吡嘧磺隆在稻田环境中的消解动态研究

邓 源，郭正元

（湖南农业大学农业环境保护资源所，湖南 长沙 410128）

吡嘧磺隆（Pyrazosulfuron）属于磺酰脲类除草剂，化学名为5-(4，6-二甲氧基嘧啶基-2-氨基甲酰氨基磺-1-甲基吡唑-4-羧酸(乙酯)，商品名为草克星、水星、韩乐星，化学结构式为：

吡嘧磺隆以其高效、低毒等特性得到广泛应用，用于防除一年生和多年生阔叶杂草和莎草科杂草，如异性莎草、鸭舌草、水芹、野慈姑等。随着该类除草剂使用范围的扩大，其在农作物中的残留及对人类健康和环境造成的毒害越来越为人们所关注[1]。

吡嘧磺隆开发至今，国内外学者也从不同方面对其进行了研究[2-12]，如吡嘧磺隆分析方法、吡嘧磺隆降解菌S8-1、吡嘧磺隆对土壤呼吸强度和酶活性等研究，但这些研究大多集中在磺酰脲类除草剂在水、土壤、大豆、紫菜、人参等上的分析方法的建立。关于水稻田中吡嘧磺隆残留的分析较少，我国暂时还没有制定吡嘧磺隆在大米（糙米）中的最低检出限（MRL），吡嘧磺隆的无毒作用剂量（ADI值）为0～0.043 mg/kg，日本制定的吡嘧磺隆在大米中的MRL值为0.10 mg/kg。试验对吡嘧磺隆在稻田水、稻田土壤和水稻植株中的消解动态进行研究，旨在为农药的合理使用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 仪 器 Agilent-1200型液相色谱仪器（美国HP公司生产）；ZHWY-2102双层大容量全温度恒温培养震荡器；AUY120型分析天平；SHZ-D（Ⅲ）型循环水式真空泵；RE-2000A型旋转蒸发器；KQ3200型超声波清洗器；C型玻璃仪器气流烘干器；CLS-JLG-1型砻谷机；梨形抽滤瓶；具塞磨口三角瓶；玻璃层析柱；250 mL分液漏斗；量筒；100 mL烧杯；移液管等实验室常用玻璃仪器与设备。

1.1.2 试 剂 分析甲醇和色谱甲醇、乙酸乙酯、二氯甲烷、氯化钠、石油醚、丙酮、乙腈、无水硫酸钠、弗罗里硅土、盐酸、氢氧化钠（以上均为分析纯）。吡嘧磺隆标准样品纯度为95.0%。

1.1.3 液相色谱检测条件 色谱柱为UltimateXBC18(4.6 mm×250.0 mm，5 μm)；流动相为甲醇∶水=70∶30（水中含 0.5%的乙酸）；流速为 1.0 mL/min；柱温为30℃；紫外检测器波长为240 nm；进样量为20 μL，在上述条件下吡嘧磺隆的保留时间为11.3 min。

1.2 方法

试验分别于2011、2012年在湖南农业大学教学科研实验基地和北京科研实验基地进行。

1.2.1 田间试验方法 （1）稻田土壤和水。于未种植水稻的小区（1个处理，设3次重复，共3个试验小区）用20%吡嘧磺隆水分散粒剂2 250 g/hm2（有效成分吡嘧磺隆450 g/hm2），对水450 L/hm2稀释，对稻田喷雾施药一次。分别在施药后 2 h，l、3、5、7、10、14、21、30、42 d 采集稻田土壤和稻田水。每个小区随机采集稻田水（不少于10个点，样品不少于1 L），混合均匀后留取500 mL左右，装在洁净的塑料瓶中；同时随机取点5～10个，每个点用土钻采集0～10 cm深的土壤1～2 kg，除去土壤中的碎石、杂草和植物根茎等杂物，混匀后采用四分法留样500 g，装入洁净的样本容器中，贴好标签迅速运回实验室待制备（不能及时分析测定的贮存于-20℃冰柜中保存）。施药前采集空白作对照。（2）水稻植株。于水稻3叶一心期（1个处理，设3次重复，共3个试验小区），用20%吡嘧磺隆水分散粒剂225 g/hm2（有效成分吡嘧磺隆45 g/hm2），对水450 L/hm2稀释，对水稻茎叶喷雾施药一次。分别在施药后2 h，1、3、5、7、10、14、21、28、35、42 d 采集水稻植株样品，在试验小区内按对角线法多点随机取水稻植株（不少于10个点，不少于5 kg），切碎混匀，四分法留样200 g，装入洁净的样本容器中，贴好标签迅速运回实验室待制备（不能及时分析测定的贮存于-20℃冰柜中保存）。施药前采集空白作对照。

1.2.2 分析方法 （1）稻田水：量取水样100 mL，抽滤，将滤液转入250 mL分液漏斗中，加入30 mL10%氯化钠水溶液，分别用30、30、30 mL二氯甲烷萃取3次，萃取液经无水硫酸钠脱水后，在40℃下减压旋干，用色谱甲醇定容至5 mL，过0.45 μm膜，供液相色谱测定。（2）稻田土壤：称取土壤样品20.0 g，加入100 mL 80%丙酮溶液，振荡0.5 h，抽滤，浓缩，再将浓缩后的滤液用100 mL 10%氯化钠水溶液转入250 mL分液漏斗中，加入1 mol/L NaOH 溶液，调节 pH＞12后，用 30、30 mL石油醚萃取两次。弃去有机相，再加入1 mol/L HCl溶液，调节 pH＜2后，用 30、30、20 mL 二氯甲烷溶液萃取3次，萃取液后续试验过程同上。（3）水稻植株：称取已制备的水稻植株样品10.0 g，加入80 mL乙腈，振荡0.5 h，抽滤，浓缩，将滤液浓缩后用100 mL10%的NaCl转入250 mL分液漏斗中，加入1 mol/L NaOH溶液调节pH＞12后，用30、30 mL石油醚萃取两次。弃去有机相，再加入1 mol/L HCl溶液调节PH＜2后，用30、30、20 mL二氯甲烷溶液萃取3次，萃取液后续试验过程同上。

2 结果与分析

2.1 标准溶液的配制和线性关系的测定

用外标标准曲线法定量分析：准确称取吡嘧磺隆标准品，采用梯度稀释法配制浓度为0.046 5、0.465、1.860、4.650、9.300 mg/L 的吡嘧磺隆系列标准液，在所设定的色谱检测条件下依次进液相色谱仪测定，并对试验数据进行处理。以吡嘧磺隆标准液的浓度与峰面积作标准曲线。吡嘧磺隆的线性回归方程为：y=48.765 x+0.995，相关系数为：r=0.999 9；其中y为吡嘧磺隆峰面积，x为标准溶液浓度。

2.2 添加回收率与精密度

用空白对照稻田水、稻田土壤和水稻植株的样品进行3个浓度的添加回收率试验。当吡嘧磺隆在水中添加的3个浓度为0.01、0.1、1.0 mg/kg时，吡嘧磺隆在水中的平均添加回收率分别为101.9%、98.77%、100.8%，变异系数分别为6.8%、7.0%、2.0%；当吡嘧磺隆在土壤中添加的3个浓度为0.05、0.1、1.0 mg/kg时，吡嘧磺隆在土壤中的平均添加回收率分别为94.42%、90.91%、85.72%，变异系数分别为3.0%、7.2%、5.6%；当吡嘧磺隆在水稻植株中添加的3个浓度为0.1、0.5、1.0 mg/kg时，吡嘧磺隆在水稻植株中的平均添加回收率分别为89.24%、85.67%、83.68%，变异系数分别为1.7%、3.8%、4.6%。在所设定的色谱测定条件下，吡嘧磺隆的最小检出量为2.0×10-10g。稻田水、稻田土壤、水稻植株中吡嘧磺隆的最低检出浓度分别是0.01、0.05、0.1 mg/kg。因此，该分析方法准确性高，灵敏度及精密度均符合残留分析检测要求。

2.3 吡嘧磺隆在稻田环境中的残留消解动态

按照研究中的消解动态试验设计，进行采样测定，得到吡嘧磺隆在稻田水、稻田土壤和水稻植株中的残留消解动态结果（表1）。由表1可知，吡嘧磺隆在稻田水、稻田土壤和水稻植株中的消解均符合一级化学反应动力学方程Ct=C0e-kt。试验结果经对数转换和回归分析，得出了吡嘧磺隆在稻田水、稻田土壤和水稻植株中的消解曲线方程、半衰期及相关系数，其平均半衰期分别为2.29、2.73、2.29 d。

表1 吡嘧磺隆在稻田水、稻田土壤及水稻植株中的消解动力学方程、相关系数和半衰期

3 结论

（1）建立了稻田水、稻田土壤和水稻植株样品中吡嘧磺隆的残留分析方法。以80%丙酮（或乙腈）提取样品，调节pH值，用石油醚和二氯甲烷萃取，液相色谱方法检测，方法简便，易于操作。

（2）在液相色谱检测条件下，吡嘧磺隆标准溶液的线性关系良好，最小检出限在稻田水、土壤及水稻植株中分别为0.01、0.05、0.1 mg/kg。当浓度范围在0.01～1.00 mg/kg时，吡嘧磺隆在样品中的平均回收率范围为83.68%～101.9%。

（3）消解动态试验结果表明，吡嘧磺隆在稻田水、稻田土壤和水稻植株中的消解均符合一级化学反应动力学方程Ct=C0e-kt。20%吡嘧磺隆水分散粒剂用于水稻田后，在稻田水、稻田土壤和水稻植株中的消解均较快，属于易消解农药；在两个地点的两年试验中，吡嘧磺隆在稻田水、稻田土壤和水稻植株中的平均半衰期分别为2.29、2.73、2.29 d。田间试验一般在自然条件下进行，农药在喷施过程中由于降雨、刮风等天气因素的影响会有损失。

[1]吕晓玲，佘永新，王荣艳，王 静.磺酰脲类除草剂残留检测技术及其研究进展[J].分析测试学报，2009，（7）：875-880.

[2]隋 凯，李 军，卫 锋，等.固相萃取-高效液相色谱法同时检测大米中12种磺酰脲类除草剂的残留[J].色谱，2006，（2）：152-156.

[3]祁 彦.高效液相色谱法同时测定大豆中10种磺酰脲类除草剂的残留量[J].色谱，2004，22（6）：634-638.

[4]王和兴，黎源倩.固相萃取-高效液相色谱法同时测定大豆和大米中的磺酰脲类和二苯醚类除草剂残留 [J].分析化学，2007，（4）：536-540.

[5]李 娜，李 辉，邵 辉，等.超高效液相色谱-串联质谱法测定人参中磺酰脲类除草剂残留量[J].色谱，2011，29（4）：346-352.

[6]金 雁，姜 莉，赵 颖，等.高效液相色谱法同时测定蔬菜中多种磺酰脲类除草剂的残留量[J].现代仪器，2008，（4）：331-333.

[7]毛应明，王学松，熊建军.固相萃取-高效液相色谱法测定紫菜中吡嘧磺隆残留量[J].长春理工大学学报，2010，（12）：88-89.

[8]胡开峰.土壤中13种磺酰脲类除草剂多残留的超高效液相色谱-串联质谱法测定[J].农药，2006，（1）：117-123.

[9]叶贵标，张 微，崔 昕，等.高效液相色谱/质谱法测定土壤中10种磺酰脲类除草剂多残留[J].分析化学，2006，（9)：24-26.

[10]毛楠文，李方实.高效液相色谱法同时测定土壤中残留的苯脲类和磺酰脲类除草剂[J].农业环境科学学报，2008，（6）：33-34.

[11]陈 军，张宗祥，卜 伟，等.固相萃取-高效液相色谱法测定水中磺酰脲类除草剂[J].环境监测管理与技术，2007，（5）：122-124.

[12]何成艳，黎源倩，王和兴.固相萃取-高效液相色谱测定水中5种磺酰脲类除草剂[J].现代预防医学，2008，（3）：233-236.