三乙膦酸铝在烟叶及土壤中的降解规律研究

孙惠青，杨云高，徐广军，曹爱华，司西高，王怡宏，王春生，李义强*，徐金丽，杨清林

（1.中国农业科学院烟草研究所，青岛 266101；2.四川省烟草公司凉山州公司会东县烟草营销部，四川 会东 615200；3.山东日照烟草有限公司，山东 日照 262300；4.山东中烟工业公司，济南 250013）

三乙膦酸铝(Phosethy-Al)即乙膦铝，属有机膦类内吸性低毒杀菌剂，对霜霉属、疫霉属等藻菌引起的病害有防效，常用于防治黄瓜霜霉病、大白菜霜霉病、球茎甘蓝霜霉病、番茄早疫病、烟草黑胫病、棉花疫病等。三乙膦酸铝的分析方法，报道较少，较多用重氮甲烷甲基化法，或用碘量滴定法：赖丰英等报道用滴定法测定混剂中三乙膦酸铝含量[1]，这两种方法操作复杂，过程要求严格，在做痕量分析时，误差较大；王雪等报道用离子色谱法，通过测定电离后乙基膦酸根来计算原药中三乙膦酸铝含量[2]；丁宁等也用离子色谱法对三乙膦酸铝进行了常量和痕量分析[3]；范志先等报道用顶空进样法测定三乙膦酸铝和代森锰锌混剂[4]；目前未见烟草上三乙膦酸铝残留检测分析方面的文献报道。笔者经过试验，考虑烟叶内在成分的复杂性，确定用顶空气相色谱法对烟叶及土壤中三乙膦酸铝进行残留分析。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 仪器 气相色谱仪-氢火焰离子化检测器(FID)，Agilent6890N；千分之一电子天平，SHIMADZU-UW420H；万分之一电子天平，ER-182A；恒温水浴箱(天津泰斯特仪器有限公司)。

1.1.2 试剂 乙醇、叔丁醇、氢氧化钠等均为分析纯(A.R.)；三乙膦酸铝标准品，纯度 86.0%，德国Dr.E公司购买；氢氧化钠溶液 2 mol/L；叔丁醇内标溶液，0.2 g叔丁醇，用2 mol/L氢氧化钠溶液定容1000 mL。

1.1.3 供试材料 三乙膦酸铝标准品，纯度86.0%，德国Dr.E公司提供；三乙膦酸铝标准品母液的配制：称取86.0%三乙膦酸铝标准品0.0116 g，以水溶解并定容至100 mL，每毫升母液中含三乙膦酸铝100 µg；供试农药，80%三乙膦酸铝可分散粒剂，江苏金坛市兴达化工厂提供。

烟草品种：山东为中烟100，湖南为云烟87。

1.2 方法

1.2.1 田间试验设计 最终残留试验设计两个剂量：高剂量600 g/667m2，低剂量400 g/667m2，两剂量分别施药3次、4次，施药间隔期7 d；消解动态试验800 g/667m2制剂用量施药1次。用水量50 kg/667m2，小区面积30 m2，每处理重复3次，以等量清水做空白对照[5]。根据试验设计和山东、云南的气候及烤烟长势，确定第1次施药时间分别为2008年7月10日和7月6日。

1.2.2 样品中三乙膦酸铝农药的提取 称取烟叶样品10.0 g于250 mL反应瓶中，加入50 mL 2mol/L的内标叔丁醇-氢氧化钠溶液，塞紧翻口胶塞，再用聚四氟乙烯生料带缠绕以防漏气。反应瓶置于80℃水温下水浴加热，每隔15 min摇动反应瓶1次，2 h后抽取顶空气体，气相色谱(FID检测器)测定。

1.2.3 分析测定 气相色谱仪-氢火焰离子化检测器(FID)，Agilent6890N；色谱柱：熔融石英毛细管柱 HP-FFAP(50 m×0.20 mm×0.30 μm)；检测条件：进样口温度 160 ℃，检测器温度 200 ℃，柱温90 ℃。

1.2.4 结果计算 内标-峰面积法定量。样本中残留的三乙膦酸铝，碱解生成乙醇的产率为39.03%，通过叔丁醇内标标定乙醇含量，最终确定样本中三乙膦酸铝残留量。计算公式如下[6]：

上式中，R—样品中乙醇含量(mg/kg)；C1—标准溶液浓度(mg/L)；V1—标准溶液反应气体进样体积(µL)；V2—样品溶液最终定容体积(mL)；V3—样品溶液反应气体进样体积(µL)；P1—标准溶液中乙醇峰面积/内标物峰面积；P2—样品溶液中乙醇峰面积/内标物峰面积；W—样品称取质量(g)。

2 结 果

2.1 方法检测限

上述气相色谱检测条件下，检测器对三乙膦酸铝(乙醇)最小检出量为7.1×10-10g；上述样品提取方法和检测条件下，测得三乙膦酸铝(乙醇)最低检出浓度鲜烟叶和土壤中为0.01 mg/kg，干烟叶中为0.05 mg/kg。

2.2 标准曲线

取一定量三乙膦酸铝标准品母液，配置成浓度分别为0.01, 0.1, 1.0, 5.0, 10.0 mg/L的标准曲线工作液，经反应后抽取反应瓶顶空气体，以乙醇气体理论进样量(ng)为横坐标，对应气相色谱测定峰面积为纵坐标绘制标准曲线，其一元线性回归方程为 y=2.63292+139.158x，相关系数为 r =0.99977(图 1)。

图1 标准曲线Fig.1 Standard curve

2.3 添加回收率试验

鲜、干烟叶和土壤空白样品，分别添加2个不同浓度的三乙膦酸铝标准品内标混合溶液，每个浓度重复5次，按上述方法碱解、检测。结果表明，三乙膦酸铝平均回收率84.40%～95.54%，相对标准偏差1.90%～8.20%，回收率和相对标准偏差均符合农药残留试验的要求(表1)。

表1 方法添加回收率试验结果Table1 Recovery of the method under the conditions of different addition levels

2.4 三乙膦酸铝在烟叶和土壤中的消解动态

图2为三乙膦酸铝在烟叶和土壤中的消解动态曲线。烟叶中三乙膦酸铝的 1 h原始沉积量为29.73～117.19 mg/kg，5 d时消解率超过50%，21 d时消解率超过 90%，消解方程分别为CT=20.1896e-0.10044T，CT=83.437e-0.14499T，半衰期2.44～3.14 d；土壤中1 h原始沉积量为3.31～10.26 mg/kg，7 d消解率接近或超过50%，14 d时消解率全部超过50%，35 d消解率超过90%，其消解方程分别为CT= 3.14803e-0.07156T，CT= 9.076e-0.09198T，半衰期为6.20～8.98 d。

2.5 三乙膦酸铝在烟叶和土壤中的最终残留分析

以推荐高剂量的 1.5倍剂量(600 g/667 m2)施药，三乙膦酸铝在烟叶中最终残留量 ND～28.77 mg/kg，在土壤中最终残留量0.10～6.40 mg/kg；以推荐高剂量(400 g/667 m2)施药，三乙膦酸铝在烟叶中的最终残留量为ND～10.24 mg/kg，在土壤中最终残留量为ND～2.78 mg/kg(表2)。

图2 三乙膦酸铝在烟叶和土壤中的消解动态Fig.2 Degradation of phosethy-Al in tobacco leaves and soils

表2 80%三乙膦酸铝可分散粒剂在烟叶和土壤中的最终残留量Table2 Final residues of phosethy-Al in tobacco leaves and soils

3 讨 论

80%三乙膦酸铝可分散粒剂在烟叶和土壤中消解速率差异较大。5 d时烟叶中三乙膦酸铝消解率已超过50%，21 d时消解率全部超过90%；而土壤中三乙膦酸铝消解速率相对较慢，在7 d时消解率只有1个数据超过 50%，14 d时消解率全部超过50%，35 d时消解超过90%。试验结果比较显示，整个试验过程，三乙膦酸铝在烟叶中消解速率大于土壤中，消解曲线呈递减趋势。

在消解动态试验中，烟叶和土壤中1 h原始沉积量湖南与山东数据差异较大，可能为烟叶面积大小和土壤对农药吸附渗透性不同所致，此外，两地的农事操作及施药习惯，也是导致两地消解动态试验1 h原始沉积量差异较大的原因。

烟叶面积大，表面褶皱多，具粘性，且下部叶片较上部叶片大，施药不均匀或药液兑水多，上部叶片药滴容易滴落至下部叶片，在下部叶片的褶皱处形成积液，导致农药残留量突高。喷雾器性能的优劣，也直接影响土壤中农药分析结果：喷雾效果好，土壤中农药分布均匀；喷雾时若形成大的药滴滴落土壤表面，也会导致农药残留量突高，直接影响残留试验数据准确性。因此，建立标准的农药残留试验模式，规范操作方式和器械，对保证试验数据准确性至关重要。

采用顶空气相色谱法，气体进样，杂质干扰少，乙醇峰和内标物叔丁醇分离度好，特别适合于烟叶等内在成分复杂的样品分析。三乙膦酸铝易溶于水，难溶于有机溶剂，常规的前处理和检测方法，难以施行，顶空进样法，通过测定三乙膦酸铝的碱解产物乙醇含量，从而推知三乙膦酸铝残留量，不失为简便有效的方法，其灵敏度和精确度均符合农药残留分析要求，可用于三乙膦酸铝的农残分析。

[1]赖丰英，周微.农药混剂中三乙膦酸铝含量测定方法的探讨[J].化工技术与开发，2007，36(11)：39-41.

[2]王雪，朱岩，张嘉捷.离子色谱法同时测定三(乙基膦酸)铝原药纯度及各杂质离子的含量[J].浙江大学学报: 理学版，2009，36(2)：180-182.

[3]丁宁，范志先，葛海英，等.三乙膦酸铝的纯化与离子色谱分析[J].青岛科技大学学报: 自然科学版，2008，29(3)：200-203.

[4]范志先，宋述尧，马凡如，等.三乙膦酸铝及其与代森锰锌混剂的顶空气相色谱分析方法[J].色谱，1993，11(5)：285-287.

[5]中华人民共和国农业部.NY-T 788-2004 农药残留试验准则[S].北京：中国农业出版社，2004：2-5.

[6]李本昌.农药残留量实用检测方法手册(第 1卷) [M].北京：中国农业科学技术出版社, 1995：32-33.