（农药学专业论文）二氯吡啶酸在土壤及油菜中残留动态及在土壤中吸附特性研究.pdf

吉林农业大学硕士学位论文 二氧吡啶酸在土壤及油菜中残留动态及在土壤中吸附特性研究 二氮吡啶酸在土壤及油菜中残留动态 及在土壤中吸附特性研究 摘要 二氯吡啶酸是一种毗啶类除草剂，主要用于防除禾本科怍物及多种阔叶作物中的 阔叶杂草。本文采用反相高效液相色谱( 口l c ) 分析测定二氯吡啶酸在油菜田土壤 中和植株上的残留动态及收获期土壤和油菜籽粒中二氯吡啶酸的残留量，并对二i 氯 毗啶酸在壤一水中的吸附解吸特性进行了研究。为农药品种登记，制定最高残留限 量( m r l ) 标准，以及合理使用提供理论依据。 土壤样品前处理采用传统的振荡和离心法，以氧氧化钠水溶液提取，通过调节 水溶液酸碱度用乙酸乙酯萃取，最后将提取物收集浓缩，选择z o r b a x s b - c 。柱以甲 醇和醋酸酸化的水溶液为流动相，用紫外检测器在2 8 5 n m 处检测。该方法简单，易 于操作。而油菜植株和籽粒样品前处理采用组织捣碎、振荡和离心法，以氢氧化钠 水溶液提取，提取后同样调解提取液的酸碱度，再用乙酸乙酯萃取，将提取物收集 浓缩，过层析柱净化，最后将洗脱液浓缩，进行高效液相色谱( h p l c ) 分析。 采用添加法测定回收率。土壤、油菜植株和籽粒添加水平o 1 0 肛g m l 1 o o 7 m l ，土壤平均回收率为7 7 3 一9 2 o ，植株平均回收率为8 1 o 一9 2 o ，籽 粒平均回收率为7 3 o - 7 5 6 。在上述添加水平范围内，二氯吡啶酸的线性关系良 好。土壤、油菜植株和籽粒中二氯毗啶酸的最小检出浓度均为o 0 1 m g k g 。 通过在吉林省2 0 0 4 年、2 0 0 5 年两年田问试验对二氯吡啶酸在以3 3 8 9 ( a i ) h m 2 用量处理的土壤和油菜样品作残留动态分析。降解过程符合级反应动力学模式 c = c 。e “。在土壤中两年的动态方程分别是：2 0 0 4 年，c = o 3 6 7 6 e 4 “，半衰期为 4 7 4 天：2 0 0 5 年，c = o 2 9 7 4 e 。0 ”“，半衰期为3 7 6 天。在油菜植株中两年的动态方 程是：2 0 0 4 年，c = 2 5 8 9 9 e 1 ”“，半衰期为1 0 1 1 天；2 0 0 5 年，c = 1 3 2 9 2 e “”“， 半衰期为8 4 9 天。二氯吡啶酸在收获期植株和籽粒中均未检出。结果表明：二氯吡 啶酸在油菜植株和土壤中均易降解，在植株中降解速度比较慢。 土壤对二氯吡啶酸的吸附解吸试验，选取了有机质含量不同的三种类型土壤： 草甸土、白浆土和黑钙土。采用经典的振荡平衡法进行研究。在5 克土壤中加入 2 5 l 不同浓度的二氯毗啶酸水溶液。在2 5 2 水浴中振荡，2 4 小时后取上清液进 行液相色谱( 职l c ) 法分析。结果表明，二氯毗啶酸在土壤上吸附解吸与土壤的理 化性质密切相关，低有机质的土壤吸附能力较弱；其吸附、解吸均可用f r e u n d l i c h 方程描述。 关键词：二氯吡啶酸，h p l c ，残留，油菜，土壤，吸附 吉林农业大学硕士学位论文 氯吡啶酸在土壤及油慕中残留动态及在土壤中吸附特陛研究 t h er e s l d u a ld y n a m i c si no i l s e e da n ds o i la n d a d s o r p t i o ns t u d yo fc l o p y r a l i d a b s t r a c t c l o p v r a l i di s as e l e c 石v e p o s t - e m e r g e n c e h e r b i c i d e c o n 廿0 1 1 i n gb r o a d - l e a v e d w e e d s t h e d c t e n n i n 撕o n 锄dd e g r a d 撕o no fc l o p y r a l i di ns o i l 锄do d s e e dw e r es t u d j e d t h es o i ls 砌p l e sw 口e m a c e r a t e dw i t ha q u e o u ss o d i u mh y d r o g e nt h es l u r i yw a s 姐n b i e da t l dc e n 仃i f u g e d t h es 0 1 谢0 np h a s e c o n t a i n i n gc l o p y r a l i dw a sc l e 肌u pw i t he t h y la c e t a i e t h e n 锄a l i q u o t ( 1 5 m 1 ) o ft h ee t h y ia c e t a t e c o l l e c t e dw a se v a p o r a t e dj u s tt o 奶m e s sb yr o t a r yc v a p o r 撕o na t4 0 n l eh p l ca n a l y s i sw 嬲 p e d b m e dw i mz o r b a xc l ec o l u m nc 1 0 p y r a l i dw a se l u t e f i t hm e t h 飘o l - g l a c i sa c e 石ca c i ds 0 1 u 矗o n m i x t l l r e s t h ep l a n ts a m p l e sa n ds e e d s0 fo i l s e e dw e r ce x 仃a c t e dw i t ha q u e o u ss o d i u mh y d l o g e nt o a n a i nc l o p y r a l i d a n dn l n l b l e d ，c e n 伍f 噼d ，丘n a i l yc l e a l lu p 谢t l is i h c at h eh p l ca i l a l y s i si st h cs a m e a sm es o n1 1 坨m e m o dw a ss i m p l eo n 血el e v e lo f01 0 1 0 蜘1 ，l h ea v e r a g er e c o v e r yo f d o p y r a l i di n s o i l ，p l a i l ta n ds e e dw c r e7 7 3 - 9 20 、8 l0 - 9 2 0 、7 3 0 - 7 5 6 ，r e s p e c n v e l y t h em j n i m u m d c t c c t a b l ec o n 衄撕彻o f c l o p y r a l i di ns o i l ，p l 柚ta n ds e e d so f o i l s e e dw e r eo 0 l m g 瓜g t h ed e g r a d a t i 伽o f c l o p y r a l i di ns o i la l l dp l a n to f o i l s e e dw e r es t u d i e db yh p l cm e t h o da n da2 - y e a rf i e l de x p e r i m e n ti nj i l i np m v i n c e t h es o l la n dp l a n t 、僦t r c a t e dw “hc l o p y r a l i da t3 3 8 9 ( a i ) m m 2 s a m p l et h es o i l 锄d 讪m ta td i 侬犯n t 血et od od e g r a d a t i o n 曲n a m i c s 拍a i y s i st h ed e 掣a d 撕o n p r o c e d u r co fc l o p y r a l i dw 嬲c o r r e s p o n dt ot h em a t h e m a t i cp a 肚锄，c = c o e i ns o i l ，t h ed y n a m i c e q u a “o ni n2 0 0 4w 私c _ o 3 6 7 6 1 4 6 4a n dt h eh a l f _ i i f ew a s4 7 4 d ，柚dn l cd ”a m i ce q u 撕o ni n2 0 0 5 w a sc = o2 9 7 4 矿1 8 4 “a n dh a l f - l 如w a s37 6 di nt h ep l a n t0 fo i l s e e d ，m ed y n a t n i ce q u 撕彻i n2 0 0 4w a s c = 25 8 9 9 e m 0 6 8 5 1a 1 1 dt h ch a l 甜醯w a s1 0 1 1 d ，a n dt h ed y r 嗡m i c 。q u a d o ni n2 0 0 5w a sc - 1 3 2 9 2 e 。o 0 8 1 6 “ a n dh a l f - l i f cw a s8 4 9 d c l o p y r a l i dw 船n o td d e d e di l ls o 丑、p l a n ta i l ds e e d so fo i l s e e da th a r v e s t t h e r c s u l ts h o w e dt i l a tc l o p y r a l i dw 嬲d i s s i p a c c di ns o i l f a p i d l y 趾d 廿l ed e g r a d 瓶o no fc l o p ”a l i di np l a i l t w a ss l o w l yt h a ni ns o 订 t h ca d s o r p d o na l l dd c s o r p t i o no fc l o p ) t a l i d b ys o i lw a ss t i l d i e db ye 叫l i b r i l l t nm e t l l o dt h r c e d i 晰e n ts o i lt y i ) e sw e r eu s e di nt h cs t u d y a o p y r a l i ds o l 嘶o n s ( 2 5 m 1 ) o fd i 缘鹏md e 船n yw c r ea d d c d t os o i l ( 5 9 ) a n d w e r es h a k e ra t2 5 ，a h p l c m e t h o d w a sc a m e do m t o d 咖c t t h ec l o p y r a l i da m o u n t i n w a 研a r e r2 4h o u r st h er e s u hs h o w c dt h a tm ea d s o r p t i o n 锄dd e s o 巾t i 伽o fc l o p ) ，r a dw e r em a i n l y i n f l u e n c e db yo r g 枷cc a r b o nc o n b 咖 k e yw o r d s ：c l o p y r a i i d ，h p l c ，r e s i d 眦，s o i l o i l s e e d ，a d s o r p t i 仰 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得吉林农业大学或其它教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：王准蒜子 签字日期：珈 年月罗日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解吉林农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复 制手段保存、汇编学位论文。同意吉林农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、 传播学位论文的全部或部分内容。 学位论文作者签名： 五震栲 导师签名筮盖：吖 签字日期：枷年月伊日 签字日期：卯多年月，尸日 吉林农业大学顾士学位论文 - 氡吡睫酸在土壤及油菜中残留动态及在土壤中吸附特性研究 1 1 目的与意义 第一章引言 除草剂足人类文明史的重大发现之一，它的使用有效地控制了杂草的危害。并 随着农作物品种改良、灌溉条件的完善、化肥的广泛使用，对作物产量的增加，农 产品品质的改善以及提高劳动生产率起到了重大作用。在农药中除草剂的推广应用 发挥了不可估量的作用。自7 0 年代以来，除草剂发展迅速，其产量、销售额和使用 面积均居农药之首。目前，世界除草剂的销售量占农药总销售量的4 7 以上【1 】。除 草剂大量使用的同时，也带来了严重环境问题。一些对环境产生不良影响的物质受 到了越来越多的限制，甚至被禁用，所以除草剂的开发也面临着环境质量问题的巨 大压力。 目前的农药是环境制约下的农药，除草剂的开发向高效、低毒、低残留p8 j 且符 合现代环境要求的新品种方向发展。毗啶羧酸类除草剂的成功开发，引起了农药研 究者的极大关注。这类除草剂具有高效、低毒、选择性强等特点，二氯吡啶酸是 1 9 7 7 年美国道化公司( 现陶氏益农公司) 开发的一种吡啶羧酸类除草剂 9 l 。国外的 登记作物有甜菜、草莓、油菜等，在国内尚未有任何登记。为了了解它的环境行 为，本文对其残留和吸附解吸进行了研究。同时为农药品种登记，制定最高残留限量 f m r l l 标准，以及合理使用提供理论和实践依据。 1 2 二氯吡啶酸的基本情况 最先发现二氯眦啶酸具有除草活性是在1 9 6 1 年，1 9 7 7 年美国道化公司( 现陶 氏益农公司) 首先开发睁1o 】。2 0 世纪8 0 年代在美国、加拿大等地被广泛使用。同 时，一些二氯吡啶羧酸盐也被发现具有除草活性。自1 9 8 7 年以来，二氯吡啶酸和它 的三种形式的盐在商业除草剂中被普遍使用1 1 】。 c 图l _ l 二氯毗啶酸三乙胺盐的化学结构式 f i gl lt h ec h e m i c a ls t r u c t u r eo ft r i e t h y l a m i n es a l to fc l o p y r a l i d h 5 卅 5 批 越北 clnic h u0 d e 吉林农业大学硕士学位论文 二氯吡啶酸在土壤及油菜中残留动怒及在土壤中吸附特性研究 d 取警拳 f 、 高c h 3 c h ，、c h 3 图12 二氧吡啶酸三异丙胺盐的化学结构式 、丫 |4 c l n c j c 0 o h n c h 2 一c h 2 o h 图1 3 二氯吡啶酸单乙醇胺盐的化学结构式 尽管二氯吡啶酸是一种高效、低毒、选择性强的除草剂，但它的杀草谱窄，主 要防除紫菀科、豆科、茄科和蓼科的杂草。二氯吡啶酸是一种内吸传导型除草剂， 可以通过植物的根、叶吸收。当进行苗前处理时，二氯吡啶酸溶解在土壤中，并首 先通过根茎被植物吸收；当进行茎叶处理时，则先被叶片吸收，其吸收速度受空气 湿度和杂草生长阶段影响。一旦被吸收后，二氯吡啶酸极易通过植物的木质部和韧 皮部在植物体内移动，并逐步进入分生组织和其他的植物生长部分，最后，二氯吡 啶酸积累在分生组织导致植物死亡。其作用机制为促进植物核酸形成，产生过量的 核糖核酸，致使根部生长过量，茎及叶生长畸形，养分消耗，维管束疏导功能受 阻，导致杂草死亡。对于一年生杂草，施药后几天就可以死亡，而对于多年生杂草 则需要更长的时间1 1 2 。”j 。 1 3 二氯毗啶酸的理化性质 英文通用名称：c l o p y r a l i d 英文商品名称：l o n t r e l ，s t r i n g e r ，c o n f r o n t ，t r a n s l i n ee c t 中文通用名称：二氯吡啶酸 中文商品名称：龙拳，毕克草( 台湾地区使用) 化学分子式：c 。ha c l 。n 0 。 相对分子量：1 9 2 o ( 按l9 9 5 年国际原子量计) 化学名称：3 ，6 一二氯吡啶一2 一羧酸 c a s 系统名称：3 ，6 一d i c h l o r o 一2 一p y r i d i n e c a r b o x y l l ca c i d 吉林农、i k 大学硕十学位论文 二氯吡啶酸在土壤及油菜中残留动态及在土壤中吸附特性研究 c a 主题索引名称： 2 一p y r i d i n e c a r b o x y l ica c i d 3 6 一d i c h l or o c a s 驽录号： 化学结构式： c h 图l4 二氯吡啶酸的化学结构式 f i g 1 4t h ec h e m i c a ls t r u c i u r eo fc l o p y r a l j d 二氯吡啶酸纯品为无色无味晶体，熔点为：1 5 l 一1 52 ，蒸气压： 1 33 毫帕( 2 4 ) ，1 6 毫帕( 2 5 ) ，密度：1 57 ( 2 0 ) ，水中溶 解度( 25 ) ：7 8 5 9 l ( 蒸馏水) 、1 1 8 9 l ( p h 5 ) 、143 9 l ( p h 7 ) 、157g l ( p h 9 ) ，有机溶剂中的溶解度：乙腈12 lg l ，正己 烷6 9 l ，甲醇l0 4 9 l ，油水分配系数l g k 。( 2 0 ) ：一1 8 l ( p h = 5 ) ；一2 63 ( p h = 7 ) ；一2 5 5 ( p h = 9 ) ，在l o 的水溶液中，p h = 1 8 可 形成水溶性钾盐( 溶解度大于3 0 0g l ) 。在酸性介质中稳定， p k a = 2 3 0 。熔点以下稳定，对光稳定，不易光解和水解【9 1 6 1 。 1 4 二氯吡啶酸的毒理学特性”埘 141 毒性 1411 急性毒性 纯品经口l d 5 0 ：大白鼠：3 7 3 8 m 眺g ( 雄) 、2 6 7 5m 坞( 雌) ；暴露急性吸入 l d 5 0 ( 4 小时) ：1 0 9 几；对兔子经皮l d 5 0 ：2 0 0 0m g ，k g ；实验表明二氯吡啶酸急性 中毒症状为：流泪、腹泻、嗜睡，这些症状是在取食纯品二氯吡啶酸2 小时和4 8 小 时后出现的。对眼睛有一定的刺激作用，会出现角膜模糊、虹膜红肿、充血等症 状，这些症状2 1 天后会消失。商品化二氯吡啶酸对眼睛也有伤害作用，但可痊愈。 而对蝎子、大黄蜂等可能会产生永久的视力损伤，甚至失明。除此之外，二氯吡啶 酸对皮肤由定的刺激作用。 1 4 1 2 亚慢性毒性 对大白鼠9 0 天实验表明：经口无作用剂量( n o e l ) 3 0 0m g l 【d a y ( 雌) 、 1 5 0 0m g m d a y ( 雄) ；对小自鼠9 0 天实验表明：经口无作用剂量( n o e l ) 7 5 0 m g l ( d a y ( 雌) 、2 0 0 0m g 瓜g ，d a y ( 雄) ；对狗1 8 0 天实验表明：经口无作用剂量 ( n o e l ) 1 5 0m g ，l ( g d a y ；对狗一年实验表明：经口无作用剂量( n o e l ) l o o m k d a y ；兔子2 1 天经皮无作用剂量1 0 0 0m g ，k d a y a 在对小鼠进行三个月的亚慢 3 吉林农业大学硕士学位论文 二氯吡啶酸在土壤及油菜中残留动态厦在土壤中吸附特性研究 性实验研究发现：雌性小鼠的肝脏细胞变大，二倍剂吊喂食雄性小鼠，出现相同症 状；对狗进行六个月的实验观察，雌性狗肝脏增大，雄性狗尿路出现问题。 1 41 3 。幔性毒性 对大鼠和小鼠进行两年的慢性毒性试验的观察，在实验条件下无致畸、致癌、 致突变作用。在慢性毒性和致癌性的实验研究中发现，大鼠的经口无作用剂罱为5 0 m g k d a y ( 雌) 、1 5 0 m k g d a y ( 雄) ；小鼠的经口无作用剂量为5 0 0m g ，1 ( g d a y ： 在致畸性试验研究q j 发现，大鼠的经口无作用剂量为2 5 0m 眺d a y ；兔子的经口无 作用剂量为5 0 - l l o m k g d a y ；在致突变性试验研究中发现，大鼠的经口无作用剂量 为1 5 0 0 m g k g d a y 。在对动物进行慢性毒性试验研究发现：二氯吡啶酸对动物的胃、 肝脏、血液和体重都有影响；对大白鼠进行两年实验发现其胃内膜肥大，是由于细 胞数量增多导致的；在对狗进行一年实验发现：肝脏增大，红细胞数量减少；对小 鼠进行两年实验发现雄性小鼠体重降低。以上实验结果都是在最高剂量时产生的， 低剂量时没有这些影响。 1 4 1 4 神经毒性 由二氯吡啶酸的分子结构可知，暴露在这种化合物下没有任何神经毒性作用， 通过一系列的神经毒性试验研究，二：氯吡啶酸没有任何神经毒性的影响。 1 4 1 5 对人类的毒性 通过二氯吡啶酸的动物实验结果表明：它的急性毒性类别为i i i ，即轻度毒性。 对哺乳动物有较低的毒性，经皮肤、口和呼吸途径进入人体不能对人的健康产生负 面影响。 1416 致癌性 二氯吡啶酸不具有致癌性，k n f ( 克拉马斯国家森林组织) 已证实二氯吡啶酸 对野生生物、鱼及人类的健康没有负面影响。 1417 致突变性 对二氯吡啶酸进行慢性毒性试验研究，结果表明：它不会使基因产生突变，或 者说它不会影响染色体使其发生变化。即它不具有致突变性。 1 4 1 8 对繁殖的影响 依据美国环保总局( e p a ) 测试结果，暴露在二氯吡啶酸下可使胎儿和幼仔产 生缺陷；对野兔进行实验观察，无论是高剂量还是低剂量都可使胎儿体重降低；在 同一实验中，e p a 研究人员还发现所有剂量水平都可使骨骼产生畸形，这些畸形症 状包括头骨、耻骨和胸骨发育迟缓。高剂量实验还发现大量胎儿出现胸积水现象。 但到目前为止，并没有任何公开文献表明商品化的二氯吡啶酸对繁殖有影响。 吉林农业大学硕士学位论文 二氯吡嘎酸在土壤及油菜中残留动态及在土壤中吸附特性研究 141 9 在动植物体内的归宿 二氯毗啶酸在植物体内的残留是以非代谢母体酸的形式存在的；而在动物体内 它也是以母体酸的形式快速排泄到体外。通过同位素永踪法测量二氯呲啶酸老鼠体 内的代谢情况，静脉注射5 m g b 或口服1 5 0 m 舭g 后，被迅速吸收，然后从体内排 出。2 4 小时后大约有7 9 - 9 6 的二氯吡啶酸经尿液排出，半衰期为3 小时。尿液中 只有二氯吡啶酸而没有其代谢物。 1 42 生态效应 实验表明，二氯吡啶酸对鸟类、鱼、陆地和水生物脊椎动物及土壤微生物具有 低毒作用。 1 42 1 对鸟类的影响 对鸟类低毒，具有低的急性毒性，对繁殖没有影响。野鸭急性经口l d ，。 1 4 6 5 m g b ，l d 5 0 ( 5 天) 4 6 4 0 m g 瓜g ，鹌鹑急性经口l d 5 0 2 0 0 0m j g m g ，l d 5 0 ( 5 天) 4 6 4 0 m 眺g 。 1 4 2 2 对水生生物的影响 对水生动物几乎没有毒性，对部分水生植物有微弱的毒性，红鳟鱼l d s o 为 1 0 3 5 m 班，太阳鱼l d 5 0 为4 7 0 0 m 以，绿藻e c 5 0 ( 5 天) 6 9 m 班，e c 5 0 ( 7 2 小 时) 4 4 9 m g 几。 1 4 ，2 3 对其他生物的影响 对昆虫、无脊椎动物及土壤微生物几乎没有毒性。狼蛛和甲虫l d s o 12 l u ，蚯蚓l d 5 0 ( 1 4 天) 1 0 0 0 m g l 【g 土壤，蜜蜂l d 5 0 ( 4 8 小时) l o o 喀a i 只。 1 4 ，3 环境归宿 二氯吡啶酸在植物体、土壤和水体中迅速代谢，并在酶及微生物的作用下进一 步降解，不会造成积累和长期残留。 1 4 3 1 二氯吡啶酸在土壤中的降解与代谢 二氯吡啶酸在土壤中降解是依靠微生物进行的，因此，环境中直接影响微生物 活性的因素，例如土壤的湿度和温度等也直接影响二氯吡啶酸的降解。在潮湿、温 暖的条件下，二氯吡啶酸的降解率是很高的，相反则很低。唯一重要的代谢物是二 氧化碳。而在潮湿厌氧的条件下二氯吡啶酸的降解是很慢的。 吉林农业大学硕士学位论文 二氰吡啶酸在土壤及油策中残留动态及在土壤中吸附特性碲= 究 1432 二氯吡啶酸在水中的降解与代谢 二氯吡啶酸在p h = 7 的纯水中不能水解和光解，但对施有二氯毗啶酸的池塘水 和其水底沉淀物进行实验。结果表明：在池塘水和其水底沉淀物中均降解，水中的 降解半衰期为9 天；监测二氯吡啶酸在地下水域中的降解情况实验，结果表明：施 药后前3 天降雨，地下水中二氯吡啶酸含量最高，为o 0 1 7 m g l 。1 2 小时后其含量 降为o0 0 3m g 几，而6 0 小时后，在下流1 3 千米处的地下水中只有o0 0 1m g l 的二 氯吡啶酸被检测到。这些数据都低于它在水中的最大允许残留量lom g 几【”】。 1 5 二氯吡啶酸的残留分析方法研究进展 有关二氯啦啶酸产品的分析方法，国外文献报道较多【l ”，涉及到的供试样品 有龙须菜、油菜、大麦、谷物、脂肪、精肉、肾脏、牛肉、羊肉、鸡蛋、水、土壤 等，所采用的分析方法主要以气相色谱法和气相色谱质谱联用技术为主。同时也有 高效液相色谱法，高效薄层色谱技术，毛细管色谱技术等【33 。“j 。 美国d o w 公司1 9 8 6 年在澳大利亚登记注册的二氯吡啶酸的分析方法是采用的 气相色谱法，利用电子捕获检测器测量油菜中二氯吡啶酸的残留量。方法的检出限 为o 0 5 蝎，l ( g ，平均回收率为8 7 2 叫】。另外据有关文献报道：1 9 8 5 年 g a o l o u x ，m i c h e lp 对地下水【3 6 】：1 9 8 8 年h a j s l o v a ，j a n a 对草莓p 7 】；1 9 8 6 年，e s h a ks 对甜菜及土壤；1 9 9 5 年s c h u e t z ，s 对土壤中的二氯吡啶酸的测定均采用了气相色谱 法。1 9 8 8 年，l a u r e nd e n i sr 通过高效液相色谱法测定几种除草剂在龙须菜上的残 留情况，而二氯吡啶酸的回收率达到1 0 6 1 1 3 【38 1 ；1 9 9 5 年，l a n gf r a n kt h o m a s 使 用同样的方法进行水中强极性污染物的研究，结果表明样品水中二氯吡啶酸的含量 很低【2 “。总的来说，其分析测定主要是建立在提取、净化的原则基础之上。由于二 氯吡啶酸的自身性质，采用不同的分析方法所需进行的前处理方法有很大的不同。 应用气相色谱法进行分析时，由于其极性强，不易挥发，必须经柱前衍生化，将其 转化成挥发性酯，再用电子捕获检测器检测。基于化合物本身的性质和气相色谱法 的局限，人们试图采用液相色谱法进行分析。待测样品经提取剂提取后，再经c - s 柱、离子交换柱净化，然后用极性淋洗剂将残留物洗脱下来，再采用酸性流动相测 定。 目前国内关于二氯吡啶酸的残留测定没有公开文献报道，国外的残留分析以气 相色谱法和气相色谱质谱联用技术为主。前处理比较复杂，溶剂消耗量大且需柱前 甲基衍生化，费用较高。相比较而言，采用高效液相色谱法进行分析，前处理较气 相色谱法简单且溶剂消耗少，回收率符合残留标准。 吉林农业大学硕士学位论文二氯吡啶酸在土壤及油菜中残留动态及在土壤中吸附特陛研究 综【：所述，本实验将研究一种无需衍生化，且能将二氯吡啶酸与杂质良好分离 开的残留分析方法。为二氯吡啶酸在我同进行品种登记，制定最高残留限量( m r i ，) 标准、以及合理使用提供理沦依据。 随着我国加入w t o 后国际贸易的需求以及人民生活水平和质量日益提高 人们对食品的质量和安全也相应要求愈来愈高。从目前文献看，国外对二：氯吡啶酸 的环境行为研究均有报道，但国内研究相对较少。鉴于国内缺乏评价二二氯毗啶酸环 境毒理的较为详细的数据，特别是缺乏制定二氯吡啶酸在油菜上合理使用准则的理 沦依据和试验数据，因此开展了这方面的研究工作。 吉林农业大学硕士学位论文 二氧吡啶酸在土壤及油菜中残留动态及在土壤中吸附特性研究 第二章二氯吡啶酸在土壤及油菜上的残留动态研究 农药在土壤中降解与残留是农药安全性评价中必彳i 可少的重要组成部分。为了 使二氯吡啶酸能够在油菜上登记使用，同时为农药合理使用提供合理化的建议，以 下根据“农药残留试验准则”，对二氯吡啶酸在土壤和油菜植株上的残留状况加以 研究。大量实验表明二氯吡啶酸检测多采用气相色谱衍生方法1 2 6 ，3 5 ，3 6 ，37 1 ，本实验要 建立一种液相方法检测二氯吡啶酸，目的是简化前处理步骤，提高回收率及提高方 法的准确性和精确性。 2 1 田间试验 2 1 1 试验时间 2 0 0 4 2 0 0 5 年 2 12 试验地点 吉林省长春市吉林农业大学农业科学试验站 2 ，1 3 试验药剂 7 5 二氯吡啶酸可溶性粒剂 21 4 试验作物 油菜( 中油8 2 1 ) 2 1 5 试验方法 2 151 田间试验设计阻伽 2 0 0 4 2 0 0 5 年在吉林省长春市进行了两年田问小区残留试验，试验共设三个处 理，处理l ：推荐剂量( 1 6 9 9a i h m 2 ) ；处理2 ：高剂量( 3 3 8 9a i h m 2 ) ；处理 3 ：c k 。重复3 次，小区面积为2 0 m 2 。于油菜苗后2 4 叶期，用背负式喷雾器地面 喷雾，药液量3 5 0 l h m 2 ，施药条件与方法见表2 1 。 吉林农业大学硕士学位论文 二氯吡啶酸在土壤及油菜中残留动态及在工壤中吸附特性研究 表21 田问小区试验条件 ! 型! ! ! ! 生! 型! 竺塑! r ! ! ! ! ! ! 型堕! ! 试验时间 2 1 52 气候条件、土壤类型 吉林省长春市试验点2 0 0 4 年施药当天为晴天，风力小于2 级，施药后l o 天内 无降雨，平均气温1 5 4 ，2 0 0 5 年施药当天为晴天，风力小于l 级，施药后1 0 天 内无降雨，平均气温1 6 2 。 试验点供试土壤类型为草甸黑土，有机质含量为2 0 0 0 m g g ，p h 值为6 8 ，两年 前茬作物分别为玉米和大豆。 2 。1 。5 ，3 消解动态试验 设2 0 平方米试验小区，并设3 次重复，于油菜2 4 叶期喷雾施药1 次高剂量为 3 3 8 9a i h 抒。于施药后od 、1 2 4 d 、3 2 4d 、5 2 4 d 、7 2 4d 、1 2 2 4d 、l d 、3d 、5d 、7d 、1 4d 、2 ld 、3 0d 、4 5d 、6 0d 和油菜收获期进行取样，分别 每小区内按对角线取5 点，取土深度为。一l o c m ，油菜植株每点1 平方米，最终采集 土壤1 o k g 、油菜植株每点采集5 8 株，最终取o 5 k g ，在空白试验区内同期采集空 白样品，置于一2 0 冰箱贮藏待测。 21 5 4 最终残留试验 设高、低剂量和空白三个处理，高、低剂量分别为3 3 8 9a i h m 2 、1 6 9 9a i h m 2 ，试验小区面积为2 0 平方米，重复3 次，于油菜2 4 叶期喷雾施药1 次，收获 吉林农业大学硕士学位论文二氯吡啶酸在土壤及油菜中残留动态及在土壤中吸附特性研究 期采收油菜、油菜籽粒和十壤各l _ o o k g ，其中取土深度为o 1 5 c m 同期采集空白样 品，置于一2 0 冰箱贮藏待测。， 22 检测方法 2 21 仪器设备 a g 儿e n t l l o o 型高效液相色谱仪、紫外检测器： 组织捣碎机：d s l 型 振荡器：s h z 一8 8 离心机： 旋转真空蒸发器：z f q 一3 型 层析柱：1 5 c m 1 _ 2 c m 分液漏斗等各种玻璃器l 2 22 试剂 纯 甲醇( 色谱纯) 、浓盐酸、乙酸乙酯、氢氧化钠、氯化钠、无水硫酸钠为分析 硅胶为柱层析用( 用前1 1 0 灼烧4h ) 二氯毗啶酸：纯度9 8 ( 陶氏益农公司提供) 2 2 3 样品的制备 土壤样品：取土壤样品1 0 0 9 ，去除杂质，研磨后过4 0 目筛，测定水分含量 后，备用。 油菜样品：将油菜植株剪成1 c m 小块，缩分后取8 0 9 ，备用。 籽粒样品制备：将油菜籽磨成粉，缩分后取8 垤备用。 2 2 4 分析步骤 2 24 1 提取与净化 ( 1 ) 土壤及样品 取制备好的土壤样品2 0 9 ( 精确至o 0 2 9 ) ，置于2 0 0 m l 的离心试管中，加入 7 5 m l o 5 的氢氧化钠溶液，在振荡器上振荡提取l h ，将悬浊液离心l o m i n 至澄清， 离心速率为2 0 0 0 r m i n ，取2 0 m l 上清液加入盛有7 9 氯化钠的离心试管中，再加入 吉林农业大学硕士学位论文二氯吡啶酸在土壤及油菜中残留动态及在土壤中吸附特性研究 o 3 m 1 浓盐酸和2 0 m 1 乙酸乙酯，振荡离心各l o m i n ，离心速率1 0 0 0 r m i n ，取出 1 5 m 1 乙酸乙酯相待用；将水相完全保留，用上述办法再处理一次，合并乙酸乙酯 相，存旋转蒸发仪上( 4 0 ) 浓缩近干，吹干后用甲醇定溶至2 m l 。 ( 2 ) 油菜样品 油菜：取制备好的样品2 0 9 ( 精确至o 0 2 9 ) ，放入高速组织捣碎机中，加入 7 5 m 1 0 5 的氢氧化钠溶液匀浆后，余下步骤同上，但最后用2 m 1 乙酸乙酯定溶。层 析柱上下两端各加l c m 厚无水硫酸钠，中间加2 9 硅胶，用2 0 m 1 乙酸乙酯预淋洗， 2m l 乙酸乙酯移上样，用4 0 m 1 乙酸乙酯淋洗，然后用1 5 m l l o 甲醇：乙酸乙酯 ( v ：v = l ：9 ) 淋洗，最后用1 0 m 1 3 0 甲醇：乙酸乙酯( v ：v = 3 ：7 ) 洗脱，收集全部 洗脱液，在旋转蒸发仪上( 4 0 ) 浓缩近干，吹干后用甲醇定溶至2 m 1 ，待测上 机。 ( 3 ) 油菜籽样品 油菜籽提取方法同土壤，净化方法同油菜植株。 2 242 分析测定 ( 1 ) 高效液相色谱条件 用岛津u v 一2 4 0 紫外扫描仪，二氯吡啶酸标准溶液进行扫描，确定最大合理的吸 光值。紫外吸收光谱图见图2 1 。具体仪器条件见表2 2 。 l o 8 o 6 o 4 o 2 0 一o 2 1 凡n m 图2 1 二氯吡啶酸的紫外吸收 f 培21t h e c i 】i v eo f c l o p y r a l i da b s 州) c db yu v 吉林农业大学硕士学位沦文 二氯吡啶酸在土壤及油菜中残留动态及在主壤中吸附特性研究 表22 液相色谱条件 t a b l e 22 丑) l cc o n d i h o n 仪器名称 色谱柱 流动相 流速 检测波长 柱温 a g 订e n t l l o o 1 上a g i l e n t l l 0 0 蛋l c a g i l e n t l l 0 0 h p l c c 日( 2 5 c m 46 m ) 甲醇：1 乙酸水溶液 1 5 ：8 5 l m l i n 2 8 5 n m 3 0 c 。e ( 2 5 c m 4 6 口)c e 2 5 c m 46 m ) 甲醇：o1 z _ 酸水溶液 甲醇：o 1 乙酸水溶液 鲎壁量 ! ! 唑! ! 唑塑! ( 2 ) 标准曲线 准确称取二氯吡啶酸标准品o _ 0 1 0 0 9 ，用流动相定容至1 0 0 m l ，配制成 1 0 0 u g ，m l 的标准母液，用此标准母液逐级稀释成o 1 0 、o 2 0 、0 5 0 、1 0 0 、2 0 0 、 5o o 、l o 咖l 的标准溶液，进样。按照上述色谱条件，得到色谱图。以进样的二 氯吡啶酸的量为横坐标，以峰面积为纵坐标，绘制标准曲线，进样量与面积数据见 表2 3 24 标准曲线图见图2 2 23 。 表2 3 二氯吡啶酸浓度与峰面积( 2 0 0 4 年) 坠坐2 i ! 堡垒! 塑塑丝里! 些型塑! 哩型咝塑f 2 q 塑y 型l 避壁堕堕! 型! ! ! ：! ! ! ! ! ：塑! 一! ! ：! ! ! ：! ! 峰面积 1 42 86 41 2 82 6 坚 图2 2 二氯吡啶酸准曲线 f 培22 n e 叫v e o f c l o p l a l i d 咖n d a r d l2 一 州 一 耋； 吼 舭 珊 c 吖 蜥 坩 吉林农业人学硕士学位论文二氰吡啶酸在土壤及油菜中残留动态及在土壤中吸附特性研究 表24 二氯吡啶酸浓度与峰面积( 2 0 0 5 年) 旦皇燮：! 堡! 竺生q ! 墼坐! 塑! ! 堂! ! 婴塑皇型望生! 些! ( ! ! 堕y ! 型 进样浓度( 峙m 1 ) o 2 0o 5 01 o o2 0 05 0 0l oo o 峰而积 2 65 572 6 56 3 81 3 1 7 图2 3 二氯吡啶酸准曲线 f 噜23n e c u r v eo f c l o p y r a l i d 咖删 ( 3 ) 最小检出量测定 在所设定的仪器条件下，二氯毗啶酸最小迸样量峰高为噪声2 倍时，最小检出 爨为l l o g 。 ( 4 ) 检测极限测定 土壤样品取2 0 9 ，油菜样品取2 0 9 ，油菜籽粒样品取2 0 9 ，净化后定容至2 m l ， 进样1 0 u l 。最小检出浓度分别为土壤中：o o l m g k g ；油菜：0 0 1 m g k g ；油菜籽 粒：0 0 l m g k g 。 ( 5 ) 添加回收率测定 取空白土壤2 0 9 ，油菜样品取2 0 9 ，油菜籽粒样品取2 0 9 分别添加0 1 0 、 o 5 0 、l _ 0 0 m g k g 三个水平，重复3 次，按照上述前处理方法和仪器条件测定方法 回收率，回收率计算公式： b = c 宴铡c 潺加 式中b 一方法回收率( ) ； c 实铡一通过实验测得的浓度； c 。一添加的土壤的浓度。 按七述前处理方法和仪器条件测定方法的添加回收率，平均值和变异系数见表 2 5 ，色谱图见图26 27 。 吉林农业大学硕士学位论文 二氰吡啶酸在土壤及油菜中残留动态及在土壤中吸附特性研究 表25 潘加回收率试验结果 t a b k 25t h er e c o v e r yo f i o r 【i l ye x p e n m e n t 蕃：釉蜊黼瑟加量意搿凹舻平均瞰靴，变蓄数 20 1 7 l ，7 3 ，7 57 3027 油菜 籽粒 嚣揪酸 土壤 7 0 ，7 8 ，7 4 7 6 ，7 7 ，7 4 1 0 6 8 6 8 4 8 6 ，7 9 ，7 5 8 1 8 4 ，7 8 7 5 7 8 7 9 g l ，9 l ，9 4 9 0 ，9 l ，8 9 7 40 7 56 9 20 8 00 8 1 0 7 73 9 20 9 00 54 19 1 3 1 6 8 3 7 2 5 l8 l1 ( 6 ) 残留量计算公式 p q 陛 一纠叛形 q 一从标准样曲线上查得的相应农药量( n g ) v 终样品溶液最终定容体积( m 1 ) v 样进样体积( l t l ) w 称样量( g ) 2 3 残留试验结果与分析 二氯毗啶酸在土壤及植株中的降解属一级反应，可用下列公式表达 k = ( 1 n c o l n t t l ，2 = l n 2 瓜 式中k 降解速率常数； t 一作用时间； c o 一农药的初始浓度； c ，t 时刻农药浓度。 结果见表28 。 14 5 l 5 l 5 0 0 o 0 0 加 如 0 加 0 m 吉林农业大学硕十学位论文 二氯吡啶酸在土壤及油菜中残留动态及在土壤中吸附特性毋究 231 色谱仪器条件与试验方法优化 2 31 1 色谱柱的选择 色谱柱的选择是整个分析过程的关键，针对试样的性质与要求，选择合适的固 定相。据有关二氯吡啶酸的报道，液相分析卡要选择反相c 。s 柱。本试验选用安捷 伦的z o r b a x s b c l 8 柱进行分析实验，取得了良好的效果。 231 2 紫外检测波长的选取 将2 g m l 的二氯吡啶酸溶液在紫外扫描仪上连续扫描，发现其在波长 2 l o n m 、2 3 0 n m 和2 8 0 n m 处均有较强的吸收，但进一步实验发现2 3 0 n m 以前及 2 8 0 n m 处空白样品杂质干扰较严重。而2 8 5 n m 处仍具有较强的吸收且无杂质干扰， 因此选2 8 5 n m 作为检测波长。 2313 流动相的选择 二氯吡啶酸是一种有机酸。在进行反相色谱分析时，人们总结出经验性的规 律，在流动相的p h p k a 一1 5 且p k a + 1 5 时，对酸性物质的保留时间影响是很大 的。当p h p k a 一1 5 时，可保证酸处于分子状态，保留时间增加，且重现性好。当 p h p k a + 1 5 时，酸处于完全解离状态，保留时间很短。二氯吡啶酸的p h =