丙硫菌唑(prothioconazole)是拜耳公司开发的新型广谱三唑硫酮类杀菌剂^[1]，其作用机理是抑制真菌中甾醇的前体——羊毛甾醇或2, 4-亚甲基二氢羊毛甾醇14位上的脱甲基化作用^[2]，主要用于防治谷类、麦类、豆类等作物的病害，几乎对麦类所有病害，如白粉病、纹枯病、枯萎病、叶斑病、锈病、菌核病、王斑病和云纹病等^[3-4]均有很好的防效。丙硫菌唑在作物(小麦、花生和甜菜等)和土壤中的主要代谢物为其脱硫产物硫酮菌唑(prothioconazole-desthio)^[5]。丙硫菌唑及硫酮菌唑的结构式见图式1。

目前，关于丙硫菌唑的报道多为其毒力测定及合成工艺^[6-9]。史晓梅等^[10]采用液相色谱-质谱联用建立了花生中丙硫菌唑及其代谢产物硫酮菌唑的测定方法，而关于其在土壤中残留的分析方法及其在土壤中代谢和转化等行为的研究尚未见报道。本研究建立了丙硫菌唑及硫酮菌唑的高效液相色谱分析方法，评估了丙硫菌唑在土壤基质提取液及前处理过程中的转化率，并基于此方法研究了其在北京和安徽两地土壤中的转化和消解趋势，旨在完善丙硫菌唑在土壤中的消解数据，为其科学使用及环境风险评估提供参考。

1 材料与方法 1.1 试剂与仪器

98.0%丙硫菌唑(prothioconazole)标准品和99.5%硫酮菌唑(prothioconazole-desthio)标准品，由德国Dr.Ehrenstorfer Gmbh提供；50%丙硫菌唑水分散粒剂，山东海利尔化工有限公司产品；乙腈为色谱纯，氯化钠和磷酸均为分析纯。

Agilent 1200高效液相色谱仪，配紫外检测器(美国安捷伦公司)；KQ3200型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)。

1.2 供试土壤

选择北京、安徽两地有代表性的土壤，经风干、磨碎后过孔径840 μm标准筛，备用。其基本理化性质见表 1。

1.3 田间试验

试验于2013—2014年分别在北京市通州区和安徽省宿州市进行。小区面积15 m²，重复3次，小区间设保护行，同时设空白对照区。50%丙硫菌唑水分散粒剂以有效成分1 000.5 g/hm²剂量喷雾施药1次。分别于施药后2 h及1、3、5、7、10、21、30、45和60 d采样。随机取5~10个点，用土钻采集深0~10 cm的土壤1~2 kg，除去杂物后混匀，采用四分法留样500 g，于-20 ℃保存，备用。

1.4 样品前处理

称取10 g土壤样品(精确到0.01 g)于50 mL具塞离心管内，加入10 mL乙腈，振荡1 min后超声提取15 min；加入6 g氯化钠，剧烈摇动1 min，于3 000 r/min下离心5 min；取上清液过0.22 μm有机滤膜，待HPLC-UV检测。

1.5 高效液相色谱-紫外检测条件

Agilent HC-C₁₈色谱柱(250 mm × 4.6 mm，5 μm)。进样量20 μL，流速0.8 mL/min，流动相为V (乙腈) : V (0.1%磷酸水溶液)=50 : 50，检测波长200 nm。在上述条件下，硫酮菌唑和丙硫菌唑的保留时间分别为16.9和27.9 min。

1.6 标准曲线的绘制

采用外标法定量。称取一定量的丙硫菌唑或硫酮菌唑标准品于25 mL容量瓶中，用乙腈溶解并分别配制成1 000 mg/L的标准母液，再用乙腈稀释，配成5、2.5、1、0.5、0.25、0.1和0.05 mg/L的丙硫菌唑和硫酮菌唑混合标准工作液，按1.5的条件测定。以样品质量浓度为横坐标，峰面积为纵坐标，绘制标准曲线。

1.7 添加回收试验

在空白土壤样品中分别添加丙硫菌唑或硫酮菌唑标准溶液，添加水平为0.05、0.3和1 mg/kg 3个水平，每个水平重复5次。按照所建立的前处理和检测方法进行测定，计算平均回收率和相对标准偏差(RSD)。

1.8 丙硫菌唑的转化率 1.8.1 丙硫菌唑在土壤基质标准溶液中的转化率

为评估丙硫菌唑在土壤提取液中的转化情况，配制了0.5、3和10 mg/L 3个水平的丙硫菌唑标准储备液，分别用乙腈和空白土壤提取液稀释至0.05、0.3和1 mg/L，由(1)式计算丙硫菌唑在土壤基质标准溶液中的转化率(R)。

(1)

式(1)中，c_matrix表示丙硫菌唑基质标准溶液质量浓度，mg/L；c_solvent表示丙硫菌唑溶剂标准溶液质量浓度，mg/L。

1.8.2 丙硫菌唑在样品前处理过程中的转化率

进行添加回收试验时，为评估丙硫菌唑在提取过程中的转化情况，将丙硫菌唑标准溶液添加至土壤基质中，按1.4的条件提取后，采用纯溶剂配制的丙硫菌唑和硫酮菌唑混合标准溶液进行定量，由(2)式计算丙硫菌唑在样品前处理过程中转化为硫酮菌唑的转化率(R)。

(2)

式(2)中，c₁表示丙硫菌唑质量分数，mg/kg；c₂表示硫酮菌唑质量分数，mg/kg；344为丙硫菌唑的相对分子质量，312为硫酮菌唑的相对分子质量。

2 结果与讨论 2.1 方法的线性范围和定量限

结果表明：在0.05~5 mg/L范围内，纯溶剂配制的丙硫菌唑和硫酮菌唑的标准溶液峰面积与进样质量浓度间呈良好的线性关系。回归方程分别为：y=167.18x -4.667 7，r=0.999 9；y=87.861x -0.927 5，r=0.999 4。由于土壤样品导致的基质效应不明显，因而样品测定均用纯溶剂配制的标准溶液进行定量。方法定量限(LOQ)均为0.05 mg/kg。

2.2 方法的准确度和精密度

结果(表 2)表明：在0.05、0.3和1 mg/kg添加水平下，丙硫菌唑和硫酮菌唑在土壤中的平均添加回收率在75%~97%之间，RSD在1.0%~7.8%之间。说明该方法定量准确，能够满足农药残留检测要求^[10]。典型谱图如图 1所示。

2.3 丙硫菌唑的转化

结果(表 3)表明：丙硫菌唑初始质量浓度越低，转化率越高，即随其添加水平的增大，转化率降低。

2.4 消解动态试验结果

丙硫菌唑和硫酮菌唑在土壤中的消解动态曲线如图 2所示(以2013年安徽省的试验结果为例)。从结果看，丙硫菌唑在土壤中的残留量随时间的延长而降低，其代谢物硫酮菌唑则呈先升高再降低的趋势。

如图所示，硫酮菌唑在10 d时残留量达到最高值，随后开始消解，以此点为初始浓度拟合一级动力学方程，2013年安徽宿州硫酮菌唑的消解动态方程为c_t=1.678 4e^-0.016t，相关系数r为-0.977，半衰期(t_1/2)为43.3 d。可能是由于丙硫菌唑在土壤中或前处理过程中已部分降解，因此其初始浓度较低，除2014年安徽宿州试验外，其余试验在施药2 d后其残留量均已低于LOQ。2014年安徽宿州丙硫菌唑的消解动态方程为c_t=0.760 1e^-0.13t，r为-0.915，t_1/2为5.3 d。

研究表明，北京和安徽两地试验点土壤中，丙硫菌唑和硫酮菌唑的沉积、消解趋势相似，可见土壤性质对于丙硫菌唑及代谢物消解的影响不明显。GB 2763中丙硫菌唑的残留定义为硫酮菌唑，以丙硫菌唑计；CAC中丙硫菌唑的残留定义为硫酮菌唑。现有定义中均未涉及丙硫菌唑的残留，本文同时研究了丙硫菌唑和硫酮菌唑的消解趋势，而研究结果表明，如果丙硫菌唑浓度较高，在土壤中有一定的残效期，对其进行监测是需要的。鉴于丙硫菌唑和硫酮菌唑的每日允许摄入量(acceptable daily intake, ADI)分别为每人0.05和0.01 mg/kg，对育龄妇女的急性参考剂量(acute reference dose, ARfD)分别为每人0.8和0.01 mg/kg^[5]，因此，与丙硫菌唑相比，持效期更长、毒性更高的硫酮菌唑在农产品中的残留量更需引起人们的关注。

3 结论

本研究建立了丙硫菌唑及其代谢物硫酮菌唑在土壤中的残留分析方法，该方法重现性好、灵敏度高，准确度和精密度均符合农药残留分析标准要求。对丙硫菌唑转化率的测定结果表明，在基质标准溶液及前处理过程中，丙硫菌唑会部分转化为硫酮菌唑，且随丙硫菌唑添加水平的增加，其转化率降低。消解动态试验结果表明，50%丙硫菌唑水分散粒剂施入土壤后，能够迅速转化为其代谢产物硫酮菌唑，且硫酮菌唑的残留量随时间的延长呈先升高后降低的趋势，其对于农产品的污染情况更需引起人们的关注。