高效液相色譜法測定植煙土壤中砜嘧磺隆的殘留量

李 揚，李榮玉，張易成，黃化剛，申 燕，陳 雪，尹顯慧*

(1.貴州大學 作物保護研究所，貴州 貴陽 550025；2.貴州省煙草公司畢節(jié)市公司，貴州 畢節(jié) 551700)

高效液相色譜法測定植煙土壤中砜嘧磺隆的殘留量

李 揚1，李榮玉1，張易成1，黃化剛2，申 燕2，陳 雪2，尹顯慧1*

(1.貴州大學 作物保護研究所，貴州 貴陽 550025；2.貴州省煙草公司畢節(jié)市公司，貴州 畢節(jié) 551700)

砜嘧磺隆在土壤中的殘留容易使后茬煙草產(chǎn)生藥害。為明確植煙土壤中砜嘧磺隆的殘留狀況，建立了高效液相色譜法測定土壤中砜嘧磺隆殘留量的分析方法。樣品用乙腈振蕩提取，經(jīng)中性氧化鋁層析柱凈化后，通過紫外檢測器檢測，外標法定量。結果表明：砜嘧磺隆的最低檢出量為1.0×10-12g，土壤中的最低檢出濃度為0.002 mg·kg-1；在0.05～5 mg·kg-1范圍內(nèi)，砜嘧磺隆的峰面積與其質(zhì)量濃度間呈良好的線性關系，相關系數(shù)為1；在添加水平為0.05～0.5 mg·kg-1范圍內(nèi)，土壤中砜嘧磺隆的平均回收率為95.55～97.69%，相對標準偏差為1.33～4.62%。采用該方法對大方縣不同煙區(qū)土壤砜嘧磺隆的殘留狀況進行了摸底，經(jīng)檢測5個煙區(qū)中以黃泥塘鎮(zhèn)黃泥村和平組土樣中砜嘧磺隆的殘留量最大，為0.008 mg·kg-1，在烤煙生產(chǎn)中有產(chǎn)生砜嘧磺隆藥害的風險。

高效液相色譜；植煙土壤；砜嘧磺??；殘留；藥害

砜嘧磺隆(Rimsulfuron)，化學名稱N-(((4，6-二甲氧基-2-嘧啶基)氨基)羰基)-3-(乙基磺酰基)-2-吡啶磺酰胺，是美國杜邦公司20世紀80年代中期開發(fā)的一種磺酰脲類芽后除草劑[1，2]，其除草機理主要是通過雜草莖葉及根部吸收后迅速在植物內(nèi)傳導并抑制雜草纈氨酸及異亮氨酸的合成，阻止細胞分裂，從而達到殺死雜草效果[3]。1997年在我國注冊作為馬鈴薯、煙草和玉米田除草劑開始推廣使用，因其具有用量低、高效、對哺乳動物低毒以及獨特的除草機理等特點[3-6]，且對玉米田中的一年生和多年生禾本科雜草和大多數(shù)闊葉雜草有著良好的防治效果[6-8]，所以受到玉米種植戶的青睞而被作為玉米田除草劑推廣應用。然而隨著砜嘧磺隆的廣泛應用，其在土壤中半衰期較長，微量殘留即可對后茬敏感作物造成藥害，已成為農(nóng)業(yè)和環(huán)境科學工作者日益關心的重要問題[9-11]。郝文波等[12]發(fā)現(xiàn)磺酰脲類除草劑土壤殘留會不同程度地抑制煙株的根、莖、葉的生長，本研究團隊前期也發(fā)現(xiàn)砜嘧磺隆土壤殘留可致煙草產(chǎn)生煙株矮小、煙葉黃化、生長受到嚴重抑制等藥害癥狀[13]。近年來，隨著貴州省畢節(jié)地區(qū)烤煙-玉米輪作模式的普及，由于用戶對除草的特性和環(huán)境行為等方面缺乏足夠的認識，盲目大量地使用除草劑致使土壤殘留超標，給烤煙安全生產(chǎn)帶來了極大隱患。尤其是2014～2016年在大方縣黃泥塘鎮(zhèn)雞場單元，出現(xiàn)了大面積的除草劑藥害，不僅給煙農(nóng)帶來了巨大的經(jīng)濟損失，還嚴重制約了該地區(qū)煙葉生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。由于砜嘧磺隆的活性高，低殘留特性致使其在水體、土壤和作物中的殘留檢測難度大，因此如何建立高靈敏度的殘留檢測方法成為了相關研究領域的熱點之一[10，11]。目前砜嘧磺隆檢測常采用的方法有酶聯(lián)免疫分析法[14]、氣相色譜法[15]、高效液相色譜法[16]、光化學熒光分析法[17]等。本研究采用高效液相色譜法對植煙土壤中砜嘧磺隆的殘留狀況進行檢測，以期為砜嘧磺隆的安全合理使用、殘留檢測方法和生態(tài)環(huán)境安全評價提供參考。

1 材料與方法

1.1儀器與試劑

1.1.1儀器 Waters 600E液相色譜儀(美國 Waters)；YS-02型高速粉碎機(北京燕山正德機械設備有限公司)；DHG-9023A電熱恒溫鼓風干燥箱(上海一恒科技有限公司)；JA2003電子天平(上海良平儀器儀表有限公司)；HIS10260D超聲波清洗機(天津恒奧科技發(fā)展有限公司)。

1.1.2試劑 100 mg·L-1砜嘧磺隆標準溶液(國家標準物質(zhì)網(wǎng)購買)；甲醇(色譜純)；乙腈(分析純)；純凈水。

1.2砜嘧磺隆殘留分析方法

1.2.1試驗材料 供試土壤分別采自貴州省畢節(jié)市大方縣黃泥塘鎮(zhèn)煙草種植基地(黃泥塘鎮(zhèn)黃泥村新民組、和平組，黑桃鄉(xiāng)煙草科技示范園，理化鄉(xiāng)理化村和大曲鎮(zhèn)六龍村各3份)。土壤用取土器按照五點采樣法取1～15 cm表層土壤，混合均勻，經(jīng)風干除去碎石等雜物，按四分法取樣1 kg，過2 mm孔徑篩，最后取0.5 kg左右貯存在-20℃冰箱中待測。

1.2.2樣品提取 稱取土壤樣品10.0 g，置于250 mL具塞三角瓶中，分別加入20 mL蒸餾水和20 mL乙腈，浸泡2 h后震蕩提取1 h。過濾至事先裝有2 g氯化鈉的具塞量筒中，用力振搖5 min，靜置60 min以上。取5 mL上層乙腈相于燒瓶中，40℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至約3 mL待凈化。

1.2.3樣品凈化 取內(nèi)徑1.5 cm，長18 cm玻璃層析柱，先在層析柱底部墊少許玻璃棉，然后依次裝入3 g無水硫酸鈉、8 g弗羅里硅土、3 g無水硫酸鈉(無水硫酸鈉和弗羅里硅土都經(jīng)過高溫烘干)，每加一層都稍微震實、震平。裝好的柱子先用20 mL二氯甲烷：丙酮(V∶V=4∶6)預淋，待預淋液液面進入下層無水硫酸鈉時，將待凈化的樣品濃縮液移入柱中，棄去預淋液，用80 mL二氯甲烷：丙酮(V∶V=4∶6)分3次淋洗層析柱，收集淋洗液，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(水浴溫度40℃)濃縮至3 mL，用丙酮定容至5 mL，待檢測。

1.2.4高效液相色譜檢測條件 色譜柱：Agilent 300SB-C18(4.6 mm×250 mm，5 μm)；檢測器：Waters 2487紫外檢測器；流動相∶甲醇/水(50∶50，V/V)，使用前用0.45的濾膜過濾；流速：1.0 mL·min-1；柱溫：24℃；檢測波長：254 nm；進樣量：10 μL。

1.2.5分析方法 定性：以砜嘧磺隆標樣的保留時間定性。

定量：用外標法定量，以砜嘧磺隆已知濃度的標準樣品溶液作外標物，按峰面積定量。

用農(nóng)藥標準品配制成已知濃度的標準溶液與待測樣品溶液在相同的色譜條件下檢測，分別測得其峰面積，然后根據(jù)標準溶液的濃度和進樣體積、待測樣品溶液定容體積和進樣體積及稱樣質(zhì)量等因子，計算各個樣品中農(nóng)藥的殘留量。公式為：

式中：C—樣品中農(nóng)藥含量，mg·kg-1； V0—標準農(nóng)藥溶液進樣量，μL；

C0—標準農(nóng)藥溶液濃度，mg·kg-1； V1—樣品定容體積，mL；

A0—標準農(nóng)藥溶液峰高或峰面積，mm·mm-2； V—樣品的進樣量，μL；

A—樣品峰高或峰面積，mm·mm-2； m—稱取的樣品重量，g；

2 結果與分析

2.1標準曲線的繪制

將砜嘧磺隆標準品用甲醇配制成質(zhì)量濃度分別為0.05、0.1、0.5、1、5 mg系列標準工作溶液，在最佳色譜條件下進行測定，得不同濃度下標準溶液的峰面積。以砜嘧磺隆色譜峰面積為縱坐標，以進樣質(zhì)量濃度為橫坐標，繪制標準曲線。質(zhì)量濃度為1 mg·L-1砜嘧磺隆標樣的色譜圖如圖1所示，其保留時間為6.9 min。在0.05～5 mg·L-1范圍內(nèi)，砜嘧磺隆色譜峰面積和進樣質(zhì)量濃度間均呈良好的線性關系見圖2，回歸方程為：y=63 137x+84.052，相關系數(shù)r為1。

圖1 砜嘧磺隆標樣色譜圖Fig.1 Standard chromatogram of rimsulfuron

圖2 砜嘧磺隆標準曲線Fig.2 Standard curve of rimsulfuron

2.2最低檢出濃度

在上述最佳檢測條件下，砜嘧磺隆的最低檢出量為1.0×10-12g，土壤中的最低檢出濃度為0.002 mg·kg-1。

2.3準確度和精密度

準確稱取10 g土壤，分別添加砜嘧磺隆0.05、0.1、0.5 mg·kg-1三個水平，重復3次，按照上述前處理方法和儀器條件進行測定，得到不同質(zhì)量濃度下的回收率(見表1)。在0.05～0.5 mg·kg-1添加濃度范圍內(nèi)，土壤中砜嘧磺隆的平均回收率為95.55～97.69%，相對偏差為1.33～4.62%。

表1 土壤中砜嘧磺隆的添加回收率與精密度Tab.1 The spiking recoveriesand precision of rimsulfuron in soil

2.4大方植煙土壤中砜嘧磺隆的殘留量

采用該方法對大方縣不同煙區(qū)土壤砜嘧磺隆的殘留狀況進行了摸底，經(jīng)檢測5個煙區(qū)中以黃泥塘鎮(zhèn)黃泥村和平組土樣中砜嘧磺隆的殘留量最大，為0.008 4 mg·kg-1；黃泥村新民組土壤次之，殘留量為0.006 1 mg·kg-1；大曲鎮(zhèn)六龍村土樣中砜嘧磺隆的殘留量為0.002 2 mg·kg-1；黑桃鄉(xiāng)和理化鄉(xiāng)土樣中砜嘧磺隆的殘留量未檢出(表2)。

表2 大方縣不同煙區(qū)土壤中砜嘧磺隆的殘留量Tab.2 Residue of rimsulfuron in differenttobacco-growing area soil in Dafang County

注：表中數(shù)據(jù)為3次重復平均值，ND為未檢出。

3 結論與討論

研究砜嘧磺隆殘留檢測方法的報道較多，早期La Rochelle等[18]建立了HPLC /ESIMS MS方法，添加回收率為86～99%，最小檢測量為0.01 mg·kg-1。而我國GB 2763-2014《食品安全國家標準 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》規(guī)定[19]，按照高效液相色譜-質(zhì)譜法檢測，砜嘧磺隆在玉米中的最高殘留限量MRL值為0.1 mg·kg-1。同樣曾維愛等[15]采用固相萃取-GC法檢測煙田土壤中的砜嘧磺隆，其檢測限也為0.01 mg·kg-1。王利兵等[20]盡管采用的是高效液相色譜法，但僅檢測的是砜嘧磺隆原藥及制劑中的有效成分含量，與土壤中殘留檢測在提取方法上有區(qū)別。根據(jù)張仁闊等[13]對砜嘧磺隆土壤殘留致煙草藥害癥狀及其致害臨界值的研究中得出的砜嘧磺隆致害臨界值為0.008 3 mg·kg-1的結果來看，說明砜嘧磺隆的殘留限量極低，大多數(shù)檢測方法均達不到檢測限要求。本實驗采用高效液相色譜法，通過紫外檢測器，采用外標法對土壤中砜嘧磺隆進行定量分析，其最低檢出量為1.0×10-12g，土壤中的最低檢出濃度為0.002 0 mg·kg-1，其殘留限值低于對煙草的致害臨界值，說明該方法能滿足植煙土壤中砜嘧磺隆的殘留檢測要求。

通過檢測大方縣不同煙區(qū)土壤中砜嘧磺隆的殘留來看，除了黃泥塘鎮(zhèn)黃泥村和平組土樣外，其余煙區(qū)殘留量偏低。課題組田間走訪調(diào)查時就發(fā)現(xiàn)該煙地連續(xù)兩年在前茬玉米生長期和后茬烤煙團棵期均多次超量使用了該除草劑，上一年煙草已明顯產(chǎn)生過除草劑藥害癥狀，由于煙農(nóng)對除草劑藥害癥狀認識不足，還沒引起足夠重視。本次檢測該地土壤中的砜嘧磺隆殘留量達到了致害臨界值，在烤煙生產(chǎn)中還可能會產(chǎn)生砜嘧磺隆藥害的風險，因此該地應避免繼續(xù)種植煙草、番茄等茄科作物，減少除草劑的使用。另外，砜嘧磺隆在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化會受到不同地區(qū)氣候、土壤和作物布局等差異的影響，因此砜嘧磺隆田間應用時盡量以復配制劑、安全劑和增效劑相結合使用，不僅可以拓寬其應用范圍和防治對象，還可以避免作物藥害的發(fā)生。

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DeterminationofRimsulfuronResidueinTobacco-GrowingSoilbyHighPerformanceLiquidChromatography

LIYang1，LIRong-yu1，ZHANGYi-cheng1，HUANGHua-gang2，SHENYan2，CHENXue2，YINXian-hui1*

(1.InstituteofCropProtection，GuizhouUniversity，Guiyang，Guizhou550025，China； 2.BijieTobaccoCompanyofGuizhouProvince，Bijie，Guizhou551700，China)

The phytotoxicity of the residue of rimsulfuron in the soil to succeeding tabacco was easily occurred. In order to investigate the current status of rimsulfuron residues in tobacco-growing soil， the rimsulfuron residues in soil were quantified by performance liquid chromatography. The samples were extracted using acetonitrile， and cleaned up by neutral alumina， then determined by ultraviolet detector and quantified by the external standard method. The results showed that the lowest detection quantity of rimsulfuron was 1.0×10-12g and the lowest detection concentration in the soil was 0.002 mg·kg-1. The linear ranges were 0.05～5 mg·kg-1with the linear correlation coefficient of 1. When rimsulfuron was spiked at 0.05～0.5 mg·kg-1level， the average fortification recovery of soil were 95.55～97.69%， and relative standard deviation of 1.33～4.62%. The residues of rimsulfuron in different tobacco-growing area soil in Dafang County were detected using this method. The detection results showed that the residual amount of rimsulfuron in the soil samples of the peace group of Huangni Village in Huangnitang Town was the largest in the five tobacco-growing areas， which the value was 0.008 mg·kg-1， and the risk of rimsulfuron phytotoxicity may happen in flue-cured tobacco production.

high performance liquid chromatography；tobacco-growing soil；rimsulfuron；residue；phytotoxicity

2017-05-21；

2017-09-10

中國煙草總公司貴州省公司科技項目“前茬除草劑殘留對烤煙生長影響及削減技術研究”(201508)。

*

尹顯慧(1978-)，博士，副教授，主要研究方向：有害生物綠色治理及農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全；E-mail： 16678192@qq.com。

S482.4+4

A

1008-0457(2017)05-0074-04國際DOI編碼10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2017.05.014