噻霉酮在煙草上的殘留與消解動態

龍勝基， 吳 義， 張 楠， 李偉航， 胡承興

(1.貴州省黔西南州環境保護監測站，貴州 興義 562400； 2.貴州省黔西南州環境工程評估中心，貴州 興義 562400； 3.天津海化環境工程有限公司，天津 300000)

噻霉酮是一種新型、高效、低毒且廣譜型的殺菌劑[1]。在國內，噻霉酮產品主要用于防治煙草野火病、黃瓜霜霉病等；歐美等發達國家主要用于工業殺菌、防腐及防霉等[2-4]。目前，有關噻霉酮殘留分析檢測和消解動態的研究以及與噻霉酮結構類似化合物的分析方法文獻報道較少。于福利等[5]報道了噻霉酮在黃瓜和土壤中的殘留分析方法。張雯[6]采用高效液相色譜法測定噻霉酮含量。鄭靜等[7]運用紫外分光光度法測定殺菌劑1,2-苯并異噻唑啉-3-酮(BIT) 的含量。 趙明仁等[8]建立了非水滴定法測定苯并異噻唑啉酮的含量。楊榮靜等[9]建立液相色譜-串聯質譜(LC-MS) 法快速測定玩具中與噻霉酮結構類似化合物異噻唑啉酮類防腐劑(2-甲基4-異噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮和1,2-苯并異噻唑啉-3-酮)。龍家寰等[10]建立氣相色譜-質譜聯用快速檢測楊梅中噻嗪酮殘留量的方法。段婷婷等[11]建立黃瓜、番茄和土壤中噻唑磷的殘留量檢測方法。此外，與其結構類似的農藥品種如克百威和多菌靈等的分析主要采用色譜-質譜聯用等[12-17]。噻霉酮在煙草上施用的安全性、消解趨勢及殘留水平等方面的研究未見報道。鑒于此，分別在湖南和貴州采用田間試驗研究噻霉酮在煙草中的消解動態，探索其消解半衰期，以期為噻霉酮在煙草上的推廣使用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 煙草采自湖南長沙湖南農業大學農業環境保護研究基地和貴州惠水擺金鎮煙區，煙草品種分別為K326和葉子煙。

1.1.2 儀器Waters ACQUITY UPLC超高效液相色譜系統，美國Waters公司；ACQUITY UPLC BEH C18(2.1×50 mm，1.7 μm)色譜柱，美國Waters公司；BUCHI R-210型旋轉蒸發儀，瑞士BUCHI公司；QL-901型渦旋混合器，江蘇海門市麒麟醫用儀器廠；DC-12型氮吹儀，上海安譜科學儀器有限公司；ALC-210.4型電子天平，德國Sartorius公司；HY-4型調速多用震蕩器，上海浦東物理光學儀器廠。

1.1.3 試劑99.8%噻霉酮標準品，Dr. Ehrenstorfer Gmbh公司；3%噻霉酮水分散粒劑，陜西西大華特科技實業有限公司研發生產；Celite545硅鎂吸附劑，國藥集團化學試劑有限公司；C18，天津博納艾杰爾科技有限公司；乙酸乙酯、二氯甲烷、乙腈、氯化鈉、無水硫酸鎂及無水硫酸鈉，均為分析純。無水硫酸鎂和無水硫酸鈉用前640℃烘烤4 h，于干燥器中保存備用。

1.2 方法

1.2.1 標準曲線繪制用電子天平稱取0.01 g(精確至0.000 1 g)噻霉酮標準品置于50 mL容量瓶中，用甲醇定容至50 mL，配制成濃度為200 μg/mL的標準樣品母液。將噻霉酮標準樣品母液用甲醇稀釋配制成濃度分別為0.1 μg/mL、1.0 μg/mL、2.0 μg/mL、4.0 μg/mL、8.0 μg/mL及10.0 μg/mL的標準溶液。

1.2.2 材料預處理

1) 消解動態。在煙草旺長期后施藥1次，施藥劑量為60 g a.i/hm2，3次重復，每個小區30 m2，處理間設保護帶，另設空白對照區，注意保證煙葉均勻著藥。分別在施藥后2 h、1 d、3 d、5 d、7 d、10 d、14 d、21 d、28 d、42 d和60 d時在各小區隨機采樣。每小區每次采集生長正常、無病害的煙草鮮葉80～100片左右，去除葉面附著的雜物后，切成1 cm2左右的碎葉，充分混合均勻，用四分法縮分，取150 g樣品各2份分別裝入樣品容器中，包扎妥當、貼好標簽，置于-20℃冰柜中保存備用。

2) 最終殘留。田間試驗施藥劑量設40 g a.i/hm2和60 g a.i/hm2，以空白作對照，于收獲期分別施藥3次和4次，每次施藥間隔期為7 d，每組設3個重復小區，共6個小區，每個小區面積30 m2。于施藥后7 d、14 d及21 d分別在小區內隨機采集煙草樣品。每小區每次采集生長正常、無病害的煙草鮮葉180～240片左右，按不同處理分別編竿、掛簽和烘烤。將烤后的成品煙葉磨碎，充分混勻并用四分法縮分，取150 g樣品各2份分別裝入容器中，包扎妥當、貼好標簽，置于-20℃冰柜中保存備用。

3) 添加標準樣品回收試驗。預備試驗發現，鮮煙葉基質添加濃度低于0.09 mg/kg時未檢出噻霉酮，煙粉基質添加濃度低于0.4 mg/kg時未檢出噻霉酮，因此，添加回收試驗鮮煙葉基質選取添加回收濃度分別為0.1 mg/kg、0.4 mg/kg和1.0 mg/kg，煙粉基質選取添加回收濃度分別為0.5 mg/kg、2.0 mg/kg和5.0 mg/kg。根據檢測結果計算鮮煙葉和煙粉基質中添加回收率、相對標準偏差范圍。同一濃度的回收試驗3次重復，平行試驗結果偏差與添加濃度相關，添加濃度愈低，容許偏差越大。因此，平均添加回收率要求為70%～110%。

1.2.3 農藥殘留檢測

1) 鮮煙葉。稱取10 g煙葉樣品置于150 mL錐形瓶中，然后加入80 mL乙酸乙酯，振蕩提取1 h后取出。在鋪有Celite545的砂芯漏斗中抽濾，再用20 mL乙酸乙酯洗滌容器與殘渣后，合并濾液。濾液過無水硫酸鈉干燥后轉移至150 mL梨形瓶中，40℃旋蒸濃縮并用氮氣吹干。向梨形瓶中加入0.05 g C18和0.1 g無水MgSO4，用1 mL甲醇定容，渦旋1 min，經0.22 μm濾膜過濾后待測。

2) 煙粉。稱取2 g煙粉樣品置于100 mL錐形瓶中，加入80 mL乙腈與水的混合溶液(V∶V為7∶3) 作為提取劑，超聲20 min。在鋪有Celite545的砂芯漏斗中抽濾，再用20 mL上述混合溶液洗滌容器與殘渣，合并濾液。將濾液轉移至150 mL梨形瓶中，45℃旋蒸濃縮。將上述除去乙腈后的水相轉移至250 mL分液漏斗中，加入20 mL飽和氯化鈉水溶液，用50 mL、40 mL及30 mL二氯甲烷分3次萃取，每次5 min，收集下層有機相；有機相過裝有無水硫酸鈉和脫脂棉的三角漏斗，將合并后的有機相在40℃旋蒸濃縮至近干，然后用氮氣吹干。用甲醇定容至1 mL后用0.22 μm膜過濾，待測。

1.2.4 色譜條件檢測儀器：超高效液相色譜儀；檢測器：PDA檢測器；色譜柱：ACQUITY UPLC BEH C18(2.1×50 mm，1.7 μm)；檢測波長：320 nm；進樣量：1.0 μL；流速：3 mL/min；柱溫：40℃；流動相：甲醇∶水(10∶90，V∶V)。

1.3 數據統計與分析

采用外標法定量，噻霉酮的定量公式：

式中，CB為樣品中噻霉酮的含量(mg/kg)，WB為進樣樣品中噻霉酮的檢出量(μg)，VB為定容體積(mL)，AB為進樣體積(μL)，MB為樣品的質量(kg)。

消解動態方程計算公式：

C=C0e-kt

式中，C為農藥在t時刻的殘留量(mg/kg)，C0為農藥的初始濃度(mg/kg)，k為降解速率常數，t為降解時間(d)。

由上面公式求出農藥的消解半衰期T1/2，即T1/2=ln2/k。

2 結果與討論

2.1 標準曲線

由圖1看出，波長320 nm條件下噻霉酮標準溶液的含量與吸光度呈線性關系，其峰面積相對標準偏差為0.20%～2.56%，線性方程為y=5 581.1x+57.50(R=0.999 8)，表明，線性關系良好。

圖1噻霉酮的標準曲線

2.2 方法的靈敏度、精密度和準確度

由表1可知，鮮煙葉添加水平為0.1～1.0 mg/kg時，平均回收率分別為73.34%～86.06%，相對標準偏差為5.12%～7.28%；煙粉的添加水平為0.5～5.0 mg/kg時，平均回收率為77.41%～84.90%，相對標準偏差為4.76%～5.64%。表明，鮮煙葉和煙粉中噻霉酮的最低檢測濃度分別為0.1 mg/kg和0.5 mg/kg。說明，該方法的準確度和精密度均達中華人民共和國農業行業標準NY/T 788—2004[18]，符合農藥殘留檢測要求。

表1貴州和湖南煙區鮮煙葉及煙粉中噻霉酮的添加回收率

Table 1 Adding recovery rate of benziothiazolinone in fresh tobacco leaves and tobacco powder in Guizhou and Hunan tobacco areas %

處理/(mg/kg)Treatment添加回收率 12345平均RSD鮮煙葉0.190.6383.0384.2790.9682.4086.065.120.466.7475.5381.0871.3272.0473.347.281.079.5978.9771.2580.4474.0776.865.20煙粉 0.588.1789.8399.0486.1777.8884.905.642.082.3372.4679.2575.9377.0977.414.765.083.8675.7380.8085.9287.3682.745.59

2.3 噻霉酮在煙草中消解動態

由表2和圖2看出，施藥后隨時間延長，貴州和湖南煙草中噻霉酮的殘留量均呈下降趨勢。施藥當天的檢出量分別為0.512 8 mg/kg和0.432 9 mg/kg；施藥7 d后，噻霉酮在貴州和湖南煙草樣品中的殘留量均低于最低檢測濃度(0.1 mg/kg)，降解率分別>80%及>76%，且其半衰期(T1/2)分別為2.8 d和3.1 d，動力學方程分別為C貴州=0.470 3 e-0.248 8 t(R=-0.976 9)及C湖南=0.412 8 e-0.224 4 t(R=-0.960 3)。說明，噻霉酮在煙草中的消解動態符合一級動力學方程，消解速率較快。

表2貴州和湖南煙區煙草中噻霉酮的消解動態

Table 2 Digestion dynamics of benziothiazolinone in tobacco from Guizhou and Hunan tobacco areas

采樣時間(d)Sampling time湖南省長沙市Changsha City of Hunan Province殘留量/(mg/kg)降解率/%貴州省惠水縣Huishui County of Guizhou Province殘留量/(mg/kg)降解率/%00.432 9-0.512 8-10.332 723.170.407 620.5120.323 625.26--30.157 363.670.176 365.6150.118 872.560.116 577.297<0.100 0>76.90<0.100 0>80.5010<0.100 0>76.90<0.100 0>80.5014<0.100 0>76.90<0.100 0>80.5021<0.100 0>76.90<0.100 0>80.5028<0.100 0>76.90<0.100 0>80.5042<0.100 0>76.90<0.100 0>80.5060<0.100 0>76.90`<0.100 0>80.50

注：—表示無數據。

Note:— means no data.

2.4 噻霉酮在煙草中最終殘留

從圖3可見，噻霉酮標樣色譜峰形較好，在試驗設定檢測色譜條件下保留時間為6.2 min左右。經檢測發現，在該檢測色譜條件下貴州和湖南煙草和煙粉樣品中噻霉酮未出峰，即峰面積視為0，濃度為0。表明，煙草和煙粉樣品中噻霉酮的最終殘留量為未檢出(<最低檢測濃度0.1 mg/kg)。從圖4和圖5可見，根據上述樣品前處理方法及色譜條件，噻霉酮與樣品基質峰能夠很好分離，雜質峰對噻霉酮檢測的干擾較小。

圖2貴州和湖南煙區煙草樣品中噻霉酮的消解曲線

Fig.2 Digestion curve of benziothiazolinone in tobacco samples from Guizhou and Hunan tobacco areas

Fig.3 Chromatography of benziothiazolinone standard sample

注：a，鮮煙葉空白樣品；b，鮮煙葉樣品加標回收；c，鮮煙葉樣品。

Note：a, fresh tobacco leaf blank control; b, fresh tobacco leaf adding recovery; c, fresh tobacco leaf sample.

圖4鮮煙葉樣品中噻霉酮的殘留量色譜

Fig.4 Residue chromatogram of benziothiazolinone in fresh tobacco samples

注：a，煙粉空白樣品；b，煙粉樣品加標回收;C,煙粉樣品。

Note: a, tobacco powder blank control; b, tobacco powder adding recovery；C,tobacco powder smple.

圖5煙粉樣品中噻霉酮的殘留量色譜

Fig.5 Residue chromatogram of benziothiazolinone in tobacco powder samples

3 結論與討論

研究結果表明，貴州和湖南煙區煙草中噻霉酮的消解半衰期為2.8～3.1 d。施藥7 d后，噻霉酮殘留量均低于最低檢測濃度 (0.1 mg/kg)，消解速率較快。3%噻霉酮水分散粒劑施藥量為40～60 g a.i/hm2，每次施藥間隔期為7 d，煙草樣品在距末次施藥7 d、14 d及21 d時噻霉酮的殘留量均低于0.5 mg/kg，表明3%噻霉酮水分散粒劑在推薦劑量下使用安全。建議：3%噻霉酮水分散粒劑在煙草野火病發病前或發病初期或煙草旺長期使用，最高使用劑量為60 g a.i/hm2，每季最多使用3次。