高效液相色譜法測定土壤中甲萘威殘留

甲醇是世界上首次出售并大量使用的高效低毒氨基丙烯酸農藥。它被廣泛用于控制水稻、小麥、棉花、果樹、蔬菜和其他作物害蟲、寄生蟲和衛生害蟲。近十多年來的研究發現:甲萘威能引起哺乳動物肝臟微粒體酶的變化,抑制HL-2依賴型T細胞的增殖;長時間接觸甲萘威可引起亞慢性神經中毒;離體培養條件下引起大型粒狀淋巴細胞免疫功能的改變。由于甲萘威對環境的污染和在食品、水果(如蘋果、葡萄及其制成品)中殘留出現頻率的不斷增加,對人體造成的危害日益引起人們的重視。盡管國內外對氨基甲酸酯類藥物的各方面進行了廣泛的研究,而且殘留分析方法也很多,但是對甲萘威的殘留分析方法研究主要集中在免疫分析法,熒光色譜分析法、毛細管電泳法等,而應用液相色譜法研究甲萘威在我國南方小白菜上使用后,小白菜植株和菜園土壤中的殘留及消解動態報道較少。本文主要采用反相高效液相色譜法研究甲萘威在小白菜及菜園土壤中的殘留分析方法及消解動態。1材料和方法1.1儀器和試劑1.1.1shy-2msHP-1100型高效液相色譜儀(美國惠普公司生產,帶紫外檢測器及HP化學工作站);水浴恒溫振蕩機(SHY-2AS,江蘇環保儀器廠);電熱恒溫鼓風干燥箱(PYX-DHG-9101-1SA,廣東韶關科力實驗儀器有限公司);旋轉蒸發器(RE-52,上海青浦滬西儀器廠);FA2104S型萬分之一電子天平(上海精密儀器廠生產);玻璃層析柱20cm×1.5cm具塞磨口三角瓶等實驗室常用玻璃儀器設備。1.1.2樣品的分析純6%甲萘威·四聚乙醛(顆粒劑),甲萘威標準品(純度大于99.5%),丙酮(分析純),二氯甲烷(分析純),甲醇(色譜純),無水硫酸鈉(分析純),弗羅里硅土(分析純,650℃馬福爐烘4h,5%水脫活)。1.2方法1.2.1不銹鋼柱的填充HP1100型高效液相色譜儀(帶紫外檢測器及HP化學工作站);色譜柱:250mm×4mm不銹鋼柱,內填充ODSHypersid(5μm);流動相:甲醇-水(體積比55∶45);流速:0.8mL/min;柱溫:30℃;檢測波長:220nm;進樣量:20μL;在上述條件下甲萘威的保留時間是7.4min。1.2.2氣候、水文條件田間試驗在長沙市湖南農業大學試驗基地和廣州市華南農業大學試驗基地進行。長沙屬亞熱帶濕潤季風氣候,年平均氣溫16~18℃,年降水量1200~1700mm,土壤為河潮土,肥力中等,河水灌溉;廣州屬亞熱帶季風氣候,年平均氣溫在20~23℃之間,年降水量在1500~2000mm之間,土壤為菜園土,肥力水平較高,河水灌溉。兩試驗基地歷年都未施過甲萘威。1.2.3田間不同處理對小株甲威的殘留量2007年3—5月以湖南農業大學試驗基地和華南農業大學試驗基地為試驗地,兩地試驗同時進行。選擇未施用過甲萘威的小白菜地,設置每小區面積為30m2,小區設3個重復,同時設置空白對照區,小區隨機排列,小區間設保護行。在小白菜苗期,用6%甲萘威·四聚乙醛顆粒劑21000g/hm2(有效成分1260g/hm2)碾磨粉碎后對水稀釋對小白菜植株和土壤封閉式噴霧施藥,于施藥后1h,1、2、3、5、7、14、21、28d從每小區隨機取植株地上部分(全株)不少于12個個體(不少于1kg);取0~10cm耕作層土壤(不少于10個采用點)不少于1kg,分別測定小白菜植株和菜園土壤中甲萘威的殘留量。試驗重復3次。根據測定結果得出甲萘威在小白菜植株和菜園土壤中的消解模式和半衰期。1.2.4分析樣品制備土壤樣品:從試驗小區取回的土壤樣品,去除砂石和動植物殘體,粉碎后過850μm篩制成待分析樣品,貯于玻璃瓶(同時稱2份測定水分,計算含水率)。小白菜樣品:從試驗小區取回的小白菜樣品,縱向切開用四分法取樣品約500g切碎混勻,制成待測樣品。2殘留量的測定準確稱取已制備的土壤樣品50g,置于250mL具塞三角瓶中,加入80mL丙酮,靜置1晚后振蕩1h減壓過濾,濾液用旋轉蒸發儀濃縮至近干,用色譜甲醇定容至5mL,過0.45μm微孔濾膜,進HPLC測定甲萘威殘留量。小白菜樣品:準確稱取已制備待測的小白菜植株樣品15g,置于250mL具塞三角瓶中,加入5g無水硫酸鈉、60mL二氯甲烷和5mL丙酮,靜置1晚后振蕩1h減壓過濾,濾液用旋轉蒸發儀濃縮至0.5mL,待凈化。3樣品的制備及測定甲上述小白菜樣品濃縮液定量轉移至弗羅里硅土層析柱中。層析柱自下往上按2cm高無水硫酸鈉、混合均勻的5g弗羅里硅土和0.2g活性炭、2cm高無水硫酸鈉裝柱,先用20mL的二氯甲烷-丙酮混合液(體積比100∶1)預淋洗,再用二氯甲烷-丙酮混合液(體積比100∶1)淋洗,收集60mL淋出液,濃縮近干,用色譜甲醇定容至5mL,過0.45μm微孔濾膜,進HPLC測定甲萘威殘留量。1.2.5樣品前處理用小白菜植株和菜園土壤的空白樣品進行3個質量分數的添加回收率實驗,使小白菜植株、菜園土壤中甲萘威的實際添加量分別為0.1、1.0、2.0mg/kg,按照1.2.4樣品前處理方法進行處理,進HPLC檢測。根據回收率實驗結果評價分析方法準確度和精密度。2結果與分析2.1甲威、鐵線型母液的檢測用外標標準曲線法定量分析。準確稱取甲萘威標準品(純度:99.5%)0.0431g,用色譜甲醇溶解,定容至50mL得質量濃度為862mg/L的母液,采用系列稀釋法,配制成質量濃度為0.06896、0.13792、0.6896、1.3792、2.7584mg/L的工作液。將工作液依次進高效液相色譜儀測定,所得峰面積分別為27.965,65.331,310.650,652.250,1321.260mAu·s。按不同甲萘威質量濃度對所得峰面積繪制標準曲線,求得甲萘威檢測質量濃度的線性范圍。標準曲線回歸方程y=480.72x-8.5015,相關系數r2=0.9998。2.2樣品的測定和統計準確稱取小白菜植株樣品15g、菜園土壤樣品50g分別添加一定量的甲萘威標準溶液,使小白菜植株中甲萘威的實際添加量分別為0.1、1.0、2.0mg/kg。按照1.2.4方法進行分析測定并統計結果,小白菜植株樣品中甲萘威的添加回收率在85.11%~109.98%之間,變異系數在3.61%~9.36%之間;菜園土壤樣品中甲萘威的添加回收率在93.68%~109.31%之間,變異系數在0.69%~3.40%之間。分析數據準確度可靠,方法符合農藥殘留檢測要求。結果見表1。2.3對環境的影響用6%甲萘威·四聚乙醛顆粒劑21000g/hm2(有效成分1260g/hm2)碾磨粉碎后對水稀釋對小白菜植株和土壤進行噴霧施藥處理,施藥后間隔不同的時間采集的小白菜植株、菜園土壤樣品中甲萘威的殘留量見表2。可見甲萘威在環境中消解較快,對環境和人類健康危害較小。甲萘威在小白菜植株、菜園土壤中的消解動態方程,相關系數及半衰期見表3。實驗結果表明:甲萘威在小白菜植株和菜園土壤中的半衰期小于Gibbs、Liu等所得出甲萘威在實驗室下半衰期為3~8d的結果。農藥在自然環境中的消解方式比較復雜,除了微生物降解、光解、植物代謝外還有雨水淋失等,因此農藥在自然環境條件下的半衰期小于實驗室條件下的半衰期。從表3可得:甲萘威在廣州地區小白菜植株和菜園土壤中消解較長沙地區快,這有可能廣州的年平均氣溫(20~23℃)高于長沙(16~18℃)的緣故,氣溫可能是促進甲萘威在小白菜植株和土壤中消解的主要原因,這與張曉明等的研究結果一致。甲萘威在小白菜植株中較菜園土壤中消解快,這有可能是除外界環境(溫度、光照、降水量等)和微生物的降解作用外,小白菜生長引起的農藥稀釋作用所為。3樣品的測定和純化6%甲萘威·四聚乙醛顆粒劑在我國長沙、廣州小白菜上使用后,其有效成分甲萘威在小白菜植株具有較好的消解能力。實驗條件下,儀器對甲萘威的最小檢出量為2.21×10-10g,小白菜植株、菜園土壤中甲萘威的最小檢出質量分數分別為0.021、0.015mg/kg,分析方法的靈敏度符合農藥殘留測定要求。添加回收率實驗中3個質量分數添加回收率在85.11