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吉林农业大学硕士学位论文甲基毒死蜱在甘蓝、土壤中的残留动态和水解研究 摘要 本文对甲基毒死蜱c h l o r p y r i f o s m e t h y l 在甘蓝、土壤上的残留和水解规律进行了测定 与研究。 采用丙酮提取、石油醚液液分配、氧化铝柱净化，s e 5 4 石英毛细管柱分离的 g c f p d 和d b 1 石英毛细管柱分离的g c m s s i m 分析技术，分别对甲基毒死蜱在甘 蓝、土壤中的残留动态、降解规律和最终残留量进行了分析测定。 g c f p d 分析方法的最小检出量为2 x 1 0 。1 g ；甘蓝上最低检出浓度为o 0 0 2 m g k g ， 土壤上最低检出浓度为0 0 0 4 m g k g 。方法的添加浓度为o 0 5m g k g 、o 1m g & g 、 o 5 m g & g ，在甘蓝上的回收率为8 4 1 0 5 ；土壤为9 7 1 1 7 。 g c m s s i m 分析方法的最小检出量为5 1 0 。1 1 9 ；甘蓝上最低检出浓度为 0 0 2 5 m g k g ，土壤上最低检出浓度为o 0 5 m g k g 。方法的添加浓度为0 0 5m g k g 、o 1 m g 他、0 5 m g k g ，在甘蓝上的回收率为9 l 1 0 6 ；土壤为9 5 一v 1 0 8 。 甘蓝上喷施高剂量7 2 0 9a i h a 的4 0 基毒死蜱乳油，2 年试验结果表明：甘蓝上 原始沉积量为2 5 5 5 8 2m g k g ，半衰期为0 4 1 0 d ，施药3 d 后消解率即达9 0 r r _ l ； 土壤上的原始沉积量为o 6 1 2 1 2m g 瓜g ，半衰期为1 4 1 5 d ，距施药后第1 4 d 采样， 消解率降为9 8 p x 上，降解过程均符合一级动力学方程。在甘蓝上的降解动态方程，2 0 0 1 年c t = 5 3 p 。0 1 5 4 卧，r = 0 9 9 6 3 ，2 0 0 2 年c t = i 2 2 7 e o7 1 3 2 ，r = o 9 1 4 9 ；在土壤上的降解动态 方程，2 0 0 1 年c 严1 6 7 8 8 。0 4 8 1 舢，r = 0 9 7 9 8 ，2 0 0 2 年c c = o 5 2 6 e 。0 4 5 8 丑，r = o 9 8 7 8 。以消解 速率来评价甲基毒死蜱，无论在甘蓝上，还是土壤中都属于易降解农药。 同时测定了甲基毒死蜱在甘蓝和土壤上的最终残留量。2 年试验结果表明：施用3 次4 0 基毒死蜱乳油，施药量为7 2 0 9a i h a ，最后一次施药距采收3 d ，甘蓝上的残留 量为0 0 5m g k g ；距采收7 d ，残留量为o 0 0 6m g l ( g 0 叭m 眺g ，且与施药次数和剂量 无关；在土壤上的残留量稍高，消解稍慢，但随着施药量和施药次数的增加，残留量增 加不显著，没有累积性。 根据上述研究结果，参照甲基毒死蜱在甘蓝和土壤中的残留降解动态，建议4 0 v 基毒死蜱乳油在甘蓝上合理使用准则是施药量不要高于4 5 0 9a i h a ，施药次数不超过3 次，最后一次施药距采收间隔期不少于3 天。f a o w h o 规定甲基毒死蜱在甘蓝上的 m r l 值为o 1 m g k g 。根据这一规定，建议我国最大残留限量值m r l 暂定为o 1 m g & g 。 分别从方法显著性、方法灵敏度、确证手段三方面对比研究了g c - f p d 和g c m s 两种检测分析技术的优越性。经比较研究，采用g c m s 分析技术所得结果与采用 g c f p d 分析技术所得结果基本吻合，无显著 生差异。两种检测方法最低检出浓度符合 i 一 吉林农业大学硕士学位论文甲基毒死蜱在寸蓝、土壤中的残留动态和水解研究 推荐的m r l 的要求。g c m s s i m 检测灵敏度虽不如g c f p d 高，但是突出的优点可以 对分析的组分进行确证。 本文还研究了甲基毒死蜱在不同缓冲溶液( 同一温度) 和不同温度( 同一p h 值的 缓冲溶液中) 下的降解。结果表明，它在水环境中的降解速率与水环境的酸碱度和温度 有关。碱性水环境中，甲基毒死蜱容易降解，而在酸陛和中性水环境中相对稳定。在常 温( 2 5 。c ) 、避光条件下，甲基毒死蜱在p h 5 0 、p h 7 0 和p h 9 0 的缓冲溶液中的降解半 衰期分别为1 6 5 d 、8 6 d 、1 9 d 。随着温度的升高，甲基毒死蜱在同一p h 值的缓冲溶液 中的降解速率加快。采用g c m s 联用技术，经联机检索对照标准m s 图及分析所得的 m s 图，进而初步确证甲基毒死蜱在水中主要的降解产物可能是3 ，5 ，6 三氯一2 一羟基吡啶， 这一结果与文献报道相吻合。该化合物在水体中较稳定，所以研究甲基毒死蜱在碱性介 质条件下的环境安全性时，还需考虑其降解产物3 , 5 ，6 一三氯2 羟基吡啶的环境毒理学意 义。 关键词：甲基毒死蜱；降解；残留；代谢 吉林农业大学硕士学位论文 甲基毒死蜱在甘蓝、土壤中的残留动态和水解研究 a b s t r a c t t h er e s i d u ek i n e t i co fc l l l o r p y r i f o s m e t h y lw a ss t u d i e di n c a b b a g e a n ds o i l t h e r e s i d u e d y n a m i c s o f c h l o r p y r i f o s m e t h y lw e r ep r e s e n t e db y g c - f p da n dg c m s r e s p e c t i v e l y w h e n h i 曲d o s a g e7 2 0 9a i h m w a t e rs o l u t i o no f 4 0 c h l o r p y r i f o s m e t h y le c w e r ea p p l i e di n c a b b a g ea n ds o i l ，r e s i d u e so fc h l o r p y r i f o s - m e t h y li nc a b b a g ew e r e2 5 5 5 8 2m e j k g ，o ns o i l w a so 6 1 l + 2 2m g k go nh o u r1 r e s p e c t i v e l y , t h eh a l f - l i f eo fc h l o r p y r i f o s - m e t h y lw a s0 4 1 0 d0 nc a b b a g e 1 4 1 5 do ns o i lr e s p e c t i v e l y , t h ed e g r a d a t i o nr a t ew a sm o r et h a n9 0 o n t h e c a b b a g ea f t e r 3 d a y s ，9 8 o nt h e s o i li n t e r v a l1 4 d a y s t h e r e s u l t ss h o w e dt h a t c h l o r p y r i f o s m e t h y li se a s y t od e g r a d ei nc a b b a g ea n ds o i l t h ef i n a lr e s i d u a lc o n c e n t r a t i o no f e h l o r p y r i f o s m e t h y l i n c a b b a g e a n ds o i lw a s d e t e r m i n e d t h er e s u l t so ft w oy e a r ss h o w e dt h a tw h e n7 2 0 9a l h aw a t e rs o l u t i o no f c h l o r p y r i f o s - m e t h y le c w a sa p p l i e di nc a b b a g ea n df i e l df o rt h r e et i m e s ，i n t e r v a lt h r e ed a y s a n daw e e k ，t h er e s i d u a lc o n c e n t r a t i o ni nc a b b a g ew a so 0 5 m g 瓜ga n d0 0 0 6m g k g o 0 1 m g k gr e s p e c t i v e l y t h er e s u l ts u p p o r t st h a tt h er e s i d u a lc o n c e n t r a t i o nw a sn or e l a t i o nw i t h a p p l y i n gd o s a g ea n dt i m e t h er e s i d u a lc o n c e n t r a t i o ni ns o i lw a sh i g h e rt h a ni nc a b b a g e ，t h e d e g r a d a t i o nr a t ei ns o i lw a ss l o w e rt h a ni nc a b b a g e ；w h e nt h e yw e r ei n c r e a s e do fa p p l y i n g t i m ea n d d o s a g e ，t h e r ew a s n oa c c u m u l a t i o n o f c h l o r p y r i f o s m e t h y lr e s i d u e si ns o i l t h r o u g hc o m p a r i n ga n da n a l y z i n gt h eg c - f p da n dg c m sa n a l y t i c a lt e c h n o l o g i e s ，i t h a sb e e ns t u d i e do f t w ok i n d so f s u p e r i o r i t y t h e d e g r a d a t i o n a n dm e t a b o l i s mo f c h l o r p y r i f o s - m e t h y la tv a r i o u sb u f f e rs o l u t i o n ( a tt h e s a m et e m p e r a t u r e ) a n dt e m p e r a t u r e ( a tt h es a m eb u f f e rs o l u t i o n ) w a ss t u d i e d t h er e s u l t s s h o w e di n d i c a t e dt h a tt h ed e g r a d a t i o nr a t eo f e h l o r p y r i f o s m e t h y lw a sc l o s e l yr e l a t e dt ot h e p hv a l u ea n dt e m p e r a t u r e o fa q u e o u ss o l u t i o n c h l o r p y r i f o s - m e t h y lc o u l db e d e g r a d e d r a p i d l yi n b a s i c a q u e o u ss o l u t i o n u n d e rt e m p e r a t u r e o f2 5 。ca n dd a r kc o n d i t i o n s ，t h e h a l f - l i f eo f c l l l o r p y r i k s - m e t h y la tb u f f e rs o l u t i o no fp h 5 0 , p h 7 0a n dp i l l 0 0i s1 6 5 d ，8 6 d a n d1 , 9 dr e s p e c t i v e l y t h ed e g r a d a t i o nr a t eo f c h l o r p y r i f o s - m e t h y li n c r e a s e dq u i c k l yw i t h t h e r i s eo ft e m p e r a t u r ea tt h es a m eb u f f e r s o l u t i o n t h r o u g ha n a l y z i n ga n dc o m p a r i n gt h e o b t a i n e dm a s ss p e c t r aw i t ht h es t a n d a r dm a s ss p e c t r ac o u l d i d e n t i f yt h ed e g r a d a t i o np r o d u c t s k e yw o r d s ：c h l o r p y r i f o s - m e t h y l ；d e g r a d a t i o n ；r e s i d u e ；m e t a b o l i s m 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工作及取得的 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 已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：表巷历 签字日期： 2 刀罗年月2 , 2 1 j 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，可必采用影印、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：农杰历 导师签名 茹之r 心 签字日期：蝴年莎月乜日签字日期：m 口4 年 莎月洲f j 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 电话： 邮编： 吉林农业大学硕士学位论文 甲基毒死蜱在甘蓝、土壤中的残留动态和水解研究 第一章引言 甲基毒死蜱c h l o r p y r i f o s m e t h y l 是美国陶氏益农有限公d o wa g r o s c i e n c e s 开发，目 前国内也有多家农药公司生产的一种硫逐磷酸酯类杀虫剂。制剂商品名：雷丹，甲基氯 蜱硫磷，r e l d a n ，g r a i n c o t ，t o r e l l e ，z e r t e l l 。化学名称：o ，o 一二甲基一o 一( 3 ，5 ，6 - 三氯2 毗啶基) 硫代磷酸酯，分子式：c 7 h 7 c 1 3 n 0 3 p s ，分子量：3 2 2 5 ，c a s5 5 9 8 1 3 0 ，化学 结构式见图1 1 t “3 1 。 c h a o 口- - o c h 3 。2 c l叮n c - 。弋纩c i 图1 1 甲基毒死蜱的化学结构式 f i g 1 1t h e c h e m i c a ls t r u c t u r eo f c h l o r p y r i f o s m e t h y l 甲基毒死蜱是一种高效广谱非内吸型有机磷杀虫、杀螨剂，其作用机制主要是干扰 害虫运动神经系统，通过抑制乙酰胆碱酯酶的活性，使得乙酰胆碱不能及时的分解而积 累，不断和受体结合，造成后膜上n a + 通道长时间开放，突触后膜长期兴奋，从而影响 了神经兴奋的i f 常传导，进而毒死害虫【4 j 。 该药剂具有以下特点：( 1 ) 杀虫谱广：可用于贮粮害虫、作物叶面害虫的防治，同时 对家庭住宅害虫以及水中蚊虫等卫生也有很好的防治效果。以5 - 1 5 m g l 剂量处理储粮 仓库，能有效的控制米象、玉米象、杂拟谷盗、锯谷盗、赤拟谷盗、咖啡豆象、长角扁 谷盗、土耳其扁谷盗、麦蛾、印度谷蛾、稻纵卷叶螟等1 0 多种常见害虫l ”。( 2 ) 兼具多 种杀虫方式：具触杀、胃毒和熏蒸作用，所以使用后害虫不易产生抗药性。( 3 ) 广谱、高 效：1 0m g l 剂量的甲基毒死蜱与2 0m g l 剂量的防虫磷( 高纯度马拉硫磷) 有同样的 防治效果。在甲基毒死蜱中加入少量的溴氰菊酯混合使用，对有机磷杀虫剂产生交互抗 性害虫的防效特别好。( 4 ) 毒性低：按我国农药毒性分级标准，甲基毒死蜱属低毒杀虫剂。 对人、畜高度安全，无“三致性”，在环境中不积累，相容性较好 】一。 甲基毒死蜱在世界范围内作为商品应用已有3 0 多年的历史，经美国e p a 登记可用 于5 0 多种作物、室内卫生及建筑物害虫的防治。1 9 7 5 年甲基毒死蜱就被联合国粮农组 织和世界卫生组织认可，推荐作为储粮害虫防护剂使用、作为防治卫生害虫的有机磷农 药之一，并在美、英、法、澳大利亚、意大利等国家登记应用于储粮害虫的防治。我国 也已登记使用，美国陶氏益农公司生产的4 0 甲基毒死蜱( 雷丹，r e l d a n ) 乳油，登记 号为l s 2 0 0 0 3 5 ，用于防治十字花科蔬菜的菜青虫、棉铃虫。甲基毒死蜱是我国“十五” 期问大力推荐发展的农药品种之一，用于取代甲胺磷、对硫磷等高毒有机磷农药。由于 吉林农业大学硕士学位论文甲基毒死蜱在甘蓝、土壤中的残留动态和水解研究 其药效好，被认为在我国害虫防治上具有广阔的应用前景【1 0 i 。 1 1 甲基毒死蜱的理化特眭 纯品为白色结晶，工业品略呈淡黄色，有轻微硫醇气味。熔点4 5 5 4 6 5 ，2 5 蒸 气压5 6 3 m p a ，折光率 警1 5 7 4 5 。2 5 。c 水中溶解度4 m g l ，易溶于丙酮、苯、乙醚、 氯仿等多数有机溶剂，微溶于乙醇和甲醇。在通常贮藏条件下稳定。在中性介质中稳定， 但在酸性( p h 4 6 ) 和碱性( p h 8 1 0 ) 介质中能被水解，且在碱性条件下水解速度较快 1 1 , 2 , 9 , 1 1 1 。 1 1 - 1 质谱图及裂解机理图 甲基毒死蜱质谱图的分子离子峰m z3 2 1 强度较低，基峰为m z2 8 6 见图1 2 。裂解 机理图见图1 3 。 1 ， ： 韩 甜 l fi 警，f i | 节讯鬻留l 强 l一【，。 图1 2 甲基毒死蜱质谱图 f i g 1 2 e lm l s ss p e c t r ao f c h l o r p y r i f o s - m e t h y l 1 2 甲基毒死蜱毒理学研究进展 1 2 1 毒性 1 2 1 1 急性毒性 纯品急性经口l d 5 0 ：大白鼠：1 7 0 8 m g k g ( 雄) 、2 0 8 8 m g k g ( 雌) ；小白鼠： 2 2 5 4 m g k g ( 雄) 、2 0 3 2m e k g ( 雌) ：豚鼠2 2 5 0m g k g ，兔2 0 0 0m g & g ，鸟1 3 m e , k g 。 直楚壅些盔芏塑主芏焦丝塞里垂童墨坚垄笪堑：圭堡土塑壅堕堑查塑查壁堑塞 唧c h p 一3 0 c h ，0 m z 1 0 9 歹目一 c h 3 0 ” m 庄9 3 = s 三 c c h 3 h s o 。 - s p c 一, - l 一毽v 、j t - c c i , c h l o r o p y r i p h o s - m e t 吲 h s ) z c h 3 0 、 歹日 c h 3 0 ： m z 1 2 5 叫3 0 、p - - o - 一、? c 邺：c 卜k j c | m t z2 8 6 图1 3 甲基毒死蜱裂解机理图 f i 9 1 3d e g r a d a t i o no f c h l o r p y r i f o s - m e t l l y l 急性经皮l d 5 0 ：大、小白鼠 2 8 0 0 m g k g ，兔 2 0 0 0 m g k g 。按我国农药毒性分级标准， 甲基毒死蜱属低毒杀虫剂眇】。4 0 基毒死蜱乳油急性经1 3l d s o ：雌性大鼠为5 6 2 0 m g & g ，雄性大鼠为3 1 6 0m g k g 。急性经皮l d 5 0 2 5 5 0m g & g ，皮肤刺激强度平均分值为 1 3 ，眼刺激积分指数( i a o i ) 最高数为3 4 ，眼刺激的平均指数( m _ i o z ) 7 d 后为3 3 。 由此可得出：4 0 甲基毒死蜱乳油急性经1 ：3 、经皮毒性均属于低毒级，急性皮肤刺激属 于轻度刺激性，对眼属于中度刺激性。中毒症状主要包括：开始为头痛、多涎、昏睡等 感觉，继而恶心、呕吐、腹痛，可能出现胸闷、呼吸困难、瞳孔缩小、视力模糊等症状； 若中毒严重，全身痉挛，不省人事i l 。 1 2 1 2 慢性毒性 经狗和大鼠两年喂饲试验，以血浆胆碱酯酶作为观察指标确定的最大无作用剂量为 1 1 9 m g k g d 。蓄积性毒性试验属弱蓄积性i l ，l l j 。 i 一*岳； 0 2 一 忽 p i s m 咱 查整壅些塞堂塑芏垡堡塞 里茎童丝塑垄堇堇：圭垫生鳗壅塑盘查塑查堡翌塞 1 2 1 _ 3 皿急性和亚慢性毒性 甲基毒死蜱在千分之一l d 5 0 以下剂量，未发现对免疫机能产生不良作用。因此， 可认为千分之一l d 5 0 ( 1 19m g k g ) 剂量是甲基毒死蜱对机体免疫机能影响的最大无作 用剂量【1 3 j 。 1 2 1 4 致癌性 给鼠喂饲0 m g k g d a y 、0 1 m g k g d a y 、1 0 m g k g d a y 剂量的甲基毒死蜱，持续1 0 4 d ， 未发现有致癌效应产生。与对照组相比，处理组大鼠的体重、食物消耗量均在正常水平。 1 2 1 5 致畸性 在大鼠的致畸性试验研究中，剂量为2 5 0 m g k g 的甲基毒死蜱，未发现有致畸效应 产生。 1 2 1 6 致突变性 目前尚无甲基毒死蜱致突变性的报道。 1 2 1 7 对繁殖的影响 大鼠三代繁殖试验表明，甲基毒死蜱的剂量水平达到3m g k g ，对母鼠和幼仔都未 产生有害影响。 1 2 1 8 对神经器官的毒害 对鸡的神经毒害研究表明，当喂饲大剂量的甲基毒死蜱，并未产生明显的临床性神 经毒害症状。在对鼠、狗、猴、鸭、鹌鹑的长、短期研究中表明，甲基毒死蜱是一种有 效的胆碱酯酶抑制剂。其中，血浆胆碱酯酶被抑制的程度远远大于红血细胞和脑。以鼠、 狗、猴和人的血浆胆碱酯酶为指数参数确定甲基毒死蜱的最大无作用剂量分别为：鼠： o 1m g k g ；狗：o 1m g k g ；猴：0 2m g k g ；人：o 1m g k g 。同时，在两个独立试验研究 中也进一步确证了甲基毒死蜱对人的最大无作用剂量；进而通过这些数据来确定甲基毒 死蜱的每日允许摄入量为肌o 0 1m g k g 1 ，h 。 1 2 1 9 在人体和动物体内的归宿 在哺乳动物体内，甲基毒死蜱被迅速的吸收并代谢，主要的代谢产物：3 ，5 ，6 三氯一2 一 羟基毗啶。母体化合物和代谢产物主要从尿液和粪便中被排出，没有发现身体的其它部 位贮存。甲基毒死蜱在大鼠体内消除很快，消除半衰期为1 7 4 h ，不到8 h ，其9 5 以上 的甲基毒死蜱已被消除，全身消除率为0 8 6 l k g h ，平均滞留时间为2 5 1 h 。当给大鼠按 1 7 1m g k g 静注甲基毒死蜱时，大鼠体内的甲基毒死蜱每天以原形随粪尿的排出量甚微。 静注甲基毒死蜱后连续1 0 d 的累计排出量尿中为2 8 3 6 p g ，粪中为9 6 8 2 p , g ，尿粪中共排 出1 2 5 1 8 g ，仅分别占给予量( 大鼠体重按2 5 0 9 计算) 的0 6 6 、2 2 7 和2 9 3 ，从 而表明甲基毒死蜱在体内主要是经代谢转化后以代谢产物的形式从体内消除”“9 1 。甲基 直楚壅些点茎塑圭主焦鲨室里叁童墨些垄芏堕：圭堡生堕塞望型查塑查堡盟窒 毒死蜱在烟叶蛾体内的代谢途径见图1 4 【l l j 。 口p - 呈c i r - o h 3 m m i 帅s o m e s + a d p h 【s l 8 。l 曲k e n m y r n l ) $ s = s o l u m e 帅“g 褂 口j d h l i n & m s i n d c 船n 啪h d s m $ 腑h h v n 毗嘶n d m o n t r o l 州b u t 口 p r o b a b l e 图1 4 甲基毒死蜱在烟叶蛾体内的代谢途径 f i 9 1 4m e t a b o l i cp a t h w a y so f c h l o r p y r i f o s m e t h y li nt o b a c c o b u d w o r m s 1 2 2 1 0 致肿瘤性 对大鼠的长期试验研究表明，未发现有肿瘤增加的现象产生【】。 1 2 2 生态效应 1 2 2 1 对鸟的影响 对鱼类和鸟类相对安全，鲤鱼t l m ( 4 8 h ) 4 0 m g l ，红鳟鱼t l m ( 9 6 h ) 0 3 m g l ，但对 虾类有毒，小龙虾t l m ( 3 6 h ) 仅为o 0 0 4 m g l ，对鱼类毒性，小鸡用胶囊法经1 ：3 给药，其 l d s n 7 9 5 0m g k g 1 ，9 ，邺叭。 对鸭、鹑、日本鹌鹑的喂饲试验表明：鹑l d 5 0 1 8 3 5 m g k g ；日本鹌鹑l d 5 0 5 0 0 0 m g k g ；鸭l d s 0 2 5 0 0 5 0 0 0 m g k g 。当甲基毒死蜱的喂饲剂量分别达到2 5 0 0 、1 2 5 0 、 5 0 0 0 m g k g 时，鹑、鹌鹑、鸭的体重及食物消耗量都有所下降。当甲基毒死蜱每日喂饲 剂量达到7 8m g k g 或更高，血浆胆碱酯酶受到抑制。在最高剂量下，大脑胆碱酯酶未 受到影响u “。 1 2 2 2 对土壤呼吸和p - 矿化作用的影响 当田间使用甲基毒死蜱的剂量范围从正常用量到l o 倍正常用量之间时，甲基毒死 蜱对砂壤土并未产生显著影响。而对于粘壤土来说，当用低剂量甲基毒死蜱进行处理后， 直蔓壅些盔兰塑主堂丝堡塞 里茎童墨些查笪堇：圭擅生堕些堕型查塑查竖堑窒 c 0 2 含量显著增加，但对p 一矿化作用并未产生任何影响；在高剂量下，c 0 2 含量和p 一 矿化作用都相对减少。同时，甲基毒死蜱对两种土壤中的菌种均产生不同程度的毒性 2 0 1 。 1 2 3 环境归宿 甲基毒死蜱在有空气、水分存在时或在土壤和生物系统中，通常不稳定，能迅速的 降解成一系列降解产物。其中，3 ，5 ，6 三氯一2 羟基吡啶是主要降解产物。 1 2 3 1 甲基毒死蜱在作物上的降解与代谢 甲基毒死蜱在作物上的残留行为类似于毒死蜱，在作物上并未产生易位现象。在作 物、土壤和动物上，甲基毒死蜱主要代谢为3 ，5 ，6 一三氯2 羟基毗啶。其水解产物是否被 作物吸收主要依赖于体系的p h 值。在p h 7 0 的情况下，这种羟基吡啶化合物很容易转化为具 有一定溶解度的钠盐，且水解速率较羟基吡啶有明显提高。同时，这种钠盐进入作物体 内的速率较羟基吡啶高出5 倍，其代谢途径主要包括氯原子的释放和几个未被确认的水 溶性分解产物的形成。 对处理谷物上甲基毒死蜱的残留研究表明，9 0 以上甲基毒死蜱主要存在于作物表 面，而在制成的农产品中则仅存在1 0 以下。谷物经磨粉或烘烤过程后，其剩余残留量 将进一步减少约6 0 i l 掣2 ，”j 。 1 2 3 2 甲基毒死蜱在土壤上的降解与代谢 对施有甲基毒死蜱的土壤进行研究。结果表明，其在土壤上并未产生残留，在作物 轮作过程中也并未发现有微量的甲基毒死蜱存在。其母体化合物主要代谢为3 ，5 ，6 三氯 一2 羟基吡啶。其降解速率与土壤的温度、有机质的含量、土壤水分有密切联系。在 2 5 3 5 、水分充足、高有机质含量的条件下，甲基毒死蜱的降解半衰期为1 5 2 0 d ； 而在1 5 、水分不充足、低有机质含量的条件下，甲基毒死蜱的降解半衰期长达 1 7 7 n 3 3 3 d 。经计算，在适宜的条件下，降解9 0 甲基毒死蜱所需时间为2 0 - 3 0 d ；而在 研i 适宜条件下，则需5 0 0 1 6 0 0 d 。同时，施入土壤中的甲基毒死蜱并未产生淋溶和地下 径流现象0 1 1 , 2 4 1 。 1 2 3 3 在水中的化学降解 甲基毒死蜱在无菌水( p h 6 1 ，2 0 ) 中降解的半衰期为2 6 d ，而在p h 7 4 的水溶液 中，降解半衰期降为1 3 d ；在p h 7 4 的条件下，将温度由2 0 提高到3 7 5 。c ，其降解半 衰期仅为2 6 d 。p h 7 4 、2 0 3 7 5 。c 的环境条件是水生生物生长的有利条件，由此可推出 甲基毒死蜱属易降解有机物【2 5 j 。 甲基毒死蜱的水解速率主要取决于温度和p h 值。在2 5 。c 、p h 为4 _ 2 8 0 的条件下， 童签壅些盔雯堡主茎焦迨塞里垫垂墨竖垄堇堇：堡主塑塾堕垒查塑查堡堡塞 其半衰期为2 2 7 9 4 d 。当有少量铜离子存在时，由于螯合作用，其水解速率明显增加。 甲基毒死蜱的水解产物确证是3 ，5 ，6 三氯2 羟基吡啶和o ，o 二甲基磷酸盐i i 。 l _ 3 甲基毒死蜱的残留分析方法研究进展 有关甲基毒死蜱产品的分析方法，文献报道较多1 2 “，如气相色谱法、液相色谱法、 光谱法等。美国d o w 公司在我国登记注册的4 0 7 毒死蜱乳油的分析方法是采用液相色 谱法，残留分析则采用光谱法，而世界卫生组织关于毒死蜱和甲基毒死蜱含量分析则为 气相色谱法。 检测甲基毒死蜱的残留分析方法主要有气相色谱法、高效液相色谱法、分光光度法。 其中，甲基毒死蜱和它的主要代谢产物3 ，5 ，6 三氯2 羟基吡啶主要采用气相色谱法进行 分析测定。据相关文献报道】：1 9 7 4 年d e a h l 、t u c k e r ，1 9 7 5 年d e s m a r c h e l i e r 对谷物； 1 9 7 2 年h o l l i c k 、c o l l i s o n 对不同蔬菜作物；1 9 7 4 年，j o h n s o ne t c 对谷物、牛奶、尿和 粪便：1 9 7 5 年k u b o t a 对蔬菜、作物、土壤；1 9 7 0 年、1 9 7 1 年m c h e l l a re t c 对谷物、草、 牛、脂肪中甲基毒死蜱的测定均采用了气相色谱法。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。相对于含水量高的样品来说主要采用二氯甲烷进行提取； 土壤主要采用丙酮或甲醇溶液进行提取；干物质或脂肪组织主要采用正己烷进行提取。 提取液经液液分配，弗罗里硅土、硅胶或氧化铝层析柱进行净化。 从丙酮溶液中提取的甲基毒死蜱和它的o 一类似物主要采用气相色谱仪配火焰光度 检测器f p d 或氮磷检测器n p d 进行检测。其代谢产物羟基吡啶主要采用气相色谱仪配 郇n i 的电子捕获检测器e c d 进行检测。在检测之前，需经n ，o 一2 ( 三甲基硅) 乙酰胺 进行衍生化。 上述分析方法的最低检出浓度分别为：甲基毒死蜱o 0 0 1 0 0 2 m g k g ，0 类似物 o o l m g k g ，羟基吡啶0 0 0 1 0 0 5 m g k g 。在不同的样品中，其回收率为8 5 9 1 0 0 4 。 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 食品特别是蔬菜的质量和安全也相应要求愈来愈高。从目前文献看，国外对甲基毒死蜱 的环境行为研究均有报道，但国内研究相对较少。鉴于国内缺乏评价甲基毒死蜱环境毒 理的较为详细的数据，特别是缺乏制定甲基毒死蜱在甘蓝上合理使用准则的理论依据和 试验数据，因此开展了这方面的研究工作。 童签室些盔兰塑主芏焦丝塞! 垂垂墨璺垄笪壁：圭垫士盟塾望壁查塑查壁翌塞 第二章气相色谱法测定甘蓝、土壤上甲基毒死蜱残留动态的研究 甲基毒死蜱是一种高效广谱的有机磷杀虫剂，由于其毒性较低，世界上许多国家已 将其作为粮食储藏保护剂而广泛使用；同时也可有效的防治作物和果蔬类叶面害虫。对 于它在柑橘、莴苣、棉花、大豆等作物及土壤上的残留和降解动态的研究i n 5 b 均有相关 报道 3 1 , 3 2 , 3 4 , 3 5 , 4 2 】，而国内报道较少。因此在国内研究它在环境中的降解动态和残留，并 进行大面积试验示范和推广是极为必要的。 蓝及土壤上的残留动态，进而为更加科学、 蓝上合理使用准则提供基础数据。 2 1 材料与方法 2 1 1 小区试验概况 试验地点：吉林农业大学试验站 为了明确4 0 甲基毒死蜱乳油在我国北方甘 合理、安全用药以及为制定甲基毒死蜱在甘 试验土壤：草甸黑土，有机质含量3 3 ，p h 值为6 5 肚7 0 供试药剂：4 0 甲基毒死蜱乳油 供试品种：春茬甘蓝( 京丰l 号) 施药方法： 采用背负式喷雾器没得比一1 6 型将4 0 甲基毒死蜱乳油经两次稀释法 稀释后，均匀喷洒于作物表面。 施药时间：2 0 0 1 年6 月1 4 日- - 6 月2 9 日；2 0 0 2 年6 月2 5 日7 月8 日对小区进行施药。田 问小区面积为2 0 0 1 年2 0 m 2 ( 5 m 4 m ) ，2 0 0 2 年1 6 5m 2 ( 5 5 m 3 m ) 。 小区布局：三次重复，按各处理间随机排列，各重复问顺序排列。 2 1 2 残留试验田间设计 试验设消解动态及最终残留试验，其中最终残留试验设两个水平的施药剂量推荐 剂量( 4 5 0 9a i h a ) 和高剂量( 7 2 0 9a i h a ) ，分别进行1 次施药和3 次施药。先在施药3 次小区旌药2 次，喷药间隔7 d 后，再于各施药小区最后旋药1 次。采样间隔为施药后1 d 、 3 d 、7 d 。每个处理三次重复，并设空白对照。消解动态试验设高剂量一个处理，3 次重 复，采取1 次施药多次取样方式进行。待喷药雾滴挥干后，分别于1 2 4 d 、0 5 d 、l d 、2 d 、 3 d 、7 d 、1 4 d 、2 1 d 采样测定。 土壤采样深度为o - - 1 5 c m ，每个处理随机取样5 个点，最终取样不少于l k g 。用连 续四分法取2 0 0 9 ，阴干后过3 3 3 9 m ( 4 0 目) 标准筛，于一2 0 。c 下保存。甘蓝样品每个处理 随机取样5 个点，每点各采l 棵，共采5 棵，每小区样品总重不少于2 k g ，直接于一2 0 。c 下保存。 吉林农业大学硕士学位论文甲基毒死蜱在甘蓝，土壤中的残留动态和水解研究 2 1 3 测定条件和方法 2 1 3 1 试剂和仪器 2 1 3 1 1 试剂 氯化钠、无水硫酸钠( 用前6 5 0 灼烧4 h ) 、中性氧化铝( 1 3 0 烘烤4 5 h ，使用 前用6 水减活) 4 3 】；丙酮、石油醚( 6 0 9 0 。c ) ，均为分析纯，用前重蒸馏；甲基毒死 蜱标准样品：含量为9 9 ，由d o w a g r o s c i e n c e s 公司提供。 2 1 3 1 2 仪器 日本岛津g c 9 a 气相色谱仪：配火焰光度检测器f p d p ，c r - 3 a 色谱数据处理器： 高速组织捣碎机：回旋式振荡机；s h z 一3 型循环水多用真空泵；2 f a i 型真空旋转浓缩 器( 上海) ；进样器。 2 1 3 2 气相色谱条件 色谱柱：s e 5 4 ，1 5 m x o 5 3 m m x l 5 1 a m ；柱箱温度：黼6 0 。c ( 1 m i n ) 堡塑! 塑j1 9 0 。c ( 3 m i n ) ； 气化室温度2 6 0 ；检测器温度2 6 0 ；载气：氮气4 0 m l m i n ，氢气9 5 m l m i n ，空气 7 8 0 m l m i n ，尾吹气( 高纯氮) 5 m l m i n ；保留时间约为9 1 m i n 。 2 1 t 3 3 气相色谱检测 采用气相色谱g c 一9 a ，配火焰光度检测器f p d p ，进样量5 皿，采用外标法定量， 利用c r - 3 a 色谱数据处理器进行积分。利用保留时间对提取液中的甲基毒死蜱进行确证。 2 1 3 4 标准曲线的建立 甲基毒死蜱进样量从0 0 2 5 n g 5 n g ，获得一系列对应的峰面积值。以峰面积y ；f 进 样量脚n g ) 作图，得到直线回归方程y = 一1 2 0 3 + 9 3 7 0 6 4 x , r = o 9 9 9 9 。见图2 1 。 蝗5 0 0 0 0 高4 5 0 0 0 4 0 0 0 0 3 5 0 0 0 3 0 0 0 0 2 5 0 0 0 2 0 0 0 0 1 5 0 0 0 1 0 0 0 0 5 0 0 0 0 渺 、 “8 图2 1 甲基毒死蜱的标准曲线 f i 蜉1s t a n d a r dc t l r v eo f c h l o r p y r i f o s m e t h y l 查楚堡些盔芏塑主兰笪丝皇里垂垂丝坚垄芷堇：圭堡主塑塞堕望查塑坐壁堑塞 2 1 - 3 5 样品前处理 2 1 3 5 1 提取 甘蓝：取制各好的样品1 0 0 9 ( 精确至0 0 2 9 ) ，放入高速组织捣碎机中，) j h a i o o m l 丙酮匀浆后，用铺垫有c e l i t e 5 4 5 的布氏漏斗减压抽滤，每次用4 0 m l 丙酮清洗组织捣碎机 和布氏漏斗，共洗3 次，合并滤液转移到量筒中，用适量的丙酮清洗抽滤瓶，定容至 2 5 0 m l 。 土壤：称取2 0 9 ( 精确至0 0 2 9 ) 土样放入碘量瓶中，j j l l ) 1 0 0 m l 丙酮振荡提取4 h ， 余同甘蓝。 将5 0m l 提取液转入5 0 0 m l 分液漏斗，再加入5 0 m l 5 n a c i 溶液，先用5 0 m l 石油醚 清洗量筒后，倒入分液漏斗中振摇萃取提取液，共重复3 次，合并石油醚相，过无水硫 酸钠柱滤k 2 5 0 m l 旋转浓缩瓶中，用少量石油醚清洗柱壁，合并滤液后j j f i , ? , , 2 5 癸醇3 滴，在3 8 c 水浴中减压浓缩近干，然后用氮气吹干。 2 1 3 5 2 净化 层析柱上下两端加2 c m 厚无水硫酸钠，中间加5 9 中性氧化铝，用5 m l 石油醚预淋后， 3 m l 石油醚转移上样，用7 0 m l 石油醚淋洗，收集全部淋洗液，加入2 5 癸醇2 滴，减压 浓缩近干，用1 0 m l 石油醚定容( 土壤样品4 m l ) ，上机测定。 2 1 3 6 添加回收率试验 用空白对照区甘蓝和土壤样品进行添加甲基毒死蜱回收率试验。添加浓度为甘蓝和 土壤均设0 0 5 m g k g 、0 1 m g k g 和0 5 r a g k g z 个水平，各处理重复三次。 2 2 结果与分析 2 2 1 提取 由于甘蓝属含水量较高的样品，所以本试验选取与水混溶的丙酮作为提取剂。主要 是考虑到丙酮具有无毒、沸点适中、容易纯化，液液分配时容易分层，价格也较便宜 等诸多优点 4 3 4 6 】。 2 2 2 净化 本试验采用弱极性的石油醚对丙酮水提取液进行液- 液分配。由于石油醚可与丙酮 形成石油醚丙酮有机相体系，甲基毒死蜱在这一体系中的分配系数远大于水中的分配 系数，再通过有机相和水相的清晰分层，从而达到去除提取液中的水分和水溶性杂质的 目的。 液液分配后所收集的有机相中仍然含有杂质，主要是叶绿素。为了进一步净化， 国内外多采用柱层析法【35 1 。所以本试验也采用了柱层析法，层析柱中的填料为中性氧化 铝( 用前6 减活) 。经过这一处理后，得到澄清透亮的提取液，经浓缩后供仪器测试。 重整壅些盔堂亟主主! 壅堡塞 里茎圭墨坚查芏堇：攮主堕些壁型查塑坐整丛窒 中性氧化铝的使用，不仅可有效吸附叶绿素，而且节省淋洗液，且价格也较便宜。同时所 加入的无水硫酸钠，可进步除去微量水分。 2 2 3 气相色谱条件的选择 由于甲基毒死蜱在恒温条件下出峰时间较早，大约在3 m i n 左右，且有较大的杂质峰 干扰。所以本试验采用了程序升温，不仅避免了杂质峰的干扰，同时也延长了甲基