法得到的苯菌酮的淋溶特性結(jié)果是相同的；楊昱等[11]采用薄層層析法和柱淋溶法研究了苯噻菌酯在土壤中的遷移特性，結(jié)果表明2種試驗(yàn)方法得到的苯菌酮的淋溶特性結(jié)果是相符的；馬雲(yún)峰等[12]采用柱淋溶法進(jìn)行了雙氟磺草胺在不同類型土壤中淋溶特性研究；李璇等[13]采用薄層層析法研究了氨唑草酮的土壤淋溶特性；謝慧等[14]采用柱淋溶法進(jìn)行了哌蟲啶在3種典型土壤中的淋溶研究；張?jiān)碌萚15]采用柱淋溶法研究了雙唑草腈在7種土壤中的淋溶特性；何健等[16]采用柱淋溶法研究了環(huán)丙酰草胺在土壤中的遷移特性。

已有文獻(xiàn)報(bào)道溴嘧氯草醚具有低毒和無(wú)致突變特性[3]，也有環(huán)境樣品中溴嘧氯草醚殘留分析方法和其在土壤中降解特性研究[18]，但其在土壤中移動(dòng)特性未見報(bào)道。筆者采用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法對(duì)土壤中溴嘧氯草醚殘留量進(jìn)行檢測(cè)[18]，選取薄層層析法[17]首次研究了溴嘧氯草醚在環(huán)境重壤土、中壤土和砂壤土3種土壤中的移動(dòng)特性，可為該化合物的環(huán)境安全性評(píng)價(jià)提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀（UPLC-Xevo TQ MS），美國(guó)Waters公司；固相萃取儀，美國(guó)Supelco公司；OHAUS SPS402F 電子天平，美國(guó)奧豪斯公司；N-1000W DPE-211D旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、DTC-41隔膜式真空泵、CA-1112循環(huán)冷凍水浴系統(tǒng)，東京理化器械株式會(huì)社；DHZ-DA全溫型大容器恒溫振蕩器，太倉(cāng)市實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備廠；玻璃板（20 cm×7 cm）；層析槽。

乙腈（色譜純）、甲醇（色譜純），美國(guó)Merck公司；甲酸（色譜純），美國(guó)ACS恩科化學(xué)試劑公司；屈臣氏純凈水，廣州屈臣氏食品飲料有限公司；C18小柱（500 mg/6 mL），艾杰爾公司；溴嘧氯草醚標(biāo)準(zhǔn)品和原藥均由中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所提供。其他試劑均為分析純。

1.2 溶液配制

稱取標(biāo)準(zhǔn)品和原藥，用乙腈配制標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液和原藥儲(chǔ)備液。稀釋標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液得到溴嘧氯草醚標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，稀釋原藥儲(chǔ)備液得到100 mg/L溴嘧氯草醚原藥工作溶液。

1.3 土壤移動(dòng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

從浙江不同地區(qū)采集不同性質(zhì)的1#土壤、2#土壤、3#土壤用于試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)準(zhǔn)則[17]，選取1#、2#、3#土壤研究溴嘧氯草醚的土壤移動(dòng)特性，土壤的具體性質(zhì)見表1。

表1 土壤性質(zhì)

2.3.1 試驗(yàn)條件

溫度：23±5℃。

2.3.2 層析板制備

稱10.0 g（準(zhǔn)確到0.01 g）土壤（1#、2#和3#）于玻璃板上，逐漸加7～8 mL水，用玻璃棒不停攪拌，將泥漿均勻涂布于層析板上，土層厚度約0.5～0.8 mm，最后渦旋5～30 s，將土壤薄板晾干。制備好的薄板應(yīng)無(wú)斷層和無(wú)較大裂紋。

2.3.3 加藥、展開和取樣

將0.1 mL的100 mg/L溴嘧氯草醚原藥溶液滴于距薄板底部中心1.5 cm處，待溶劑揮發(fā)干后，將薄板放在裝有0.5 cm高的蒸餾水的層析槽中展開。當(dāng)水相向上展開18 cm時(shí)取出薄板晾干，將展開薄板的土層等距離分成6段，分別取下各段土壤測(cè)定溴嘧氯草醚含量。

1.4 樣品前處理

將每段薄板土壤轉(zhuǎn)入三角瓶，先后加入5 mL水、40 mL乙腈，振蕩半小時(shí)后抽濾，將濾液轉(zhuǎn)至具塞量筒（內(nèi)裝有約8 g氯化鈉），濾渣重復(fù)提取1次后抽濾，合并濾液后劇烈振搖具塞量筒2 min，靜置約2 h，吸取10 mL乙腈于水浴40℃濃縮至近干，用5.0 mL 20%乙腈水溶液溶解殘?jiān)^柱。

C18固相萃取柱依次用5 mL甲醇、5 mL水預(yù)淋，轉(zhuǎn)移殘?jiān)芤旱焦滔噍腿⌒≈?，? mL 50%乙腈水溶液淋洗小柱，棄去濾液，再用5.0 mL乙腈洗脫，收集濾液，過膜，待檢測(cè)[18]。

1.5 色譜、質(zhì)譜條件

色 譜 柱 為 ACQUITY UPLCTM BEH C18（50 mm×2.1 mm，1.7 μm）。流動(dòng)相為梯度洗脫程序：有機(jī)相為乙腈；水相為0.1%甲酸水溶液。0～1 min有機(jī)相由50%增加為90%；1～3.5 min 有機(jī)相保持為90%；3.5～4 min 有機(jī)相減少為50%；4～5 min有機(jī)相維持50%。流速為0.2 mL/min。柱溫為40℃。進(jìn)樣體積為2 μL。

溴嘧氯草醚的錐孔電壓為22 V，其定性、定量離子對(duì)分別為451.9＞279、451.9＞281。采用3.0 kV（ESI＋）的毛細(xì)管電壓、800 L/h的脫溶劑氣流速、400℃的脫溶劑溫度。

1.6 數(shù)據(jù)計(jì)算

根據(jù)土壤中的化合物含量按式（1）計(jì)算Rf值[17]。

式中：L表示點(diǎn)藥原點(diǎn)至層析展開斑點(diǎn)的距離，mm；Lmax表示點(diǎn)藥原點(diǎn)到層析展開前沿的距離，mm。

1.7 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

參考GB/T 31270.5—2014《化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評(píng)價(jià)試驗(yàn)準(zhǔn)則第5部分：土壤淋溶試驗(yàn)》，依據(jù)Rf值劃分化合物在土壤中的移動(dòng)特性：0.90＜Rf≤1.00為在土壤中極易移動(dòng)化合物；0.65＜Rf≤0.90為在土壤中可移動(dòng)化合物；0.35＜Rf≤0.65為在土壤中等移動(dòng)化合物；0.10＜Rf≤0.35為在土壤中不易移動(dòng)化合物；0.00＜Rf≤0.10為在土壤中不移動(dòng)化合物。

2 結(jié)果與討論

2.1 溴嘧氯草醚土壤淋溶特性研究

筆者采用土壤薄層層析法研究了溴嘧氯草醚在土壤中的移動(dòng)特性。溴嘧氯草醚在1#土壤、2#土壤和3#土壤中均在第1段（0～30 mm）檢測(cè)濃度最高，檢出量分別為2.82、4.68、4.70 μg，Rf值均為0.083。按我國(guó)農(nóng)藥在土壤中的移動(dòng)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，0.00＜Rf≤0.10屬于不移動(dòng)農(nóng)藥，溴嘧氯草醚在1#土壤、2#土壤和3#土壤中Rf值均為0.083，屬于不移動(dòng)農(nóng)藥（表2、圖1）。

表2 溴嘧氯草醚在各段土壤中的檢測(cè)結(jié)果

圖1 3 種土壤類型的檢測(cè)色譜圖

本研究選擇的3種土壤pH值分別為5.56、6.20和7.28；有機(jī)質(zhì)含量分別為0.369%、2.20%和1.46%；陽(yáng)離子交換量分別為18.8 me/100 g、10.2 me/100 g和9.77 me/100 g；土壤質(zhì)地分別為重壤土、中壤土和砂壤土。說明3種土壤各種性質(zhì)差異較明顯，土壤pH值、有機(jī)質(zhì)含量、陽(yáng)離子交換量和質(zhì)地對(duì)溴嘧氯草醚在土壤中移動(dòng)性質(zhì)影響不大。

2.2 檢測(cè)方法質(zhì)量控制

在檢測(cè)土壤樣品的同時(shí)也進(jìn)行了3種不同土壤2.0 mg/kg添加回收5個(gè)平行的質(zhì)量控制試驗(yàn)。1#土壤、2#土壤和3#土壤中平均回收率分別為90%、107%和94%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）分別為3.3%、3.2%和3.4%，說明檢測(cè)結(jié)果有效可靠。由于溴嘧氯草醚除了在堿性條件較穩(wěn)定外，在酸性和中性條件下均存在一定程度的降解作用，而且酸性越強(qiáng)，降解速度越快，所以溴嘧氯草醚在1#土壤、2#土壤和3#土壤中各段檢出量的總和小于理論添加量。

3 結(jié) 論

溴嘧氯草醚在重壤土、中壤土和砂壤土中屬于不移動(dòng)農(nóng)藥。在正常條件下，溴嘧氯草醚通過土壤移動(dòng)作用進(jìn)入地下水而造成地下水污染的風(fēng)險(xiǎn)較小。