研究与评论:生态学与环雷竞技苹果下载境科学杂志
菜单ISSN: 2347 - 7830
ISSN: 2347 - 7830
+ 44-7723-59-8358Chandran Loganayagi和Atmakuru Ramesh＊
部门分析化学国际生物技术研究所和毒理学(IIBAT)，帕杜派，金奈601301，印度泰米尔纳德邦
收到:2013年12月4日接受:2015年2月28日发表:2013年12月27日
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在实验室条件下，研究了磺磺隆及其代谢产物氨基嘧啶在两种不同土壤中的浸出潜力。土壤为有机碳含量较低的砂质粘土(1.25%)和有机碳含量较高的粘土壤土(5.5%)。在土柱表面喷洒磺磺隆和氨基嘧啶。应用剂量为磺磺隆@ 25 g.a.i/ha、50 g.a.i/ha、100 g.a.i/ha和氨基嘧啶@ 5 g.a.i/ha、10 g.a.i/ha、20 g.a.i/ha。连续十五天，每天以60毫米的雨量收集柱上的渗滤液。在此之后，将土柱切割成横断面，分析磺磺隆和氨基嘧啶在深度差5厘米处的残留情况。采用高效液相色谱法和荧光检测器对残留进行定量分析。磺胺磺隆和氨基嘧啶的定量限为0.001μg/ml。对磺磺隆和氨基嘧啶在两种不同浓度(LOQ和10 × LOQ)下的回收率进行了研究，结果表明，在水中平均回收率为94.6%、96.9%，在砂质粘土中平均回收率为92.3%、94.1%，在粘土壤土中平均回收率为89.2%、90.0%。砂质粘土柱的渗滤液中磺胺磺隆残留为0.01 ~ 2.8 μg/ml，氨基嘧啶残留为0.005 ~ 0.76 μg/ml。 Leachates collected from clay loam soil columns showed the residues of sulfosulfuron 0.001 to 0.10 μg/ml and aminopyrimidine 0.001 to 0.032 μg/ml. Sandy clay soil samples showed the residues of sulfosulfuron 0.01 to 0.09 μg/g and aminopyrimidine 0.001-0.012 μg/g and clay loam soil samples showed the residues of sulfosulfuron 0.002-0.50 μg/g and aminopyrimidine 0.006 to 0.04 μg/g. Leachates of soil columns applied with sulfosulfuron showed the residues of metabolites such as aminopyrimidine, desmethyl sulfosulfuron, substituted guanidine, rearranged amine and sulfonamide. Metabolites were confirmed by Electrospray tandem mass spectrometry (LC-MS/MS-ESI) analysis.
磺磺隆，氨基嘧啶，渗滤液，土柱，粘土壤土，砂质粘土。
磺磺隆{1-(4,6-二甲氧基嘧啶-2-基)-3-(2-乙基磺酰咪唑[1,2-a]=吡啶-3-基)磺酰脲}一种磺酰脲类除草剂，一般用于防治阔叶杂草和其他杂草。除草剂在土壤中的运动是决定其在土壤和水环境中的命运的重要过程。保护地下水不受农药污染是当务之急。除草剂的淋滤发生在水渗入土壤时[13］．污染的风险因土壤而异，主要取决于土壤的有机碳含量和结构[6］．一般认为，土壤对农药的吸附与土壤有机质含量的关系比其他单一性质更为密切。农药从土壤向水中的迁移在很大程度上取决于它们在土壤中保留的程度，而土壤保留的程度又取决于土壤的吸附和解吸特性[9］．使用土壤柱是一种简单的方法，通过跟踪渗滤液中除草剂的释放量来了解除草剂的运动[5］．在两种不同土壤上进行的阿特拉津淋滤研究表明，果园土壤的淋滤率低于常规耕作土壤，这是因为果园土壤中含有更多的有机质[16］．一些研究人员证实，除草剂的活性性质与土壤有机碳含量有关。土壤类型在化学物质通过土壤的淋滤中起着重要作用[1］．除草剂在土壤中的移动取决于土壤的一般性质、土壤与除草剂的相互作用、主要影响土壤淋滤的气候条件等因素[3.］．淋滤主要取决于优先流的存在和程度，在砂土和粘土中都发现了优先流[19］．近红外光谱是研究土壤中农药吸附和淋滤的一种快速简便的方法[2］．
一般来说，当除草剂在土壤中吸附较弱且具有持久性时，它们更有可能被过滤掉。吸附程度随有机质含量和粘土组成的增加而增加。酸性农药，如磺酰脲，可适量吸附于有机质上，较少吸附于粘土矿物[4］．硫磺隆吸附量随土壤pH值降低而增加[18］．吸附减少了植物可利用的化学物质的数量，并减缓了浸出。磺酰脲类除草剂在碱性、寒冷、干燥和低有机质土壤中降解较慢[8］．随着pH值的增加和土壤有机质的减少，磺酰脲类化合物的迁移率增加[10］．磺酰脲类除草剂在碱性、寒冷、干燥和低有机质土壤中降解较慢[12］．除草剂对特定土壤的吸附量越大，其淋滤和挥发损失就越小。随着有机质含量的增加，磺酰脲类除草剂的流动性降低[17］．有机改性可能是控制农药淋滤的有效管理措施[20.］．Wondimagegnehu Mersie和Chester L. Foy进行了实验室和温室研究，以确定氯磺隆在四种土壤中的吸附和移动[11］．对磺酰脲在水中光降解的研究有助于了解它们的环境命运，它们在土壤溶液和地表水中的行为，因为它们具有很高的淋滤潜力[7］．本研究的目的是在实验室条件下，利用不同有机碳含量的土壤样品，研究磺酰磺隆(磺酰磺脲类除草剂)及其代谢产物氨基嘧啶在土壤柱中的浸出潜力。
沙质粘土和粘土壤土样品磺磺隆75% WG从当地市场购买的商业配方和氨基嘧啶从奥尔德里奇化学品。
从田间采集土壤样品，干燥后用2mm筛分。测定了土壤的pH值、电导率、有机碳含量、持水能力和质地等理化性质。在实验室条件下，采用35cm长× 6.9cm宽的土壤柱，研究了磺磺隆和氨基嘧啶在两种不同土壤中的淋滤。该列被密封在底部并创建
直径0.3cm，底部有孔，用于收集渗滤液。在柱子底部(2厘米高)添加鹅卵石，并将土壤填充到30厘米高。然后用0.01 M氯化钙饱和色谱柱2溶液并保持不受干扰过夜以排干。
在粘壤土和砂质粘土土柱表面分别施用磺磺隆@ 25、50、100 g.a.i/ha和氨基嘧啶@5 g.a.i/ha、10、20 g.a.i/ha，进行了两种不同的试验。施用除草剂后，在柱上覆盖1.0厘米的沙子，之前用酸洗过，然后是水和溶剂，以防止浸出时对柱表面的扰动。色谱柱用铝箔封闭，以避免蒸发和挥发性损失。
每天用微型喷雾器在柱的表面喷洒60mm的雨水。渗滤液通过柱下的漏斗收集。采用荧光检测器高效液相色谱法定量。测定磺胺磺隆及其分解产物氨基嘧啶15 d的浓度。研究结束后，将土柱等分0-5 cm、6-10 cm、11-15 cm、16-20 cm、21-25 cm、25-30 cm、30-33 cm进行分析
过滤柱渗滤液，用5%磷酸酸化。酸化后的渗滤液用二氯甲烷分割，然后在乙腈中重建，在两层无水硫酸钠之间使用florisil进行柱清理。将收集到的洗脱液在乙腈中配制成较小的体积，并采用高效液相色谱-射频联用法对磺磺隆及其代谢产物的残留量进行了定量分析。所鉴定的代谢物经电喷雾串联质谱(LC-MS/MS - ESI)分析确认[14］．
从色谱柱中收集的土壤样品使用乙腈/水(50:50)提取，体积在40°C的旋转蒸发器中减少至10 ml。然后用2%磷酸酸化，用二氯甲烷分割，浓缩至接近干燥，再溶于二氯甲烷2ml中，用8 ml异辛烷稀释。然后将整个样品转移到色谱柱中，残基用40 ml 2%甲醇二氯甲烷洗脱。在真空下蒸发溶剂，用乙腈重建残留物进行高效液相色谱分析[15］．
采用带荧光检测器的高效液相色谱仪，激发波长260 nm，发射波长405 nm，对磺磺隆和氨基嘧啶的残留量进行了定量分析。分离柱为Lichrospher RP C18，直径4.6 mm ×长度250 mm，流动相为550 ml乙腈和450 ml pH为3.0的水(用5%磷酸溶液调节)，流速为1 ml/min。
研究中使用了Bruker Daltonik GmbH公司生产的高容量离子阱(HCT +) LC-MS/MS (n)系统。干燥气体和雾化气体是由氮气发生器中的高压空气产生的氮气。雾化气体流量设置为约80 l/h，脱溶气体流量设置为800-900 l/h。在MS/MS模式下，碰撞气体为氩气，压力为4 x104mbar。毛细管电压分别为-3和3.5 kV，分别用于负电离和正电离模式。接口温度设置为350℃，源温度设置为120℃。停留时间0.1 s/扫描，扫描范围50-600 m/z。Agilent 1200 HPLC色谱柱为Xterra MS C18 (2.5 μm, 2.1 cm i.d.x 50 mm长)，梯度洗脱，流速0.20 ml/min，溶剂为H2O in B, ACN in A，温度20℃。注射量为10 μl。
方法用不同已知浓度的磺磺隆和氨基嘧啶在乙腈中稀释参考分析标准品的原液进行验证。在浸出实验开始前，对水和土壤进行了回收研究。采用磺磺隆和氨基嘧啶两种已知浓度(0.001 ~ 0.01 μg/ml)，在水、砂质粘土和粘土壤土中的平均回收率分别为94.6%、96.9%、92.3%、94.1%和89.2%、90.0%。从分析测定结果看，信噪比为3:1的检测限为0.001μg/ml，回收率和信噪比为10:1的定量限为0.001μg/ml。
研究了磺磺隆和氨基嘧啶在不同理化性质土壤中的浸出行为表1．两种土壤的理化性质表明，砂质粘土样品碳含量较低(1.25%)，黏壤土样品有机碳含量较高(5.5%)。在25、50和100 g.a.i/ha剂量下，黏壤土柱渗滤液中磺胺磺隆残留量为0.001 ~ 0.1 μg/ml，氨基嘧啶残留量为0.001 ~ 0.032 μg/ml。12日收集的渗滤液进一步分析th一天以后，在较低剂量下，残留物低于可检测水平。在砂质粘土渗滤液中分析13 d，磺胺磺隆残留为0.01 ~ 2.83μg/ml，氨基嘧啶残留为0.005 ~ 0.76 μg/ml。14日收集渗滤液th和15thDay显示，在较低剂量下，残留物低于可检测水平。总结的结果在表2而且表3．
进一步分析了高剂量的样品，发现了不同代谢物的痕迹。在鉴定的五种代谢物中，发现氨基嘧啶浓度较高。所鉴定的代谢物为氨基嘧啶(MW-155)去甲基磺磺隆(MW-455)、取代胍(MW-374)、重排胺(MW-363)和磺胺(MW-289)。详情载于图1而且图2．土壤样品分析表明，粘土土柱中磺胺磺隆的残留范围为0.002 ~ 0.5 μg/g，氨基嘧啶的残留范围为0.007 ~ 0.04 μg/g，砂质粘土柱中磺胺磺隆的残留范围为0.01 ~ 0.09 μg/g，氨基嘧啶的残留范围为0.001 ~ 0.012 μg/g。
粘壤土中硫磺隆和氨基嘧啶的有机碳含量较高，渗滤液中硫磺隆和氨基嘧啶含量较低。在砂质粘土中，渗滤液中磺胺磺隆和氨基嘧啶的含量高于土壤。图表结果摘要(图3来图6)清楚地揭示了75%的除草剂是在之后的土壤中发现的
在粘性壤土中进行了15天的研究，而在砂质粘土中，渗滤液中残留的比例较高。
图1:土壤提取物的提取离子色谱图
图2:用电喷雾串联质谱法确认残留物。
图3:不同深度粘壤土中磺磺隆残留量的研究。
图4:不同深度砂质粘土中硫磺隆残留。
图5:不同深度黏土中氨基嘧啶残留量的研究
图6:不同深度砂质粘土中氨基嘧啶的残留。
表1:土壤理化性质
表2:渗滤液中磺磺隆浓度(µg/ml)。
表3:浸出液中氨基嘧啶浓度(µg/ml)。
采用25 g.a.i/ha、50 g.a.i/ha和100 g.a.i/ha 3种不同有机碳含量的土壤进行淋滤试验。对于磺磺隆和5 g.a.i/ha, 10 g.a.i/ha，和20 g.a.i /公顷aminopyrimidine显示,被发现在渗滤液浓度越高90厘米降雨揭示土壤质地的移动性大粘壤土砂质粘土粘土(%)30.8 32淤泥(%)45.6 26砂(%)23.6 42 pH值6.2 - 7.08有机碳含量(%)5.5 - 1.25 CEC(毫克当量/ 100克)34.57 - 35.05溶胶。盐(milli姆欧/厘米)0.24 - 0.26持水量(100 ml / g) 28 29氮(毫克/公斤)2772 2659 40 32磷(毫克/公斤)钾(毫克/公斤)120 150镁(毫克/公斤)709 698钙(mg/kg) 3428 3450钠(mg/kg) 14 12容重(g/cc) 1.11 1.10有机碳含量较高但残留率较高的土壤。磺胺磺隆与氨基嘧啶的迁移率较高可能是由于其吸附能力较低而溶解度较高。即使经过连续浸出过程，土壤中仍保留少量磺磺隆和氨基嘧啶。这种少量的土壤保留量清楚地揭示了除草剂在土壤中的高稳定性。
作者真诚地感谢印度农业研究委员会(ICAR)为该项目提供资金，并感谢IIBAT管理层为进行实验提供必要的设施。
