土壤中噻蟲(chóng)嗪農藥殘留的分析方法
噻蟲(chóng)嗪(thiamethoxam)的化學(xué)名稱(chēng)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(lèi)殺蟲(chóng)劑，由諾華公司于1998年推向市場(chǎng)，適用于農作物的莖葉處理、土壤處理和種子處理。與傳統的殺蟲(chóng)劑相比，噻蟲(chóng)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(cháng)。是取代那些對哺乳動(dòng)物高毒、高殘留和對環(huán)境影響大以及抗性嚴重的有機磷類(lèi)、氨基甲酸酯類(lèi)、有機氯類(lèi)等殺蟲(chóng)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(chóng)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(chóng)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，尚無(wú)噻蟲(chóng)嗪在土壤中殘留分析方法的報道。 發(fā)生器| 多用表| 驗電筆| 示波表| 電流表| 鉤表| 測試器| 電力計| 電力測量?jì)x| 光度計| 電壓計| 電流計|
本文采用簡(jiǎn)便、經(jīng)濟的前處理方法，將土壤中的噻蟲(chóng)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(chóng)嗪殘留的分析方法，為研究噻蟲(chóng)嗪的環(huán)境行為提供了準確、靈敏的檢測依據。
1 材料和方法
1．1 主要儀器及設備
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(cháng)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有限公司)，ZFQ-972旋轉薄膜蒸發(fā)器(天津市玻璃儀器廠(chǎng))，層析拄(20cm×φ1.0cm)；SHB-Ⅲ型循環(huán)水式多用真空泵(鄭州長(cháng)城科工貿易有限公司)等。
1．2 藥品與試劑
噻蟲(chóng)嗪標樣，純度≥98％，北京農科所提供；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(wú)水硫酸鈉，分析純，450℃烘4h。
1．3 實(shí)驗方法
1．3．1標準曲線(xiàn)繪制
(1)母液配制：用萬(wàn)分之一電子天平準確稱(chēng)取噻蟲(chóng)嗪0.3312g，溶于500mL二氯甲烷中，配制成濃度為500mg/L 的標準母液。
(2)工作曲線(xiàn)的制作：用二氯甲烷將標準母液配制成0.242、0.484、0.726、0.968、1.210 mg/L 的工作溶液。分別準確移取1mL標準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，峰面積為縱坐標，作標準曲線(xiàn)。
1．3．2 土壤的采集與處理
從河南省新鄉市河南師大校園荒地取表層土壤(有機質(zhì)含量為2.01％，pH 8.3)，在實(shí)驗室風(fēng)干，粉碎，過(guò)10目篩。保存于磨口廣口瓶中備用。
1．3．3 含農藥土壤樣品的制備
準確稱(chēng)取10.0g土壤樣品于200mL燒瓶中，分別加人12mL不同濃度的噻蟲(chóng)嗪標準溶液，用超聲波振蕩10min充分混勻，放置于冰箱內過(guò)夜。而后將其均勻分散于培養皿中。置通風(fēng)櫥中風(fēng)干，配制成含不同農藥濃度的土壤樣品。
1．3．4 土壤的提取與凈化
稱(chēng)取0.2000g的含農藥土壤樣品于10mL容量瓶中，用不同有機溶劑作提取劑，在超聲條件下多次萃取，再在離心機里以轉速4000r/min 離心，合并上清液，在濃縮儀里濃縮至干，用少量二氯甲烷轉移至層析柱凈化。
在層析柱中從下至上依次裝人1g無(wú)水硫酸鈉、2.5g硅膠和1g無(wú)水硫酸鈉，用20mL石油醚預淋，然后加人噻蟲(chóng)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，用旋轉蒸發(fā)儀減壓濃縮至干，用水定容至1mL，過(guò)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(dòng)相為乙腈：水=20：80(v／v)；流速1.00mL/min；柱溫25℃，紫外檢測波長(cháng)254nm，進(jìn)樣量20μL 。定量方式采用外標法。
2 結果與分析
2．1 工作曲線(xiàn)的繪制
圖1 噻蟲(chóng)嗪的標準曲線(xiàn)
噻蟲(chóng)嗪的工作曲線(xiàn)如圖1，噻蟲(chóng)嗪的濃度(X)與峰面積存在顯著(zhù)的線(xiàn)形關(guān)系，其線(xiàn)形方程為：
Y=1423.09917X-20.63(r2=0.998 8)
該測定條件下噻蟲(chóng)嗪標準樣色譜圖見(jiàn)圖2所示，其保留時(shí)間為5.96min。
圖2 噻蟲(chóng)嗪標樣的液相色譜圖
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(chóng)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，用少量二氯甲烷轉入層析柱進(jìn)行凈化。
淋洗劑的確定先用TLC法來(lái)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(kāi)劑，將土壤中的大部分弱極性雜質(zhì)去除，通過(guò)實(shí)驗確定初次展開(kāi)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(kāi)，將噻蟲(chóng)嗪與其他殘余雜質(zhì)分離，吹干后在紫外燈下觀(guān)察。根據噻蟲(chóng)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TLC實(shí)驗的初步結果，再進(jìn)行柱淋洗實(shí)驗，通過(guò)測定加標回收率(見(jiàn)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(chóng)嗪回收率的影響
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淋洗劑種類(lèi) |
添加回收率% |
標準差 |
變異系數% |
|
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 |
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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(chóng)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(chóng)嗪的定量分析，比較不同提取溶劑對土壤中噻蟲(chóng)嗪萃取率的影響(表2)。結果表明，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86.9％。變異系數為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，結果見(jiàn)表3。從表中可以看出，土壤中噻蟲(chóng)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)驗均采用3次甲醇提取法提取土壤中的噻蟲(chóng)嗪。
2．3 添加回收試驗
方法的準確性以全過(guò)程標準添加回收率來(lái)衡量。方法的精密度以測定結果的變異系數來(lái)衡量。在土壤樣品中加入一定體積的噻蟲(chóng)嗪標準工作溶液，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。結果見(jiàn)表4。
本方法中噻蟲(chóng)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(chóng)嗪在土壤中的添加樣品和空白樣品色譜圖見(jiàn)圖3、圖4。
表2 不同提取溶劑對土壤中噻蟲(chóng)嗪萃取率的影響
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提取溶劑 |
萃取率% |
標準差 |
變異系數% |
|
甲醇 |
86.9 |
3.87 |
4.46 |
|
乙醇 |
81.2 |
4.06 |
5.00 |
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乙腈 |
44.5 |
4.11 |
9.23 |
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丙酮 |
42.9 |
2.94 |
6.85 |
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二氯甲烷 |
1.29 |
0.18 |
14.0 |
表3 不同提取方法對土壤中噻蟲(chóng)嗪萃取率的影響
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提取溶劑 |
萃取率% |
標準差 |
變異系數% |
|
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(chóng)嗪回收試驗結果
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添加濃度mg/kg |
添加回收率% |
標準差 |
變異系數% |
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1.21 |
78.9 |
3.88 |
5.19 |
|
0.968 |
89.8 |
2.86 |
3.18 |
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1.210 |
85.5 |
4.87 |
3.67 |
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4.840 |
91.0 |
2.26 |
2.52 |
3 結論
(1)本研究結果表明土壤中的噻蟲(chóng)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(kāi)．不影響檢測，從而使操作程序得到簡(jiǎn)化。
(3)當噻蟲(chóng)嗪在土壤中的濃度范圍為0.12～4.80mg/kg 時(shí)，相應的標準添加回收率范圍為78.9％～90.1％，標準差為2.26～4.82，變異系數為2.52％～5.67％，基本上可達到農藥殘留分析的要求。該方法可用于土壤中噻蟲(chóng)嗪的殘留分析。
業(yè)務(wù)：