丙環唑在香蕉和土壤中的消解動態及殘留安全性評價

劉燕菁, 范 玉, 張旭光, 李興蓉, 鄭永權*

(1.中國農業大學農學與生物技術學院,北京 100193;2.農業部農藥化學與應用重點開放實驗室,中國農業科學院植物保護研究所,北京 100193;3.北京金都園林綠化有限責任公司,北京 100193)

丙環唑屬于三唑類殺菌劑,其內吸性強,殺菌譜廣,且對葉斑病、小麥全蝕病、粒黑粉病等有較好的防治效果[1-3],在實際生產中被廣泛使用[4-6]。因此,開展農作物中丙環唑的殘留研究[7-8],對于指導安全合理用藥具有重要意義。

目前對農產品中丙環唑殺菌劑殘留量的檢測方法已有少量報道[9-13],但其消解規律及最終殘留在國內未見報道。為確定丙環唑的消解規律及其最終殘留量,本文應用超高效液相色譜-串聯質譜聯用方法進行了20%丙環唑微乳劑在香蕉和土壤中殘留研究,為該農藥的登記及其合理使用準則的制定提供重要科學依據。

1 試驗方法

試驗參照農業部農藥檢定所制定的《農藥殘留實驗準則》,于2008年在廣東省進行消解動態試驗及最終殘留試驗。試驗設空白對照區、高劑量試驗區、低劑量試驗區和消解動態試驗區。供試藥品：20%丙環唑微乳劑,中國農業科學院植物保護研究所廊坊農藥廠提供。

1.1 田間處理

1.1.1 最終殘留試驗

在有代表性的香蕉地設置試驗小區共12個,每小區3株香蕉樹。于香蕉盛花期后或結果期時噴藥。噴藥2～3次,施藥間隔期為15d,以400倍液(有效成分濃度為500mg/kg,為推薦最高劑量)和266.7倍液(有效成分濃度為750mg/kg,為推薦最高劑量的1.5倍量)分別施藥。施藥方式為兌水噴霧。于最后一次施藥后20、40、60d采集香蕉和土壤樣品(0～15cm)。每個樣品采樣不少于2kg(4～12個個體),每個處理3次重復,設置空白對照區。土去除雜草、石塊等縮分后留土樣200g,香蕉縮分后留樣200g,-20℃低溫冷凍保存待測。

1.1.2 殘留消解動態試驗

在有代表性的香蕉地設置試驗小區,每小區3株香蕉樹。于香蕉盛花期后或結果期時噴藥,以266.7倍液(有效成分濃度為750mg/kg,為推薦最高劑量的1.5倍量)施藥一次。施藥方式為兌水噴霧。分別于噴藥前、噴藥后 2h、1、3、5、7、10、14、21d取香蕉樣品。分別于噴藥前、噴藥后 2h 、1、3、7、14、21、30、45、60d取土壤樣品(0～10cm)。每次隨機采樣,處理3次重復,每次樣品不少于2kg(4～12個個體),土壤去除雜草、石塊等縮分后留樣200g,香蕉縮分后留樣200g,-20℃低溫冷凍保存待測。

1.2 樣品分析

1.2.1 儀器與試劑

儀器：超高效液相色譜-串聯四極桿液質聯用儀(美國Waters公司);HY-5型國華回旋式振蕩器(常州國華電器);RE-2000A型真空旋轉蒸發儀(上海亞榮生化儀器廠);高速勻漿分散機(德國IKA公司)。

試劑：丙環唑標準品(純度93.8%);乙酸乙酯、丙酮、正己烷、氯化鈉均為分析純;甲醇、甲酸為色譜純。

弗羅里硅土小柱：500mg/6mL,北京艾杰爾公司提供。

1.2.2 樣品前處理

土壤：稱取10g土壤置于150mL錐形瓶中,加入50mL乙酸乙酯在回旋振蕩器上振蕩40min,靜置5min,過濾于 150mL平底燒瓶中。再加入20mL乙酸乙酯重復提取1次,合并提取液。40℃下減壓旋轉濃縮近干后用 2mL甲醇定容,過0.2μm濾膜,待測。

香蕉：稱取切碎混勻的香蕉10g,置于150mL錐形瓶中,加入 50mL乙酸乙酯用勻漿機勻漿3min,靜置1min,過濾于250mL平底燒瓶中。再加入50mL乙酸乙酯重復提取2次,合并提取液。40℃下減壓旋轉濃縮近干。用3mL正己烷溶解待凈化。先依次用5mLV(丙酮)∶V(正己烷)=1∶9和5mL正己烷活化小柱。然后將正己烷提取溶液上樣 ,開始收集,再用10mLV(正己烷)∶V(丙酮)=2∶3有機混合溶劑進行洗脫,收集洗脫液于50mL平底燒瓶中,40℃下減壓旋轉濃縮近干后用2mL甲醇定容,過0.2μm 濾膜,待測。

1.2.3 色譜條件

色譜柱 ：AcquityUPLCTMBEHC18柱(50mm ×2.1mm,粒徑1.7μm,Waters公司);柱溫45 ℃;樣品室溫度 10℃;進樣體積3μL;0.2%甲酸水溶液—甲醇二元梯度洗脫;流速0.3mL/min;整個分析流程用時6.0min。梯度洗脫參數見表1。

表1 梯度洗脫參數

1.2.4 質譜條件

電噴霧離子源,正離子電離(ESI+);毛細管電壓 ：3.0kV;離子源溫度 ：120 ℃;錐孔反吹氣：50L/h;去溶劑氣溫度：350℃;去溶劑氣流量：500L/h;碰撞室入口電壓：0.0V;碰撞室出口電壓：1.0V;反應氣體(Ar)流量：0.16mL/min。錐孔電壓為45V;碰撞能量為25eV。在分析過程中,采用多反應檢測模式(MRM),以保留時間和離子對(母離子和2個子離子)信息比較進行定性分析;以母離子和響應值最高的子離子進行定量分析。其中定性離子為406＞251和406＞337,定量離子為406＞251。

2 結果與分析

2.1 方法準確度、精密度和靈敏度

丙環唑在香蕉(果肉)、香蕉全果(果肉和果皮)和土壤中最低檢出濃度均為(S/N=10)0.005mg/kg。采用外標法峰面積定量,添加回收率用單點校正法定量,樣品測定用標準曲線法定量。用甲醇做溶劑,配制100mg/L的丙環唑標準品溶液100mL,再分別用甲醇稀釋成 0.5、0.1、0.05 、0.01、0.005、0.001mg/L的系列標準品溶液,在上述儀器的條件下進行測定,以Y峰面積(μVS)對 x進樣量(ng)作圖,得到丙環唑標準曲線方程：Y=208.16x-990.15,相關系數R=0.9997。從表2可知,丙環唑在香蕉中平均回收率為81.9%～100.2%,相對標準偏差為6.6%～10.8%;在香蕉全果中平均回收率為72.8%～103.6%,相對標準偏差為2.8%～9.2%;在土壤中的平均回收率為81.9%～94.9%,相對標準偏差為6.2%～9.3%;均符合農藥殘留分析的要求。

表2 丙環唑在香蕉、香蕉全果和土壤中的平均回收率和相對標準偏差(n=5)

2.2 丙環唑在香蕉、香蕉全果和土壤中的消解動態

從表3可以看出,丙環唑在香蕉全果上的原始沉積量為0.608mg/kg,在香蕉上降解的半衰期為13.9d。丙環唑在香蕉上消解前期相對較快,后期較慢,消解規律符合一級動力學模式。丙環唑在土壤中的原始沉積量為0.517mg/kg,在土壤中降解的半衰期分別為23.3d。與香蕉相比較,丙環唑在香蕉全果和土壤中消解半衰期相對較長,消解規律也符合一級動力學模式。

表3 丙環唑在香蕉和土壤中的消解動態(n=3)

2.3 丙環唑在香蕉、香蕉全果和土壤中的最終殘留量

最終殘留量結果見表4。試驗結果表明,20%丙環唑按推薦劑量施藥(400倍液),施藥次數為2次,距最后一次施藥間隔40d時,丙環唑在香蕉、香蕉全果和土壤中的最高殘留量分別小于0.011、0.033mg/kg和0.042mg/kg,均低于最高殘留限量值(0.1mg/kg)。

從表4可以看出,隨著施藥濃度和施藥次數的增加,香蕉、香蕉全果和土壤中丙環唑的殘留一般呈增加趨勢。但也有部分噴藥2次高于噴藥3次的殘留量,或施1.5倍劑量藥小于施常劑量藥的殘留量,原因可能與兩地試驗田的土壤性質、當地氣候等因素有關。除個別樣點外,其殘留量隨采樣間隔時間的增加而明顯變小。丙環唑最終殘留量由高到低依次為香蕉全果、土壤、香蕉中,原因可能與施藥方式有關,兌水噴霧時香蕉果皮接觸面積大,附著的藥液多,土壤中多為間接撒落藥液,所以香蕉全果中最終殘留量高于土壤中,且果肉由果皮包裹,不與噴灑的農藥直接接觸故其殘留量最低。

表4 丙環唑在香蕉和土壤中的最終殘留量1)(n=3)

3 結論

本文采用UPLC-MS/MS測定了丙環唑在香蕉和土壤中的殘留和消解動態。研究結果表明,丙環唑在香蕉全果和土壤中的消解半衰期為13.9d和23.3d,屬于易降解農藥。當20%丙環唑微乳劑按推薦劑量施藥 2次,采收期距最后一次施藥間隔40d時,丙環唑在香蕉、香蕉全果和土壤中的最高殘留量分別為0.011、0.033mg/kg和0.042mg/kg。建議最高用藥量為400倍液,最多施藥2次,最后一次施藥距采收間隔期為40d。

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