土壤和番茄中氯蟲(chóng)苯甲酰胺的液相色譜檢測(cè)

土壤和番茄中氯蟲(chóng)苯甲酰胺的液相色譜檢測(cè)

氯蟲(chóng)苯甲酮是第一個(gè)具有新型異羥色胺結(jié)構(gòu)的光譜殺蟲(chóng)劑，由史密斯開(kāi)發(fā)（dunka）開(kāi)發(fā)。關(guān)于其理化特性和環(huán)境暴露風(fēng)險(xiǎn)，美國(guó)國(guó)家環(huán)境管理局（epa）有詳細(xì)描述。該殺蟲(chóng)劑具有高效、低毒、廣譜、環(huán)境親和,對(duì)水稻、甘藍(lán)、棉花等多種作物的幾乎所有重要的鱗翅目害蟲(chóng)和部分其他害蟲(chóng)具有較好的防治效果。氯蟲(chóng)苯甲酰胺具有迅速阻止害蟲(chóng)進(jìn)食、高效滯留活性和優(yōu)良的耐雨水沖刷性能。藥效試驗(yàn)表明,將二者混配制成的150g·L-1高效氯氟氰菊酯·氯蟲(chóng)苯甲酰胺微囊懸浮-懸浮劑,可擴(kuò)大其殺蟲(chóng)范圍,降低成本,具有很好的市場(chǎng)潛力和廣泛的應(yīng)用前景。氯蟲(chóng)苯甲酰胺對(duì)作物害蟲(chóng)具有新穎的作用方式,可有效防治對(duì)其他殺蟲(chóng)劑產(chǎn)生抗性的害蟲(chóng)。其對(duì)非靶標(biāo)節(jié)肢動(dòng)物具有良好的選擇性,從而保護(hù)天然寄生蜂、天敵和傳粉昆蟲(chóng)。其作用機(jī)理是激活蘭尼堿受體,釋放平滑肌和橫紋肌細(xì)胞內(nèi)貯存的鈣,引起肌肉調(diào)節(jié)衰弱、麻痹,直至害蟲(chóng)死亡。作用方式為胃毒和接觸毒性,其中胃毒為其主要作用方式。氯蟲(chóng)苯甲酰胺可經(jīng)莖、葉表面滲透至植物體內(nèi),還可通過(guò)根部吸收和在木質(zhì)部移動(dòng)。目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)氯蟲(chóng)苯甲酰胺的主要測(cè)定方法為高效液相色譜法和液相色譜-質(zhì)譜法,但有關(guān)氯蟲(chóng)苯甲酰胺在農(nóng)作物和土壤中的殘留分析方法研究國(guó)內(nèi)外尚未見(jiàn)有公開(kāi)報(bào)道,也未見(jiàn)有關(guān)氯蟲(chóng)苯甲酰胺在農(nóng)作物和土壤上的殘留動(dòng)態(tài)研究報(bào)道。本文采用甲醇液浸泡提取,減壓濃縮后使用二氯甲烷萃取,濃縮后用二氯甲烷定容,液相色譜儀帶二極管陣列檢測(cè)器(DAD)進(jìn)行定量測(cè)定,并研究了氯蟲(chóng)苯甲酰胺在番茄上的殘留消解動(dòng)態(tài)和最終殘留量。該方法具有簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確、靈敏度高、重復(fù)性好的特點(diǎn),所使用儀器為通用型液相色譜儀,可為農(nóng)業(yè)環(huán)境與農(nóng)產(chǎn)品中氯蟲(chóng)苯甲酰胺的殘留檢測(cè)提供重要的方法參考;此外通過(guò)研究獲得了氯蟲(chóng)苯甲酰胺在土壤和番茄中殘留消解動(dòng)態(tài)規(guī)律和最終殘留量,對(duì)評(píng)價(jià)氯蟲(chóng)苯甲酰胺及其制劑在番茄上使用后的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)和環(huán)境及農(nóng)產(chǎn)品安全性可提供重要科學(xué)依據(jù)。1材料和方法1.1儀器、儀器和儀器Aglient1200型高效液相色譜儀(美國(guó)安捷倫科技公司),帶二極管陣列(DAD)檢測(cè)器;AgilentExtend-C18反相色譜柱(25cm×4.6mm×5μm);HeidolphLABOROTA4000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(上海智誠(chéng)分析儀器制造有限公司);T-25basicULTRA-TUR-RAX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);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)。二氯甲烷、氯化鈉、無(wú)水硫酸鈉均為分析純;甲醇,分析純和色譜純;水為超純水;氯蟲(chóng)苯甲酰胺標(biāo)準(zhǔn)品,純度≥99.8%。1.2試驗(yàn)田的土壤類(lèi)型試驗(yàn)農(nóng)藥150g·L-1高效氯氟氰菊酯·氯蟲(chóng)苯甲酰胺微囊懸浮-懸浮劑;供試作物番茄;試驗(yàn)地點(diǎn)天津、濟(jì)南和杭州,三地試驗(yàn)田土壤類(lèi)型分別屬于粘壤土、棕壤土和潮土。試驗(yàn)地每小區(qū)20m2,重復(fù)3次,小區(qū)按照濃度由低到高排列,小區(qū)之間設(shè)保護(hù)行,并設(shè)清水對(duì)照。施藥方式為兌水手動(dòng)均勻噴霧。1.2.1動(dòng)噴霧藥防治設(shè)3個(gè)重復(fù)小區(qū),每小區(qū)面積20m2。在番茄果實(shí)生長(zhǎng)到約成熟個(gè)體1/3大小時(shí)手動(dòng)噴霧施藥,施藥劑量為0.90mL制劑·20m-2,施藥后1h、1d、3d、7d、14d、21d和30d,每小區(qū)隨機(jī)采集番茄2kg,切碎混勻后按四分法留樣200g。所有樣品用塑料袋封裝、編號(hào),-20℃冰柜低溫保存待測(cè)。1.2.2第一次用藥次數(shù)和實(shí)驗(yàn)方法設(shè)兩個(gè)施藥劑量,分別為低劑量0.60mL制劑·20m-2和高劑量0.90mL制劑·20m-2,在番茄生長(zhǎng)到成熟個(gè)體1/2大小時(shí)開(kāi)始第一次施藥,施藥次數(shù)2~3次,兩次施藥間隔為7d,小區(qū)面積20m2,各3個(gè)重復(fù)。距最后一次施藥間隔1d、3d和7d時(shí),每小區(qū)隨機(jī)采集番茄2kg,切碎,按四分法留樣200g;每小區(qū)隨機(jī)采集0~15cm深土壤2kg,去除雜物后按四分法留樣200g。所有樣品用塑料袋封裝、編號(hào),-20℃冰柜低溫保存待測(cè)。1.2.3空白攝影社區(qū)選取未施藥的番茄地,采集土壤和番茄樣品作為對(duì)照,樣品處理同1.2.2。1.3分析1.3.1樣品的制備番茄樣品:秤取20g樣品于250mL燒杯中,加入100mL甲醇,用高速植物組織搗碎機(jī)搗碎2~3min后抽濾,用50mL甲醇清洗濾渣。合并甲醇于圓底燒瓶中,減壓濃縮至約20mL,倒入分液漏斗中,加入100mL2%NaCl溶液,用二氯甲烷萃取3次,每次50mL,合并二氯甲烷相過(guò)無(wú)水硫酸鈉脫水,濃縮至干,用二氯甲烷定容,待測(cè)。土壤樣品:秤取30g樣品于250mL帶塞磨口三角燒瓶中,加入100mL甲醇,振蕩30min后抽濾,用50mL甲醇清洗濾渣。合并甲醇于圓底燒瓶中,減壓濃縮至約20mL,倒入分液漏斗中,加入100mL2%NaCl溶液,用二氯甲烷萃取3次,每次50mL。合并二氯甲烷相過(guò)無(wú)水硫酸鈉脫水,濃縮至干,用二氯甲烷定容,待測(cè)。1.3.2lentexhend-s18反相色譜柱Aglient1200型高效液相色譜儀,帶二極管陣列(DAD)檢測(cè)器;AgilentExtend-C18反相色譜柱(25cm×4.6mm×5μm)。柱溫30℃;流動(dòng)相(甲醇∶水=7∶3);流速1mL·min-1;進(jìn)樣量10μL。在上述色譜操作條件下,氯蟲(chóng)苯甲酰胺在土壤和番茄中的保留時(shí)間均為4.8min。1.3.3番茄回收率的測(cè)定番茄:將空白番茄樣品切碎,高速植物組織搗碎機(jī)搗碎,稱(chēng)取20g樣品于250mL帶塞磨口三角燒瓶中,向其中分別添加氯蟲(chóng)苯甲酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液,使番茄中最終添加濃度分別為0.1、0.5和1.0mg·kg-1,并按上述分析方法測(cè)定回收率。土壤:稱(chēng)取20g樣品于250mL帶塞磨口三角燒瓶中,向其中分別添加氯蟲(chóng)苯甲酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液,使土壤中最終添加濃度分別為0.1、0.5和1.0mg·kg-1,并按上述分析方法測(cè)定其添加回收率。1.3.4標(biāo)準(zhǔn)樣品溶液的制備式中:R為樣品中農(nóng)藥殘留濃度,mg·kg-1;Q為標(biāo)準(zhǔn)樣品的濃度,mg·L-1;S1為樣本溶液的峰面積;S2為標(biāo)準(zhǔn)樣品的峰面積;VZ為樣品的定容體積,mL;W為樣品的質(zhì)量,g。2結(jié)果與討論2.1標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制分別用甲醇配制不同濃度的氯蟲(chóng)苯甲酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液0.05、0.1、0.5、1.0和2.0μg·mL-1,按上述色譜條件進(jìn)行測(cè)定。根據(jù)峰面積與相應(yīng)的進(jìn)樣量繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,得到回歸方程為y=14.779x+0.331,相關(guān)系數(shù)R=0.9996表明氯蟲(chóng)苯甲酰胺在0.05~2.0μg·mL-1濃度范圍內(nèi)與峰面積呈較為良好的線性關(guān)系,能夠滿足外標(biāo)法定量檢測(cè)的要求。氯蟲(chóng)苯甲酰胺標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖見(jiàn)圖1,標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)圖2。2.2樣品分析和加樣回收率分別在土壤和番茄中添加氯蟲(chóng)苯甲酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行添加回收率試驗(yàn),使其添加濃度分別為0.1、0.5和1.0mg·kg-1,每個(gè)濃度設(shè)5個(gè)平行試驗(yàn),并按上述分析方法測(cè)定回收率。結(jié)果表明,對(duì)于5種平行樣本,番茄中氯蟲(chóng)苯甲酰胺的添加回收率為91.43%~100.91%,變異系數(shù)為4.36%~5.55%;土壤中氯蟲(chóng)苯甲酰胺的添加回收率為93.94%~94.93%,變異系數(shù)為3.53%~9.71%(見(jiàn)表1),色譜圖見(jiàn)圖3、圖4。本試驗(yàn)得出氯蟲(chóng)苯甲酰胺在土壤和番茄中最小檢出量均為1.0×10-7g,最低檢出濃度均為0.005mg·kg-1,符合我國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥殘留最低檢出濃度的要求。2.31土壤和番茄中氯蟲(chóng)苯甲酰胺的降解率受溫度限制了,土壤持水量也氯蟲(chóng)苯甲酰胺在土壤和番茄中的殘留消解動(dòng)態(tài)田間試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2,樣品實(shí)測(cè)色譜圖見(jiàn)圖5。在番茄果實(shí)生長(zhǎng)到約至成熟個(gè)體1/3大小時(shí),按施藥劑量0.90mL制劑·20m-2手動(dòng)噴霧施藥1次,氯蟲(chóng)苯甲酰胺在土壤和番茄中的原始沉積量分別為0.9051和0.1176mg·kg-1(天津)、0.4601和0.2700mg·kg-1(濟(jì)南)和2.8375和0.3517mg·kg-1(杭州)。施藥21d后,氯蟲(chóng)苯甲酰胺在天津、濟(jì)南和杭州三地番茄中降解率分別達(dá)100%、84.85%和92.49%,土壤中降解率分別為93.31%、92.32%和84.00%。由于三地田間試驗(yàn)情況復(fù)雜,氯蟲(chóng)苯甲酰胺在土壤和番茄中消解速率與試驗(yàn)期間天氣狀況和土壤類(lèi)型等密切相關(guān),天津地區(qū)試驗(yàn)為5—7月,正值雨季,施藥后受到雨水沖刷,導(dǎo)致農(nóng)藥在土壤和番茄中殘留量降低較快。一般認(rèn)為,農(nóng)藥在土壤中的殘留和降解還主要與土壤中有機(jī)質(zhì)含量、pH、濕度、溫度和植物根系分泌物等多種因素有關(guān),同時(shí)與農(nóng)藥本身的理化性質(zhì)有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),在一定的土壤持水量范圍內(nèi),隨著水分含量的增高,農(nóng)藥降解速度加快;同時(shí)隨著環(huán)境溫度逐漸接近于微生物生長(zhǎng)的最適溫度,微生物酶活性大大提高,從而促進(jìn)了農(nóng)藥的較快降解。山東試驗(yàn)地土壤為棕壤土,試驗(yàn)期間雨水適中,環(huán)境溫度為25~35℃,這可能是導(dǎo)致氯蟲(chóng)苯甲酰胺在山東試驗(yàn)地土壤中降解速率較快的主要原因。雖然適當(dāng)水分能增加農(nóng)藥在土壤中的移動(dòng)性,有利于農(nóng)藥的光解。但濕度也可以影響農(nóng)藥的微生物活動(dòng),當(dāng)土壤持水量較高,特別是超過(guò)田間飽和持水量、呈淹水狀態(tài)后,農(nóng)藥在土壤中的降解速率將迅速放緩,此時(shí)的土壤含水量已不適合微生物生長(zhǎng)。由于杭州試驗(yàn)地土壤為潮土,相對(duì)濕度較大,這可能是導(dǎo)致杭州試驗(yàn)地土壤中氯蟲(chóng)苯甲酰胺殘留消解速率較慢的主要原因。對(duì)氯蟲(chóng)苯甲酰胺在土壤和番茄中的殘留消解數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸處理,結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可見(jiàn),氯蟲(chóng)苯甲酰胺在土壤和番茄中的消解動(dòng)態(tài)符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)模型。在番茄中施用150g·L-1高效氯氟氰菊酯·氯蟲(chóng)苯甲酰胺微囊懸浮-懸浮劑,氯蟲(chóng)苯甲酰胺在土壤和番茄中的半衰期分別為6.55~11.49d和3.82~10.70d。2.41最佳殘留量的確定在田間施用0.90mL制劑·20m-2的150g·L-1高效氯氟氰菊酯·氯蟲(chóng)苯甲酰胺微囊懸浮-懸浮劑2~3次,距最后一次施藥間隔1、3d和7d后收獲時(shí),番茄中氯蟲(chóng)苯甲酰胺的最高殘留量分別為0.5542、0.3514mg·kg-1和0.2369mg·kg-1;土壤中氯蟲(chóng)苯甲酰胺的最高殘留量分別為0.9119、0.5211mg·kg-1和0.4546mg·kg-1。田間試驗(yàn)結(jié)果表明,土壤和番茄中氯蟲(chóng)苯甲酰胺的殘留量隨施藥劑量、施藥次數(shù)的增加而增加,隨采樣間隔時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸降低。3氯蟲(chóng)苯甲酰胺在番茄中的殘留動(dòng)態(tài)本文建立了氯蟲(chóng)苯甲酰胺在土壤和番茄中的殘留分析方法,研究了其殘留消解動(dòng)態(tài)和最終殘留狀況。該方法重現(xiàn)性好、準(zhǔn)確度高、簡(jiǎn)便、快速,添加回收率及檢出限均能滿足農(nóng)藥殘留分析的要求。田間試驗(yàn)結(jié)果表明,150g·L-1高效氯氟氰菊酯·氯蟲(chóng)苯甲酰胺微囊懸浮-懸浮劑按照1.5倍推薦劑量0.90mL制劑·20m-2,在番茄生長(zhǎng)至成熟個(gè)體1/3大小時(shí),噴霧施藥1次,氯蟲(chóng)苯甲酰胺在土壤和番茄中的原始沉積量分別為0.9051mg·kg-1和0.1176mg·kg-1(天津)、0.4601mg·kg-1和0.2700mg·kg-1(山東濟(jì)南)、2.8375mg·kg-1和0.3517mg·kg-1(浙江杭州)。氯蟲(chóng)苯甲酰胺在土壤和番茄中殘留消解動(dòng)態(tài)規(guī)律符合方程Ct=C0e-kt,消解速率較快,150g·L-1高效氯氟氰菊酯·氯蟲(chóng)苯甲酰胺微囊懸浮-懸浮劑在土壤和番茄中的消解半衰期分別為6.55~11.49d和3.82~10.70d。最終殘留試驗(yàn)研究表明,在番茄上手動(dòng)噴霧施藥150g·L-1高效氯氟氰菊酯·氯蟲(chóng)苯甲酰胺微囊懸浮-懸浮劑,施藥劑量為0.90mL制劑·20m-2,兌水噴霧處理2~3次,施藥間隔為7d,最后一次施藥距采收間隔7d,番茄中氯蟲(chóng)苯甲酰胺最高殘留量均低于0.3mg·kg-1。據(jù)檢索,氯蟲(chóng)苯甲酰胺在番茄中的MRL值美國(guó)、墨西哥和加拿大均規(guī)定為0.7mg·kg-1,國(guó)際食品法典委員會(huì)(CAC)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為0.60mg·kg-1,歐盟和澳大利亞規(guī)定為0.3mg·kg-1。我國(guó)尚未制訂氯蟲(chóng)苯甲酰胺在番茄中的MRL值。因此,參考?xì)W盟和澳大利亞規(guī)定的氯蟲(chóng)苯甲酰胺在番茄中的MRL