高效液相色谱法测定土壤中甲萘威残留

高效液相色谱法测定土壤中甲萘威残留

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农药。它被广泛用于控制水稻、小麦、棉花、果树、蔬菜和其他作物害虫、寄生虫和卫生害虫。近十多年来的研究发现:甲萘威能引起哺乳动物肝脏微粒体酶的变化,抑制HL-2依赖型T细胞的增殖;长时间接触甲萘威可引起亚慢性神经中毒;离体培养条件下引起大型粒状淋巴细胞免疫功能的改变。由于甲萘威对环境的污染和在食品、水果(如苹果、葡萄及其制成品)中残留出现频率的不断增加,对人体造成的危害日益引起人们的重视。尽管国内外对氨基甲酸酯类药物的各方面进行了广泛的研究,而且残留分析方法也很多,但是对甲萘威的残留分析方法研究主要集中在免疫分析法,荧光色谱分析法、毛细管电泳法等,而应用液相色谱法研究甲萘威在我国南方小白菜上使用后,小白菜植株和菜园土壤中的残留及消解动态报道较少。本文主要采用反相高效液相色谱法研究甲萘威在小白菜及菜园土壤中的残留分析方法及消解动态。1材料和方法1.1仪器和试剂1.1.1shy-2msHP-1100型高效液相色谱仪(美国惠普公司生产,带紫外检测器及HP化学工作站);水浴恒温振荡机(SHY-2AS,江苏环保仪器厂);电热恒温鼓风干燥箱(PYX-DHG-9101-1SA,广东韶关科力实验仪器有限公司);旋转蒸发器(RE-52,上海青浦沪西仪器厂);FA2104S型万分之一电子天平(上海精密仪器厂生产);玻璃层析柱20cm×1.5cm具塞磨口三角瓶等实验室常用玻璃仪器设备。1.1.2样品的分析纯6%甲萘威·四聚乙醛(颗粒剂),甲萘威标准品(纯度大于99.5%),丙酮(分析纯),二氯甲烷(分析纯),甲醇(色谱纯),无水硫酸钠(分析纯),弗罗里硅土(分析纯,650℃马福炉烘4h,5%水脱活)。1.2方法1.2.1不锈钢柱的填充HP1100型高效液相色谱仪(带紫外检测器及HP化学工作站);色谱柱:250mm×4mm不锈钢柱,内填充ODSHypersid(5µm);流动相:甲醇-水(体积比55∶45);流速:0.8mL/min;柱温:30℃;检测波长:220nm;进样量:20µL;在上述条件下甲萘威的保留时间是7.4min。1.2.2气候、水文条件田间试验在长沙市湖南农业大学试验基地和广州市华南农业大学试验基地进行。长沙属亚热带湿润季风气候,年平均气温16~18℃,年降水量1200~1700mm,土壤为河潮土,肥力中等,河水灌溉;广州属亚热带季风气候,年平均气温在20~23℃之间,年降水量在1500~2000mm之间,土壤为菜园土,肥力水平较高,河水灌溉。两试验基地历年都未施过甲萘威。1.2.3田间不同处理对小株甲威的残留量2007年3—5月以湖南农业大学试验基地和华南农业大学试验基地为试验地,两地试验同时进行。选择未施用过甲萘威的小白菜地,设置每小区面积为30m2,小区设3个重复,同时设置空白对照区,小区随机排列,小区间设保护行。在小白菜苗期,用6%甲萘威·四聚乙醛颗粒剂21000g/hm2(有效成分1260g/hm2)碾磨粉碎后对水稀释对小白菜植株和土壤封闭式喷雾施药,于施药后1h,1、2、3、5、7、14、21、28d从每小区随机取植株地上部分(全株)不少于12个个体(不少于1kg);取0~10cm耕作层土壤(不少于10个采用点)不少于1kg,分别测定小白菜植株和菜园土壤中甲萘威的残留量。试验重复3次。根据测定结果得出甲萘威在小白菜植株和菜园土壤中的消解模式和半衰期。1.2.4分析样品制备土壤样品:从试验小区取回的土壤样品,去除砂石和动植物残体,粉碎后过850µm筛制成待分析样品,贮于玻璃瓶(同时称2份测定水分,计算含水率)。小白菜样品:从试验小区取回的小白菜样品,纵向切开用四分法取样品约500g切碎混匀,制成待测样品。2残留量的测定准确称取已制备的土壤样品50g,置于250mL具塞三角瓶中,加入80mL丙酮,静置1晚后振荡1h减压过滤,滤液用旋转蒸发仪浓缩至近干,用色谱甲醇定容至5mL,过0.45µm微孔滤膜,进HPLC测定甲萘威残留量。小白菜样品:准确称取已制备待测的小白菜植株样品15g,置于250mL具塞三角瓶中,加入5g无水硫酸钠、60mL二氯甲烷和5mL丙酮,静置1晚后振荡1h减压过滤,滤液用旋转蒸发仪浓缩至0.5mL,待净化。3样品的制备及测定甲上述小白菜样品浓缩液定量转移至弗罗里硅土层析柱中。层析柱自下往上按2cm高无水硫酸钠、混合均匀的5g弗罗里硅土和0.2g活性炭、2cm高无水硫酸钠装柱,先用20mL的二氯甲烷-丙酮混合液(体积比100∶1)预淋洗,再用二氯甲烷-丙酮混合液(体积比100∶1)淋洗,收集60mL淋出液,浓缩近干,用色谱甲醇定容至5mL,过0.45µm微孔滤膜,进HPLC测定甲萘威残留量。1.2.5样品前处理用小白菜植株和菜园土壤的空白样品进行3个质量分数的添加回收率实验,使小白菜植株、菜园土壤中甲萘威的实际添加量分别为0.1、1.0、2.0mg/kg,按照1.2.4样品前处理方法进行处理,进HPLC检测。根据回收率实验结果评价分析方法准确度和精密度。2结果与分析2.1甲威、铁线型母液的检测用外标标准曲线法定量分析。准确称取甲萘威标准品(纯度:99.5%)0.0431g,用色谱甲醇溶解,定容至50mL得质量浓度为862mg/L的母液,采用系列稀释法,配制成质量浓度为0.06896、0.13792、0.6896、1.3792、2.7584mg/L的工作液。将工作液依次进高效液相色谱仪测定,所得峰面积分别为27.965,65.331,310.650,652.250,1321.260mAu·s。按不同甲萘威质量浓度对所得峰面积绘制标准曲线,求得甲萘威检测质量浓度的线性范围。标准曲线回归方程y=480.72x-8.5015,相关系数r2=0.9998。2.2样品的测定和统计准确称取小白菜植株样品15g、菜园土壤样品50g分别添加一定量的甲萘威标准溶液,使小白菜植株中甲萘威的实际添加量分别为0.1、1.0、2.0mg/kg。按照1.2.4方法进行分析测定并统计结果,小白菜植株样品中甲萘威的添加回收率在85.11%~109.98%之间,变异系数在3.61%~9.36%之间;菜园土壤样品中甲萘威的添加回收率在93.68%~109.31%之间,变异系数在0.69%~3.40%之间。分析数据准确度可靠,方法符合农药残留检测要求。结果见表1。2.3对环境的影响用6%甲萘威·四聚乙醛颗粒剂21000g/hm2(有效成分1260g/hm2)碾磨粉碎后对水稀释对小白菜植株和土壤进行喷雾施药处理,施药后间隔不同的时间采集的小白菜植株、菜园土壤样品中甲萘威的残留量见表2。可见甲萘威在环境中消解较快,对环境和人类健康危害较小。甲萘威在小白菜植株、菜园土壤中的消解动态方程,相关系数及半衰期见表3。实验结果表明:甲萘威在小白菜植株和菜园土壤中的半衰期小于Gibbs、Liu等所得出甲萘威在实验室下半衰期为3~8d的结果。农药在自然环境中的消解方式比较复杂,除了微生物降解、光解、植物代谢外还有雨水淋失等,因此农药在自然环境条件下的半衰期小于实验室条件下的半衰期。从表3可得:甲萘威在广州地区小白菜植株和菜园土壤中消解较长沙地区快,这有可能广州的年平均气温(20~23℃)高于长沙(16~18℃)的缘故,气温可能是促进甲萘威在小白菜植株和土壤中消解的主要原因,这与张晓明等的研究结果一致。甲萘威在小白菜植株中较菜园土壤中消解快,这有可能是除外界环境(温度、光照、降水量等)和微生物的降解作用外,小白菜生长引起的农药稀释作用所为。3样品的测定和纯化6%甲萘威·四聚乙醛颗粒剂在我国长沙、广州小白菜上使用后,其有效成分甲萘威在小白菜植株具有较好的消解能力。实验条件下,仪器对甲萘威的最小检出量为2.21×10-10g,小白菜植株、菜园土壤中甲萘威的最小检出质量分数分别为0.021、0.015mg/kg,分析方法的灵敏度符合农药残留测定要求。添加回收率实验中3个质量分数添加回收率在85.11