地虫硫磷在红壤与黄棕壤中的残留动态研究

地虫硫磷在红壤与黄棕壤中的残留动态研究 地虫硫磷在红壤与黄棕壤中的残留动态研 究 第20卷第8期2006年8月化工时刊 ChemicalIndustryTimes Vo1.20,No.8 Aug.8.2006 地虫硫磷在红壤与黄棕壤中的 残留动态研究 毛应明曾艳霞刘玉芬 (淮海工学院化学工程系,江苏连云港222005) 摘要采用气相色谱氮磷检测器法研究了有机磷农药地虫硫磷在红壤和黄棕壤中的残留动态.土壤中的地虫硫磷 经溶剂提取,柱层析净化,进行气相色谱分析;样品的添加回收率为86%1o9%;实验结果表明,地虫硫磷在土壤中的 消解较慢,49d后在两种土壤中的消解率不到60%.在红壤中的消解速度要慢于在黄棕壤中的消解,其半衰期分别为 43.1d和37.5d. 关键词地虫硫磷土壤残留 TheStudyonResidueTrendsofFonofosinRedSoil andYellowBrownSoil MaoYingmingZengYanxiaLiuYufen (DepartmentofChemicalEngineering,HuaihaiInstituteofTechnology,JiangsuLianyunga ng222005) AbstractAresiduetrendsanalyticalmethodofGC—-NPDwasdevelopedfortheanalysisoffonofosinredsoiland yellowbrownsoil.Fonofoswasextractedwithregent,cleanedupwithchromatographycolu mn,thendeterminedbyGC. Thefortifiedaveragerecoveriesvariedfrom86%to109%.Theresultsshowedthatfonofosis noteasytobedegradedinthe soils.Thedegradationratesarelessthan60%after49daysandthedegradationintheredsoiliss lowerthantheother.The halflifeoffonofosinthesoilsare43.1and37.5days. Keywordsfonofosdegradationstatussoil 地虫硫磷(fonofos)又名(Dyfonate)大风雷,是一种 广谱性的有机磷土壤杀虫剂,主要用于防治麦,玉米, 甘蔗等多种作物的地下害虫l1].1967年由美国斯托 弗化学公司(StaufferChemicalCo.)开发,1991年英国 ICI公司在我国注册登记,因其有杀虫谱广,价格较 低,杀虫效果明显等优点,在有机磷杀虫剂中曾具有 重要的工业意义,年产量接近万t级水平l2J.然而地 虫硫磷也是一种剧毒,高毒农药,大鼠急性口服LD? 为7.94mg/kgl3J.美国规定作业环境空气中最高允 ,2002年5月24日,我国农业 许浓度为0.1mg/ms[引 部也发布,将地虫硫磷列为蔬菜,果树,茶叶,中 收稿日期:2006—07—12 作者简介:毛应明(1972,),男,硕士,实验师,主要从事土壤有机污染物研究 草药材上不得使用和限制使用的农药[引.然而长期 以来,由于地虫硫磷高效,广谱,速效,价廉等特点,仍 在局部地区被违规使用. 地虫硫磷在土壤中还具有较长的持留性和持效 期l2j,它的广泛使用虽然在很大程度上提高了作物的 产量,但对环境造成了一定的危害,而且对人体也存 在着急性中毒的危险.研究地虫硫磷在土壤中的残 留动态规律具有一定的现实意义,本文采用气相色谱 氮磷检测器法(GC--NPD)对这方面的工作进行了一 定的研究. ? 一 37— ?圃2006.Vo1.20,No.8工艺?试验{Technology&Testing} 1.1试验材料和仪器 试验试剂有:地虫硫磷采用德国Dr.Ehrenstorfer GmbH生产的色谱纯标样;石油醚,丙酮,无水硫酸钠 等为分析纯;层析柱,硅胶购自国家色谱中心大连化 学物理研究所. 供试土壤有:江西红壤,采集自鹰潭地区的林地 (中国科学院江西红壤生态试验站);江苏黄棕壤,采 集自南京市郊区的花生地.两种土壤均为0,2cm 的表层土壤.采集后经风干除杂物并过2O目筛. 试验仪器有:HP6890气相色谱仪,配氮磷检测器 (NPD),HP7683自动进样器和HP化学工作站 (Hewlet--Packard,USA)(美国Agilera公司生产); 氓H一25O—GS人工气候箱(广东省医疗器械厂生 产);sHz-88台式水浴恒温振荡器(江苏太仓市实验 设备厂生产);SIGMA2--16K高速离心机(德国Sigma 公司生产);RE一3Oo0旋转蒸发器(上海亚荣生化仪 器厂生产). 1.2试验方法 分别称取上述两种土壤约200g置于250mL铝 箔的盒中,添加水分到该土壤田问持水量的60%,置 250?培养箱中培养一段时间后.各添加O.4mg/kg 的地虫硫磷并充分混匀,然后继续培养49d,每隔 7d测定一次土壤中地虫硫磷的残留量,同时补充水 分至原持水量. 1.3分析方法 1.3.1样品的提取与净化 (1)提取称取各土壤样品10.0g(同时做3个 平行样品,一个空白土壤样品),置于250mL具塞三 角瓶中,加人40mL丙酮/石油醚(2:1)混和液,置于 水浴恒温振荡器中,在20-.I-2?下以250r/rain的速 度振荡2h,然后将全部提取物倒人50mL离心管中, 以4000r/rain的速度离心10min;取20mL离心后的 上清液于梨形瓶中,经旋转蒸发器浓缩至1mL左右. (2)净化在6mL层析柱中从下到上依次装人 1g硅胶和1g无水硫酸钠,用5mL石油醚预淋洗柱 子并吹赶出气泡.将提取浓缩液转移至柱中并用 15mL石油醚淋洗,收集全部淋洗液,再次浓缩后转移 至lmL容量瓶,用石油醚定容至刻度(多余溶液可用 , 38一 高纯氮气吹蒸发),待上机测定. 1.3.2色谱操作条件 色谱柱:HP-5Ms(5%苯基甲基硅烷)30mx 0.25nMi1x0.25m的毛细管柱;检测器:氮磷检测器 (NPD),温度为300%;气体流速:氮气22.4mL/min (载气),氢气4.0mL/min,空气60mL/min;柱前压 50kPa;升温程序:初始炉温为80%,以30~C/rain升 到221?.再以5~C/min升到245?,保持1min,然后 再以lO~C/min升到25O?,保持1min;进样El温度: 220%;进样量:1ttL(不分流进样). 1.3.3地虫硫磷的标准色谱图 以正己烷为溶剂,准确配制地虫硫磷浓度为1.0 g/mL的标准溶液,在上述条件下进样,可得出色谱 图.如图1. 图1地虫硫磷的标准色谱图 1.3.4定量方法 分别配制浓度为O.25,O.5,1.0,2.5,5.0t~g/mL 的标准溶液进样,采用外标(峰面积)一标准曲线法定 量,以峰面积y和进样量X(ng)作图,如图2所示: 旧 鹫 图2地虫硫磷的标准曲线 得回归直线方程为: Y=172.46一0.9493R=0.9999 日堕墨皇 量坚望兰塑皇堕竺壁垩态研究2006.Vo1.20,No.8-囝罾圃 2.1回收率测定结果 称取10g空白土壤样品若干份,分别添加0.5, 1.0,5.0,~g/mL的地虫硫磷标准溶液1.0mL充分混 匀,按上述处理方法进行提取,净化,测定地虫硫磷的 回收率,回收率与变异系数均符合要求,测定结果见 表1,土壤样品色谱图见图3.此方法地虫硫磷的最 小检出量为1.2×10-1g,土壤中最小检出量为 0.002mg/kg. 表1地虫硫磷在土壤上的添加回收率测定结果 图3土壤样品色谱图 2.2地虫硫磷在土壤中的消解动态 试验结果(图4)表明,地虫硫磷在两种土壤中的 降解量随时间变化符合指数方程,相关系数较高,说 明实测值与方程模拟值拟合较好. 图4地虫硫磷在土壤上的消解曲线 在江西红壤上的降解动态方程为: C.=400.45e—o?o6hR:0.9959 半衰期为43.1d,药后49g,地虫硫磷的消解率 为55.8%; 在江苏黄棕壤上的降解速率比红壤快些,其降解 方程为: C.=391.63e—o?oR:0.09924 半衰期为37.5d,药后49d,地虫硫磷的消解率 为59.8%. 日缉迨 (1)本方法对分析土壤中地虫硫磷的回收率高及 重现性好,适用于土壤中地虫硫磷的残留量测定; (2)地虫硫磷不是一种易降解农药,在土壤中的 持效期达8×7d左右; (3)地虫硫磷在两种土壤中降解的半衰期存在差 究 异,在江西红壤中的消解速度要比江苏黄棕壤慢.其原因可能是多方面的,与土壤的有机质含量,微生 物数量及土壤pH值等因素都有关系.红壤中的有 机质含量和微生物数量较少,而土壤pH值较低[引. 土壤有机质能吸附并催化有机磷农药的降解,土壤微 生物是农药在土壤中降解转化的重要途经之一,而有 机磷农药在碱性条件下的降解转化要比在酸性条件 下容易得多[. 参考文献 【1]农业大词典编辑委员会.农业大词典.北京:中国农业出版社, 1998 [2]胡仲富.浙江化工.1994,25(1):9—11,20 [3]董华模.化学物的毒性及其环境保护参数手册.北京:人民卫生 出版社,1988 [4]'环境科学大词典》编辑委员会.环境科学大词典.北京:中国环 境科学出版社.1991 [5]中华人民共和国农业部.植物技术与推广.2o02(8):18 [6]中国农业百科全总编辑委员会.中国农业百科全书(土壤卷). 北京:农业出版社,1996 [7]方晓航,仇荣亮.环境科学与技术,2003,26(2):57,59.62 — 39一 u/爨