（植物营养学专业论文）丙硫克百威水解光解及硫丹elisa快速测定研究.pdf

缩略语表 a b b r a v i a t i o n 缩略语英文名称 中文名称 a d l a c c e p t a b l ed a i l yi n t a k e 人日最大允许摄入量 b e n b e n f i a ：a c a r b丙硫克百威 c f c a r b o f u r a n，克百威 c f - p c a r b o f u r a np h e n o l克百威酚 e l i s a e n z y m e 1 i n k e di m m u n o s o r b e n ta s s a y 酶联免疫吸附测定 g c g a sc h r o m a t o g r a p h y气相色谱仪 g c m sg a sc h r o m a t o g r a p h y - m a s ss p e c t r o m e t r y 气相色谱- 质谱联用仪 h p l c 要忠嚣瓣l i q u i d 液相色谱仪 h r ph o r s e r a d i s hp e r o x i d a s e 辣根过氧化物酶 l o d l i m i to f d e t e c t i o n最低检测限 m r lm a x i m u m r e s i d u el i m i t最大残留限量 3 - o h c f 3 - o h - c a r b o f u r a n p b s p h o s p h a t eb u f f e rs a l i n e 3 羟基克百威 磷酸盐缓冲液 p b s tp h o s p h a t eb u f f e rs a l i n e t w e e n2 0 磷酸盐缓冲液，土温- 2 0 6 华中农业大学学位论文独创性声明及使用授权书 学位论文 孕 如需保密，解密时间年 月日 是否保密 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i ； 标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华中农业大学或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料，指导教师对此进行了审定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做了明确的说明，并表示了谢意。 删张沈帆j 印年g 訾 学位论文使用授权书 编学位论文本人同意华中农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表传播学位论 揪黼鼢洙粥名：等乞匕留 签名日期：7 年月，。日 签名日期：力伊z 7 年石月俨日 注：请将本表直接装订在学位论文的扉页和日录之问 华中农业大学2 0 0 7 年博士学位论文吕蒲 摘要 本文以杀虫剂丙硫克百威( b e n f 础a c a r b ) 和硫丹( e n d o s u l f a n ) 为研究对象，探 讨丙硫克百威在不同水环境中水解、直接光解和间接光解以及在不同土壤中光解的规 律与降解动力学模型，研究了p h ，温度，水分、土壤厚度等环境因素对其降解的影 响；在酶联免疫吸附e l i s a 影响因素实验的基础上，建立了硫丹在红茶、绿茶和小 麦中残留的e l i s a 快速测定方法。本研究主要得到以下结果： 1 、建立灵敏快速的水中丙硫克百威及其主要降解产物气相色谱氮磷检测器 ( o c 姗d ) 和气质联用( g c m s ) 定量定性方法样品不经净化直接进样测定， 回收率达7 5 1 1 0 ，最低检出限( l o d ) 0 ，0 1 o 0 2 m g k g ，变异系数( c v ) 5 7 0 1 4 7 满足农药残留快速检测要求。 2 、丙硫克百威水解的主要形式是酸水解，在强碱条件下也易水解。在p h i 2 3 3 和p h1 3 2 条件下迅速水解，在中性和弱碱性( p h6 7 l o 5 ) 条件下较稳定。水 解速率依次为p h l 2 3 3 p h l 3 2 p h 6 。7 p h l 0 5 。在p r l 6 7 1 3 2 范围内，丙硫 克百威水解遵从一级反应动力学规律。丙硫克百威的水解受温度影响，其规律为：水 解速率5 5 c 时 2 5 时；在p h6 7 和l o 5 反应体系中，温度每升高l o ，水解速率 平均加快2 4 2 8 倍。经鉴定，主要水解产物为克百威和克百威酚。 3 、丙硫克百威的光解包括直接光解和间接光解，丙酮、h 2 0 2 、t i 0 2 对其光解具 有光敏化、光氧化和光催化作用。丙硫克百威在水中紫外光照射下直接光解符合一级 动力学规律，其解速率随初始浓度的增加而减慢，降解半衰期与初始浓度呈良好的线 性关系在间接光解研究中发现，丙酮对其光解起敏化作用，光敏率随光解时间增加 而增加，最高达1 0 0 光解半衰期比对照缩短5 7 3 ，完全降解时间缩短3 3 3 。 野d 2 对丙硫克百威光解起光催化作用，光解半衰期比对照缩短7 5 6 ，全部降解时间 缩短5 0 h 2 0 2 对丙硫克百威起光氧化作用，并随h 2 0 2 浓度增加而加强。n 0 2 和 i - 1 2 0 2 还加速降解产物克百威光解速率光解反应速度为：h 2 0 2 ( o 5 m m o l l ) t i 0 2 ( 1 6 0 r a g l ) + 0 2 丙酮( 5 m 1 l ) 直接光解。 4 、丙硫克百威在水中光解受p h 影响，在强酸性条件下迅速降解，在弱酸条件 下较快，中性和碱性条件下较慢经鉴定丙硫克百威在水中主要光解产物为克百威、 3 - 羟基克百威、克百威酚、3 - 羟基克百威酚和3 氧代克百威酚在p h 3 3 的强酸条件 下，首次发现异丙基氨基硫基氨基甲酸2 ，3 二氢- 2 ，2 - - - 甲基7 苯并呋喃酯 ( m z - = 2 9 6 ) 5 、对丙硫克百威在红壤、褐土和黑土三种地带性土壤中光解规律研究发现，紫 外光加快丙硫克百威及总残留在土壤中的降解，加快降解产物克百威生成和降解速 率；无论在紫外光照下还是在黑暗条件下，丙硫克百威降解均是红壤最快，黑土次之， 丙硫克百戚光解水解和硫丹e l i s a 快速测定研究 褐土最慢。丙硫克百威在酸性红壤中表现出酸不稳定性，快速降解为克百威；而克百 威在黑暗条件下则表现出较强的酸稳定性。 6 、丙硫克百威在土壤中光解符合一级动力学规律。丙硫克百威降解随着土壤含 水量提高而加快：随着土壤厚度的增加而减慢；土壤有机质和粘粒可能加速其光解。 土壤p h 、含水量、有机质和粘粒含量等诸因素中，土壤p h 是影响丙硫克百威降解 的关键因素。丙硫克百威在土壤中的主要光解产物是克百威，它在红壤中相当的稳定， 暗处理条件下，降解半衰期为1 1 4 4 d ，提示在酸性土壤区使用丙硫克百威，有可能造 成环境污染。 7 、丙硫克百威在不同条件下降解产物不同，主要降解产物和可能的降解途径是 通过分子中n - s 键断裂生成的克百威，接着氨基甲酸酯键断裂生成克百威酚，随后发 生游离基反应或苯并呋哺环c 3 位氧化，最终矿质化。 8 、通过滴度实验明确辣根过氧化酶( i m p ) 的最佳稀释倍数；通过溶剂筛选和 基质干扰等实验确定最佳提取、稀释、净化和e l i s a 条件，建立红茶、绿茶中硫丹 及其代谢物硫丹硫酸酯残留快速测定法。以甲醇提取、p b s 直接稀释茶叶浸提液5 0 0 倍可直接进行e l i s a 测定，方法最低检出浓度( l o d ) 为2 m g k g ；经乙腈提取s p e 净化后的e l i s a 净化法，l o d 达0 0 6 m g k g ，可获得与g c m s 相近灵敏度。 9 、研究建立的小麦e l i s a 直接测定方法，0 0 5 吐温- 2 0 能有效降低小麦中淀 粉等共提取物对e l i s a 反应的干扰，小麦提取液不经净化，直接稀释5 倍测定，l o d 达0 0 2 m g k g 。 关键词：丙硫克百威；水解；光解；硫丹；e l i s a ；动力学 2 华中农业大学2 0 0 7 年博士学位论文吕潇 a b s t r a c t t h er e g u l a t i o na n dk i n e t i c so fd i r e c ta n di n d i r e c tp h o t o d e g r a d a t i o na n dh y d r o l y s i sf o r i n f u r a c a r b ，ak i n do fc a r b a m a t ci n s e c t i c i d e , i nd i f f e r e n tb u f f e r sa n ds o i l sw a sd i s c u s s e d 1 1 砖e f f e c to fp h ，t e m p e r a t u r e , m o i s t u r ea n dt h et h i c k n e s so fs o i le t c o ni t sd e g r a d a t i o n w c i ea l s oi n v e s t i g a t e d ar a p i dt e s tm e t h o db ye n z y m e l i n k e di m m u m o s o r b c n ta s s a y ( e l i s a ) f o re n d o s u l f a ni nb l a c kt e a , g r e e nt e aa n dw h e a tw a se s t a b l i s h e d ，b a s e do nt h e r e s u l t si nd i f f e r e n tc o n d i t i o n s 1 1 圮m a i nr e s u l t sf r o mt h es t u d yw 鼬： 1 r a p i da n ds e n s i t i v eq u a n t i t a t i v ea n dq u a l i t a t i v em e t h o d sf o rb e n f u r a c a r ba n di t sm a i n d e g r a d a t i o np r o d u c t si nw a t e rb yg a sc h r o m a t o g r a p h y - n i t r o g e np h o s p h o r o u sd e t e c t o r ( g c - n p d ) a n dg a sc h r o m a t o g r a p h y - m a s ss p e c t r o m e t r y ( g o - m s ) w e r ee s t a b l i s h e dw i t h o u t c l e a n u p t h er e c o v e r y ，l i m i to f d e t 鲫i o n ( l o d ) a n dt h ec o e f f i c i e n to f v a r i a t i o n ( c 、，) r a n g e o f 位m c m l o dw c r 7 5 0 p 1 1 0 ，0 0 1 - - 0 0 2 m g k ga n d5 7 0 0 p 1 4 7 。r e s p e c t i v e l y 1 1 m e t h o dm e tt h er e q u i r e m e n t so ft h en a t i o n a ls t a n d a r do fc h i n af o rr a p i dt e s to f p e s t i c i d e r e s i d u e 2 b e n f u r a c a r bm a i n l yh y d r o l y z c di na c i d i ca n ds t r o n ga l k a l i n eq h1 3 2 ) b u f f e r s i tw a s s t a b l ei nn e u t r a la n dw e a ka l k a l i n e ( p h6 7 p hl o 5 ) b u f f e r s t h i ss t u d yd e m o n s t r a t e dt h a t h y d r o l y s i so ft h ep a r e n tc o m p o u n di nb u f f e r so fp h1 2 p h3 3w a st o oq u i c kt og e tt h e h a l fl i f e 1 1 硷r e s u l tp r o v e dt h a ti t sh y d r o l y t i cr a t e si nd i f f e r e n tb u f f e r sw e f ep h1 2 3 3 p h1 3 2 p h6 7 p h1 0 5 t h ed e g r a d a t i o nf o l l o w e daf i r s t - o r d e rk i n e t i c s 越p h 6 7 1 3 2 a n dw a sa f f e c t e db yt e m p e r a t u r e t h eh y d r o l y t i cr a t ea t5 5 3 2w a s q u i c k e rt h a n t h a t 缸2 5 t h ed i f f c r c n c ef o r t h ei n c 糟a s co f e v e r y1 0 w a s2 之8t i m e sa tp h6 7a n d p h1 0 5 r e s p e c t i v e l y t h em a i nh y d r o - p r o d u c t sw e r ec a r b o f u r a na n dc a r b o f u r a n - 7 - p h e n o l c o n f i r m e db yg c m s 3 t h i ss t u d ys h o w e dt w ot y p e so fp h o t o d e g r a d a t i o no fb e n f u r a c a r b ：d i r e c ta n di n d i r e c t t h ed i r e c tp h o t o l y s i sp r o c e s su n d e ru vi r r a d i a t i o no c c u r r e dt h r o u g haf i r s t - o r d e rk i n e t i c ： l l 瞄g t i o i l1 1 地r a t eo fp h o t o d e g r a d a t i o nd e c r e a s e dw i t ht h ei n c r e a s eo ft h ei n i t i a l c o n c e n t r a t i o no fb e n f u r a c a r b , w h i c hh a dg o o dl i n e rr e l a t i o n s h i pw i t ht h eh a l fl i v e so ft h e k i n e t i cc u r v a 3 t h es t u d yr e v e a l e dt h a ta c e t o n e ，h y d r o g e np e r o x i d e ( h 2 0 2 ) a n dt i t a n i u m d i o x i d e ( t i 0 2 ) p l a y e dt h er o l eo f p h o t o s e n s i t i z a t i o n , p h o t o c a t a l y z a t i o na n dp h o t o o x i d a t i o n , r e s p e c t i v e l y ，i ni n d i r e c tp h o t o d e g r a d a f i o no fb e n f u r a c a r b t h eh i g h e s tp h o t o s e n s i t i v er a t e b yu s i n ga c e t o n ew a s1 0 0 w h i c hi n c r e a s e da st i m ec h a n g e d t h eh a l f l i f ea n dc o m p l e t e l y d e g r a d a t i o nt i m eo f b e n f i w a c a r bi na q u e o u sa c e t o n ew 器5 7 3 a n d3 3 3 s h o r t e rt h a nt h e c o n t r 0 1 mu o ft i 0 2a n dh 2 0 2c o u l dn o to n l ya c c e l e r a t et h ed e c o m p o s i t i o no ft h e p a r e n tc o m p o u n d , b u ta l s oi t sp h o t o p r o d u c tc a r b o f u r a 几t h ep h o t o d e g r a d a t i o nr a t e so f 3 丙硫克百威光解水解和硫丹e l i s a 快速测定研究 b e n f u r a c a r bi nd i f f e r e n tc o n d i t i o n sw e r eh 2 0 2r o 5 r e t o o l l ) t i 0 2 ( 1 6 0 r a g l ) a c e t o n e ( 5 m l l ) d i r e c tp h o t o d e g r a d a t i o n 4 n 圮p h o t o d e g r a d a t i o no f b e n f u r a c a r bw a s a f f e c t e db yp h w h i c hd e g r a d e dv e r yq m c h y w i t hs t r o n ga c i d i cb u f f e r s q m c h y 砒a c i d i cb u f f e r , s l o w l yi nn e u t r a lo rw e a kb a s e c o n d i t i o n s t h em a i np h o t o p r o d a c t so f b e n f u r a c 缸bi d e n t i f i e di nt h i ss t u d yw e r ec a r b o f u r a n , 3 - h y d r o x y c a r b o f u r a n , c a r b o f u r a n - 7 - p h e n o l ，3 - h y d r o x y - - c a r b o f u r a n - 7 - p h e n o l a n d 3 - k e t a - c a r b o f u r a n - 7 - p h e n 0 1 ap r o d u c t , 2 ，3 - d i h y d r o 2 ，2 - d i m e t h y l - 7 - b e n z o f u r a n y l i s o p r o p y la m i n o s u l f e n y lc a r b a m a t e ( m z = 2 9 6 ) 。i nb u f f e ro f p h3 2w a s f o u n df l r s tt i m e 5 t h es t u d yo nb e n f u r a c a r bi nt h r e ek i n d so fr e g i o n a is o i l si nc h i n a ：r e ds o i l ，b r o w ns o i l a n db l a c ks o i ls h o w e dt h a tt h ep h o t o d e g r a d a t i o no f t h e p a r e n ta n dt o t a lr e s i d u e si n c r e a s e d u n d e ru vl i g h t t h ef o r m a t i o na n dd e g r a d a t i o no f t h e p r o d u c tc a r b o f u r a nw a f ta c c e l e r a t e d , a sw e l l t h er a t eo f d e g r a d a t i o no f b e n f o r a c a r bi nr e ds o i lw a sm o r er a p i dt h a ni nb l a c ka n d b r o w ns o i l sb o t hw i t hu v l i g h ta n di n 出d m e 站b e n f u r a c a r bi nr e ds o i lw a su n s t a b l ea n d q m c h yd e g r a d e di n t oc a r b o f i 盯a n 6 p h o t o d e g r a d a t i o no f b e n f u r a c a r bi nb o t hb l a c ka n db r o w ns o i l sf o l l o w e dt h ef i r s t - o r d e r k i n e t i c s n 地d e g r a d a t i o nr a t ee n h a n c e d 皱t h ei n c r e a s eo fm o i s t u r ec o n t e n ta n dt h e d e c r e a s eo f t h et h i c k n e s so f t h es o i l s t h eo r g a n i cm a t t e ra n dc l a ym i g h ti n c r e a s et h e 矗i l e a c c o r d i n gt ot h es t u d y , p hw a s t h ek e yf a c t o rf o rt h ep h o t o d e g r a d a t i o no fb e n f u r a c a r b c a r b o f a r a nw a st h em a i np h o t o p r o d u c ti n t h es o i l s , w h i c hw a ss t a b l ei nr e ds o i li nd a r k n e s s w i t hah a l fl i f eo f1 1 4 2 也t l l i si n d i c m e dt h a ta p p l i c a t i o no fb e n f u r a c a r bi na c i d i cs o i l c o u l dc a u s ee n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o n 7 n 圮p r o d u c t so fb e n f u r a c a r bw c r ed i f f e r e n ti nd i f f e r e n tc o n d i t i o n s m o s to ft h e mw e r e f o r m e dv i ac l e a v a g eo ft h en - sb o u n da n dc 盯b a m a t eg r o u p , a n do x i d a t i v eo rr a d i c a l r e a c t i o no ft h ec 3b e n z y l i cp o s i t i o n , a n df i n a l l yw e r em i n e r a l i z e & ap o s s i b l ep h o t o l y t i c p a t h w a ya n dm e c h a n i s mo f t h ep a r e n tp r o d u c ti sh e r ep r o p o s e da n dd i s c u s s e & 8 r a p i da n dl o wc o s te l i s a m e t h o d sf o rd e t e r m i n a t i o no fe n d o s u l f a ni s o m e 坞a n dt h e i r m e t a b o l i t ee n d o s u l f a ns u l f a t ei nb l a c kt e a , g r e e nt e aa n dw h e mw e r ei n v e s t i g a t e d ，b a s e do n t h et i t r a t i o no fh o r s e r a d i s hp e r o x i d a s e ( h r p ) c o n j u n c t i o n , e f f e c to fd i f f e r e n ts o l v e n t s , m a t r i x ，a n dd i l u t i o na n dc l e a n - u po nt h ea s s a y f o rt h eu n p u r i f i e dm e t h o d , t h ee n d o s u l f a n i nt e as a m p l e sw a s d i r e c t l yt e s t e da f t e rd i l u t e dt h ee x t r a c t5 0 0t i m e si np h o s p h a t eb u f f e r s a l i n ep b s ) w i t h o u tf u r t h e rc l e a n u p l o do ft h em e t h o dw a s2 m g k f f o rt h e p u r i f i e dm e t h o d , t h et e as a m p l e sw e r ee x t r a c t e db ya c e t o n i t r i la n dc l e a n e du pb ys o l i d p h a s ee x t r a c t ( s p e ) i t sl o dw 勰o 0 6m g 瓜gw h i c hw a ss i m i l a rw i t hg c m s 9 t h ee l i s am e t h o df o rw h e a tw f se s t a b l i s h e di nw h i c ht h es a m p l ew a se x t r a c t e db y 4 华中农业大学2 0 0 7 年博士学位论文吕请 m e t h a n o la n dd i l u t e d5t i m e si np b s f r w c c n - 2 0w i t h o u tf u r t h e rc l e a n - u p t h el o do ft h e m e t h o dw a so 0 2 m g k g k e yw o r d s ：b e n 胁b ；e l i s a ；e n d o s u l f a n ；h y d r o l y s i s ；k i n e t i c s ；p h o t o d e g r a d a t i o n 5 华中农业大学2 0 0 7 年博士学位论文 吕蒲 1 文献综述 1 1 农药的降解 农药在环境中的降解包括光解、水解、生物降解和化学降解等。降解是影响农药 环境行为的重要过程，在大田条件下，挥发、淋溶、表面蒸发、植物吸收以及降解等 过程分别或同时减少土壤中农药的残留。其它作用只是起到从一种介质到另一种介质 的转移和固定作用，只有降解才能将化学物质从环境中消除。克百威( c a r b o f u r a n , c f ) 在土壤在1 s c m 土层中，有l l 的农药进入地表水流失( m o r a e ta 1 1 9 9 6 ) 1 1 1 农药降解模型 农药在实验室控制条件下的降解一般呈负指数函数递减规律变化，可用一级反应 动力学( f l r s t - o r d e rk i n e t i c s ) 方程描述( b e m k ea n db r o w n , 2 0 0 1 ；陈锡岭等，2 0 0 0 ) 在进行土壤中农药降解规律研究： d c d t = 后c 方程l 式中：c 一农药在环境中的浓度( m g k g ，土壤或水等) t 一降解时间( d ) k 一降解速率系数( d - 1 ) d c d r - 一农药浓度随时问的变化速率 方程l 积分得： c o o = c o e - i , o 方程2 式中：一时间r 时农药浓度( m g k g ) c 0 一时间为0 时农药浓度( m g k g ) 方程2 求对数得： l n q o = l n c o k t 方程3 当农药降解1 2 的时间称为半衰期，由乃，2 表示，即： i n ( c o l 2 ) = l n c o k h a l n c o - i n 2 = i n c o k t l a 7 1 2 = l n 2 k方程4 7 丙硫克百威光解水解和硫丹e l i s a 快速测定研究 在实际条件下，尤其是在田问，农药的降解不可能与农药降解的其它过程相分离， t d 5 0 更适于表述农药最初浓度消解5 0 0 , 所需的时间当降解曲线模拟方程的相关系 数r 2 乳剂 可湿性制剂。 3 ) 光照 光照强度和波长是农药光解的关键，通常一定功率的汞灯或氙灯，其最短波长在 1 9 0 r i m 以上。光照强度大、波长低，降解速率快。利用高压、低压汞灯和日光灯不同 光源，研究抗蚜威( p i r m i c a r b ) 及其代谢产物在水及固相中的光解，结果发现不同波 长光降解并不改变降解途径，仅影响降解速率。降解机理似乎不是由游离基引发( p i r i s i e ta 1 ，1 9 9 6 ；r o m e r de ta 1 ，1 9 9 4 ) 。绿麦隆最大吸收在2 4 0n m 左右，在主波长为3 6 5 姗 荧光灯下照射2h 仅降解7 ，在2 5 4n n l 紫外灯下照射3 0 r a i n 光解8 7 ( 周祖飞和刘 维屏，1 9 9 9 ) 4 ) 双氧水 双氧水( h 2 0 2 ) 广泛存在于自然界、海水、地表淡水和污水中h 2 0 2 经光照可 产生活泼h o ，h o 具有强氧化性，氧化电位2 8 0 e v ，被认为是引发有机物氧化降解 的重要中间产物，可参与夺h 、亲电加成或电子转移反应。用与自然水体相近的h 2 0 2 稀溶液，对1 9 0 m n 以上紫外光吸收很小的农药有效的引发光氧化反应，加快丁草胺、 乙草胺、异丙草胺和毗虫啉在水中光解速度( 王一茹等，1 9 9 6 ；郑和辉，2 0 0 1 ；王敏 欣，2 0 0 3 ：郑巍，2 0 0 0 ) 。0 3 在u v 光照射下可产生h 2 0 2 ，对克百威产生光氧化( b e n i t e z e ta 1 2 0 0 2 ) 5 ) p h p h 影响农药光稳定性，阿特拉津和西玛津在p n = 4 的缓冲溶液中光解半衰期比 在p h = 7 条件下短( c o m b e r , 1 9 9 9 ) 。强碱性条件促进异丙草胺光解，而酸性条件尤其 是弱酸条件有抑制作用( 王敏欣，2 0 0 3 ) 研究表明，p h 越高，乙草胺越容易光解( 郑 和辉和叶常明，2 0 0 1 ；花日茂等，2 0 0 0 ) ：p h 增高对甲磺隆、绿磺隆和氯嘧磺隆光解 速率影响不明显，可能与苯环上酯基被氯取代有关( 杨曦等，1 9 9 9 ) 多数光解反应 会引起反应液p h 的变化，为使光解反应能在相对稳定的p h 环境中进行，光解反应 常在缓冲液中进行( 田芹等，2 0 0 5 ；) 6 ) 腐殖质 腐殖质由生物体在土壤、水和沉积物中转化而来，分子量3 0 0 3 0 0 0 0 以上根 据其在酸碱中的溶解性分为三类：富里酸( 富啡酸f u l v i ca c i d ) 即溶于酸又溶于碱； 丙硫克百威光解水解和硫丹e l i s a 快速测定研究 腐殖酸( 胡敏酸h u m i ea c i d ) 只溶于碱；胡敏素( h u m i n ) 不溶于酸碱。业已证明， 阳光照射自然水体中腐殖质，可产生几种反应物，包括单线态氧、过氧化氢、羟基游 离基和过氧化物( s u p e r o x i d e ) 。这些反应物能与有机污染物发生氧化、脱卤素反应 ( g a l a d ia n dj u u i a r d , 1 9 9 6 ) 。此外，腐殖质与农药可能形成大分子络合物，吸收约3 4 短波长光，因此，对农药光解产生屏蔽作用。克百威在蒸馏水、池塘水、加或不 加胡敏酸的水中u v 光解，发现一种未鉴定的光解产物；胡敏酸具有光敏作用，使克 百威、甲萘威、异丙草胺光解加快( b e r t r a n da n db a r c e l 6 , 1 9 9 l ；王敏欣，2 0 0 3 ) 。但 对丁草胺在水中和苄嘧磺隆在土壤中光解的研究却发现胡敏酸和富里酸有光猝灭作 用( 郑和辉，2 0 0 1 ；司友斌，2 0 0 1 ) 此外研究还显示。农药间也能发生光敏或光猝 灭作用，并受环境介质的影响( 岳永德和花日茂，1 9 9 2 ) 7 ) 溶解氧 水中溶解氧性质活泼，对农药在水中光解产生影响。但对不同农药的影响并不一 致，有的对水中溶解氧的变化敏感，有的不敏感。一般认为，水中溶解氧对农药同时 存在着两种作用：一是光氧化过程，一是氧的猝灭过程。前者是单重激发态氧分子与 农药分子形成内桥过氧化物的过程；氧浓度越高，越利于农药光解。后者为单重激发 态氧分子受溶剂分子或其它因素影响变成三重态氧分子的过程；此时，氧浓度越高， 农药的残留率越高。农药的光解速率的变化受上述两种作用的综合影响。对丁草胺研 究显示，脱去水中溶解氧或通n 2 均使光解速度减缓( 花日茂等，1 9 9 9 ：) ；溶解氧加 速异丙草胺光解( 王敏欣，2 0 0 3 ) 。 1 1 2 3 农药在土壤中光解 土层中非生物化学因素影响农药特性，其中光化学反应最重要。农药母体与其反 应产物在理化性质如水溶解度、分配系数等方面不同，同时进入环境、地下水时其特 性也不同。因此生物和非生物转化反应和物理过程对农药的环境行为起主导作用。在 土壤中，光化学反应只发生在土壤表面。当表面是两相界面时，光化学反应则发生在 吸附部分和水溶液部分。用溶液中的光解反应模型模拟溶解于土壤水相中的化合物 光解模型，水土悬浊液中的光解反应包括吸附和可能的催化作用( m a n s o u re ta 1 ， 1 9 9 7 ) 。 土壤湿度增加可加速乙草胺、丁草胺、阿特拉津、西维因、咪唑啉酮等在土壤中 光解速率，对对硫磷的影响则不大( 郑和辉和叶常明，2 0 0 2 ；范小振等，2 0 0 5 ；w i l l i 锄 da 1 。1 9 9 2 ) 水是一种传递介质，可使农药较快达到土壤表面，并迁移走光解产物； 此外，潮湿的表土在光照条件下易形成大量的自由基如过氧基、羟基、过氧化物和单 重态氧等，加速农药光解土壤p i 影响农药光解。p r i 升高可加速甲草胺、丁草胺光 解；酸性土( p h 5 5 8 ) 和碱性土( p h1 0 1 ) 均可促进阿特拉津光解，表明矿和o h 均可催化其光解( 范小振等，2 0 0 5 ) 。 1 2 华中农业大学2 0 0 7 年博士学位论文吕潇 关于土壤质地和粘土矿物对农药光解的影响有不同的结论。咪唑啉酮和2 , 4 - d 丙 酸等除草剂在质地较粗、粒径大的土壤中光解速度快。原因是农药在孔隙度高的土壤 中迁移速度快，且光线易穿透更深的土层；而对阿特拉津的研究结果则恰好相反，它 在质地较轻的粉砂壤中光解速度大于质地较粗的砂壤，说明土壤粒级越小，比表面越 大，催化作用越强( r o m e r oe ta 1 ，1 9 9 8 ；司友斌等，2 0 0 2 ；范小振等，2 0 0 5 ) 。土壤 粘粒矿物具有较大表面积和电荷密度，能通过催化降解作用使所吸附的农药失活。在 粘粒矿物表面，氧和水易形成活性氧自由基，影响吸附农药的光解( m c t h e wa n dk h a n , 1 9 9 6 ) 研究表明，苄嘧磺隆在土壤中光解与土壤质地和有机质含量关系很大，而与 粘粒的组成关系不大( 司友斌，2 0 0 1 ) ；粘粒矿物影响甲基立枯磷光解，它在高岭石 和蒙脱石表面光解的主要途径是光诱导氧化( k a t a g i ，1 9 9 0 ) 。 1 2 农药残留的免疫测定 免疫分析是以抗原抗体的特异性、可逆性结合反应为基础的分析技术。抗原是 一类能刺激机体免疫系统产生应答并与相应免疫应答产物( 抗体或致敏淋巴细胞) 在 体内外发生特异性结合的物质。抗体是机体在抗原刺激下产生的具有免疫功能的特异 性球蛋白( 董志伟和王琰，2 0 0 2 ；唐英章，2 0 0 4 ) 农药一般为小分子化合物，分子 量 5 0 在中性和弱碱性介质中稳定，但在强酸和强 碱介质中不稳定( 农业部农药检定所，1 9 9 5 ：s c i e n t i f i ci n s t i t u t eo f p u b l i ch e a l t h , 2 0 0 5 ) 。 1 6 华中农业大学2 0 0 7 年博士学位论文吕潇 结构式为： 一，丘。 、 l 、， 。人。 1 3 2 丙硫克百威的作用机理与毒性 丙硫克百威能够抑制乙酰胆碱酯酶( a c e t y l c h o l i n e s t e r a s e ，a c h e ) 活性a c h e 存在于脊椎动物和昆虫体内，它在神经冲动传递过程中，具有分解神经传递介质乙酰 胆碱的作用，成为乙酰化a c h e ，同时放出胆碱。氨基甲酸酪与a c h e 反应生成氨基 甲酰化a c h e 。 丙硫克百威毒性中等，大鼠、小鼠急性经口半致死剂量( l d 卯) 分别是1 2 8m g ，l 【g 和1 7 5m g k g ，但对鱼类的毒性较高，半致死浓度( l c 鳓4 8h ) o 6 5m g t , 对猪脑微 管蛋白体外组件动力学实验发现，丙硫克百威，克百威等4 种氨基甲酸酯农药对减小 微管聚合作用具有剂量反应关系，降低其最大和平均反应速度，表明对微管蛋白具有 毒性微管蛋白毒性表现为非整倍性诱导或有丝分裂紊乱，可能诱发癌症、流产和先 天性畸形。对小鼠骨髓微核细胞体内试验发现，它可能具有细胞遗传活性因此，对 这类化学物质引起越来越多的关注( s t e h r e r - s c h m i da n dw o l f , 1 9 9 5 a ；1 9 9 5 b ) 丙硫克 百威作为种子处理剂或拌种剂用于苗床对固氮菌基本无不良影响，但干旱胁迫可能会 提高其生物毒性( r e v e l l i ne ta 1 ，2 0 0 1 ) 。 采用体内染毒方法研究证明，丙硫克百威主要代谢物克百威( c f ) ，甲基对硫磷 及两者混合物对湘云鲫脑a c h e 活性有抑制作用，克百威与甲基对硫磷问有协同作用 ( 林亲铁等，2 0 0 2 ) 研究显示亚致死剂量克百威影响成年雄性大西洋蛙鱼信息素传 导内分泌功能，当暴露于1 0p 叽克百威中时，它对前列腺素( p g f h ) 诱导的反应水 平显著降低，表明可能具有内分泌干扰作用( w a r i n g a n dm o o r e 。1 9 9 7 ) ；对印度鲶鱼 ( 删矗s h ，h e t e r o p n e r s t e s f o s s i l i sb l o c h ) 研究显示，c f 可能是抗雌激素内分泌干扰素， 作用部位可能在脑垂体促性腺轴( p i t u i t a r y - g o n a da x i s ) ( c h a t 蜘e e , 2 0 0 1 ) ；影响鱼组 织和肝蛋白酶、碳水化合物代谢，使氨含量增加，启动系统的排毒作用，减少体内含 n 物质如：脲、谷氨酸的合成( b e g u n , 2 0 0 4 ) 对离f 棚d ) n a 与克百威间作用的光