硝磺草酮在水中的光解及其在土壤中的降解特性研究.pdf

1、硝磺草酮（Mesotrione）是一種抑制雜草體內(nèi)對羥基苯基丙酮酸酯雙氧化酶（HPP D）的苗前、苗后廣譜選擇性除草劑，可以有效防除玉米田主要的闊葉雜草和一些禾本科雜草，目前已在中國得到廣泛應(yīng)用。但國內(nèi)對硝磺草酮的環(huán)境行為研究較少，特別是對于其代謝產(chǎn)物在多介質(zhì)中的存在狀況及轉(zhuǎn)化與歸趨行為未見深入報道。因此，本文通過建立硝磺草酮及其代謝物的殘留分析方法，研究了硝磺草酮在水中的光解及其在土壤中的降解規(guī)律，為農(nóng)藥殘留監(jiān)測及環(huán)境安全性評價提供重

2、要依據(jù)。
　　研究內(nèi)容如下：
　　1.建立了玉米樣品中硝磺草酮及其代謝物（MNBA）的殘留分析方法
　　樣品經(jīng)乙腈-水溶液提取，取適量提取液酸化至 pH為2，過 HLB固相萃取柱凈化。UPLC-MS/MS采用電噴霧離子源負離子模式（ESI-）電離，多反應(yīng)監(jiān)測（MRM）模式檢測，外標法定量。硝磺草酮和MNBA在1μg·kg-1～200μg·kg-1濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)（r）均大于0.99，在添加濃度5μg·k

3、g-1～50μg·kg-1范圍內(nèi)，硝磺草酮及其代謝物MNBA的平均回收率為80.3％～98.2%，相對標準偏差在6.1%～13.3%之間，硝磺草酮和MNBA定量限分別為1μg·kg-1、2μg·kg-1，能夠滿足硝磺草酮殘留限量的要求。
　　2.建立了土壤樣品中硝磺草酮及其代謝物（MNBA、AMBA）的殘留分析方法
　　樣品經(jīng)0.1%氨水-乙腈溶液提取后，取適量提取液過陰離子交換固相萃取柱（Clea nert PAX）凈化，

4、采用Acquity HSS T3色譜柱分離，乙腈和0.3%甲酸水為流動相梯度洗脫，UPLC-MS/MS采用ESI-源電離，多反應(yīng)監(jiān)測（MRM）模式檢測，外標法定量。結(jié)果表明：在添加0.3μg·kg-1～50μg·kg-1范圍內(nèi)，硝磺草酮、MNBA和AMBA的平均回收率為72.6%～97.1%，相對標準偏差在2.4%～12.9%之間，定量限分別為0.3μg·kg-1、1.0μg·kg-1、0.6μg·kg-1。
　　3.硝磺草酮在水

5、中的光解研究
　　采用紫外燈作為光源，研究了硝磺草酮初始濃度、有機介質(zhì)、丙酮濃度、pH、H2 O2、TiO2、Fe2+、NO3-、SDS、吐溫80、尿素對硝磺草酮光解特性的影響，光解數(shù)據(jù)采用一級反應(yīng)動力學(xué)方程擬合。結(jié)果表明：初始濃度在0.5 mg·L-1～10 mg·L-1范圍內(nèi)時，光解速率隨初始濃度的增加而降低；硝磺草酮在甲醇、乙腈、丙酮等有機溶劑中的光解速率從大到小為乙腈>甲醇>丙酮，其光解速率與有機溶劑極性大小無關(guān)，與溶劑吸

6、收波長呈負相關(guān)；水中丙酮添加濃度1 mg·L-1～10 mg·L-1，硝磺草酮的DT50從9.6 h降至3.9 h，降低了近2.5倍，丙酮作為一種光敏劑可以促進硝磺草酮的光解；硝磺草酮在pH5、pH7、pH9緩沖溶液中的DT50分別為11.2 h、18.7 h、19.3 h，其光解速率與pH呈負相關(guān)；水中添加0.5 mmol·L-1～2 mmol·L-1濃度的H2O2時，DT50由6.0 min降至1.8 min，硝磺草酮的光解速率隨H

7、2O2濃度增大而加快；水中添加5 mg·L-1～200 m g·L-1濃度的TiO2，DT50由231 min降至28 min，光催化作用十分顯著；水中NaNO3濃度由1 mg·L-1到100 mg·L-1，DT50由10.3 h下降至5.2 h，硝磺草酮的光解速率與NO3-濃度呈正相關(guān)；水中Fe2+可促進硝磺草酮光解，當Fe2+濃度由0.02 mmol·L-1升至0.5 m mol·L-1，DT50從77 min降至20.4 min，

8、縮短了3.5倍；表面活性劑（SDS、吐溫-80）對硝磺草酮的光解也具有一定的影響，SDS濃度為5 mg·L-1～500 mg·L-1，DT50從9.9 h降至8.2 h，吐溫-80的濃度為5 mg·L-1～500 mg·L-1時，DT50為8.8 h～9.5 h，兩者均對光解具有一定的促進作用；水中添加尿素對硝磺草酮光解影響不明顯。
　　采用氙燈作為光源，研究了不同pH條件下 H2O2和TiO2對硝磺草酮光解的影響，結(jié)果表明，pH

9、=3時，H2O2、TiO2催化硝磺草酮光解反應(yīng)作用高于pH7和pH9時，在酸性條件下H2O2、TiO2光催化活性最強。
　　采用飛行時間串聯(lián)質(zhì)譜（Q-Tof）對硝磺草酮紫外光解產(chǎn)物進行分析，推斷出 MN BA、AMBA、戊二酸等7種光解產(chǎn)物，其光解作用主要發(fā)生光水解反應(yīng)、光還原反應(yīng)等。
　　4.硝磺草酮在土壤中的降解特性研究
　　在室內(nèi)模擬條件下，研究了硝磺草酮及其代謝物 MNBA、AMBA在黑龍江黑土、江西紅壤、河南

10、潮土中的降解特性。研究結(jié)果表明，在土壤含水量20%條件下，硝磺草酮在黑龍江黑土、河南潮土、江西紅壤中的半衰期DT50分別為8.6 d、12.8 d和34.7 d，降解速率與土壤 pH值呈負相關(guān)，在黑土和潮土中降解的主要產(chǎn)物為 MNBA，紅壤中為AMBA；在土壤含水量40%條件下，硝磺草酮在黑龍江黑土、河南潮土、江西紅壤中的DT50分別為1.3 d、1.5 d和4.0 d，降解產(chǎn)物均主要為AMBA。探討了代謝物M NBA和AMBA在黑龍江