嗪胺灵在西瓜土壤和西瓜中的降解动态和最终残留量

张宁，李洪，周游，胡威，张志祥

(1.华南农业大学天然农药与化学生物学教育部重点实验室，广东 广州 510642；2.华南农业大学农药工程与安全评价中心，广东 广州 510642)

嗪氨灵(N,N'–哌嗪1,4–二[2,2’,2”–三氯–1–甲酰胺基乙基]哌嗪)是一种内吸性杀菌剂，主要用来防治蔬菜、果树、谷物的白粉病、锈病、黑心病等[1]，其作用机理是通过抑制麦角甾醇的合成来使病原菌细胞膜的通透性发生改变[2]，从而达到杀菌的目的。马来西亚、印度尼西亚等国家以及国际食品法定委员会(CAC)都规定了嗪胺灵在苹果和草莓上的最大残留限量(分别均为2.0、1.0 mg/kg)，中国暂无嗪胺灵最大残留限量的规定。

嗪胺灵残留量的检测方法主要有气相色谱(ECD检测器)检测法(GC)、高效液相色谱检测法(HPLC)、高效液相色谱–质谱检测法(HPLC–MS)等[3–6]。有关嗪胺灵残留降解动态的研究[7]尚少，分析其在土壤中残留量的研究少见报道。为评价嗪胺灵及其制剂在土壤和西瓜中使用后的生态环境效应和农产品安全性，笔者在文献[5、6]的基础上对前处理进行优化，采用GC–ECD 技术研究土壤和西瓜中嗪胺灵的残留降解动态和残留量，现将结果报道如下。

1 材料与方法

1.1 材 料

供试西瓜品种广东为郑杂7 号，广西为黑美人。

1.2 仪器与试剂

主要仪器有岛津GC–2010Plus 气相色谱仪(配电子捕获器检测器)、Rtx–1(30.00 m×0.25 mm，0.25 µm)石英毛细管柱(日本Shimadzu 公司)、KQ5200D型声数控超声仪(江苏舒美超声仪器公司)、Sartorius BSA2245–CW 万分之一天平(德国赛多利斯科学仪器(北京)有限公司)、JJ100Y 电子天平(广州深华生物科技有限公司)、TLT–DCⅡ型氮吹仪(北京同泰联科技发展有限公司)。

主要试剂有嗪胺灵标样(纯度≥95%，农业部环境保护科研检测所)、19%嗪胺灵乳油(triforine EC，住友商事株式会社)、甲醇和乙腈(分析纯)、甲醇(色谱纯)。

1.3 嗪胺灵标准溶液的配制和添加回收率试验

准确称取嗪胺灵标准品(0.10±0.01) g，置于100 mL 容量瓶中，用甲醇色谱纯溶解，得1 g/L 的嗪胺灵标准溶液，于－20 ℃冰箱中保存。使用前用甲醇配制成所需的标准工作溶液。

分别在空白土壤和西瓜中添加1.0、0.5、0.1 mg/L 和0.5、0.2、0.1 mg/L 3 个水平的嗪胺灵标准溶液，进行添加回收率试验，每个水平重复5 次。

1.4 样品的提取和净化

1.4.1 提 取

称取20.0 g 试验样品于250 mL 具塞三角瓶中，加50.0 mL 乙腈摇匀，超声提取10 min，过滤。滤液转到50 mL 具塞量筒中，加10.0 g NaCl，振摇1 min，静置分层。从50 mL 具塞量筒中准确吸取上层溶液25 mL 于旋转蒸发仪(40 ℃)蒸发近干，用正己烷定容至10.0 mL。

1.4.2 净 化

参照文献[6]中的方法对净化方法进行优化。在柱层析柱中依次加入少许无水硫酸钠、3 g 中性氧化铝、0.1 g 活性炭和无水硫酸钠。先用25 mL 正己烷淋洗，待正己烷液面下降至柱填料表面时，将上述正己烷提取液转移到柱中，再用20 mL 乙酸乙酯–正己烷(体积比1∶9)溶液淋洗，弃去流出液。然后用60 mL 乙酸乙酯–正己烷(体积比1∶1) 溶液洗脱，收集流出液。在40 ℃水浴上浓缩近干，用甲醇定容到4.0 mL，供气相色谱测定。

1.5 色谱条件

色谱柱为Rtx–1 石英毛细管柱。柱初始温度60 ℃，保留2 min，15 /min℃ 升至260 ℃，保留8 min；进样口温度260 ℃，不分流；检测器温度300 ℃；尾吹气60 mL/min；载气(氮气99.999%)2 mL/min；进样量1 μL，运行20 min；保留时间约8.9 min。

1.6 田间试验

1.6.1 降解动态试验

按照“农药残留试验准则”[8]，2011年分别于广东和广西两地进行19%嗪胺灵乳油在土壤和西瓜中的降解动态试验。采用喷雾法将19%嗪胺灵乳油按有效成分450 g/hm2均匀喷施于土壤和植株，小区面积20 m2，每处理重复3 次，处理间设保护带。另设清水空白对照。喷雾后2 h 和1、2、3、5、7、10、14 d 定时采集分析样品，置于–20 ℃冰箱，待测。

1.6.2 最终残留试验

分别按19%嗪胺灵乳油有效成分300(推荐剂量)、450(1.5 倍推荐剂量) g/hm2施药，小区面积20 m2，每个处理设3 个重复。于西瓜开花期均匀喷药3～4 次，每隔7 d 施药1 次，距末次施药后1、3、5 d 采集土壤和西瓜样品。

1.6.3 膳食暴露及风险评价

调查不同人群每人每天的西瓜消费量，根据西瓜的最终残留量统计嗪胺灵的膳食暴露风险。

2 结果与分析

2.1 标准曲线和方法的准确度

将工作母液用甲醇稀释，配得2.0、0.5、0.2、0.1、0.05 mg/L 系列标准溶液。在1.4 节气相色谱条件下进行测定，测定结果见图1。

图1 嗪胺灵标准品和土壤、西瓜空白样品及添加了嗪胺灵标准品的土壤、西瓜样品的色谱图Fig.1 Triforine chromatogram of standard sample,soil sample,watermelon sample,spiked triforine and blank samples

以嗪胺灵标准溶液浓度与气相色谱检测的峰面积作标准曲线，得线性方程为y=1448x– 78.201，相关系数R2=0.998 9，结果表明峰面积和进样量具有良好的线性关系。

根据3 倍信噪比得出嗪胺灵的最小检出量为5.0×10–3ng。嗪胺灵在土壤中的最低检出质量分数为0.005 mg/kg，在西瓜中为0.01 mg/kg。

由表1 可见：土壤中的添加回收率为71.81%～101.45%，相对标准偏差(RSD)为2.27%～3.59%；在西瓜中的添加回收率为77.63%～100.23%，RSD为4.08%～10.43%，均符合“农药残留试验准则”要求。

表1 嗪胺灵在土壤和西瓜中的添加回收率和相对标准偏差Table 1 Average recovery and relative standard deviation(RSD) of triforine in soil and watermelon samples spiked at different levels

2.2 田间降解动态

2.2.1 嗪胺灵在土壤中的降解动态

图2 结果表明：广东省土壤中的嗪胺灵原始附着量为0.495 8 mg/kg，喷雾后14 d 土壤中嗪胺灵残留量为0.044 1 mg/kg，降解率为91.10%，降解动态方程C=0.341 1e–0.1683t，相关系数r=0.938 8，半衰期T1/2= 4.12 d；广西省土壤中的嗪胺灵的原始附着量为0.396 9 mg/kg，喷雾后14 d 土壤中嗪胺灵的残留量为0.044 3 mg/kg，降解率为88.84%，降解动态方程C=0.298 8e–0.1534t，相关系数r=0.939 2，半衰期为T1/2=4.52 d。

图2 嗪胺灵在土壤中的降解动态Fig.2 Degradation dynamics of triforine in soil

2.2.2 嗪胺灵在西瓜中的降解动态

图3 结果表明：嗪胺灵在广东地区西瓜中的原始附着量为0.423 9 mg/kg，喷药后10 d 未检出，降解率≥93.29 %，降解动态方程C=0.297 2e–0.3815t，相关系数r=0.952 1，半衰期T1/2=1.81 d；嗪胺灵在广西地区西瓜中的原始附着量为0.556 5 mg/kg，喷药后10 d 未检出，降解率≥93.72%，降解动态方程C=0.353e–0.3645t，相关系数r=0.949 7，半衰期为T1/2= 1.90 d。

图3 嗪胺灵在西瓜中的降解动态Fig.3 Degradation dynamics of triforine in watermelon

2.3 最终残留量

表2 结果表明，嗪胺灵的使用剂量越高，喷药次数越多，在西瓜中的残留越多。嗪胺灵在广东、广西地区土壤中的残留量分别为0.054 3～0.503 7、0.049 9～0.682 2 mg/kg；在西瓜中的残留量分别为0.028 5～0.3319、0.038 1～0.514 1 mg/kg。

表2 嗪胺灵在土壤和西瓜中的最终残留量Table 2 Final residues of triforine in soil and watermelon

2.4 膳食暴露及风险评价

根据农药残留专家联合会议(JMPR)的评估报告，水果中嗪胺灵的日允许摄入量为0.02 mg/kg(鲜重)。根据马来西亚规定的嗪胺灵在水果中的最大残留限量1.0 mg/kg 推断，中国通过西瓜所摄入的嗪胺灵的人均每日最大残留限量为0.20～0.33 mg。本研究测得嗪胺灵在西瓜上的最终残留量最高为0.514 1 mg/kg(理论摄入量)，因此，可以推断中国每人每天通过西瓜所摄入的嗪胺灵为0.102 8～0.169 7 mg，其值低于理论摄入量，风险商值为12.9%～34.3%，膳食暴露风险较低。

表3 嗪胺灵在西瓜中的膳食暴露及风险评估Table 3 Dietary exposure and risk assessment of triforine in watermelon

3 结论与讨论

嗪胺灵在广东、广西两地土壤和西瓜中的降解动态曲线符合一级动力学方程，降解行为相似，其在广东和广西土壤中的半衰期分别为4.12、4.52 d，在西瓜中的半衰期分别为1.81、1.90 d，属于易降解农药(T1/2＜30 d)[9]。温度、相对湿度、pH 值、有机质含量、含水量等环境因子对农药降解有极大的影响[10]。广东和广西气候条件相似，都属于亚热带季风气候，广东年平均气温20.7 ℃，年平均降水量1 900 mm，试验地土壤pH 值为6.8，有机质含量为3.1%。广西年平均气温21.6 ℃，年均降水量1 304.2 mm，试验地土壤pH 值6.9，有机质含量2.7%。此外，植物的稀释作用对农药降解有一定的影响[11]，因此，嗪胺灵在西瓜中的消解较快。

19%嗪胺灵乳油以推荐剂量的1.5 倍(有效成分450 g/hm2)连续喷药4 次，距末次施药后1 d，嗪胺灵在西瓜上的最终残留量最高，为0.514 1 mg/kg，低于马来西亚规定的最大残留限量值(中国暂无规定)。结合嗪胺灵在西瓜上的膳食暴露和风险评估[12]，可以推断19%嗪胺灵乳油按推荐剂量和推荐剂量的1.5 倍在西瓜上使用，距最后一次施药后1 d 采收是安全的。

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