吡嘧磺隆在稻田環境中的消解動態研究

鄧 源，郭正元

（湖南農業大學農業環境保護資源所，湖南 長沙 410128）

吡嘧磺隆（Pyrazosulfuron）屬于磺酰脲類除草劑，化學名為5-(4，6-二甲氧基嘧啶基-2-氨基甲酰氨基磺-1-甲基吡唑-4-羧酸(乙酯)，商品名為草克星、水星、韓樂星，化學結構式為：

吡嘧磺隆以其高效、低毒等特性得到廣泛應用，用于防除一年生和多年生闊葉雜草和莎草科雜草，如異性莎草、鴨舌草、水芹、野慈姑等。隨著該類除草劑使用范圍的擴大，其在農作物中的殘留及對人類健康和環境造成的毒害越來越為人們所關注[1]。

吡嘧磺隆開發至今，國內外學者也從不同方面對其進行了研究[2-12]，如吡嘧磺隆分析方法、吡嘧磺隆降解菌S8-1、吡嘧磺隆對土壤呼吸強度和酶活性等研究，但這些研究大多集中在磺酰脲類除草劑在水、土壤、大豆、紫菜、人參等上的分析方法的建立。關于水稻田中吡嘧磺隆殘留的分析較少，我國暫時還沒有制定吡嘧磺隆在大米（糙米）中的最低檢出限（MRL），吡嘧磺隆的無毒作用劑量（ADI值）為0～0.043 mg/kg，日本制定的吡嘧磺隆在大米中的MRL值為0.10 mg/kg。試驗對吡嘧磺隆在稻田水、稻田土壤和水稻植株中的消解動態進行研究，旨在為農藥的合理使用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 儀 器 Agilent-1200型液相色譜儀器（美國HP公司生產）；ZHWY-2102雙層大容量全溫度恒溫培養震蕩器；AUY120型分析天平；SHZ-D（Ⅲ）型循環水式真空泵；RE-2000A型旋轉蒸發器；KQ3200型超聲波清洗器；C型玻璃儀器氣流烘干器；CLS-JLG-1型礱谷機；梨形抽濾瓶；具塞磨口三角瓶；玻璃層析柱；250 mL分液漏斗；量筒；100 mL燒杯；移液管等實驗室常用玻璃儀器與設備。

1.1.2 試 劑 分析甲醇和色譜甲醇、乙酸乙酯、二氯甲烷、氯化鈉、石油醚、丙酮、乙腈、無水硫酸鈉、弗羅里硅土、鹽酸、氫氧化鈉（以上均為分析純）。吡嘧磺隆標準樣品純度為95.0%。

1.1.3 液相色譜檢測條件 色譜柱為UltimateXBC18(4.6 mm×250.0 mm，5 μm)；流動相為甲醇∶水=70∶30（水中含 0.5%的乙酸）；流速為 1.0 mL/min；柱溫為30℃；紫外檢測器波長為240 nm；進樣量為20 μL，在上述條件下吡嘧磺隆的保留時間為11.3 min。

1.2 方法

試驗分別于2011、2012年在湖南農業大學教學科研實驗基地和北京科研實驗基地進行。

1.2.1 田間試驗方法 （1）稻田土壤和水。于未種植水稻的小區（1個處理，設3次重復，共3個試驗小區）用20%吡嘧磺隆水分散粒劑2 250 g/hm2（有效成分吡嘧磺隆450 g/hm2），對水450 L/hm2稀釋，對稻田噴霧施藥一次。分別在施藥后 2 h，l、3、5、7、10、14、21、30、42 d 采集稻田土壤和稻田水。每個小區隨機采集稻田水（不少于10個點，樣品不少于1 L），混合均勻后留取500 mL左右，裝在潔凈的塑料瓶中；同時隨機取點5～10個，每個點用土鉆采集0～10 cm深的土壤1～2 kg，除去土壤中的碎石、雜草和植物根莖等雜物，混勻后采用四分法留樣500 g，裝入潔凈的樣本容器中，貼好標簽迅速運回實驗室待制備（不能及時分析測定的貯存于-20℃冰柜中保存）。施藥前采集空白作對照。（2）水稻植株。于水稻3葉一心期（1個處理，設3次重復，共3個試驗小區），用20%吡嘧磺隆水分散粒劑225 g/hm2（有效成分吡嘧磺隆45 g/hm2），對水450 L/hm2稀釋，對水稻莖葉噴霧施藥一次。分別在施藥后2 h，1、3、5、7、10、14、21、28、35、42 d 采集水稻植株樣品，在試驗小區內按對角線法多點隨機取水稻植株（不少于10個點，不少于5 kg），切碎混勻，四分法留樣200 g，裝入潔凈的樣本容器中，貼好標簽迅速運回實驗室待制備（不能及時分析測定的貯存于-20℃冰柜中保存）。施藥前采集空白作對照。

1.2.2 分析方法 （1）稻田水：量取水樣100 mL，抽濾，將濾液轉入250 mL分液漏斗中，加入30 mL10%氯化鈉水溶液，分別用30、30、30 mL二氯甲烷萃取3次，萃取液經無水硫酸鈉脫水后，在40℃下減壓旋干，用色譜甲醇定容至5 mL，過0.45 μm膜，供液相色譜測定。（2）稻田土壤：稱取土壤樣品20.0 g，加入100 mL 80%丙酮溶液，振蕩0.5 h，抽濾，濃縮，再將濃縮后的濾液用100 mL 10%氯化鈉水溶液轉入250 mL分液漏斗中，加入1 mol/L NaOH 溶液，調節 pH＞12后，用 30、30 mL石油醚萃取兩次。棄去有機相，再加入1 mol/L HCl溶液，調節 pH＜2后，用 30、30、20 mL 二氯甲烷溶液萃取3次，萃取液后續試驗過程同上。（3）水稻植株：稱取已制備的水稻植株樣品10.0 g，加入80 mL乙腈，振蕩0.5 h，抽濾，濃縮，將濾液濃縮后用100 mL10%的NaCl轉入250 mL分液漏斗中，加入1 mol/L NaOH溶液調節pH＞12后，用30、30 mL石油醚萃取兩次。棄去有機相，再加入1 mol/L HCl溶液調節PH＜2后，用30、30、20 mL二氯甲烷溶液萃取3次，萃取液后續試驗過程同上。

2 結果與分析

2.1 標準溶液的配制和線性關系的測定

用外標標準曲線法定量分析：準確稱取吡嘧磺隆標準品，采用梯度稀釋法配制濃度為0.046 5、0.465、1.860、4.650、9.300 mg/L 的吡嘧磺隆系列標準液，在所設定的色譜檢測條件下依次進液相色譜儀測定，并對試驗數據進行處理。以吡嘧磺隆標準液的濃度與峰面積作標準曲線。吡嘧磺隆的線性回歸方程為：y=48.765 x+0.995，相關系數為：r=0.999 9；其中y為吡嘧磺隆峰面積，x為標準溶液濃度。

2.2 添加回收率與精密度

用空白對照稻田水、稻田土壤和水稻植株的樣品進行3個濃度的添加回收率試驗。當吡嘧磺隆在水中添加的3個濃度為0.01、0.1、1.0 mg/kg時，吡嘧磺隆在水中的平均添加回收率分別為101.9%、98.77%、100.8%，變異系數分別為6.8%、7.0%、2.0%；當吡嘧磺隆在土壤中添加的3個濃度為0.05、0.1、1.0 mg/kg時，吡嘧磺隆在土壤中的平均添加回收率分別為94.42%、90.91%、85.72%，變異系數分別為3.0%、7.2%、5.6%；當吡嘧磺隆在水稻植株中添加的3個濃度為0.1、0.5、1.0 mg/kg時，吡嘧磺隆在水稻植株中的平均添加回收率分別為89.24%、85.67%、83.68%，變異系數分別為1.7%、3.8%、4.6%。在所設定的色譜測定條件下，吡嘧磺隆的最小檢出量為2.0×10-10g。稻田水、稻田土壤、水稻植株中吡嘧磺隆的最低檢出濃度分別是0.01、0.05、0.1 mg/kg。因此，該分析方法準確性高，靈敏度及精密度均符合殘留分析檢測要求。

2.3 吡嘧磺隆在稻田環境中的殘留消解動態

按照研究中的消解動態試驗設計，進行采樣測定，得到吡嘧磺隆在稻田水、稻田土壤和水稻植株中的殘留消解動態結果（表1）。由表1可知，吡嘧磺隆在稻田水、稻田土壤和水稻植株中的消解均符合一級化學反應動力學方程Ct=C0e-kt。試驗結果經對數轉換和回歸分析，得出了吡嘧磺隆在稻田水、稻田土壤和水稻植株中的消解曲線方程、半衰期及相關系數，其平均半衰期分別為2.29、2.73、2.29 d。

表1 吡嘧磺隆在稻田水、稻田土壤及水稻植株中的消解動力學方程、相關系數和半衰期

3 結論

（1）建立了稻田水、稻田土壤和水稻植株樣品中吡嘧磺隆的殘留分析方法。以80%丙酮（或乙腈）提取樣品，調節pH值，用石油醚和二氯甲烷萃取，液相色譜方法檢測，方法簡便，易于操作。

（2）在液相色譜檢測條件下，吡嘧磺隆標準溶液的線性關系良好，最小檢出限在稻田水、土壤及水稻植株中分別為0.01、0.05、0.1 mg/kg。當濃度范圍在0.01～1.00 mg/kg時，吡嘧磺隆在樣品中的平均回收率范圍為83.68%～101.9%。

（3）消解動態試驗結果表明，吡嘧磺隆在稻田水、稻田土壤和水稻植株中的消解均符合一級化學反應動力學方程Ct=C0e-kt。20%吡嘧磺隆水分散粒劑用于水稻田后，在稻田水、稻田土壤和水稻植株中的消解均較快，屬于易消解農藥；在兩個地點的兩年試驗中，吡嘧磺隆在稻田水、稻田土壤和水稻植株中的平均半衰期分別為2.29、2.73、2.29 d。田間試驗一般在自然條件下進行，農藥在噴施過程中由于降雨、刮風等天氣因素的影響會有損失。

[1]呂曉玲，佘永新，王榮艷，王 靜.磺酰脲類除草劑殘留檢測技術及其研究進展[J].分析測試學報，2009，（7）：875-880.

[2]隋 凱，李 軍，衛 鋒，等.固相萃取-高效液相色譜法同時檢測大米中12種磺酰脲類除草劑的殘留[J].色譜，2006，（2）：152-156.

[3]祁 彥.高效液相色譜法同時測定大豆中10種磺酰脲類除草劑的殘留量[J].色譜，2004，22（6）：634-638.

[4]王和興，黎源倩.固相萃取-高效液相色譜法同時測定大豆和大米中的磺酰脲類和二苯醚類除草劑殘留 [J].分析化學，2007，（4）：536-540.

[5]李 娜，李 輝，邵 輝，等.超高效液相色譜-串聯質譜法測定人參中磺酰脲類除草劑殘留量[J].色譜，2011，29（4）：346-352.

[6]金 雁，姜 莉，趙 穎，等.高效液相色譜法同時測定蔬菜中多種磺酰脲類除草劑的殘留量[J].現代儀器，2008，（4）：331-333.

[7]毛應明，王學松，熊建軍.固相萃取-高效液相色譜法測定紫菜中吡嘧磺隆殘留量[J].長春理工大學學報，2010，（12）：88-89.

[8]胡開峰.土壤中13種磺酰脲類除草劑多殘留的超高效液相色譜-串聯質譜法測定[J].農藥，2006，（1）：117-123.

[9]葉貴標，張 微，崔 昕，等.高效液相色譜/質譜法測定土壤中10種磺酰脲類除草劑多殘留[J].分析化學，2006，（9)：24-26.

[10]毛楠文，李方實.高效液相色譜法同時測定土壤中殘留的苯脲類和磺酰脲類除草劑[J].農業環境科學學報，2008，（6）：33-34.

[11]陳 軍，張宗祥，卜 偉，等.固相萃取-高效液相色譜法測定水中磺酰脲類除草劑[J].環境監測管理與技術，2007，（5）：122-124.

[12]何成艷，黎源倩，王和興.固相萃取-高效液相色譜測定水中5種磺酰脲類除草劑[J].現代預防醫學，2008，（3）：233-236.