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吉林农业大学硕士学位论文精恶唑禾草灵在土壤及甘蓝中残留动态及在土壤中吸附特性研究 摘要 精恶唑禾草灵是一种芳氧苯氧丙酸类除草剂，用于防除禾本科杂草。本文对精恶 唑禾草灵及其代谢物在土壤及甘蓝中的残留分析方法、残留动态，以及精恶唑禾草灵 在土壤中的吸附特性进行了研究。为制定残留标准提供依据。 土壤样品以乙酸乙酯和碳酸氢钠水溶液提取，将母体与代谢物分离后分别净化。 母体过氧化铝柱净化，代谢物则通过调节水相酸碱度用二氯甲烷净化。最后将母体与 代谢物同时收集浓缩，选择z o r b a x c 。柱以甲醇水混合液为流动相，进行高效液相色谱 ( h p l c ) 分析。甘蓝样品中，母体以丙酮和碳酸氢钠水溶液提取，并用氧化铝柱净 化，分析条件同土壤样品。代谢物则用甲醇和0 1 m 0 1 1h c l 溶液提取，用二氯甲烷萃 取浓缩后，过硅胶柱净化，选择z o r b a x c ，。柱以甲醇和乙酸酸化的水溶液为流动相进行 h p l c 分析。方法的回收率为8 3 2 8 9 0 0 0 ，变异系数为0 8 8 - 3 + 8 8 。母体在土壤和 甘蓝中的最小检出浓度为0 0 l m g k g ，代谢物在土壤和甘蓝中的最小检出浓度为 0 0 2 m g k g 。 通过在吉林省2 0 0 1 年、2 0 0 2 年两年田间试验，对精恶唑禾草灵在以3 6 0 m l h m 2 用 量处理的土壤和甘蓝样品作残留动态分析。降解过程符合一级反应动力学模式c = c 。e “。在土壤中两年的动态方程分别是：2 0 0 1 年，c = 0 1 9 2 9 e 。仉”，半衰期为4 4 3 小 时。2 0 0 2 年，c = 0 2 0 0 3 e “”，半衰期为43 2 小时。代谢物在施药后5 小时开始检 出，7 2 小时浓度达到最大后降低。在甘蓝中两年的动态方程是：2 0 0 1 年，c = 0 23 7 6 e o “”，半衰期为6 4 小时。2 0 0 2 年，c = 0 25 9 6 e “，半衰期为6 0 小时。代谢物 在3 小时后开始检出，8 小时达到最大浓度后降低。精恶唑禾草灵在收获期甘蓝和土 壤中均未检出。结果表明：精恶唑禾草灵在土壤和甘蓝中易降解，且在甘蓝中降解速 度比在土壤中快。 土壤对精恶唑禾草灵的吸附试验，选取了有机质含量不同的两种类型土壤：草甸 黑土和风沙土。采用经典的振荡平衡法进行研究。在5 克土壤中加入0 8 1 m g k g 精恶 唑禾草灵饱和水溶液。在2 5 水浴中振荡，不同时间内取水溶液用正己烷提取后进行 气相色谱( g c ) 法分析。结果表明，两种土壤对精恶唑禾草灵均有极强的吸附性。 关键词：精恶唑禾草灵h p l c残留甘蓝土壤吸附 重堡壅些查兰里主兰壁丝苎 堕苎些圭苎垦垄圭量墨兰堇壅堕垫查墨鱼圭垄主垦堕壁生竺壅 a b s t r a c t f e n o x a p r o p p e t h y l ( f n e ) i sas e l e c t i v ep o s t - e m e r g e n c eh e r b i c i d ec o n t r o l l i n ga n n u a l g r a s sw e e di nd i c o t y l e d o n o u sc r o p s t h ed e t e r m i n a t i o na n dd e g r a d a t i o no ff n ea n di t s m e t a b o l i t e ，f e n o x a p r o p p ( f n a ) ，i n s o i la n d c a b b a g ew e r es t u d i e d t h ea d s o r p t i o no f f n eb y s o i lw a sa l s os t u d i e d t h es o i ls a m p l e sw e r ee x t r a c t e d 埘t h e t h y la c e t a t e s o d i u mh y d r o g e nc a r b o n a t es o l u t i o n a f t e rp a r t i t i o no ft h ep a r e n tc o m p o u n da n di t sm e t a b o l i t e ，t h eo r g a n i cp h a s e c o n t a i n i n gf n e w a sc l e a n e du pw i t hd i e h l o r o m e t h a n e t h e nc o m b i n et h ef n ea n df n a h p l c a n a l y s i sw a s p e r f o r m e d w i t hz o r b a xc 1 8c o l u m n f n aa n df n ew e r ee l u t e dw i t hm e t h a n o l w a t e rn t i x t u r e s t h ec a b b a g e s a m p l e sw e r e e x t r a c t e dw i t ha c e t o n e s o d i u m h y d r o g e nc a r b o n a t e s o l u t i o n m i x t u r e st oa t t a i nf n e ，a n dt h e nc l e a n e du pw i t ha l u m n a t h eh p l c a n a l y s i si st h es a m e a s t h es o i l i no r d e rt oa t t a i nf n a ，t h ec a b b a g es a m p l e sw e r ee x t r a c t e dw i t hh y d r o c h l o r i ca c i d m e t h a n o lm i x t u r e sa n dc l e a n e du pw i t hs i l i c a 1 1 1 eh p l c a n a l y s i sw a sp e r f o r m e dw i t hz e b r a c sc o l u m n f n aw a se l u t e dw i t hm e t h a n o l g l a c i sa c e t i ca c i ds o l u t i o n t h er e c o v e r yo ft h e m e t h o dw a s8 3 2 8 - 9 0 0 0 a n dc v w a s0 8 8 3 8 8 t h ed e t e c tl i m i to ff n ei ns o i la n d c a b b a g e w a s 0 0 1 i t g g a n df n a w a s o 0 2 p , g g t h ed e g r a d a t i o no ff n ea n df n ai ns o i la n d c a b b a g e w f l 8s t u d i e db yh p l cm e t h o da n d a2 - y rf i e l de x p e r i m e n ti nj i l i np r o v i n c e t h es o i la n dc a b b a g ew e r et r e a t e dw i t hf n ea t 3 6 0 m l h m 。s a m p l et h e s o i la n dc a b b a g ea td i f f e r e n tt i m et od od e g r a d a t i o nd y n a m i c s a n a l y s i s t h ed e g r a d a t i o np r o c e d u r eo ff n ew a sc o r r e s p o n dt o t h em a t h e m a t i cp a t t e m ， c = c o e i ns o i l ，t h ed y n a m i ce q u a t i o ni n2 0 0 1w a sc = 0 1 9 2 9 e - 0 0 1 1 3 a n dt h eh a l f - l i f ew a s 4 4 3 h a n dt h ed y l l a m i ce q u a t i o ni n2 0 0 2w a sc = 0 2 0 0 3 e - oo 吣a n dh a l f - l i f ew a s4 3 2 h f n a w a sd e t e c t e di ns o i la f t e r5 ha n dt h eh i g h e s ta m o u n tw a sa t7 2 h i nc a b b a g e ，t h ed y n a m i c e q u a f f o ni n2 0 0 1w a s c = 0 2 3 7 6 e 。o1 4 8 9 a n dt h eh a l f - l i f ew a s6 4 h a n dt h ed y n a m i c e q u a t i o ni n 2 0 0 2w a sc = o 2 5 9 6 e 。0 1 5 6 2 a n dh a l f - l i f ew a s6 o h f n aw a sd e t e c t e di nc a b b a g ea f t e r3 ha n d t h eh i g h e s ta m o u n tw a sa t8 h f n ea n df n aw e r en o td e t e c t e di ns o i la n dc a b b a g ea th a r v e s t t h er e s u l ts h o w e dt h a tf n ew a s d i s s i p a t e di ns o i la n dc a b b a g er a p i d l ya n dt h ed e g r a d a t i o no f f n ei nc a b b a g ew a sm o r e q u i c k l yt h a ni ns o i l t h e a d s o r p t i o no f f n e b y s o i lw a ss t u d i e db yt h ee q u i l i b r i u mm e t h o d t w od i f f e r e n ts o i l t y p e sw e r eu s e di nt h es t u d y 0 8 1 p g gf n es o l u t i o n s ( 2 5 m l ) w a s a d d e dt os o i l ( 5 9 ) a n dw a s s h a k e no nas h a k e ra t2 5 s a m p l et h ef n es o l u t i o n sa td i f f e r e n tt i m e ag cm e t h o dw a s i i 吉林农业大学硕士学位论文精恶唑禾草灵在土壤及甘蓝中残留动态及在土壤中吸附特性研究 c a r r i e do u tt od e t e c tt h ef n ea m o u n ti nw a t e r t h er e s u l ts h o w e dt l a tf n ec o u l db ea d s o r b e d b y t h et w os o i l ss t r o n g l y k e y w o r d s ：f e n o x a p r o p - - p - e t h y lh p l cr e s i d u es o i lc a b b a g ea d s o r p t i o n i i i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究：f 作及取得的 研究成果。据我所知，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他教育机 构的学位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 己在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：喷福糊 签字目期： 跏v 年f 月哆日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解吉林农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即 吉林农业大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许 论文被查阅和借阅。本人授权吉林农业大学可以将学位论文的全部或部分内容编 入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位 论文。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：噎悔枷 签字日期： 如。中年f 月移日 学位论文作者毕业后去向 工作单位： 通讯地址： 导师签名 谚怒试 签字日期：夕卯垆年石月亏乒日 电话： 邮编： 吉林农业大学硕士学位论文 精恶唑禾草灵在土壤及甘蓝中残留动态及在土壤中吸附特性研究 第一章前言 1 1 研究目的与意义 自1 9 3 8 年d d t 被应用于农业生产以来，有机合成农药在品种、数量卜不断发展， 并成为植物保护的重要手段，在全世界得到普遍应用。但同时农药的使用，也带来一 些负面影响。目前比较关注的是农药的“3 r ”问题：r e s i s l a n c e ，r e s i d u e ，a n d r e s u r g e n c e 。即对农药的抗药性、农药残留、和害虫的再猖獗。因此，作为环境中的 一类有毒物质，需严格管理，在应用于某种作物前，需进行农药登记。通过残留研 究，可为农药臀记及合理使用提供依据，并深入地了解其环境行为。精恶唑禾草灵是 一种高效、低毒的除草剂，用于阔叶作物用防除禾本科杂草。但国内尚未在甘蓝上登 记使用。本文将就其在甘蓝上的残留动态进行研究。为精恶唑禾草灵在甘蓝上的登 记，及制定相关标准提供科学依据。 1 2 芳氧苯氧丙酸类除草剂及精恶唑禾草灵的开发及应用 芳氧苯氧丙酸类化合物是一类重要的防除禾本科杂草的高活性除草剂，由德国 h o e c h s t 公司于2 0 世纪6 0 年代在研究医药的过程中，发现了这类物质的除草活性。 1 9 7 1 年确立了它的结构模式( a ) ，并开发出作为此类除草剂前体化合物品种禾草灵( b ) 。 掣，j 1 一 彳h ， ： h 弋 一( ! 一o o rd 弋y 卜o c o o h f a )( b ) 研究表明：x 、y 取代基显著影响化合物的生物活性，当x = y = h 时无活性。杂环的 活性高于苯环化合物。1 9 7 5 年开始世界许多农药公司在原有模式结构的基础上进行修 饰改造。将苯环a 改变为杂环或稠环，如毗啶、苯并恶唑，相继开发出一系列高活性 品种。1 9 8 2 年h o e c h s t 公司开发了恶唑禾草灵。即a 为6 一氯苯并恶唑基，r 为乙基。 这类化合物结构中含有一个手性碳原子，具有两种旋光异构体，r 体和s 体。而只 有r 体有效。说明这类药剂与受体酶反应时与主体结构有很大关系。1 。考虑到使用及环 境保护，新西兰与瑞士已撤销了手性苯氧基除草剂外消旋混合物的登记，瑞典则执行 根据活性成分重量来征收农药税，其他国家也将按照这种方式执行。因此，许多农药 生产厂家通过化合物拆分及定向合成，生产了纯r 体的恶唑禾草灵，即精恶唑禾草 灵。目前广泛应用于大豆、棉花、花生、马铃薯、蔬菜等多种作物。加入安全刘后可 用于玉米、小麦田。而且与其他药剂混用较多”。，如大豆田与苯达松混用，蔬菜田与利 吉林农业大学硕士学位论文 精恶唑禾草灵在土壤及甘蓝中残留动态及在土壤中吸附特性研究 谷隆混用等，可达到很好的防除效果。商品6 9 、1 0 骠马乳油已在我国小麦f 【i 1 登记使 用。6 9 威霸乳油在花生、大豆、油菜、晚稻本田登记使用。 1 3 芳氧苯氧丙酸类除草剂的作用机理 丙酮酸 三羧 油酸长侧链脂肪酸 + 亚油酸蜡质、角质层 + 亚麻酸 饱和脂肪酸的合成由两个酶系统：a c c 与脂肪酸合成酶调控。从上图可看出a c c 能 催化乙酰辅酶a 合成丙二酸单酰辅酶a ，后者是脂肪酸合成过程中的重要中间体，芳氧 苯氧丙酸类除草剂进入植物体内后通过酯酶，特别是羧酸酯酶诱导，水解为酸，此 时，化合物从一种活性态转变为另一种活性态。以a c c 为靶标，通过对a c c 的抑制， 使植物丧失这种中间体，导致膜结构迅速破坏，透性增强，细胞破坏。 1 4 精恶唑禾草灵的理化特性州嘲 英文名称：f e n o x a p r o p p e t h y l商品名称：威霸骠马 化学名称：( r ) 一2 1 4 一( 6 一氯- 2 - 苯并恶唑氧基) 苯氧基 丙酸乙酯 化学结构式： h 原药外观为米色至棕色无定形固体，纯度8 8 ，略带芳香气味。纯品为白色无嗅固 体，2 0 相对密度1 3 。熔点8 8 9 1 。水中溶解度0 ，7 m g l ( 2 0 ，p h = 5 8 ) 、 j 。9 珈 吉林农业大学硕士学位论文精恶唑禾草灵在土壤及甘蓝中残留动态及在土壤中吸附特性研究 0 9 m g 1 ( 2 5 ) 、丙酮 5 0 0 9 l 、甲苯 3 0 0 9 1 、乙酸乙r 2 0 0 9 l 、环已烷、乙醇、正 辛醇中 l o g 1 、蒸气压：1 9 n p a ( 2 0 。c ) 。5 0 。c 下稳定6 个月，对光不敏感，因酸、碱而 分解。土壤中d t 。卜1 0 天。 1 5 精恶唑禾草灵的的毒理学特性 1 5 1 毒性 大鼠急性经口l d 5 。 3 1 5 0 4 0 0 0 m g k g ，小鼠急性经日l d 。 5 0 0 0 m g k g ，大鼠急性吸入 l c 。( 4 h ) 1 2 2 4 m g 1 空气。大鼠急性经皮l d 。 2 0 0 0 m g k g 。对兔眼睛及皮肤无刺激 性，亚慢性( 9 0 天) 试验对大鼠、小鼠和狗的口服无作用剂量为o 7 5 ，1 4 ，和 1 5 9 m g k g d 。恶唑禾草灵对大鼠和田鼠的亚慢性试验表明它能降低血脂和胆固醇，增 加肝重，但这些变化都是适应性的并且可逆。在整个生命期内，上述变化并不明显。 未见致突变、致癌作用。在动物体内吸收、排泄迅速，代谢物基本无毒。推荐的a d i 为0 o l m g k g 。 1 5 ，2 生态效应 ( 1 ) 对水生生物的影响 对鱼及水生生物中等毒性：虹鳟鱼l c 。( 9 6 h ) 1 3 m g l ，翻车鱼l c 。( 9 6 h ) 4 2 m g l ，水蚤l c s 。( 4 8 h ) 7 8 m g l 。 ( 2 ) 对鸟类的影响 对鸟类低毒，鹌鹑l d 。 2 0 0 0 m g k g ( 3 ) 对土壤生物的影响 对蚯蚓l d 。( 1 4 天) 1 0 0 0 m g k g 土壤。相对于同类除草剂，对土壤微生物的影响 最小”1 。 ( 4 ) 对作物的影响 恶唑禾草灵具有植物毒性，每公顷施用1 2 0 1 8 0 9 时，对小麦的毒性为1 4 ，卜2 2 8 ， 当加入安全剂后在根系中明显减少，降解很快，对小麦毒性降为4 7 4 2 “”3 。精恶唑 禾草灵对小麦的毒性可达6 9 4 7 3 6 。在不同温度、光强条件下，通过用“c 标记技术 对其毒性进行监测，高温能降低毒性，在7 0 以下遮荫条件下，能增强毒性“0 1 。对阔叶 作物无毒，正常用量下，不会影响大豆的生长及固氮能力“。w a l i a “”等人研究表明， 应用推荐剂量的精恶唑禾草灵处理过的小麦田对后茬作物葫芦、玉米等无残留影响。 1 5 3 环境归宿 恶唑禾草灵在植物体、土壤和水体中迅速水解，并在酶及微生物的作用下迸一步 降解，不会造成积累和长期残留。 ( 1 ) 在土壤中 吉林农业大学硕士学位论文 精恶唑禾草灵在土壤及甘蓝中残留动态及在土壤中吸附特性研究 精恶唑禾草灵的l o g k o w = 4 5 8 ，大于4 ，表明该物质脂溶性较强，在土壤中不易迁 移，理论上属于持留性化合物。但有研究表明，在小麦田土壤中的半衰期为1 5 天 “”。这主要由于其在土壤中迅速降解。在土壤湿度大于6 5 时，2 4 小时内就可水解为 相应的酸。在风干土壤中，水解速度减慢”“。采用“c 标记法对土壤中恶唑禾革灵的降 解进行研究( 见下图1 - 1 ) 。2 0 。c ，8 5 含水量，5 6 天后测定：1 0 1 5 以c o ：的形式从 土壤中释放，1 41 9 的恶唑禾草灵酸，2 5 的苯并恶唑酮，5 9 6 6 与土壤有机质结 合，并作为微生物的c 、n 营养源，被微生物分解“。h i 】1 ”等入，在加拿大的 a l b e r t a ，对包括恶唑禾草灵酸在内的9 种不同类型的除草剂分别在5 种土壤中的淋溶 性进行比较，得出恶唑禾草灵酸不易被雨水淋溶于地下。 。一。p 出o o c 批 羚。9 k 。上。n 三技( 5 9 删 ( 1 0 野) id 丫啼。丢“一1 ” d 盼。帆：h s 糍， d u 0 广0 。9 叫 图1 1 恶唑禾草灵在土壤中的降懈 f i g 1 ，1d e g r a d a t i o no f f e n o x a p r o p - e t h y li ns o i l 同时，旋光异构体在土壤中还能发生立体转化，试验表明：在有机质含量高的土 壤中，1 0 0 r 体，1 5 天后约有2 5 转化为s 俸，沙质土壤中1 0 0 r 体几乎不会转变为s 体“” ( 2 ) 在水中” 恶唑禾草灵在水中很快降解，d t 。c 4 小时，在6 天内能检测到其残留。在无菌的蒸 馏水条件下，2 6 9 小时内有一半发生光解，它能吸收紫外线，分解形成羧基自由基和烷 基自由基。而在土壤水溶液中由于有微生物作用和光化学反应导致半衰期为2 9 小时。 吉林农业大学硕士学位论文精恶唑禾草灵在土壤及甘蓝中残留动态及在土壤中吸附特性研究 在p h = 6 i 、7 ，2 下，水解相对缓慢，在p h = 9 1 由于弱碱条件下，细菌更易生长，生物 降解能力较强，半衰期为8 3 小时。 ( 3 ) 在植株中啪1 w i n k 等人采用1 4 c 标记法研究了恶唑禾草灵在大豆中的降解。在1 5 天降解期内， 2 5 的母体化合物存留于作物叶面，7 5 则转变为水溶性的代谢物。恶唑禾草灵酸因迅 速转变为结合残留或进一步降解而不会造成积累。 未知结合 图1 ，2 恶唑禾草灵在大豆中的降解过程 f i g 1 2d e g r a d a t i o no f f e n o x a p r o p - e t h y li ns o y b e a n 1 6 残留分析方法 1 6 1 母体的分析 针对母体的分析方法主要有气相色谱法和液相色谱法。日本1 用g c n p d 检测食品 中的恶唑禾草灵，但检出限仅为0 5 m g k g 。后来用h p l c 法取代了上述方法，样品经乙 腈提取后，固相萃取法( s p e ) 净化，反相c 。柱分离测定，该方法最小检出限能达到 0 o l m g k g 。g e l s o m i n o 。”测定了包括母体在内的多种农药在水果、蔬菜中的残留。样 品首先用丙酮提取，再用二氯甲烷萃取，提取液用直径l o m m 的凝胶柱净化后，进行 g c e c d 分析。除了反相h p l c 外，c i p a c 。”提出正相的方法。试样用二氧六环：异辛环 ( i 0 ：8 0 ) 溶解，以异辛烷和二氧六环( 含0 5 水) 为流动相进行测定。由于母体在环 境中降解很快，相应也需要较快的提取速度。加速溶剂提取法( a s e ) ”是一种快速、 溶剂用量少的新的提取方法。m a r c h e s e “”采用的加速溶剂提取法进行样品前处理恰符 吉林农业大学硕士学位论文精恶唑禾草灵在土壤及甘蓝中残留动态及在土壤中吸附特性研究 合这一要求。a s e 也称自动索氏提取法能显著提高样品前处理速度。溶剂被泵入盛样的 萃取池后，以甲醇：水( 8 0 ：2 0 ) 加入0 1 2 mn a c l 为提取液，在9 0 下进行提取，数分 钟后，萃取物从加热的萃取池中输送到收集瓶中供l c m s 分析。 1 6 2 代谢物分析 恶唑禾草灵酸是恶唑禾草灵在环境中的初级代谢物，且该物质对鱼类和水生生物毒 性较大近年来，针对恶唑禾草灵酸和其他农药在地下水及地表水中多残留研究较多” “。由于有机酸蒸气压低。3 ，不易气化，且由于活性羟基的存在使得这类化合物易于 被固定相吸附。因此，g c 分析时，常进行柱前衍生。美国e p a 。”给出了测定氯化酸类 除草剂的通用方法，通过调节水溶液酸碱性净化样品。样品首先用在p h = 2 的酸性条件 下，用乙醚和丙酮萃取，将溶剂挥干后，用k o h 水解，用乙醚净化，再将水相调 i ) h = 2 ，乙醚萃取后，用重氮甲烷衍生后g c 测定。但是为避免复杂的衍生过程，常采用 h p l c 法分析。酸性物质在反相色谱中保留时间及重现性受流动相p h 的影响较大。为获 得良好的峰形和重现性，在测定代谢物时采取以下两种措施。一是用酸化流动相，用 正膦酸调p h = 3 ，二是应用离子对色谱法，在反相色谱流动相中加入离子对试剂0 0 1 m p h = 6 。5 三乙胺缓冲溶液。，原理是：离子对试剂先吸附在固定相表面上，调流动相的 p h 值至中性，使化合物处于离子状态，然后样品离子受离子交换机制得以保留，这样 既保证流动相呈中性，又能延长代谢物的保留时间。 1 6 3 对母体和代谢物同时分析 由于母体和代谢物都具有生物活性，在土壤及食品中，单独测定母体意义不大， 多数是同时测定。国外c e l l ”1 等人将土样用乙酸乙酯提取后，过氧化铝s p e 柱净化， 用不同洗脱剂将母体及代谢物分别淋洗下来，然后用不同流动相分别测定。还有将两 者同时提取后，依据在水中溶解度不同将两者分离，代谢物在水相，母体在有机相， 然后分别净化，并将代谢物甲基化后，h p l c 测定“。 国内已有的资料，则是采用乙酰化法将母体和代谢物共同转化为乙酰苯并恶唑 酮，用g c e c d “”。”1 或h p l c 分析。这种方法以乙酰苯并恶唑酮的量代替母体化合物 的含量。 本试验将寻找一种无需衍生，且能将母体、代谢物分开测定的残留分析方法。 吉林农业大学硕士学位论文精恶唑禾草灵在土壤及甘蓝中残留动态及在土壤中吸附特性研究 第二章精恶唑禾草灵及代谢物在土壤及甘蓝上的残留分析方法研究 2 1 土壤中母体及代谢物分析方法研究 有试验表明。”乙酸酸化的乙腈提取液比中性( 1 0 水：9 0 醇) 能更有效地提取母体 化合物，而对代谢物的提取量小于7 0 ，这说明有机酸能更劳固地被土壤吸附，所以选 择碱性乙腈( 8 0 腈：1 0 水：1 0 氨水) 提取，能更有效地提取代谢物。但由于碱性强， 能使母体完全水解。本试验试图寻找一种合适的方法将母体、代谢物同时提取，同时 测定。 2 1 1 试验方法 2 1 1 ，1 仪器设备 h g i l e n t l1 0 0 型高效液相色谱仪、岛津u v 一2 4 0 紫外扫描仪、水浴振荡器、旋转真 空蒸发器z f q 一3 型、层析柱：1 5 c m x1 2 c m 、分液漏斗等玻璃器皿 2 。1 ，1 ，2 试剂 甲醇( 紫外光学纯) 、丙酮、二氯甲烷、乙酸乙酯、石油醚、碳酸氢钠、硅胶、 活性碳均为分析纯 2 113 土壤 大田试验中的空白土壤( 草甸黑土) ，风干，过2 0 目筛。 2 1 1 4 土壤添加 3 0 9 土壤中加入母体和代谢物混标，添加浓度为0 0 5 m g k g ，0 1 0 m g k g ，1 o o m g k g ， 手动摇均后，立即提取。 2 1 1 5 土壤提取 选取了乙酸乙酯、乙酸乙酯：弱碱性的n a h c o 。水溶液、甲醇三种提取剂。提取效 果见表2 1 表2 1 不同提取剂1 5 2 净化方法的回收率 。，t a b l e 2 1 t h er e c o v e r yo f f n a a n df n e u s i n g d i f f e r e n te x t r a c t i o n s o l v e n t 回收率 提取剂 乙酸乙酯乙酸乙酯：弱碱性的n m q c o 。水溶液甲醇 宣苎查些查堂堡主堂垡堕塞精恶唑禾草是在土壤及甘蓝中残留动态及在土壤中吸附特性研究 ( 1 ) 用乙酸乙酯或甲醇提取 3 0 9 土壤中加入7 0 m l 乙酸乙酯或甲醇，恒温水浴振荡4 0 m i n ，抽滤，待净化。 ( 2 ) 用乙酸乙酯：弱碱性的n a h c o 。水溶液提取 先加入5 0 m l 。乙酸乙酯振荡3 0 m i n ，再加入弱碱性的n a h c o 。水溶液再振荡3 0 m i n 。 抽滤，待净化。 2 1 1 6 净化 ( 1 ) 氧化铝柱净化： 将母体和代谢物标品同时加到5 9 氧化铝，o 5 9 活性碳( 助滤剂：活性碳= 2 0 ：1 ) 柱 子上，用不同的淋洗剂淋洗，先用极性相对较弱的溶剂淋洗母体，甲苯的效果好且极 性比甲苯：丙酮小。再用强极性的甲醇等淋洗代谢物，但代谢物很难洗脱下来。回收率 见表2 2 。 表2 2 氧化铝柱不同淋洗剂的回收率 ! 生! 丝：至堡堡曼坐堡型殳至堕垒垫璺盥里旦! ! 翌g 璺! 鱼翌堕皇! 堕! ! 竺垃! 堕 回收率 母体淋洗剂代谢物淋洗剂 乙酸乙酯甲苯：丙酮甲苯甲醇丙酮 甲醇：水( p h = 2 ) ( 2 ) 母体和代谢物提取后，根据溶解度不同，母体转入有机相，代谢物则溶于水相，母 体用氧化铝柱净化。代谢物则通过调节水相酸碱达到净化的目的。首先用4 0 r a l 乙酸乙 酯净化水相3 次，用盐酸将水相调至p h = 2 ，再用4 0 m l 二氯甲烷萃取，旋至尽干测定， 回收率大于9 0 。 2 1 1 7h p l o 分析 ( 1 ) 紫外检测波长的选择 用岛津u v 一2 4 0 紫外扫描仪，对母体，代谢物标准溶液进行扫描，确定最大合理的 吸光值。见图2 1 。 吉林农业大学硕士学位论文精恶唑禾草灵在土壤及甘蓝中残留动态及在土壤中吸附特性研究 图2 1 精恶唑禾草灵母体及代谢物的紫外吸收 f i g 2 1t h ec u r v eo f f n aa n df n ea b s o r b e db yu v ( 2 ) h p l c 条件 a g i l e n t1 1 0 0 h p l c u v z o r b a xc 。8 ( 1 0 a m x 4 6 m ) 检测波长：2 4 0 n m柱温：3 0 y 2 流动相：6 分钟前：6 5 水，3 5 甲醇，流速：0 8 m l m i n 6 分钟后：3 2 水，6 8 甲醇，流速：1 ，2 m l m i n 保留时间：母体：1 7 5 m i n ，代谢物：4 5 m i n 2 1 2 小结 通过上述试验，最终确定以乙酸乙酯和弱碱性的n a h c 0 。混合液为提取剂，用 1 5 2 的方法净化，测定土壤中母体及代谢物的残留。 2 2 甘蓝中母体及代谢物残留分析方法研究 甘蓝中母体的分析，以其在土壤上分析方法的基础上进行，按原方法操作，乳化 现象严重，所以采用丙酮和n a h c 0 。溶液提取母体按土壤的净化方法操作，回收较好。 而代谢物用同样的方法做回收率很低小于2 0 ，但同时做不加样品的空白试验，标品回 收率大于9 0 ，所以尝试了其他提取、净化方法。 2 2 1 试验方法 2 2 1 1 仪器设备 h g i l e n t l l 0 0 高效液相色谱仪、旋转真空蒸发器z f q 一3 型、组织捣碎机d s l 型、 分液漏斗等各种玻璃器皿。 2 2 1 2 试剂 甲醇( 紫外光学纯) ，二氯甲烷、乙酸乙酯、甲醇、硅胶、冰乙酸为分析纯。 2 2 1 3 样品 空白皆蓝样品 宣苎查些查堂堡主堂鱼丝奎 精恶唑禾草灵在土壤及甘蓝中残留动患及在土壤中吸附特性研究 2 2 14 样品添加 2 0 克样品中加入代谢物标液，添加浓度为0 5 0 m g k g ，0 1 0 m g k g ，0 0 5 m g k g 。 2 2 15 提取 c e l i 。8 3 等人在做土壤中威霸分析时，采用甲醇：0 1 m o l 1 h c l ( 9 0 ：j 0 ) 为提取剂，对 母体和代谢物都取得了良好的回收结果。因些选物这种提取剂进行试验。样品中加入 7 0 m l 该提取剂，组织捣碎2 m i n ，抽滤后待净化。 2 2 1 6 净化 ( 1 ) 用标品建立淋洗曲线 硅胶是一种常用吸附剂，且对有机酸有较好的吸附1 ，所以采用硅胶柱净化。层 析柱中装入4 克硅胶，并用乙酸乙酯湿润，在柱上端加入5 0 t z g 代谢物标品，先用乙酸 乙酯净化，每1 0 m l 接收一次，同时测定，结果5 0 m l 乙酸乙酯没有将标品淋出。先用 甲醇做为洗脱剂，每5 m l 接收一次，同时测定。淋洗曲线见表2 3 ，图2 2 。 表2 3 淋洗曲线 ! ! g ：! ：! 。! 堕! 翌! 婴! ! ! ! ! ! 塑i 型垒垃丛垦 甲醇的体积( m l ) 0 55 1 0 1 0 1 51 5 2 0 精恶唑禾草灵酸( “g g ) 2 5 4 72 1o 7 图2 2 洗脱柱彩图 f i 9 2 2t h ec o l u m no f e l u t e df n a ( 2 ) 样品净化 将样品在酸性条件下，用二氯甲烷萃取后，浓缩到l m l 上样，发现3 5 m l 乙酸己酯 即可将杂质淋洗干净，为减少溶剂用量，选用3 5 m l 乙酸乙酯淋沈，2 0 m l 甲醇洗脱。 吉林农业大学硕士学位论文精恶唑禾草灵在土壤及甘蓝中残留动态及在土壤中吸附特性研究 2 2 17h p l c 条件 ( 1 ) 流动相的选择 精恶唑禾草灵的代谢物是一种有机酸。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。代谢物的p h = 3 “，在 纯甲醇和水为流动相的条件下，完全解离，增加其在流动相中的溶解度。甲醇：水 ( 6 0 ：4 0 ) 的条件下，保留时间只有4 5 m i n 左右。刚好是甘蓝样品在色谱图上杂质较 多的位置，这为净化带来很大困难。因此，选用酸性流动相来延长保留时间，通用色 谱柱的p h 使用范围是2 - 8 ，要达到理想的p h = 1 5 会对柱子造成伤害。因此，在试验 报告中，采用向流动相中逐渐增加酸的量，从而找到一种既能保护柱效，又使代谢物 的保留及峰形都较好的流动相。首先因固定流动相的比例甲醇：水( 8 0 ：2 0 ) ，然后分 别向5 0 0 m l 流动相中加入0 5 m l 、1 0 皿l 、2 ，o m l 、2 5 m l 乙酸，从标的峰形可以确定， 当加入2 5 m l 乙酸时，保留时间为7 8 m i n ，且峰形好于其它几种。因此，选项择 4 0 0 ：1 0 0 ：2 5 ( 甲醇：水：乙酸) 作为流动相，且从整个分析来看，重现性较好，保留时间 差值( o 1 m i n 。 ( 2 ) h p l c 条件： a g i l e n t l i o o h p l cc 。8 ( 2 5 c m 4 6 哪) u v ：2 4 0 n m 柱温：3 0 流动相：甲醇：水：冰乙酸( 8 0 ：2 0 ：0 5 ) 流速：0 8 m l i n 。 吉林农业大学硕士学位论文 精恶唑奉草灵在土壤及甘蓝中残留动态及在土壤中吸附特性研究 第三章精恶唑禾草灵在土壤及甘蓝上的残留动态研究 3 1 田问试验h ” 3 1 1 试验时间 2 0 0 1 2 0 0 2 年 31 2 试验地点 吉林省长春市吉林农业大学农业科学试验站 3 1 3 试验药剂 6 9 威霸水乳剂 3 1 4 试验作物 甘蓝，品种为京丰1 号 3 1 5 试验方法 3 1 5 1 田间试验设计 2 0 0 1 2 0 0 2 年在吉林省长春市进行了两年田间小区残留试验，试验共设三个处理， 处理1 ：6 9 威霸水乳剂1 8 0 m l h m 2 ；处理2 ：6 9 威霸水乳剂3 6 0 i i l l h m 2 ；处理3 ： c k 。重复4 次，小区面积为3 0 m 2 。于移栽缓苗后2 0 天进行茎叶喷雾处理，全生育期施 药一次，施药条件与方法见表3 1 。 表3 1 田间小区试验条件 ! 坐! ! ：! ：! ! 堕里! ! ! ! ! p ! ! i 坐! 型! ! 巡塑塑 试验时间 2 0 0 1 正2 0 0 2 正 吉林农业大学硕士学位论文 精恶唑禾草灵在土壤及甘蓝中残留动态及在土壤中吸附特性研究 3 1 5 2 气候条件、土壤类型 吉林省长春市试验点2 0 0 1 年施药当天为晴天，风力小于2 级，施药后1 0 天内无 降雨，平均气温1 5 4 c ，2 0 0 2 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 o o m g g ，p h 值为6 8 ，两年 前茬作物分别为玉米和大豆。 3 1 5 3 消解动态试验 设3 0 平方米试验小区，并设3 次重复，于甘蓝卜2 片复叶期喷雾施药1 次高剂量 为3 6 0 m l h m 2 。于施药后o 、l 、3 、5 、8 、1 2 小时，1 、3 、5 、7 、1 4 、2 0 、3 0 、4 0 、 5 0 、6 0 天，分别每小区内按对角线取5 点，取土深度为o - l o c m ，甘蓝植株每点1 平方 米，最终采集土壤l k g 、甘蓝植株每点从四株上取样，最终取0 5 k g ，在空白试验区内 同期采集空样品，置于一2 0 冰箱贮藏待测。 3 1 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 6 0 、1 8 0 m l h m 2 ，试验小区面 积为3 0 平方米，重复3 次，于甘蓝移栽后2 0 天喷雾旌1 次，收获期采收甘蓝和土壤 各1 o o k g ，同期采集空白样品，置于一2 0 。c 冰箱贮藏待测。 3 2 检测方法 3 2 1 仪器设备 a g i l e n t l l 0 0 型高效液相色谱仪、紫外检测器； 组织捣碎机：d s 一1 型 振荡器：国际型 旋转真空蒸发器：z f q3 型 层析柱：1 5 c m x l 2 c m 分液漏斗等各种玻璃器皿 3 2 2 试剂 甲醇( 色谱纯) 、盐酸、二氯甲烷、乙酸乙酯、石油醚、无水硫酸钠为分析纯 硅胶、活性碳、氧化铝为柱层析用 助滤剂：进口分装 威霸标品：纯度f n e9 9 5 f n a9 3 8 3 2 3 样品的制备 土壤样品：取土壤样品1 0 0 克，去除杂质，研磨后过2 0 目筛，备用。 甘蓝样品：将甘蓝植株剪成1 c m 小块，取8 0 克，备用。 吉林农业大学硕士学位论文精恶唑禾草灵在土壤及甘蓝中残留动态及在土壤中吸附特性研究 3 2 4 分析步骤 3 2 4 1 提取与净化 ( 1 ) 土壤样品 取土样3 0 9 ，置于具塞三角瓶中，加入乙酸乙酯5 0 m l 振荡3 0 m i n 后，再加入 0 0 5 n a h c 0 ：，溶液振荡3 0 m i n ，在铺有助滤剂的布氏漏斗中减压抽滤，用2 0 m l 乙酸乙 酯和2 0 m l 0 0 5 n a h c 0 。溶液冲洗锥形瓶及滤渣，合并滤液，分离水相与有机相。水相 移入分液漏中，加入1 洲c 1 2 m l ，调p h 值为2 3 ，用三氯甲烷萃取3 次( 5 0 ，5 0 ， 3 0 m 。) ，萃取液过无水硫酸钠脱水，用浓缩瓶1 接收，置于旋转蒸发器3 5 。c f 减压浓 缩至干。有机相，将乙酸乙酯置于旋转蒸发器4 0 减压浓缩至2 m l ，移入层析柱内净 化，用1 0 0 m l 甲苯淋洗，同样用浓缩瓶l 接收，将甲苯浓缩至干，用甲醇定容至3 m l 待测。 在层析柱内依次加入1 0 0 9 助滤剂，5 0 0 9 氧化铝，0 5 9 混合活性碳( 助滤剂：活 性碳= 2 0 ：1 ) 及少许无水硫酸钠。用1 0 0 m l 甲苯淋洗，前5 m l 弃去，收集后9 5 m l 。 ( 2 ) 甘蓝样品 威霸母体：将切碎的甘蓝植株2 0 0 0 9 ，置于组织捣碎机中，加入5 0 m l 丙酮和 2 0