粉唑醇在土壤中的降解因素研究

下载贤集网APP入驻自媒体

> 粉唑醇在土壤中的降解因素研究
 何进，唐明明，潘思竹，金明娇
(贵州大学精细化工研究开发中心，贵州贵阳550025)
摘要：粉唑醇是重要的三唑类农药，广泛运用于农业生产及农产品的运输与储存。本文通过建立超高效液相色谱(UPLC－PDA)检测土壤中粉唑醇含量的方法。考察了粉唑醇在贵州，湖南，安徽土壤中的降解行为。探讨了土壤中主要因素:有机质、微生物、含水率以及pH值对粉唑醇降解的影响。结果表明:土壤中有机质含量越高，微生物越多，含水率越高，pH越大，粉唑醇在土壤中的降解速率越快。
关键词：粉唑醇;土壤;降解;UPLC
中图分类号:O657.72，TQ455.49文献标志码:A文章编号:1001－9677(2015)04－0121－03
粉唑醇:英文名称为Flutriafol，化学名称为(ＲS)－2，4＇－二氯－a－(1H－1，2，4－三唑－1－甲基)二苯基甲醇，是三唑类杀菌剂，作用机理与特点是抑制麦角甾醇的生物合成，能引起真菌细胞壁破裂和菌丝的生长，可防治禾谷类作物茎叶、穗部病害。如白粉病、锈病、煤尘、叶斑病等［1］。施用于作物上的粉唑醇经各种途径后，最终会进入土壤，进入土壤后的粉唑醇经各种途径、因素被逐渐降解，而影响土壤中降解的主要因素有土壤的含水率、有机质含量、微生物含量以及pH值等［2－4］。国内外到目前为止対粉唑醇的报道主要为色谱检测方法、残留分析与消解动态研究［5－8］等方面，土壤中影响其降解的因素研究还未见全面报道。本文通过室内模拟实验研究了粉唑醇在不同土壤及不同土壤条件下的消解动态，探究了土壤因素对粉唑醇降解的影响，以期为粉唑醇在土壤环境中的安全性评价提供科学依据。
1·材料与方法
1.1试剂
粉唑醇标准品(纯度99.5%)，德国Dr.EhrenstorferGmbH公司;二氯甲烷(AＲ)，上海申博化工有限公司;色谱甲醇，美国霍尼韦尔公司。
1.2仪器
WatersACQUITYUPLC，美国Waters公司;旋转蒸发器(ＲE－2000A型)，上海亚荣生化仪器厂;超声波清洗器(KQ－100B型)，昆山市超声仪器有限公司;电子天平(JY302)，上海浦春计量仪器有限公司。
1.3试样土
选取贵州黄壤、湖南红壤和安徽棕壤，自然避光晾干，研碎后过20目筛，备用。三地土壤性质见表1。

1.4土壤样品检测方法
1.4.1土壤前处理方法
称取5.0g土壤样品置于50mL离心管中，加入30mL二氯甲烷，超声提取15min后取出。在铺有Celite545的砂芯漏斗中抽滤，再用20mL上述提取剂洗涤容器与残渣后，合并滤液于100mL梨形瓶中，在40℃下旋蒸浓缩。用0.5mL甲醇定容，经0.22μm滤膜过滤，待超高效液相色谱检测。
1.4.2土壤样品的色谱条件
仪器:WatersACQUITYUPLC;色谱柱:ACQUITYUPLC=BEHC18色谱柱(50.0mm×2.1mmi.d.，1.7μm);检测波长:208nm;柱温:40℃;流速:0.3mL/min;进样量2μL;保留时间:10min;保留时间:5.2min。采用外标法定量。
1.5土壤培养
1.5.1含水率对降解的影响
准确称取5.00g土壤(贵州)于50mL离心管中，加入一定量的灭菌水调节土壤的含水率为12%、24%、36%，加入一定体积的粉唑醇标准溶液使土壤样品的初始浓度达到1mg/kg，强力搅拌，使农药与土壤混合均匀，静置于恒定室温(25℃)的暗箱中培养，并分别在2h、1、3、5、7、10、14、21、28、42、60、80、100d时取样，在培养过程中定期加入一定体积的灭菌水，使土壤含水量保持不变。按照1.4.1所述方法检测土壤中粉唑醇的残留量。每个样品重复处理3次。
1.5.2土壤细菌对降解的影响
土壤灭菌方法:将处理后的贵州土壤于180℃灭菌锅中灭菌3h，备用。准确称取5.00g土壤(贵州含菌土、灭菌土)至50mL离心管中，加入一定量的灭菌水使土壤的含水率为24%，并加入一定体积的粉唑醇标准溶液使土壤的初始浓度为1mg/kg，强力搅拌，使农药与土壤混合均匀，静置于恒定室温(25℃)的暗箱中培养，并分别在2h、1、3、5、7、10、14、21、28、42、60、80、100d时取样，在培养过程中定期加入一定体积的灭菌水，使土壤含水量保持不变。按照1.4.1所述方法检测土壤中粉唑醇的残留量。每个样品重复处理3次。
1.5.3pH值对降解的影响
准确称取5.00g土壤(贵州)于50mL离心管中，调节其pH值分别为4.7、6.7、8.4，加入一定量的灭菌水使土壤的含水率为24%，并加入一定体积的粉唑醇标准溶液使土壤的初始浓度为1mg/kg，强力搅拌，使农药与土壤混合均匀，静置于恒定室温(25℃)的暗箱中培养，并分别在2h、1、3、5、7、10、14、21、28、42、60、80、100d时取样，在培养过程中定期加入一定体积的灭菌水，使土壤含水量保持不变。按照1.4.1所述方法检测土壤中粉唑醇的残留量。每个样品重复处理3次。
1.5.4不同土壤对降解的影响
准确称取5.00g土壤(贵州、湖南、安徽)于50mL离心管中，加入一定量的灭菌水使土壤的含水率为24%，并加入一定体积的粉唑醇标准溶液使土壤的初始浓度为1mg/kg，强力搅拌，使农药与土壤混合均匀，静置于恒定室温(25℃)的暗箱中培养，并分别在2h、1、3、5、7、10、14、21、28、42、60、80、100d时取样，在培养过程中定期加入一定体积的灭菌水，使土壤含水量保持不变。按照1.4.1所述方法检测土壤中粉唑醇的残留量。每个样品重复处理3次。1.5.5土壤有机质对降解的影响
土壤去有机质方法:准确称取处理过的土壤40g于500mL大型玻璃烧杯中，加入少量灭菌水润湿土壤，静置片刻，然后加入30%的H2O2溶液50mL，迅速搅动以加速其氧化。将去除有机质后的土壤置于60℃烘箱中烘干，备用［4］。准确称取5.00g土壤(贵州含有机质土、去有机质土)于50mL离心管中，加入一定量的灭菌水使土壤的含水率为24%，加入一定体积的粉唑醇标准溶液使土壤样品的初始浓度达到1mg/kg，强力搅拌，使农药与土壤混合均匀，静置于恒定室温(25℃)的暗箱中培养，并分别在2h、1、3、5、7、10、14、21、28、42、60、80、100d时取样，按照1.4.1所述方法检测土壤中粉唑醇的残留量。每个样品重复处理3次。
2·结果与讨论
2.1方法准确度与添加回收率考察
称取5.00g土壤空白样品于50mL离心管内，分别添加三个浓度的粉唑醇标准溶液，每个样品平行重复5次，进行日内日间实验(n=5)，按1.4.1的前处理方法进行添加回收，结果(见表2)表明粉唑醇在土壤中的中的检出限(LOD)为0.006mg/kg，定量限(LOQ)为0.02mg/kg，添加回收率为77.6%～101.7%，相对标准偏差(ＲSD)为5.19%～11.41%。结果表明该法的准确度和添加回收率均符合农业部要求。

2.2土壤含水率对粉唑醇降解的影响
根据1.5.1中的实验方案，得出不同土壤含水率(12%、24%、36%)中粉唑醇的降解曲线如图1所示。由图1可以得出粉唑醇的降解效果顺序为36%＞24%＞12%。结果表明含水率越高，粉唑醇在土壤中降解速率越快，其降解速率与土壤的含水量呈正相关。这是由于水分能促使微生物的旺盛生长。

2.3土壤灭菌与否对粉唑醇降解的影响
根据1.5.2中的实验方案，得出灭菌土及未灭菌土中粉唑醇的降解曲线如图2所示。由图2可以得出粉唑醇在灭菌土中降解比未灭菌土中慢。结果表明土壤中微生物能加快粉唑醇的降解。

2.4不同pH值对粉唑醇降解的影响
根据1.5.4中的实验方案，得出不同pH值土中粉唑醇的降解曲线如图3所示。由图3可以得出粉唑醇降解的效果顺序为pH=8.4＞pH=6.7＞pH=4.7。结果表明土壤中粉唑醇的降解速率随pH值的增大而加快，粉唑醇在酸性环境中较碱性环境中稳定。

2.5不同土壤对粉唑醇降解的影响
根据1.5.5中的实验方案，得出不同土壤(贵州、湖南、安徽)中粉唑醇的降解曲线及消解半衰期如图4，表3。由图4可知粉唑醇的降解速率为:安徽＞贵州＞湖南。


2.6是否去除有机质对土壤中粉唑醇降解的影响
根据1.5.5中的实验方案，得出未含有机质土及含有机质土中粉唑醇的降解曲线如图5所示。由图5可以得出粉唑醇在含有机质土中降解较去有机质土中快。故土壤中含有的有机质对粉唑醇的降解起促进作用。这主要是有机质中存在大量具有催化分解过程的官能团，可以加速农药分解［9］。

3·结论
通过实验室模拟试验发现:粉唑醇在土壤中降解速率缓慢，半衰期在24.4～33.3天。本文研究表明:有机质，微生物，含水率，pH值均对粉唑醇在土壤中的降解有影响。但主要受pH值的影响。
参考文献
［1］Song，Y．T．，Zou，Z．，Gong，Y．，etal．Dissipationandresidues
offlutriafolinwheatandsoilunderfieldconditions［J］．Bulletinof
environmentalcontaminationandtoxicology，2012，89:611－614．
［2］卢桂宁，陶雪琴，杨琛，等．土壤中有机农药的自然降解行为［J］．土壤，2006，38(2):130－135．
［3］Tariq，M．I．，Afzal，S．，Hussain，I．Degradationandpersis－tenceofcotton
pesticidesinsandyloamsoilsfromPun－jab，Pakistan［J］．Environmental
Ｒesearch，2006，100:184－196．
［4］刘祥云，崔滢，杨艳．影响霜脲氰在土壤中降解的因素研究［J］．广州化工，2014，42(8):101－104．
［5］曹巍，关云飞，陈高部，等．粉唑醇的高效液相色谱分析［J］．农药，2011，50(4):276－278．
［6］于传宗，徐婧，吴萍．粉唑醇在小麦和土壤中残留量的气相色谱检测方法研究［J］．现代农药，2010，9(1):39－41．
［7］Blasco，C．，Font，G．．Solid－phasemicroextraction
liquidchromatography/tandemmassspectrometrytodeterminepostharvest
fungicidesinfruits［J］．Anal．Chem，2003，75:3606－3615．
［8］Yu，P．Z．，Jia，C．H．，Song，W．C．，etal．Dissipation
andresiduesofflutriafolinwheatandsoilunderfieldconditions
［J］．Bull．Environ．Contam．Toxicol．，2012，89:1040－1045．
［9］惠玉虎．土壤有机质对农药行为的影响［J］．土壤学进展，1989，17(2):40－44．