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人参中代森锰锌和氟菌唑的残留降解动态研究

作　者: 许允成
导　师: 高洁
学　校: 吉林农业大学
专　业: 植物病理学
关键词: 人参代森锰锌乙撑硫脲氟菌唑顶空气液色谱法高效液相色谱法气质联用法
分类号: S481.8
类　型: 博士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

中国现已成为世界上主要的人参生产国和出口国,吉林省和黑龙江省是我国人参主要生产基地,其人参产量占全国总产量的九成以上,出口占全国的八成左右。但我国的人参产量和产值不成比例,产值很低。究其原因,一是我国人参产品质量问题,更重要的是我国人参产品农药残留量严重超标。导致农药残留超标的原因主要是农药的不合理的使用,特别是高毒、不宜降解的农药的大量使用。国外欧盟、美国、韩国、日本等国相继建立了人参上多种农药的检测方法和农药残留限量标准,而且标准也越来越高,而我国目前只建立了2种人参上使用的农药的残留检测方法,残留标准的制定也仅限于有机氯农药。所以,我国人参出口只能按进口国制定的农药限量标准来检测,被动地接受其残留检测结果,人参出口因农药残留超标屡遭退货现象时有发生。代森锰锌(Mancozeb,MZ)是乙撑双二硫代氨基甲酸盐(EBDCs)类杀菌剂,对人参黑斑病、灰霉病、疫病及苗期病害等均有较好的防治效果,是人参上使用量最大的农药品种。其在人参植株内的代谢物和环境中的降解产物为乙撑硫脲(ethylenethiurea,ETU),具有致畸、致癌和致突变作用。氟菌唑(Triflumizole)是高效、低毒、低残留的内吸性杀菌剂,兼具保护和治疗作用,广泛用于人参上防治灰霉病、黑斑病等病害,具有活性高、不易产生抗药性等特点。因此开展人参上代森锰锌、乙撑硫脲和氟菌唑的残留检测方法和残留降解研究,对规范人参上代森锰锌和氟菌唑的使用,建立其残留标准,提出农药最高限量,促进我国参与国际上人参农药使用标准和农药残留标准的制定,变被动检测为主动控制,突破国际贸易壁垒具有重要意义。本文研究内容与结果如下：1.建立了代森锰锌的顶空气液色谱法(HS-GLC)口乙撑硫脲的高效液相色谱(HPLC)残留分析技术。代森锰锌的顶空气液色谱法(HS-GLC)残留分析技术：本研究通过向顶空反应瓶中加入SnCl,溶液16ml,EDTA四钠盐溶液3ml时,在0.2μg/mL～1.0μg/mL范围内浓度与峰面积呈良好的线性关系(R2=0.9991),代森锰锌的检出限为1.4×10-1mg/L。在0.5～2.0mg/kg的添加水平下添加回收率为88.8%～89.9%,相对标准偏差为0.46%～5.71%,人参根、茎、叶、果实和土壤的代森锰锌的平均回收率和相对标准偏差范围符合农药残留检测要求。乙撑硫脲的高效液相色谱(HPLC)残留分析技术：当溶液pH、淋洗液、氧化铝分别为11、175ml、5g时,前处理符合要求,空白样品图中没有杂质峰,且人参的根、茎、叶、土壤和果实回收率在90.64%～97.46%,变异系数在1.02%～4.54%之间。色谱条件为：流动相为甲醇：水=10：90(V/V),流速0.5ml/min,波长233nm时,液相色谱的最小检出质量为1.4×10-11g,最低检出浓度为0.07mg·L-1,故符合试验要求。2.在建立了对人参制品中代森锰锌和乙撑硫脲残留分析方法的基础上,针对目前人参制品中农药残留较高的问题,测定了目前有代表性的人参制品中代森锰锌和乙撑硫脲残留量。结果表明代森锰锌在活性参、红参、生晒参、保鲜参和人参茶中残留量在0.37mg/kg-1.67mg/kg之间,其中人参茶中残留量最高(平均值为0.81mg/kg),人参酒中没有检测到代森锰锌,可能是在人参酒中人参含量少原因。人参制品中代森锰锌的残留量均高于欧盟规定的限量标准(0.1mg/kg),但低于日本规定的限量标准(1mg/kg)。乙撑硫脲在活性参、红参、生晒参和保鲜参的残留实测值在0.22mg/kg～0.52mg/kg之间,而人参茶中平均为7.5mg/kg,人参茶需冲洗处理后使用。3.采用顶空气液色谱法分析技术测定了代森锰锌在人参根、茎、叶、果实和土壤的残留降解动念和最终残留量。结果表明：施药剂量为推荐剂量的2倍(6250g a.i./hm2)时,施药1次,代森锰锌在根、茎、叶、土壤中原始沉积量分别为0.89mg/kg、1.34mg/kg、3.32mg/kg和1.21mg/kg；半衰期分别为12.9d、14.1d、12.3d和11.7d。施药1次,高剂量时(6250g a.i./hm2)测得根、茎、叶、土壤和果实中代森锰锌最终残留量为0.32mg/kg、0.21mg/kg、0.46mg/kg、0.18mg/kg和未检出(ND)mg/kg；施药剂量为推荐剂量(3125ga.i./hm2)时,施药1次,人参根、茎、叶、土壤和果实中代森锰锌最终残留量为0.18mg/kg、0.14mg/kg、0.31mg/kg、ND mg/kg和NDmg/kg。综合多方面因素,按照推荐剂量3125ga.i./hm2处理,根据国外人参上的残留标准和试验结果,建议我国代森锰锌在人参根、茎、叶和果实的最高残留限量(MRLs)可暂定为0.5mg/kg,施药次数为1次。4.采用HPLC-UV分析技术测定了乙撑硫脲在人参根、茎、叶、土壤和果实上的残留降解动态。人参生长期施药量分别为3125g a.i./hm2、6250g a.i./hm2,施药1次,人参收获期根、茎、果实和土壤样本的乙撑硫脲残留量均低于0.3mg/kg,而叶残留量分别为0.31mg/kg和0.46mg/kg,残留量较高,不易直接药用和食用。当75%代森锰锌WP的施药剂量为推荐剂量的2倍(6250g/hm2)时,乙撑硫脲在根、茎、叶和土壤中原始沉积量分别为0.45mg/kg、0.78mg/kg、8.23mg/kg和0.98mg/kg,半衰期分别为12.93d、11.1d、12.3d和11.7.2d。根据欧盟规定的乙撑硫脲最高残留限量值(0.20mg/kg)和本研究试验结果,建议乙撑硫脲在人参根、茎上MRLs值为0.25mg/kg,而人参叶中的残留限量值无法确定。5.为了减少代森锰锌在人参上的使用量和降低其在人参及其制品中的残留量,研究了代森锰锌的混用技术。采用菌丝生长速率法室内测定了代森锰锌、丙环畔、多菌灵及混剂对人参灰霉病菌和人参黑斑病菌菌丝生长的抑制作用,结果表明代森锰锌等药剂对人参灰霉病菌和人参黑斑病菌均有较好抑制作用,EC50值均较低。在此基础上进行了代森锰锌、丙环唑、多菌灵及其混剂对人参灰霉病和人参黑斑病的田间药效试验,结果表明代森锰锌对人参灰霉病菌和人参黑斑病菌均有较好防治效果,防治效果在72.1%-80.0%之间。其中代森锰锌：丙环唑(1：1)混剂无论是共毒系数还是田间防效均大于单剂和其他混剂,防治效果在84.3%-91.0%之间。为代森锰锌及其混剂在人参上的合理使用及标准的制定奠定了基础。6.测定了代森锰锌：丙环唑(1：1)混剂中代森锰锌和乙撑硫脲在收获期的最终残留。在人参生长期施用代森锰锌：丙环唑(1：1)混剂1次,施药量分别为3125、6250g a.i./hm2,代森锰锌和乙撑硫脲在人参收获期采集根、茎、果实和土壤样本,残留量均低于0.3mg/kg,其残留量值明显低于单剂在人参中的残留。代森锰锌和丙环畔混用用于人参病害防治,在降低农药残留量同时提高了药效。7.采用气质联用(GC-MS)技术研究了氟菌唑在人参上的残留降解动态和最终残留。按高剂量340g a.i./hm2施药,施药1次,施药后0、7、14、21、28d和收获期氟菌唑在人参根的原始沉积量分别为ND、ND、0.29、0.23、0.12和0.04mg/kg,半衰期为19.9d。土壤中的原始沉积量分别为0.25、0.16、0.11、0.12、0.10和0.03mg/kg,半衰期为25.4d。氟菌唑属于易降解农药。日本、加拿大、韩国等国家尚未制定氟菌唑在人参中最大残留限量标准,各国在蔬菜及药草中的最大残留限量值MRLs在0.5～5.0mg/kg之间。参照以上各国的残留限量规定及本研究田间试验残留动态数据,建议30%氟菌唑WP在人参生长期与其他杀菌剂交替施用,施药量不高于340g a.i./hm2,施药次数为1次：氟菌唑在人参和土壤上的最大残留量值MRL可暂定为0.25mg/kg,收获前21d不能施药。综上所述,根据代森锰锌、乙撑硫脲在人参根、茎、叶、土壤和果实上的残留降解动态,人参制品中的残留量和田间试验结果,建议人参上代森锰锌使用量为3125-6250ga.i./hm2,每年施药1次,做获前28d不能施药。建议使用代森锰锌：丙环唑(1：1)的混剂,尽量不使用单剂。建议人参及制品中代森锰锌、乙撑硫脲和氟菌唑的最高残留限量值(MRLs)分别为0.5mg/kg、0.25mg/kg和0.25mg/kg。

全文目录

摘要  4-7
Abstract  7-17
第一章前言  17-38
  1.1 我国人参生产、农药残留和农药残留标准概况  18-20
    1.1.1 我国人参的种植概况  18
    1.1.2 我国人参中农药污染现状  18-19
    1.1.3 国内外人参残留标准情况  19-20
  1.2 农药残留分析技术概况  20-26
    1.2.1 农药残留分析使用仪器概况  20-23
    1.2.2 农药残留分析前处理方法  23-26
  1.3 乙撑双二硫代氨基甲酸盐杀菌剂  26-31
    1.3.1 代森锰锌的开发、登记和管理情况  27
    1.3.2 代森锰锌的理化特性  27-28
    1.3.3 代森锰锌的光谱特性  28
    1.3.4 代森锰锌的毒理学研究进展  28-30
    1.3.5 代森锰锌的残留分析方法  30
    1.3.6 代森锰锌的残留水平及状况  30-31
  1.4 乙撑硫脲  31-36
    1.4.1 基本情况  31
    1.4.2 理化特性  31
    1.4.3 光谱特征  31-33
    1.4.4 乙撑硫脲的毒理学研究进展  33-34
    1.4.5 乙撑硫脲的残留分析方法  34-36
    1.4.6 乙撑硫脲的残留水平及污染状况  36
  1.5 氟菌唑  36-38
    1.5.1 基本情况  36
    1.5.2 理化特性  36
    1.5.3 毒性情况  36-37
    1.5.4 残留情况  37-38
第二章代森锰锌顶空气相和乙撑硫脲液相色谱分析方法研究  38-50
  2.1 代森锰锌的顶空气相色谱法残留分析技术  38-45
    2.1.1 二流化碳的顶空气液色谱法定量的理论基础  38-39
    2.1.2 仪器和试剂  39-40
    2.1.3 样本前处理  40
    2.1.4 标准曲线制作  40
    2.1.5 计算  40-41
    2.1.6 添加回收率的计算  41
    2.1.7 最小检出量与最低检测浓度  41
    2.1.8 结果与分析  41-45
  2.2 乙撑硫脲残留分析技术  45-50
    2.2.1 仪器和试剂  46-47
    2.2.2 样本前处理  47
    2.2.3 标准曲线制作  47
    2.2.4 结果与分析  47-49
    2.2.5 小结  49-50
第三章人参及其制品中代森锰锌和乙撑硫脲残留量分析  50-58
  3.1 人参及制品中代森锰锌残留量分析  50-54
    3.1.1 材料与仪器  50
    3.1.2 样本前处理  50-51
    3.1.3 标准曲线制作  51
    3.1.4 结果与分析  51-53
    3.1.5 小结  53-54
  3.2 人参制品中乙撑硫脲残留分析  54-58
    3.2.1 材料与仪器  54
    3.2.2 样本前处理  54
    3.2.3 标准曲线制作  54
    3.2.4 结果与分析  54-56
    3.2.5 小结  56-58
第四章代森锰锌在人参根、茎、叶和土壤中残留动态的研究  58-63
  4.1 材料和方法  58-59
    4.1.1 小区试验概况  58
    4.1.2 残留试验田间设计  58
    4.1.3 测定条件和方法  58-59
  4.2 结果与分析  59-61
    4.2.1 代森锰锌在人参根、茎、叶和土壤中的降解动态  59-61
    4.2.2 最终残留试验  61
  4.3 小结  61-63
第五章乙撑硫脲在人参根、茎、叶和土壤中残留动态的研究  63-68
  5.1 材料和方法  63
    5.1.1 小区试验概况  63
    5.1.2 残留试验田间设计  63
    5.1.3 测定条件和方法  63
  5.2 结果与讨论  63-67
    5.2.1 添加回收率  63-64
    5.2.2 乙撑硫脲在人参根、茎、叶、果实和土壤中的降解动态  64-66
    5.2.3 最终残留试验  66-67
  5.3 小结  67-68
第六章代森锰锌及其混剂在人参上使用技术研究  68-75
  6.1 室内药剂筛选  69-72
    6.1.1 供试菌株  69
    6.1.2 供试药剂  69
    6.1.3 试验方法  69-70
    6.1.4 试验结果  70-72
  6.2 田间小区试验  72-74
    6.2.1 供试药剂  72
    6.2.2 供试人参品种及防治对象  72
    6.2.3 试验设计  72-74
    6.2.4 调查方法  74
    6.2.5 试验结果  74
  6.3 小结  74-75
第七章混剂中代森锰锌和乙撑硫脲在人参中的残留量分析  75-81
  7.1 混剂中代森锰锌在人参中残留动态的研究  75-77
    7.1.1 材料和方法  75
    7.1.2 结果与分析  75-76
    7.1.3 小结  76-77
  7.2 混剂中乙撑硫脲在人参中残留动态的研究  77-80
    7.2.1 材料和方法  77
    7.2.2 结果与讨论  77-80
  7.3 小结  80-81
第八章氟菌唑在人参和土壤中的残留动态  81-87
  8.1 材料和方法  81-83
    8.1.1 小区试验  81
    8.1.2 残留试验田间设计  81-82
    8.1.3 测定条件和方法  82-83
  8.2 样本前处理  83
    8.2.1 试样制备保存  83
    8.2.2 试样的提取  83
    8.2.3 试样的净化  83
  8.3 结果和讨论  83-85
    8.3.1 标准曲线与线性范围  83-84
    8.3.2 添加回收率  84
    8.3.3 残留动态试验  84-85
  8.4 小结  85-87
第九章结论与讨论  87-89
附录  89-94
参考文献  94-102
致谢  102-103
作者简介  103

人参中代森锰锌和氟菌唑的残留降解动态研究

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