方丽萍等
摘要:采用田间试验方法研究了乙氧氟草醚在大蒜和土壤中的残留和降解情况,以评价大蒜生产中乙氧氟草醚残留对环境的污染程度以及所得产品的食用安全性。样品经丙酮/乙酸乙酯提取,微波加热处理,弗罗里硅土柱净化,气相色谱-质谱联用仪检测。结果显示,乙氧氟草醚在0.01~1.0 mg/L范围内线性关系良好,相关系数为0.9980,在大蒜及其植株和土壤中的添加回收率为85.2%~104.1%,相对标准偏差为1.8%~9.6%。在大蒜植株中残留量太低,以致消解现象不明显;土壤中消解明显,半衰期为15.4~18.6天,药后42天消解90%以上。使用30%乙氧氟草醚·扑草净可湿性粉剂按照900 g a.i./hm2和1 350 g a.i./hm2用药量分别土壤喷雾,不同收获期的蒜薹及大蒜样品中乙氧氟草醚的残留量均小于检出限0.01 mg/kg,低于日本和以色列规定的最高残留限量0.05 mg/kg。综上所述,使用30%乙氧氟草醚·扑草净可湿性粉剂防治大蒜田间杂草,按450~900 g a.i./hm2于大蒜播种后发芽前土壤喷雾处理一次,所收获产品食用安全。
关键词:乙氧氟草醚;大蒜;土壤;残留消解动态;气相色谱-质谱联用
中图分类号:TQ450.2+6文献标识号:A文章编号:1001-4942(2014)02-0119-06
乙氧氟草醚(Oxyfluorfen) 又名氟硝草醚、果尔、割草醚,化学名称为2-氯-1-(3-乙氧-4-硝基苯氧基)-4-(三氟甲基)苯,化学分子式为C15H11CF3NO4。乙氧氟草醚是美国罗姆-哈斯公司开发的含氟二苯醚类除草剂,是一种高效、低毒、低残留、选择性、水旱田兼用、广谱苗前苗后触杀型除草剂[1]。可应用于杉木苗园[2]、花生[3]、大蒜[4~9]等作物,对阔叶杂草、莎草及稗以及其他多种以种子繁殖的杂草有良好的防除效果,并且能保证当茬作物的安全。
国际上,Morales-Muoz等[10]使用气相色谱-质谱联用(GC-MS)检测了海洋沉积物中的乙氧氟草醚;Aramendía等[11]使用气相色谱-二级质谱联用(GC-MS/MS)测定了橄榄油中的乙氧氟草醚; Laganà等[12]使用高效液相色谱-二级质谱联用(HPLC-MS/MS)测定了自然水中的乙氧氟草醚及其代谢产物;Banerjee等[13]则使用了气相色谱-飞行时间质谱联用(GC-TOF)检测了葡萄中的乙氧氟草醚。
而国内目前的检测手段尚不成熟,邵铁华[14]、李丽春[15]等采用气相色谱法进行测定,樊玲娥[16]、黄修柱[17]等采用气质联用对其结构性质进行了研究;李闯[18]、沈伟健[19]等分别使用气相色谱-电子捕获检测器(GC-μECD)和气相色谱-负化学源质谱联用(GC-NCIMS)对蔬菜中的乙氧氟草醚进行了定性和定量检测。
本试验通过山东省济南市和浙江省杭州市两年两地的残留试验,采用气相色谱-质谱联用法检测,建立了大蒜和土壤中乙氧氟草醚残留的检测方法,测定了30%乙氧氟草醚·扑草净可湿性粉剂在大蒜上的消解动态和最终残留,为乙氧氟草醚的推广应用提供一定的理论基础。该方法快速、准确,准确度和精密度均能达到定量分析的要求。
1材料与方法
1.1试验材料
供试农药:30%乙氧氟草醚·扑草净可湿性粉剂(其中乙氧氟草醚6%,四川华丰药业有限公司提供);乙氧氟草醚标准品(99.8%, Sigma-Aldrich Laborchemikalien GmbH)。
供试作物:大蒜(红四瓣)。
1.2田间试验设计
试验时间:2009年10月~2011年6月;试验地点:山东省济南市、浙江省杭州市。所选试验小区管理水平中等,大蒜长势均匀良好,随机区组设计,小区面积30 m2,小区间设保护行,另设对照小区,重复3次。于大蒜播种后发芽前,土壤喷雾处理一次,避免重喷漏喷。
1.2.1消解动态试验30%乙氧氟草醚·扑草净可湿性粉剂以1 350 g a.i./hm2(制剂量666.7m2为300 g,推荐最高剂量的1.5倍)用药量对水喷雾施于土壤表面,施药1次,分别于施药后1 h和1、3、5、7、14、21、28、42、56、70、90、120、180 d 随机多点采集土壤样本,植株从大蒜发芽超过2 cm开始采样(以此为0天),采集0、1、3、5、7、14、21、28、42、56 d包括地下部分的整株大蒜植株,同时采集对照,样品采集和处理按照《农药残留试验准则》[20]进行。
1.2.2最终残留试验30%乙氧氟草醚·扑草净可湿性粉剂以900 g a.i./hm2(制剂量666.7m2为200 g,推荐最高剂量)和1 350 g a.i./hm2用药量分别喷施处理,各施药1次,施药时间及方式同消解动态;分别在蒜薹长至10、15、20 cm时,采集蒜薹样品3次;大蒜收获期采集大蒜样品1次,每小区采集样品不少于1 kg,同时采集对照,样品采集和处理按照《农药残留试验准则》[20]进行。
1.3分析方法
1.3.1仪器与试剂Agilent 6890N气相色谱仪,附带自动进样器(美国安捷伦公司);HP5973/6890四极杆质谱仪(美国惠普公司);Mettler PM200型电子天平(瑞士Mettler公司);微波炉(格兰仕家用微波炉,功率800 W);高速匀浆机(德国IKA WORK INC T25 Basic);KQ500B超声波提取器(昆山市超声仪器有限公司);Re-52 AAA旋转蒸发仪(上海嘉鹏科技有限公司);Eppendorf精密移液枪(10~100 μl, 100~1 000 μl)。
乙酸乙酯、丙酮、石油醚(沸程60~90℃)、无水硫酸钠、弗罗里硅土(100~120目),皆为分析纯。endprint
1.3.2样品前处理①蒜氨酸酶的灭活:大蒜破损后,其体内本身含有的蒜氨酸在蒜氨酸酶的作用下水解产生含有不同取代基的上百种含硫化合物,这些硫化物含量高,性质差异大,传统的前处理方法很难将其与待测物完全分离,严重干扰了农药残留的检测。而蒜氨酸本身不会产生干扰,所以只要阻断这种反应就可以有效去除硫化物的干扰。由于蒜氨酸和蒜氨酸酶分别存在于植物的细胞液和细胞质中,在大蒜破损之前,两者不会接触,即研究蒜氨酸酶灭活的条件是在其不破损的情况下进行。陈子雷[21]研究发现微波加热可以在短时间内达到灭活效果,同时因为乙氧氟草醚在50℃以上不稳定,所以采用快速微波加热来处理大蒜样品,时间30 s,能够取得较好的蒜氨酸酶灭活效果。
②提取:土壤:称取土壤样品10.00 g(精确到0.01 g),置于200 ml具塞广口瓶中,加入丙酮/乙酸乙酯(1/1,V/V,下同)溶液60 ml浸泡,然后超声波提取30 min,将上清液过无水硫酸钠漏斗脱水,滤渣分别用20 ml丙酮/乙酸乙酯溶液洗涤两次,合并滤液于平底烧瓶中,旋转蒸发器浓缩至近干,待层析柱净化。
植株与蒜薹:称取样品25.00 g(精确到0.01 g),置于200 ml具塞广口瓶中,加入丙酮/乙酸乙酯溶液100 ml浸泡,之后用高速匀浆机匀浆1 min,将上清液过滤至250 ml具塞量筒内,静置1 h分层,把上层有机试剂补至100 ml,取20.00 ml于平底烧瓶,旋转蒸发器浓缩至近干,待层析柱净化。
大蒜:称取样品25.00 g(精确到0.01 g),置于200 ml具塞广口瓶中,逐一放入功率800 W的微波炉中微波30 s,然后加入丙酮/乙酸乙酯溶液100 ml浸泡,高速匀浆机匀浆1 min,将上清液过滤至250 ml具塞量筒,静置1 h分层,把上层有机试剂补至100 ml,取约20.00 ml于平底烧瓶内,旋转蒸发器浓缩至近干,待层析柱净化。
③净化:玻璃层析柱填充6 g弗罗里硅土,两端加2 cm无水Na2SO4。用20 ml丙酮/石油醚(1/4,V/V,下同)预淋,浓缩物用10 ml丙酮/石油醚转入柱中,用30、10、10 ml丙酮/石油醚三次洗脱,收集洗脱液并用旋转蒸发器浓缩近干,用5.00 ml乙酸乙酯定容,待气相色谱-质谱联用仪检测。
④仪器条件:色谱柱:Agilent 122-5032 DB-5MS 色谱柱(0.25 mm×30 m×0.25 μm);柱温:60℃保持1 min,20℃/min升温至180℃,5℃/min升温至280℃保持3 min;进样口温度:250℃;进样量:1 μl(不分流);载气:高纯氮气;流速:1.0 ml/min;电离源:EI源(70 eV);离子源温度:230℃;传输线温度:250℃;电子倍增管电压:1 900 V;扫描方式:SIM;调谐方式:自动调谐;乙氧氟草醚定性离子(m/z):252、300、361;乙氧氟草醚定量离子(m/z):252。
⑤定性定量方法:在上述色谱条件下,注射较高浓度的乙氧氟草醚标准品溶液(1.0 mg/L),用定性离子m/z=252、300、361确认乙氧氟草醚的相对保留时间为17.10 min。以相对保留时间和特征离子作为判定依据。
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