陳 風(fēng)，王平平，劉新剛，董豐收，徐 軍，吳小虎，鄭永權(quán)

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，植物病蟲害生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193）

吡氟酰草胺（Diflufenican），化學(xué)名稱為N-(2,4-二氟苯基)-2-[(3-三氟甲基)苯氧基]-3-吡啶甲酰胺，屬于取代吡啶基酰苯胺類除草劑，主要應(yīng)用于玉米、大豆及麥田防除一年生禾本科雜草和某些闊葉雜草[1]。該品種為選擇性接觸和殘留除草劑，作用方式為通過對(duì)八氫番茄紅素脫氫酶的抑制，阻礙植物體內(nèi)類胡蘿卜素的生物合成[1]。吡氟酰草胺作為一種在麥田作物中廣泛應(yīng)用的農(nóng)用化學(xué)品，其對(duì)麥田雜草的田間防效及在農(nóng)作物中的殘留情況一直備受關(guān)注，且已有大量的相關(guān)研究[2-4]。董宜浩等[5]研究了吡氟酰草胺對(duì)麥田雜草的防效，并觀察報(bào)道了其對(duì)小麥生長(zhǎng)的安全性；吳文鑄等[6]采用氣相色譜微電子捕獲器對(duì)環(huán)境介質(zhì)中的吡氟酰草胺進(jìn)行了殘留分析；Svendsen等[7]研究報(bào)道了吡氟酰草胺在農(nóng)用土壤和城鎮(zhèn)土壤中的歸趨差異。目前，關(guān)于吡氟酰草胺在不同環(huán)境介質(zhì)中具體降解行為的研究報(bào)道較少。本文根據(jù)GB/T31270.1—2014《化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評(píng)價(jià)試驗(yàn)準(zhǔn)測(cè)》[8]和NY/T3150—2017《農(nóng)藥登記環(huán)境降解動(dòng)力學(xué)評(píng)估及計(jì)算指南》[9]的要求，開展了吡氟酰草胺在水體和土壤中的降解特性研究，以期為評(píng)價(jià)其對(duì)水環(huán)境和土壤介質(zhì)的安全性提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試儀器。Waters-UPLC型液相色譜儀，美國沃特世公司；高速離心機(jī)，德國西格瑪公司；人工氣候箱，寧波江南儀器廠；CK-200振蕩器，中國托摩根有限公司；PL203/01電子天平，瑞士梅特勒-托利多儀器有限公司；Milli-Q Reference超純水系統(tǒng)，德國默克公司。

供試試劑。吡氟酰草胺原藥（純度98%），江蘇中旗化工有限公司；氯化鈉，北京化工廠；乙腈、甲醇、甲酸（均為色譜純），德國默克公司。

供試土壤。選取湖南紅土、河北潮土與吉林黑土3種有代表性的土壤作為試驗(yàn)土壤。土壤經(jīng)風(fēng)干、研碎后過0.84 mm（20目）孔徑篩備用，供試土壤基本理化性質(zhì)見表1。

表1 供試土壤的理化性質(zhì)

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 緩沖溶液的配制

Clark-Lubs緩沖溶液（20℃）配制方法分別如下：將50 mL 0.1 mol/L鄰苯二甲酸氫鉀溶液加入至0.40 mL 0.1 mol/L氫氧化鈉溶液，再用超純水稀釋至100 mL（pH=4）；將50 mL 0.1 mol/L磷酸二氫鉀溶液加入至29.63 mL 0.1mol/L氫氧化鈉溶液，再用超純水稀釋至100 mL（pH=7）；將21.30 mL 0.1 mol/L氫氧化鈉溶液加入至50 mL 0.1 mol/L硼酸-50 mL 0.1 mol/L氯化鉀混合溶液中，再用超純水稀釋至100 mL（pH=9）。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

用電子天平準(zhǔn)確稱取吡氟酰草胺原藥，用丙酮作為溶劑，配制1 000 mg/L的吡氟酰草胺儲(chǔ)備液100 mL。水解試驗(yàn)采用pH值為4、7、9的空白緩沖溶液；土壤降解試驗(yàn)采用乙腈，將上述吡氟酰草胺儲(chǔ)備液分別稀釋成10.0、5.0、1.0、0.5、0.1 mg/L的系列標(biāo)準(zhǔn)基質(zhì)溶液[6,8]。

1.2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

水解試驗(yàn)。分別用pH值為4、7、9的緩沖溶液配制10 mg/L的吡氟酰草胺溶液，置于50 mL棕色廣口瓶中，于25±1℃、50±1℃恒溫條件下培養(yǎng)。pH 4緩沖溶液分別于0、0.17、0.33、1、1.25、2、3、4、5、6 d取樣；pH 7緩沖溶液分別于0、0.33、1、1.25、2、3、4、5、8、9 d取樣；pH 9緩沖溶液分別于0、0.33、1、1.25、2、3、4、7 d取樣，測(cè)定緩沖溶液中吡氟酰草胺的含量。

土壤降解試驗(yàn)。好氧條件：分別稱取20.0 g供試土壤于50 mL棕色廣口瓶中，加入1 000 mg/L的吡氟酰草胺標(biāo)準(zhǔn)溶液0.2 mL，拌勻后，加入適量超純水，將土壤含水量調(diào)節(jié)至飽和持水量的60%，塞上棉塞，置于25±1℃黑暗條件下的恒溫、恒濕箱中培養(yǎng)（培養(yǎng)過程中及時(shí)調(diào)節(jié)土壤水分含量，以保持原有持水狀態(tài)）；積水厭氣條件：分別稱取20.0 g供試土壤于50 mL棕色廣口瓶中，加入1 000 mg/L的吡氟草酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液0.2 mL，拌勻后，加水至土壤表面有1 cm水層，塞上棉塞，置于25±1℃黑暗條件下的恒溫、恒濕培養(yǎng)箱中培養(yǎng)（培養(yǎng)過程中始終保持土壤表面具有1 cm水層）。在2種培養(yǎng)條件下，分別于0、3、7、14、21、35、50、70、90、99、133 d取樣，測(cè)定土壤中吡氟酰草胺的含量。

1.2.4 樣品前處理

水樣提取。準(zhǔn)確量取2.0 mL緩沖液于10 mL離心管中，加入2 mL 0.2%甲酸-乙腈（1∶500，V/V）和0.5 g氯化鈉，塞緊管蓋，渦旋2 min。將上述裝有緩沖溶液的離心管在4 000 r/min離心5min后靜置，取上清液，用0.22μm濾膜過濾，待測(cè)。

土壤樣品提取。準(zhǔn)確量取2.0 g供試土壤于10 mL離心管中，加入0.5 mL超純水和2 mL 0.2%甲酸-乙腈（1∶500，V/V），塞緊管蓋，渦旋5 min，再加入1 g氯化鈉，渦旋1 min。將上述裝有土壤樣品的離心管在4 000 r/min離心5 min后靜置，取上清液，用0.22μm濾膜過濾，待測(cè)。

1.2.5 色譜測(cè)定條件

Acquity UPLC BEH C18色譜柱（2.1 mm×50 mm，1.7μm）；柱溫：30℃；進(jìn)樣體積：5μL；流速：0.3 mL/min。采用梯度洗脫，流動(dòng)相為A（0.2%甲酸水）和B（乙腈）：0 min，90%A；0.2 min，90%A；1.5 min，35%A；2.5 min，10%A；3 min，10%A；3.1 min，90%A；5 min，90%A。檢測(cè)器：PDA；檢測(cè)波長(zhǎng)：285 nm。

1.2.6 標(biāo)準(zhǔn)曲線制作

在上述色譜測(cè)定條件下，以峰面積為縱坐標(biāo)，以進(jìn)樣的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)繪制吡氟酰草胺標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。

2 結(jié)果與分析

2.1 方法的線性范圍及靈敏度

經(jīng)色譜測(cè)定，吡氟酰草胺的保留時(shí)間為2.08 min。采用外標(biāo)法定量，在0.1～10.0 mg/L范圍內(nèi)，吡氟酰草胺質(zhì)量濃度與峰面積呈良好的線性關(guān)系（R2≥0.999）。水解試驗(yàn)：在pH 4緩沖溶液中的線性回歸方程為y=58 532x＋1 692.3，R2=0.999 1；在pH 7緩沖溶液中的線性回歸方程為y=58 605x＋2 753.7，R2=0.999 4；在pH 9緩沖溶液中的線性回歸方程為y=61 370x＋1 249.3，R2=0.999 5。土壤降解試驗(yàn)：線性回歸方程為y=51 705x＋464.74，R2=1.000 0。吡氟酰草胺在水樣和土壤樣品中的最低檢測(cè)濃度均為0.1 mg/L。

2.2 方法的準(zhǔn)確度與精密度

分別在pH 4、7、9的緩沖溶液和紅土、潮土、黑土3種土壤空白樣品中添加吡氟酰草胺，設(shè)置2個(gè)濃度水平0.5和10.0 mg/kg，每個(gè)添加水平各設(shè)5個(gè)重復(fù)，同時(shí)設(shè)不加藥的空白對(duì)照，按樣品前處理方法和分析方法進(jìn)行測(cè)定。吡氟酰草胺的添加回收試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 吡氟酰草胺添加回收試驗(yàn)結(jié)果（n=5）

結(jié)果表明，吡氟酰草胺在pH 4、7、9的緩沖溶液中平均回收率為94.0%～100.0%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為1.2%～6.6%；吡氟酰草胺在土壤中的平均回收率為88.5%～99.2%，RSD值為1.4%～4.9%。該方法的準(zhǔn)確度及精密度均符合農(nóng)藥殘留試驗(yàn)準(zhǔn)則要求。

2.3 吡氟酰草胺的水解特性

將25℃和50℃條件下測(cè)得的吡氟酰草胺含量與相應(yīng)的取樣時(shí)間用一級(jí)動(dòng)力學(xué)的降解模式分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。吡氟酰草胺在3種不同pH值緩沖溶液中的降解動(dòng)態(tài)和水解特性參數(shù)，詳見圖1、2和表3。由圖表可知，吡氟酰草胺在25℃和50℃條件下均表現(xiàn)為易水解。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，在pH 4和pH 9緩沖溶液中，吡氟酰草胺在50℃時(shí)的水解速率明顯快于在25℃條件下，說明在酸性和堿性水環(huán)境中，溫度對(duì)吡氟酰草胺的水解速率影響較大，隨著溫度的升高，水解速率明顯加快。

表3 吡氟酰草胺在不同pH值緩沖液中的水解特性參數(shù)

圖1 25℃條件下吡氟酰草胺在3種不同pH值緩沖液中的降解動(dòng)態(tài)

圖2 50℃條件下吡氟酰草胺在3種不同pH值緩沖溶液中的降解動(dòng)態(tài)

2.4 吡氟酰草胺的土壤降解特性

根據(jù)NY/T3150—2017《農(nóng)藥登記環(huán)境降解動(dòng)力學(xué)評(píng)估及計(jì)算指南》的要求，將好氧條件與積水厭氣條件下測(cè)得的吡氟酰草胺含量與相應(yīng)的取樣時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合與統(tǒng)計(jì)處理。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，吡氟酰草胺在好氧條件下的紅土、積水厭氣條件下的黑土中的降解動(dòng)力學(xué)符合平行雙一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，其余則符合常規(guī)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。吡氟酰草胺在不同條件下3種供試土壤中的降解動(dòng)態(tài)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)，詳見圖3、4和表4。由圖表可知，吡氟酰草胺在3種供試土壤中均具有強(qiáng)穩(wěn)定性，無論是在好氧條件下還是在積水厭氣條件下均表現(xiàn)為難降解。其中，吡氟酰草胺在紅土中最難降解，潮土和黑土次之。具體來說，吡氟酰草胺在紅土中的降解速率顯著慢于在潮土和黑土中，且其在積水厭氣條件下比在好氧條件下更難降解，而潮土和黑土中的吡氟酰草胺分別在好氧和積水厭氣條件下相對(duì)易發(fā)生降解。

圖3 吡氟酰草胺在好氧-潮土、好氧-黑土、積水厭氣-紅土、積水厭氣-潮土中的降解動(dòng)態(tài)

圖4 吡氟酰草胺在好氧-紅土與積水厭氣-黑土中的降解動(dòng)態(tài)

表4 吡氟酰草胺在不同類型土壤中的降解特性參數(shù)

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)建立了吡氟酰草胺在3種不同pH值緩沖溶液和3種類型土壤中的超高效液相色譜分析方法，所建方法的靈敏度、準(zhǔn)確度和精密度均符合農(nóng)藥殘留分析要求。從水解試驗(yàn)結(jié)果可以看出，吡氟酰草胺在酸性、中性和堿性水環(huán)境中均易水解。與此同時(shí)，吡氟酰草胺在酸性和堿性水環(huán)境中的水解速率在一定程度上受溫度影響，即隨著溫度的升高，水解速率明顯加快，而在中性水環(huán)境中無顯著差異。從土壤降解試驗(yàn)結(jié)果可以看出，在好氧和積水厭氣條件下，紅土、潮土和黑土中的吡氟酰草胺均表現(xiàn)為難降解。此外，吡氟酰草胺在不同類型土壤和不同條件下（好氧與積水厭氣條件）的降解速率也有著明顯差異。吡氟酰草胺在堿性土壤（潮土pH 8.10和黑土pH 7.61）中比在酸性土壤（紅土pH 5.49）中較易降解，推測(cè)可能受土壤pH影響，而其在好氧與積水厭氣條件下的降解差異性也有待進(jìn)一步研究。以上試驗(yàn)結(jié)果有助于為吡氟酰草胺在水環(huán)境和土壤介質(zhì)的安全評(píng)估提供科學(xué)依據(jù)。