杀虫单在小白菜和土壤中的残留及消解动态研究*

魏 丹 孙 扬 徐应明 秦 旭 孙约兵

(农业部环境保护科研监测所污染防治研究室，农业部/天津市产地环境与农产品安全重点开放实验室，天津，300191)

杀虫单在小白菜和土壤中的残留及消解动态研究*

魏 丹 孙 扬 徐应明＊＊秦 旭 孙约兵

(农业部环境保护科研监测所污染防治研究室，农业部/天津市产地环境与农产品安全重点开放实验室，天津，300191)

为了解杀虫单在小白菜和土壤中的残留消解动态及最终残留状况，研究了杀虫单在小白菜和土壤中的气相色谱检测方法，并在天津、江苏两地开展了20%阿维菌素·杀虫单可湿性粉剂在小白菜和土壤中的残留消解动态和最终残留田间试验研究.结果表明，在0.02—1 mg·kg－1添加水平范围内，通过外标法定量，获得杀虫单在小白菜和土壤中的平均添加回收率为73.88%—103.65%，其变异系数为6.14%—11.85%;小白菜和土壤中杀虫单的最小检出量均为 3.4 ×10－11g，最低检出浓度分别为 0.002 mg·kg－1和0.001 mg·kg－1，该方法的灵敏度和回收率均可满足杀虫单在小白菜和土壤中的残留分析要求.田间试验结果表明，杀虫单在小白菜和土壤中的残留消解动态规律符合一级动力学反应模型，杀虫单在小白菜和土壤中的残留消解半衰期分别为3.5—4.0 d和3.3 d.按推荐剂量和1.5倍推荐剂量在小白菜上各喷施20%阿维菌素·杀虫单可湿性粉剂2—3次，两次施药间隔为7 d，距最后1次施药5 d时，杀虫单在小白菜中的最高残留量为0.043 mg·kg－1，低于我国农业行业标准中规定的杀虫单在十字花科甘蓝上的最大残留限量标准0.2 mg·kg－1.

杀虫单，小白菜，土壤，消解动态，残留.

杀虫单是一种人工合成的沙蚕毒素的类似物，该药进入昆虫体内能够迅速转化为沙蚕毒素或二氢沙蚕毒素，具有较强的触杀、胃毒和内吸传导作用，可以防治蔬菜、水稻等作物上的多种害虫［1－2］.其化学名称为1－硫代硫酸钠基－2－二甲氨基－3－硫代硫酸基丙烷.易溶于水和工业乙醇，微溶于甲醇等有机溶剂.在强酸、强碱条件下能水解为沙蚕毒素.

国内外农产品和土壤中农药残留检测主要采用气相色谱法、液相色谱法和气相色谱－质谱法［3－4］.由于农产品和土壤基质复杂，不同种类农药性质差异较大，分析方法有所不同.目前，根据国内外相关文献的报道，对杀虫单的残留分析方法主要包括:非水滴定法［5］、高效液相色谱法［6］、气相色谱法［7］、气相色谱－质谱联用法［8］、荧光光度法［9］及示波电位法［10］、薄层色谱法［11］和荧光能量转移法［12］等.国内报道了杀虫单在水稻及稻田中的残留消解动态和最终残留量［13－14］.国外Ferrer Imma等［15］采用高效液相色谱－质谱法测定了食品和水样中的包括杀虫单在内的101种农药多残留检测方法.但迄今国内外有关杀虫单在蔬菜中的残留分析方法及其残留行为尚未见公开报道.

本文采用盐酸提取，氢氧化钠溶液调节提取液pH值，在一定条件下反应将杀虫单转化为沙蚕毒素，经气相色谱(ECD)测定沙蚕毒素含量的方法来间接计算杀虫单含量，同时研究了杀虫单在小白菜和土壤中的残留消解动态和最终残留量.为杀虫单在小白菜上最大残留限量标准的制订及20%阿维菌素·杀虫单可湿性粉剂在小白菜上残留使用准则的制定提供重要的科学依据.

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

Aglient 7890型气相色谱仪，带电子捕获检测器;HP－5 色谱柱(30.0 m ×0.32 mm ×0.25 μm);Heidolphl ABOROTA 4000型旋转蒸发仪(德国海道尔夫公司);ZHWY－2102C型调速多用振荡器(中国上海智诚分析仪器制造有限公司);T－25 basic UL TRA－TURRAX高速植物组织捣碎机(德国IKA公司);MILLI－Q超纯水仪(美国Millipore公司);H2050R－1离心机(湘仪离心机仪器有限公司);SL－302电子天平(上海民桥精密科学仪器有限公司);SHZ－D(Ⅲ)循环水式真空泵(巩义市予华仪器有限公司)，HH·S11－6电热恒温水浴锅(北京长安科学仪器厂);PB－10型pH计(德国Sartorius公司).

盐酸、氢氧化钠、石油醚、无水硫酸钠和正己烷均为分析纯，硫化钠(Na2S·9H20)为化学纯;水为超纯水，助滤剂为硅藻土助滤剂.

杀虫单标准品纯度为96%，购自德国Labor Dr.Ehrenstorfer－Schäfers公司;沙蚕毒素标准品，浓度为100 mg·L－1，购自天津市东方绿色技术发展有限公司.

1.2 田间试验设计

试验点选在天津市西青区和江苏省南京市郊区.试验农药为20%阿维菌素·杀虫单可湿性粉剂，试验剂量分别为推荐剂量120 g·亩－1和1.5倍推荐剂量180 g·亩－1.每小区面积20 m2，重复3个小区，小区按照杀虫单喷施剂量由低到高排列，小区间设立保护行，并设不施药的空白对照小区.土壤动态面积为10 m2，另设对照区.施药方法为兑水手动喷雾.

1.2.1 在小白菜上的消解动态试验

在供试的小白菜地中，设3个重复小区，每小区面积20 m2，在小白菜生长至5—6片叶时，手动喷雾施药处理1次，施药剂量为1.5倍推荐剂量.距施药后1 h、1 d、3 d、7 d、14 d、21 d和30 d每小区以随机多点方式采集小白菜2 kg，切碎混匀后按四分法留样300 g，－20℃以下冰柜低温保存待测.

1.2.2 在土壤上的消解动态试验

在试验地附近选取10 m2表面平整、墒情适中的空白地块进行土壤消解动态试验研究，与小白菜消解动态试验同时进行，土壤喷雾处理1次，施药剂量为1.5倍推荐剂量，距施药后1 h、1 d、3 d、7 d、14 d、21 d和30 d以随机多点方式采集土壤(0—10 cm)2 kg，将土壤样品去除杂物后碾磨过1 mm筛混匀，按四分法留样300 g，－20℃以下冰柜低温保存待测.

1.2.3 杀虫单在小白菜和土壤上的最终残留试验

设两个施药剂量，分别为推荐剂量和1.5倍推荐剂量，每小区面积20 m2，每个处理设3个重复小区，各设2次和3次施药处理区，两次施药间隔为7 d.在小白菜生长至5—6片叶时，手动喷雾施药处理，距最后一次施药1 d、3 d和5 d时分别以随机多点方式采集小白菜、土壤样品(0—15 cm)各2 kg，小白菜样品切碎混匀后按四分法留样300 g，土壤样品去除杂物后碾磨过1 mm筛混匀，按四分法留样300 g，所有样品用塑料袋封装、编号，－20℃以下低温冰柜保存待测.

1.2.4 对照试验

在远离试验区选定不施药的小白菜地作为空白对照区，与施药处理同期分别采集小白菜2 kg和土壤2 kg，小白菜切碎后混匀，按四分法留样300 g;土壤样品去除杂物，过1 mm筛后混匀，按四分法留样300 g，所有样品用塑料袋封装、编号，－20℃以下冰柜低温保存待测.

1.3 分析方法

1.3.1 杀虫单在小白菜和土壤中的提取和转化

将20 g处理好的样品放入250 mL磨口具塞三角烧瓶中，加入50 mL 0.1 mol·L－1盐酸溶液、2—3 g助滤剂和2 g氯化钠，匀浆2 min(土壤样品不用此步骤)，振摇30 min.抽滤，滤渣用20 mL 0.1 mol·L－1盐酸溶液淋洗，收集滤液和淋洗液，用1 mol·L－1氢氧化钠溶液调节 pH值为8.5—9.0，加入4 mL 1 mol·L－1硫化钠溶液(硫化钠与杀虫单反应生成沙蚕毒素)，摇匀，置于70℃水浴锅中反应2.5 h后，取出冷却后，转入分液漏斗中，用50 mL、40 mL和40 mL的石油醚分别萃取3次，合并有机相，经无水硫酸钠脱水后收集于平底烧瓶中.旋转减压浓缩至干，用5 mL正己烷定容，待测.

1.3.2 仪器分析条件

检测器:电子捕获检测器(ECD);色谱柱:HP－5，30.0 m ×0.32 mm ×0.25 μm;柱温:在柱初始温度60℃以8℃·min－1的升温速率升高至180℃，保持0.5 min;进样口温度:200℃;检测器温度:250℃;载气流速:2.0 mL·min－1;进样量:2.0 μL;沙蚕毒素保留时间:约 10.30 min.

1.3.3 添加回收率

分别称取经碾磨过1 mm筛的空白对照土壤和切碎混匀后用高速植物组织捣碎机捣碎的小白菜样品各20 g置于磨口带塞三角烧瓶中，向其中各添加适量的杀虫单标准溶液，使土壤和小白菜中杀虫单的添加浓度分别为0.02 mg·kg－1、0.2 mg·kg－1和 1 mg·kg－1，放置 30 min 后按照上述 1.3.1 步骤进行处理，每个浓度设5个平行试验;然后根据1.3.2中的分析条件测定土壤和小白菜中杀虫单的添加回收率.

2 结果与讨论

2.1 标准曲线的绘制

用正己烷配制浓度为0.1、0.2、0.5、1.0 和2.0 mg·L－1的杀虫单标准溶液，在 1.3.1 条件下转化后按上述1.3.2色谱条件进行测定.根据峰面积与相应所进标准溶液浓度绘制标准曲线，得到回归方程为:y=1221.6x+112.53，R2=0.9991.

2.2 杀虫单在小白菜和土壤中的添加回收率与相对标准偏差

实验结果表明，对于5个平行实验样本，杀虫单在小白菜和土壤中的添加回收率分别为73.88%—103.65%和 76.20%—97.22%，变异系数分别为9.18%—11.85%和6.14%—7.68%(表1).气相色谱图见图1.杀虫单在小白菜和土壤中的最小检出量(S/N=3)为3.4×10－11g，最低检出浓度为小白菜中0.002 mg·kg－1;土壤中的0.001 mg·kg－1，能够满足小白菜和土壤中杀虫单残留最低检出要求.

表1 小白菜和土壤样品中杀虫单的添加回收率及其变异系数Table 1 Fortified recoveries and variation coefficients of monosultap in the Pakchoi and soil samples

图1 小白菜和土壤中沙蚕毒素测定的气相色谱图Fig.1 The chromatogram of nereistoxin in the pakchoi and soil samples

2.3 杀虫单在小白菜和土壤中的残留消解动态

田间试验表明(表2)，在小白菜生长至5—6片叶时，按照1.5倍推荐剂量手动喷雾施药处理1次，距施药后1 h 杀虫单在小白菜和土壤上的原始沉积量分别为2.40—6.69 mg·kg－1和 1.70—2.12 mg·kg－1.施药1 d后，杀虫单在天津试验地小白菜中的残留消解率可达96%，在土壤中的残留消解率可达69%以上，而在江苏省南京市郊区试验地小白菜和土壤中消解率分别为66%和68%以上;施药3 d后，杀虫单在天津试验地小白菜和土壤中的残留消解率分别可达99%和96%以上，而在江苏省南京市郊区试验地小白菜和土壤中消解率均在86%以上.说明杀虫单使用后在两地小白菜和土壤中均可以较快地消解，但消解率存在差异，这与试验地的气候条件、土壤类型等因素有关.

表2 杀虫单在小白菜和土壤中的残留消解动态Table 2 Degradation dynamics equtions of monosultap in the pakchoi and soil

对杀虫单在小白菜和土壤中的残留消解数据进行回归处理，结果显示(表3)，杀虫单在小白菜和土壤中的残留消解动态符合一级动力学反应模型，杀虫单在小白菜和土壤中的残留消解半衰期分别为3.5—4.0 d和3.3 d.说明杀虫单在小白菜和土壤中均属于易降解农药(T1/2＜30 d).

表3 杀虫单在小白菜和土壤中的消解动态方程Table 3 Degradation dynamics of monosultap in the pakchoi and soil samples

2.4 杀虫单在小白菜和土壤中的最终残留

在小白菜生长至5—6片叶时，按照推荐剂量和1.5倍推荐剂量，手动喷施20%阿维菌素·杀虫单可湿性粉剂2—3次，距最后一次施药间隔1 d、3 d和5 d时，分别取样进行分析测定.结果表明，杀虫单在小白菜中的最高残留量分别为 1.43 mg·kg－1、0.35 mg·kg－1和 0.043 mg·kg－1;土壤中的最高残留量分别为 1.28 mg·kg－1、0.64 mg·kg－1和 0.11 mg·kg－1.由于小白菜和甘蓝均属于十字花科芸薹属，因此参考我国农业行业标准《农产品中农药最大残留限量》(NY 1500.1.1—1500.30.4—2007)规定，杀虫单在甘蓝中的最大残留限量为0.2 mg·kg－1，按照推荐剂量和1.5倍推荐剂量在小白菜上手动喷雾施药20%阿维菌素·杀虫单可湿性粉剂2—3次，距最后一次施药间隔5 d时，杀虫单在小白菜中最高残留量均低于0.2 mg·kg－1.

3 结论

本文研究并建立了杀虫单在小白菜和土壤中的残留分析方法，同时通过田间试验，在小白菜上手动喷雾施药20%阿维菌素·杀虫单可湿性粉剂，研究了杀虫单在小白菜和土壤中的残留消解动态和最终残留量.结果表明，在小白菜生长至5—6片叶时，按照1.5倍推荐剂量喷施处理1次，杀虫单在小白菜和土壤中的原始沉积量分别为 2.40—6.70 mg·kg－1和1.70—2.12 mg·kg－1.杀虫单在小白菜和土壤中的残留消解半衰期分别为3.5—4.0 d和3.3 d.最终残留试验结果表明，按照推荐剂量和1.5倍推荐剂量在小白菜上施用20%阿维菌素·杀虫单可湿性粉剂2—3次，两次施药间隔7 d.距最后1次施药采样间隔5 d时，小白菜中杀虫单的最高残留量为0.043 mg·kg－1.说明按照1.5倍推荐剂量在小白菜上施用20%阿维菌素·杀虫单可湿性粉剂，最多使用3次，距最后一次施药间隔为5 d时杀虫单在小白菜上的残留是安全的.

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RESIDUE AND DEGRADATION OF MONOSULTAP IN PAKCHOI AND SOIL

WEI Dan SUN Yang XU Yingming QIN Xu SUN Yuebing

(Key Laboratory of Production Environment and Agro－product Safety of Ministry of Agriculture and Tianjin Municipality，Department of Pollution Control，Institute of Agro－environmental Protection，Ministry of Agriculture，Tianjin，300191，China)

In order to find out the degradation dynamics and the residue of monosultap in pakchoi and soil，an gas chromatography(GC)analytical method was developed for determining nereistoxin in pakchoi and soil.Meanwhile，the characteristics of monosultap degradation and residue were investigated through field experiments in Tianjin and Jiangsu Province.The results showed that the average recovery rates of monosultap in pakchoi and soil were in the range of 73.88%—103.65%at spiking levels of 0.02—1 mg·kg－1，with relative standard deviations of 6.14%—11.85%.The limit of detection of monosultap in pakchoi and soil was both 3.4 ×10－11g.And the limit of quantitation of monosultap in pakchoi and soil were 0.002 mg·kg－1and 0.001 mg·kg－1，respectively.Field experiments revealed that the residue dissipation dynamics of monosultap in pakchoi and soil conformed to the first order kinetics reaction model，and its residue half－life in pakchoi and soil was 3.5—4.0 d and 3.3 d，respectively.When the recommended dosage and 1.5 times recommended dosages of 20%avermectins＆ monosultap wettability medicinal powder was sprayed for 2—3 times at an interval of 7 d，the maximum residue of monosultap on the fifth day before the last application was 0.043 mg·kg－1，which is lower than the MRL of monosultap for broccoli of cruciferae according to the standards of Ministry of Agriculture of China(0.2 mg·kg－1).

monosultap，pakchoi，soil，residue.

2011年1月13日收稿.

*农业部农药残留试验项目(2009P201)资助.

＊＊通讯联系人，E－mail:ymxu1999@126.com