一 研究背景和目的 除草剂的不仅仅能够除草，不当的使用方法以及对残留监管不力，过多过滥地使用除草剂，将会致使生态环境和农产品的污染日趋严重，造成土壤劣化和水体污染，还会随着食物链的传递在不同生物体内富集，进而对整个生态系统的结构和功能产生危害，因此环境污染的防控任务十分艰巨。因此为了将除草剂使用造成的危害与风险降到最低，需要积极探索采用各种技术和手段来预防和减少其对生态环境的风险，深刻地掌握除草剂在土壤等环境中的迁移转化规律。 氰氟草酯作为除草剂之一，是由陶氏益农公司研究开发的一种乙酰辅酶羧化酶抑制剂，用于稻田芽后除草，是芳氧苯氧丙酸类除草剂中唯一对水稻具有高度安全性的品种。其分子式为C20H20FNO4，原药为白色结晶固体，溶于大多数有机溶剂中，不溶于水，R对映体为生物活性提，而S对映体无生物活性。氰氟草酯属于内吸传导性除草剂，主要由植物体的叶片和叶鞘吸收，韧皮部传导，积累于植物体的分生组织区，氰氟草酯迅速降解为氰氟草酸后，通过抑制乙酰辅酶羧化酶，使酯肪酸合成停止，细胞的生长分裂不能正常进行，膜系统等含酯结构破坏，最后导致杂草死亡。^[1] 本试验预研究氰氟草酯和氰氟草酸在环境介质中的检测方法，包括其在土壤及水体中的检测方法，筛选出高效快速的检测方法，用此方法可测定土壤和水体中氰氟草酯的残留污染情况，为以后检测氰氟草酯的环境安全问题做出科学依据。

氰氟草酯结构((R)-2-[4(4-氰基- 2-苯氧基)苯氧基]-丙酸丁酯)

迄今为止，对氰氟草酯的药效及作用机理已有不少的研究报道；迁移转化以及残留分析方法也见诸报端,对于一般农药，其检测包括样品前处理和样品研究。 一般样品前处理主要有提取、分离、浓缩、净化等步骤，主要是为了改善提取效果，减少基质和杂质对检测结果的影响。随着食品加工方式的多样化，样品的前处理方法有了长足的发展，从传统的前处理方法有索氏提取、振荡提取法、液一液分配以及柱层析法等方法，到现在较先进的固相萃取(Solid Phase Extraction,SPE)，固相微萃取(Solid Phase Micro-Extraction, SPME)，基质固相分散萃取(Matrix Solid-Phase Dispersion Extraction MSPD)，微波辅助萃取法(Microwave Assisted Solvent Extraction，MAE)，加速溶剂萃取(Accelerated Solvent Extraction , ASE)，超临界流体萃取(Supercritical Fluid Extraction SFE).凝胶渗透色谱(Gel Permeation Chromatography，GPC)，分子印迹技术(Molecular imprinting technique， MIT )等。^[2-4] 农药残留检测技术是指通过高精度的仪器设备对各种样品中的农药残留进行定性和定量检测。农药残留常用检测方法有气相色谱(GC)、液相色谱(HPLC)、气相色谱一质谱联用(GC-MS )和液相色谱一质谱联用(LC-MS)等。^[5-7] 气相色谱(GC)采用气体作流动相的色谱法，适用于稳定性高、低沸点的的气体样品的检测，它的特点是高效、快速和灵敏，GC是目前应用最多的方法。 高效液相色谱法(HPLC)采用液体为流动性，适用于高沸点、强极性、大分子量和热稳定性差的样品的检测。HPLC具有高效、快捷、灵敏等优点，成为农药残留分析中的常规方法。 气相色谱一质谱联用(GC-MS)结合了气相色谱和质谱的优点，能同完成混合物的定性分析，检测出多种不同性质和不同种类的样品的结构和分子质量，大部分农药残留都能使用GC-MS检测。 液相色谱一质谱法(LC-MS)与GC-MS类似，同样结合了液相色谱和质谱的优点，相比GC-MS ，LC-MS的检测范围更加广泛，一些分子量大、强极性或热不稳定性太强的样品，都可以利用LC-MS来检测，是农药残留分析中强有力的方法。 吴尚在 ^[8]采用高效液相色谱法(HPLC)分析其在在稻田中的消解动态,研究并建立了氰氟草酯在稻田土壤和植株中的残留分析方法，本方法土壤的添加浓度在0.1-1mg/kg范围内，平均添加回收率为85.97%-93.38%，变异系数为3.61%-5.37%;水稻植株的添加浓度在0.1-1 mg/kg范围内，平均添加回收率为85.10%-88.19%，变异系数为2.23%-7.00%，其灵敏度、准确度达到农药残留检测的要求；李松卿通过创新和改进，开发出了有机液滴直接悬浮一固化微萃取、缓慢注入一超声辅助乳化微萃取、缓慢注入一超声辅助乳化微萃取、原位生成离子液体分散液液微萃取、连续分散液液微萃取、自动化原位生成离子液体分散液液微萃取多种残留检测方法，拓宽了农药残留检测的方法途径^[9]。董婷、罗泽江应用超高效液相色谱法同时测定了稻田水和土壤中氰氟草酯及其代谢产物，氰氟草酯和氰氟草酸在田水中的最低检测浓度分别为0.001、0.002 mg/kg;氰氟草酯和氰氟草酸在土壤中的最低检测浓度分别为0.02、0.04 mg/kg^[10]。赵莉、朱国念、姜忠涛利用液相色谱技术，在同一色谱分析条件下，同时检测5种化合物，样品前处理过程简单，方法准确可靠，灵敏度和准确度达到了农药残留检测的要求。氰氟草酯及4种代谢物在上述样品中的最低检知浓度在0.02~0.004mg/kg之间，方法的添加回收率(0.01-5mg/kg)在80.2%-101.2%之间。^[11]

三 课题目标: 农业是安全生产的重要保障，而对于我国农药过量施放的国情，原因之一就是农药流失规律不明，其解决对策就是揭示种植体系农药归趋特征[12]，因此建立并优化农药在各类环境中的分析方法和前处理方法极其必要。试验以氰氟草酸及其代谢产物氰氟草酸为目标物，建立其在环境介质中的检测方法： （1） 建立并优化氰氟草酸及其代谢产物氰氟草酸的LC-MS/MS分析方法； （2） 建立环境基质（水、土、植株）中的氰氟草酸及其代谢产物氰氟草酸的前处理方法； （3） 对比不同前处理方法在各类基质中的回收率、重现性、LOD和LOQ； （4） 将该分析方法应用于实际环境样品。 （5） 对试验数据进行整理分析。 参考文献:

[1].氰氟草酯在稻田生态系统中的降解研究_赵莉

[2]唐建设，项丽.毛细管电泳在农药残留检测上的应用[J].分析测试技术与仪器，2005, 11(3):215-220. [3]Robert L, Reinhard N. Analysis of atrazine, terbutylazine and their N-dealkylated chloro and hydroxy metabolites by solid-phase and gas chromatography-mass spectrometry and capillary electrophoresis-ultraviolet detection[J]. Journal of chromatography A, 1999, 835: 217-229. [4]Kevin N T N, Sean H W P. Supercritical fluid extraction and quantitative determination of organophosphorus pesticides residues in wheat and maize using gas-chromatography with flame photometric and mass spectrometric detection[J]. Journal of chromatography A, 2001, 907:247-25. [5]刘长武，刘潇威，翟广书，等.固相萃取一高效液相色谱法测定水果、蔬菜中的氨基甲酸酯杀虫剂及其代谢物残留[[J].色谱，2003, 21(3): 255- 257. [6]郑永权.农药残留研究进展与展望[J].植物保护，2013, 39(5): 90-98. [7]张梦薇.毛细管电泳在苯氧梭酸类除草剂手性分离中的应用[D].杭州:浙江工业大学，2012. [8]. 氰氟草酯防治千金子的经济阈值及其在稻田中的消解动态_吴尚 [9]. 液相微萃取技术在农药及污染物残留检测中的应用研究_李松卿 [10].超高效液相色谱法测定稻田水和土壤中氰氟草酯及其代谢产物_董婷、罗泽江 [11]. 氰氟草酯及其代谢物在稻田水、土壤和稻株中的残留分析方法_赵莉、朱国念、姜忠涛 [12]化学农药在我国不同种植体系的归趋特征与限量标准-启动会介绍final_董丰收