土壤中噻蟲嗪農(nóng)藥殘留的分析方法
噻蟲嗪(thiamethoxam)的化學(xué)名稱為3-(2-氯-噻唑-5-甲基)-5-甲基-4-N-硝基亞胺基-(1，3，5)惡二嗪，它是一種具有優(yōu)異活性的新煙堿類殺蟲劑，由諾華公司于1998年推向市場，適用于農(nóng)作物的莖葉處理、土壤處理和種子處理。與傳統(tǒng)的殺蟲劑相比，噻蟲嗪具有更廣的活性譜。更高的生物活性和更高的安全性，且其致毒作用速度快，持效期長。是取代那些對哺乳動物高毒、高殘留和對環(huán)境影響大以及抗性嚴(yán)重的有機(jī)磷類、氨基甲酸酯類、有機(jī)氯類等殺蟲劑的最佳替代品之一，適用于葉面和土壤施藥以及種子處理。目前，對噻蟲嗪殘留行為的研究主要集中于其在水體中，以及在蔬菜和水果中的殘留上，采用的分析方法為：在振蕩或微波等條件下萃取，用SPE等方法凈化。然后采用HPLC檢測定量。而有關(guān)其在土壤中殘留方面的研究很少，只有Sonia Campbell等對土壤中噻蟲嗪的殘留進(jìn)行研究。用快速溶劑法萃取。然后經(jīng)LC—UV檢測。在國內(nèi)，尚無噻蟲嗪在土壤中殘留分析方法的報(bào)道。 發(fā)生器| 多用表| 驗(yàn)電筆| 示波表| 電流表| 鉤表| 測試器| 電力計(jì)| 電力測量儀| 光度計(jì)| 電壓計(jì)| 電流計(jì)|
本文采用簡便、經(jīng)濟(jì)的前處理方法，將土壤中的噻蟲嗪提取并與土壤溶出物進(jìn)行分離，建立了一種可靠的土壤中噻蟲嗪殘留的分析方法，為研究噻蟲嗪的環(huán)境行為提供了準(zhǔn)確、靈敏的檢測依據(jù)。
1 材料和方法
1．1 主要儀器及設(shè)備
Agilentl 100高效液相色譜儀(安捷倫公司)，Turbo VapATOR濃縮儀(N2為載氣，Zymark公司)，500W長弧管形氙燈(上海亞明燈泡有限公司)，KQ-50型超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)，BS224S電子天平(北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司)，ZFQ-972旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器(天津市玻璃儀器廠)，層析拄(20cm×φ1.0cm)；SHB-Ⅲ型循環(huán)水式多用真空泵(鄭州長城科工貿(mào)易有限公司)等。
1．2 藥品與試劑
噻蟲嗪標(biāo)樣，純度≥98％，北京農(nóng)科所提供；乙腈為HPLC色譜純；甲醇、二氯甲烷、石油醚、乙酸乙酯均為分析純；硅膠(層析用，粒徑200～300目)；無水硫酸鈉，分析純，450℃烘4h。
1．3 實(shí)驗(yàn)方法
1．3．1標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制
(1)母液配制：用萬分之一電子天平準(zhǔn)確稱取噻蟲嗪0.3312g，溶于500mL二氯甲烷中，配制成濃度為500mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)母液。
(2)工作曲線的制作：用二氯甲烷將標(biāo)準(zhǔn)母液配制成0.242、0.484、0.726、0.968、1.210 mg/L 的工作溶液。分別準(zhǔn)確移取1mL標(biāo)準(zhǔn)溶液于濃縮工作站中，用高純氮吹脫至干，再用超純水定容至1mL，在HPLC上對定容后的樣品進(jìn)行測定，然后以質(zhì)量濃度(mg/L)為橫坐標(biāo)，峰面積為縱坐標(biāo)，作標(biāo)準(zhǔn)曲線。
1．3．2 土壤的采集與處理
從河南省新鄉(xiāng)市河南師大校園荒地取表層土壤(有機(jī)質(zhì)含量為2.01％，pH 8.3)，在實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干，粉碎，過10目篩。保存于磨口廣口瓶中備用。
1．3．3 含農(nóng)藥土壤樣品的制備
準(zhǔn)確稱取10.0g土壤樣品于200mL燒瓶中，分別加人12mL不同濃度的噻蟲嗪標(biāo)準(zhǔn)溶液，用超聲波振蕩10min充分混勻，放置于冰箱內(nèi)過夜。而后將其均勻分散于培養(yǎng)皿中。置通風(fēng)櫥中風(fēng)干，配制成含不同農(nóng)藥濃度的土壤樣品。
1．3．4 土壤的提取與凈化
稱取0.2000g的含農(nóng)藥土壤樣品于10mL容量瓶中，用不同有機(jī)溶劑作提取劑，在超聲條件下多次萃取，再在離心機(jī)里以轉(zhuǎn)速4000r/min 離心，合并上清液，在濃縮儀里濃縮至干，用少量二氯甲烷轉(zhuǎn)移至層析柱凈化。
在層析柱中從下至上依次裝人1g無水硫酸鈉、2.5g硅膠和1g無水硫酸鈉，用20mL石油醚預(yù)淋，然后加人噻蟲嗪殘留物濃縮液，先用45mL弱極性淋洗液淋洗，洗去土壤中的弱極性雜質(zhì)，再用40mL極性淋洗液淋洗，收集此淋洗液，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓濃縮至干，用水定容至1mL，過0.45μm膜，供HPLC測定。
1．3．5 HPLC測定條件
色譜柱為反相柱Zorbax C18，4.6mm×250mm，流動相為乙腈：水=20：80(v／v)；流速1.00mL/min；柱溫25℃，紫外檢測波長254nm，進(jìn)樣量20μL 。定量方式采用外標(biāo)法。
2 結(jié)果與分析
2．1 工作曲線的繪制
圖1 噻蟲嗪的標(biāo)準(zhǔn)曲線
噻蟲嗪的工作曲線如圖1，噻蟲嗪的濃度(X)與峰面積存在顯著的線形關(guān)系，其線形方程為：
Y=1423.09917X-20.63(r2=0.998 8)
該測定條件下噻蟲嗪標(biāo)準(zhǔn)樣色譜圖見圖2所示，其保留時(shí)間為5.96min。
圖2 噻蟲嗪標(biāo)樣的液相色譜圖
2．2 提取方法的確定
2．2．1 層析柱淋洗劑的確定
取0.2000g噻蟲嗪濃度為0.968 mg/kg的土壤樣品．用8mL乙醇，以5mL+3mL對土壤樣品進(jìn)行二次萃取，合并兩次萃取液濃縮至干后，用少量二氯甲烷轉(zhuǎn)入層析柱進(jìn)行凈化。
淋洗劑的確定先用TLC法來進(jìn)行定性和半定量。吸取一定量樣品溶液，點(diǎn)樣于硅膠G板上，首先用石油醚、乙酸乙酯、丙酮等弱極性溶劑作展開劑，將土壤中的大部分弱極性雜質(zhì)去除，通過實(shí)驗(yàn)確定初次展開劑為石油醚：乙酸乙酯(2：1)；然后用極性溶劑進(jìn)行第二次展開，將噻蟲嗪與其他殘余雜質(zhì)分離，吹干后在紫外燈下觀察。根據(jù)噻蟲嗪與土壤中雜質(zhì)的分離情況，確定幾種較好的溶劑配比。根據(jù)TLC實(shí)驗(yàn)的初步結(jié)果，再進(jìn)行柱淋洗實(shí)驗(yàn)，通過測定加標(biāo)回收率(見表1)，確定最佳的淋洗劑組成為甲醇：二氯甲烷=l：6。
表1 柱層析凈化中不同淋洗劑對土壤中噻蟲嗪回收率的影響
|
淋洗劑種類 |
添加回收率% |
標(biāo)準(zhǔn)差 |
變異系數(shù)% |
|
丙酮；石油醚（5：2） |
45.5 |
31.5 |
6.93 |
|
甲醇：二氯甲烷（1：5） |
74.7 |
3.88 |
5.19 |
|
甲醇：二氯甲烷（1：6） |
81.2 |
4.06 |
5.00 |
|
石油醚：二氯甲烷（1：1） |
74.6 |
3.93 |
7.39 |
2．2．2 土壤萃取劑的確定
取0.2000g噻蟲嗪濃度為0．968 mg/kg 的土壤樣品，分別用8 mL不同的溶劑。以5 mL+3 mL對土壤樣品進(jìn)行二次萃取。萃取液用硅膠層析柱凈化。以甲醇：二氯甲烷(1：6)為淋洗劑，淋洗液用HPLC進(jìn)行噻蟲嗪的定量分析，比較不同提取溶劑對土壤中噻蟲嗪萃取率的影響(表2)。結(jié)果表明，用甲醇作提取溶劑所得的添加回收率最高，平均添加回收率達(dá)86.9％。變異系數(shù)為4.46％。
2．2.3 萃取方式的確定
在確定了淋洗劑最佳組成為甲醇：二氯甲烷1：6。用甲醇作萃取劑后，又研究了3種不同提取方法的萃取率，每次萃取時(shí)間均為15min，結(jié)果見表3。從表中可以看出，土壤中噻蟲嗪的最佳提取方法是用甲醇3mL+3 mL+2 mL分3次提取，因此。以后的實(shí)驗(yàn)均采用3次甲醇提取法提取土壤中的噻蟲嗪。
2．3 添加回收試驗(yàn)
方法的準(zhǔn)確性以全過程標(biāo)準(zhǔn)添加回收率來衡量。方法的精密度以測定結(jié)果的變異系數(shù)來衡量。在土壤樣品中加入一定體積的噻蟲嗪標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，制成添加濃度分別為0.121、0.968、1.210、4.840 mg/kg的土壤樣品，采用上述建立的方法完成添加回收試驗(yàn)。結(jié)果見表4。
本方法中噻蟲嗪的最小檢測量為9.6×10-8g。土壤中的最低檢測濃度為0.024 mg/kg。噻蟲嗪在土壤中的添加樣品和空白樣品色譜圖見圖3、圖4。
表2 不同提取溶劑對土壤中噻蟲嗪萃取率的影響
|
提取溶劑 |
萃取率% |
標(biāo)準(zhǔn)差 |
變異系數(shù)% |
|
甲醇 |
86.9 |
3.87 |
4.46 |
|
乙醇 |
81.2 |
4.06 |
5.00 |
|
乙腈 |
44.5 |
4.11 |
9.23 |
|
丙酮 |
42.9 |
2.94 |
6.85 |
|
二氯甲烷 |
1.29 |
0.18 |
14.0 |
表3 不同提取方法對土壤中噻蟲嗪萃取率的影響
|
提取溶劑 |
萃取率% |
標(biāo)準(zhǔn)差 |
變異系數(shù)% |
|
8ml |
52.9 |
2.11 |
3.99 |
|
5ml+3ml |
86.9 |
3.87 |
4.46 |
|
3ml+3ml+2ml |
89.8 |
2.86 |
3.18 |
|
4ml+2ml+2ml |
76.9 |
3.47 |
3.72 |
表4 土壤中噻蟲嗪回收試驗(yàn)結(jié)果
|
添加濃度mg/kg |
添加回收率% |
標(biāo)準(zhǔn)差 |
變異系數(shù)% |
|
1.21 |
78.9 |
3.88 |
5.19 |
|
0.968 |
89.8 |
2.86 |
3.18 |
|
1.210 |
85.5 |
4.87 |
3.67 |
|
4.840 |
91.0 |
2.26 |
2.52 |
3 結(jié)論
(1)本研究結(jié)果表明土壤中的噻蟲嗪殘留物用甲醇在超聲振蕩萃取后，再經(jīng)硅膠柱層析凈化，用反相HPLC—UVD進(jìn)行檢測是可行的。
(2)本實(shí)驗(yàn)的土壤樣品采用了柱層析的凈化方法，雖然土壤樣品雜質(zhì)峰較多，但均能與樣品峰分開．不影響檢測，從而使操作程序得到簡化。
(3)當(dāng)噻蟲嗪在土壤中的濃度范圍為0.12～4.80mg/kg 時(shí)，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)添加回收率范圍為78.9％～90.1％，標(biāo)準(zhǔn)差為2.26～4.82，變異系數(shù)為2.52％～5.67％，基本上可達(dá)到農(nóng)藥殘留分析的要求。該方法可用于土壤中噻蟲嗪的殘留分析。
業(yè)務(wù)：