氟磺隆水解动力学研究

第39卷第6环境科学与管理Vol 39 No 62014年6月ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENTJune 2014文章编号:1674-6139(201406-0024-03氟磺隆水解动力学研究崔妩鹂,侯志广,张铎,邬美男,逯忠斌(吉林农业大学资源与环境学院,吉林长春1308)摘要:采用试验室内模拟试验的方法,研究不冏p的缓冲溶液和不同自然水体对氟磺隆水解的影响。实验结果表明,不同pH缓冲溶液和不冋自然水体对氟磺隆水解速率均冇不冋程度的影响。在碱性条件下氟磺隆的水解速率最快,半衰期为0.2d,酸性条件下次之,半衰期为6.0d,在中性条件下水解较慢,半衰期为15.7d而在不同自然水体中氟磺隆的降解速率为:伊通河水>稻田水≯青湖水>蒸馏水。关键词:氟磺隆;水解;pH;不同自然水体中图分类号:X703.1文献标志码:AStudy on Characters of Prosulfuron HydrolysisCui Wuli, Hou Zhiguang Zhang duo, wu meinan Lu ZhongbinCollege of Resource and Environmental Science, Jilin Agricultural University, Changehun 130118, ChinaAbstract: This experiment was based on indoor cultivated method. The purpose of this study was to research on the influences of elucidated solutions of various pH levels and different natural waters on the hydrolysis of prosulfuron. The results showedthat prosulfuron hydrolysis varies in different PH buffer aqua and different natural waters. The rate was fastest in alkaline conditions with the half life as 0. 2d, less fast in acidic conditions with the half life as 15. 7d. and slow in neutral condition with the halflife as 6. 0d. While the degradation rates of Prosulfuron in different natural waters was Yitong River> paddly water> Green Lake>distilled waterKey words: Prosulfuron; hydrolysis; pH; different natural waters氟磺隆( Prosulfuron)1-(4-甲氧基-6-甲水解是农药在自然环境中消解的重要途径,影基三嗪-2-基)-3-2-(3,3,3-三氟)苯基磺响水解速率的因素有很多,已有研究表明,pH是影酰基]-脲)是由瑞士诺华公司开发一个比较新的响水解的重要因素之一。氟磺隆是新型磺酰脲类除磺酰脲类除草剂,显弱酸性ˉ3-,纯品为无色无嗅结草剂,国內鲜有报道。本文主要硏究氟磺隆在不同晶体。氟磺隆的作用机制是抑制乙酰乳酸合成酶pH及不同自然水体中的水解行为,为氟磺隆的合理(ALS),除草效力极高3,目前国内对氟磺隆的研究使用提供科学依据。不同的农药在酸碱度不同的水尚未见报道。氟磺隆作用方式与其他磺酰脲类除草体中所表现的水解特性也有一定的差异,或催化或剂作用方式相同,主要是经杂草叶及根吸收,在植株抑制6),自然水体中存在其他的有机质,微生物等体内传导,从而抑制其生长。杂草防除特性主要用均在不同程度上影响着农药的水解。于大多数阔叶杂草,对禾本科也有一定的抑制作用+-5。1材料与方法1.1仪器与试剂收稿日期:2014-03-19LC-20AB型日本岛津高效液相色谱;THL作者简介:崔妩鹏(1987-),女,硕士,主要研究方向:农药残留与分析82B型恒温水中国煤化工压灭菌锅通讯作者:逯忠斌ZFQ-3型旋CNMHG电子天平;第39卷第6期Vol 39 No 62014年6月崔妩鹂等·氟磺隆水解动力学研究June 2014PHS-3c型数字PH计;101-IAB型电热鼓风干燥30℃;流动相类型:甲醇:水(0.1%甲酸)=65:35;箱;WMK-02型恒温培养箱。流速:1.0mL/min,波长:230mm;进样量:10μL。氟磺隆标准品(CHEM公司,98.2%),甲酸,叠2结果与分析氮钠,氢氧化钠,苯二甲酸氢钠,磷酸二氢钾,氯化钾为分析纯;甲醇为色谱纯。2.1回收率试验1.2试验方法氟磺隆回收率结果表明,当添加浓度在0.11.2.1分析方法mg/L~5mg/L时,氟磺隆的添加回收率在87.2%依次用5mL甲醇和5mL去离子水活化C18固90.5%之间,变异系数在3.6%~4.5%之间。符相萃取柱,待液面接近上层底部时,取2mL水样上合化学农药环境安全评价试验准则对水解检测的柱,流出液全部弃去,抽干,10m甲醇洗脱层析柱,要求。2.2pH对氟磺隆水解的影响洗脱液全部收集,氮吹浓缩至干,甲醇定容至2m,氟磺隆在不同pH条件下降解速度有明显差进行液相分析。异,如表1图1所示。氟磺隆在碱性(pH=9)条件1.2.2氟磺隆在不同pH缓冲溶液中的水解下氟磺隆水解最快,半衰期为0.2d,在酸性(pH=p分别为579缓冲溶液的配制方法为”:5)条件下氟隆水解减缓,半衰期6.0,而在中性H5:0.1m0L/L氢氧化钠239mL+0.1moL邻(pH=7)条件下氟磺隆水解最慢,半衰期为15.7d苯二甲酸氢钾500m,蒸馏水定容至1000mL;pH7磺酰脉类除草剂在水中的反应大多数为酸催化反0.1molL氢氧化钠296.3mL+0.1molL磷酸应,水解反应的机理是水分子进攻脲桥键上的羧基二氢钾500mL,蒸馏水定容至10om;pH9:0.1碳,脲桥断裂成芳基磺酰胺,氨基杂环和CO2moL氯化钾500mL+0.1moL氢氧化钠213当缓冲溶液pH值为5时,溶液中大量的H进攻羰mL,蒸馏水定容至1000mL。基氧使C形成碳正离子,加速反应的正向进行,脲移取5mL100mg/kg的氟磺隆标准母液于100桥键断裂。而当缓冲溶液pH值为7时,与磺酰基mL容量瓶中,分别用配制好的缓冲溶液稀释定容至相连的N上的H易于电离,以阴离子形态存在,不刻度,使氟磺隆浓度为5mg/kg,摇匀。将溶液移至易于水解反应的进行,因此在中性环境中水解速率装有0.1g叠氮钠的三角瓶中,充分混合,放入恒温较酸性条件下慢2);当缓冲溶液pH值为9时,主要培养箱中,培养箱温度为25℃,每种缓冲溶液进行3发生的反应为三嗪环上的甲氧基与羟基的亲核取代次重复实验,定期取样。并伴随脲桥键断裂13,反应进行的速率最快。1.2.3氟磺隆在不同自然水体中的水解表1氟磺隆在不同缓冲溶液中的水解动力学参数移取5mL浓度为100mg/kg的氟磺隆标准母液m-级动力学方程相关系数半衰期速率常数于100mL容量瓶中,分别用减压抽滤后的伊通河水C1=C0样、吉林农业大学青湖水样、稻田水水样和蒸馏水定5C=5.2461e-12580.98016.00.12587C.=5.1496e-0280.97140.0434容至刻度,摇匀(吉林农业大学青湖水样的p为9C=4.0948e-2w420.98972.38427.53,伊通河水样的pH为8.01,稻田水样的p为7.26),将四种水样转移至100mL具塞三角瓶中,为5.5防止长菌加入0.01g叠氮钠。充分混合后放入25℃p的恒温培养箱中进行水解试验,每种水样进行3次重复,定期取样。每次取样量为2mL,提取方法同1.2.2,以上所用玻璃仪器都经高压灭菌锅灭菌151h0)。0.51.2.4仪器条件液相色谱仪:紫外检测器;色谱柱: Thermo ods中国煤化工P-C18200mm×4.6mm×5.0μm;柱温度:CNMHG第39卷第6期2014年6月崔妩鹂等·氟磺隆水解动力学硏究une 20142.3不同自然水体对氟磺隆水解的影响有机质主要以阴离子形式存在,抑制了农药的水解氟磺隆在不同自然水体中的水解如表2、图2过程;而其他水生微生物,无机物以及各种悬浮颗粒所示。氟磺隆在伊通河水中水解半衰期为8.8d,在对农药降解的影响也各不同,因此,农药在自然水体吉林农业大学青湖水中水解半衰期为96d,在稻田中的降解机理复杂,需进一步研究探讨。水中水解半衰期为8.9d;当溶剂为蒸馏水时,半衰期为27.3d。实验结果表明氟磺隆降解速率顺序为参考文献伊通河水>稻田水>吉林农业大学青湖水>蒸馏[1 RYANP. HULTGREN, ROBERT J. M, et al.Effects水。伊通河水中氟磺隆的降解速率略髙原因可能是of Soil pH and Soil Water Content on Prosulfuron Dissipation伊通河水偏碱性。三种水体中降解速率明显高于蒸[J.Amic. Food Chem,0x50):326-3243馏水,究其原因可能是由于自然水体中的有机物如2 Seunghun Hyun, Linda S Lee. Factors Controlling SorpDOM可溶性有机物);微生物如细菌、真菌;无机物 tion of prosulfuron by variable- Charge Soilsand Model Sorbents如各种离子、活性发色团等有对磺隆类除草剂的水[J. Environ.Qual,00433):1354-1361解有着很大的影响4。[3 RYAN P. HULTGREN, ROBERT J. M, et al.Effects表2氟磺隆在不同水体中的水解动力学参数of Soil PH and Soil Water Content on Prosulfuron Dissipation级动力学方程相关系数半衰期速率常数J]. agric. Food chem,2002(50):3236-3243C1=C·e-k4]刘长令.世界农药大全(除草剂卷)M].北京:化学湖水C=5.6363em60.95209.60.0969工业出版社,2002:55稻田水C=6.1798e0m30.96808.90.09375]欧晓明.磺酰脲类除草剂残留检测分析硏究新进展河水C=5.8662e0.93908.8J.精细化工中间体,2006,36(1):1-6.蒸馏水C=5.3249e0m40.989827.30.9915[6]崔云,吴季茂,蒋可.磺酰脲类除草剂的残留分析[J].上海环境科学,1998,17(10):22-257]林晶,陈景,张思玉,等,常用缓冲液对解草唑水解的催化效应研究[J].环境科学,2008(9):2542-2547.[8]何成艳,黎源倩,王和兴.固相萃取-高效液相色谱25湖水和团水测定水中5种磺酰脲类除草剂[J].现代预防医学,2008,351.5伊通河水(3):538-540蒸馏水D.59]杨克武,莫汉宏,安凤春,等.有机化合物水解的研究方法[J].环境化学,1994,13(3):206-209时间[10]万丽,侯志广,李丽春.pH值和初始浓度对烟嘧磺图2氟磺隆在不同水体中的水解隆水解的影响[J].安徽农业科学,2011,39(25):15580结论15581;1564911邹月利,陶波.磺酰脲类除草剂的降解机制及代谢氟磺隆水解受酸碱性影响较大。在碱性条件下产物的研究进展[J.农药科学与管理,201,32:(10)24水解速率最快,半衰期为0.2d,其次是在酸性条件下,水解半衰期为6.0d;随着酸性的减弱,当pH达12]范志佥,钱传范,胡继业,等,磺酰脲类除草剂的化到中性条件时,水解速率减慢,水解半衰期为15.7学水解[J].四川师范大学学报(自然版),2003(26):69-73d;不同自然水体中氟磺隆的水解速率存在差异。得[13]李伟,范志金,陈建宇,等.氯磺隆的化学行为[J]出结论为:伊通河水>稻田水>吉林农业大学青湖四川师范大学学报(自然科学版),200,25):521-524水>蒸馏水,水解的半衰期分别为8.8d8.9d、9.614]王健,钱晓钟,花日茂,等.胺苯磺隆在环境水体中d和27.3d。农药在天然水体中的水解除了pH以的光化学降解中国煤化工7(321:15952外还受其他多种因素影响,自然水体中一些溶解性15953CNMHG26