一种土壤中拟除虫菊酯微生物降解的同位素分析方法

摘要

一种土壤中拟除虫菊酯微生物降解的同位素分析方法，包括如下步骤：第一步，在阴暗干燥、通风良好的实验台上垫一层聚乙烯塑料薄膜，将采来的土壤样品置于聚乙烯塑料薄膜上摊平，压碎土块，剔除石块、动植物残体等杂物后，再铺成薄层，经常翻动土样，使其自然风干；第二步，风干之后，过2mm的筛，混匀，用四分法取对角的两份，再混匀，再用四分法取对角的两份。本发明的土壤中拟除虫菊酯微生物降解的同位素分析方法能够利用稳定同位素分析技术研究同位素组成与生物降解率的关系，对农药的微生物降解进行定性和定量分析，从而获得真实准确的农药的微生物降解数据。

说明书

技术领域

本发明涉及一种土壤中拟除虫菊酯微生物降解的同位素分析方法。

背景技术

在环境研究中，定量评估农药的微生物降解一直是国内外学者的研究热点。传统方法在评估环境中农药的微生物降解时，是通过测定一些微生物活性指标来定性和定量的，如底物和电子受体浓度的降低，微生物量和降解产物的增长等。但这些基于浓度的指标并不能真实反映农药的微生物降解，一些自然过程如挥发、稀释和吸附等也会引起农药浓度的降低，而农药本身并没有发生降解。此外，底物、电子受体和降解产物的物料平衡在复杂的自然环境体系中很难准确获得。

发明内容

本发明要解决现有的技术问题是提供一种土壤中拟除虫菊酯微生物降解的同位素分析方法，它能够利用稳定同位素分析技术研究同位素组成与生物降解率的关系，对农药的微生物降解进行定性和定量分析，从而获得真实准确的农药的微生物降解数据。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：

本发明公开一种土壤中拟除虫菊酯微生物降解的同位素分析方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步，在阴暗干燥、通风良好的实验台上垫一层聚乙烯塑料薄膜，将采来的土壤样品置于聚乙烯塑料薄膜上摊平，压碎土块，剔除石块、动植物残体等杂物后，再铺成薄层，经常翻动土样，使其自然风干；

第二步，风干之后，过2mm的筛，混匀，用四分法取对角的两份，再混匀，再用四分法取对角的两份，其中一份用于实验，另一份用样品袋包好后保存于阴暗干燥处；

第三步，用痕量电子天平称取顺式氯氰菊酯固体标样0.01000±0.00005g，溶于正己烷，在100mL容量瓶中定容，配成100mg/L的顺式氯氰菊酯标准溶液，摇匀后备用，再分别量取10mL和50mL的顺式氯氰菊酯标准溶液，在100mL容量瓶中用正己烷稀释定容，分别配成浓度为10mg/L和50mg/L的顺式氯氰菊酯标准溶液；

第四步，将浓度为100mg/L的顺式氯氰菊酯标准溶液用正己烷按一定梯度稀释，分别配制成浓度为500μg/L、250μg/L、100μg/L、50μg/L、25μg/L和10μg/L的顺式氯氰菊酯标准溶液，用GC-MS进行分析测定，绘制标准曲线；

第五步，取浓度为50mg/L的顺式氯氰菊酯标准溶液，用GC-C-IRMS进行分析，测定其碳同位素组成(δ

第六步，测定(δ

第七步，结合同位素富集因子ε，环境中顺式氯氰菊酯的生物降解率(B)可以通过公式

在定量同位素分馏时，通常采用Rayleigh模型公式

碳同位素组成(δ

然后，将锥形瓶放入恒温摇床，以30℃，120r/min振荡30min，接着放入恒温培养箱，在30℃下避光培养2周；

然后，从恒温培养箱取出锥形瓶，均分为A、B两组，将A组置于高压灭菌锅，在121℃下灭菌3次，每次20min，接着再将A、B两组分别均分为A1、A2组和B1、B2组，用1mL移液枪在A1和B1每个瓶中均匀喷洒1mL浓度为10mg/L的顺式氯氰菊酯标准溶液，在A2和B2中均匀喷洒1mL浓度为50mg/L的顺式氯氰菊酯标准溶液；

然后，将锥形瓶置于恒温摇床以30℃，120r/min振荡10min，使顺式氯氰菊酯均匀分布于土壤样品中，松下瓶塞使正己烷挥发殆尽后塞紧瓶塞，通过称重在A、B组中分别补加灭菌的和不灭菌的自来水后再塞紧瓶塞。再放入恒温培养箱，在30℃下避光培养；

最后，每隔10天从培养箱中取出A1、A2、B1和B2各三个样品用于分析其中顺式氯氰菊酯的浓度(C

首先，选用索氏提取法提取土壤中的顺式氯氰菊酯，连接好索氏提取装置，用正己烷索提洗涤玻璃纤维滤筒和棉花8小时后，将正己烷换成160mL的索氏提取液(正己烷：丙酮/v:v＝7:1)，在锥形瓶中加入适量无水硫酸钠，与土壤样品搅拌均匀后全部转移至玻璃纤维滤筒中，塞上棉花，连接好索氏提取装置，索氏提取24小时后将索提管及滤筒中的提取液一并转入平底烧瓶中，在45℃水浴温度，75r/min转速和450hPa初始压力下用旋转蒸发仪对提取液进行浓缩，随着提取液的不断减少，逐步降低压力，最后在360hPa压力下浓缩至1～2mL；

然后，用正己烷湿法装柱，在玻璃层析柱中装好填料，从下到上依次为5g无水硫酸钠、5g弗罗里硅土、3.5g硅胶和5g无水硫酸钠。然后将浓缩后的提取液转移到层析柱，用100mL的洗脱液(正己烷：丙酮/v:v＝9:1)进行洗脱，并收集于平底烧瓶。在45℃水浴温度，75r/min转速和400hPa初始压力下用旋转蒸发仪对柱后洗脱液进行浓缩，随着洗脱液的不断减少，逐步降低压力，最后在360hPa压力下浓缩至1～2mL。

然后，将浓缩后的柱后洗脱液转移至10mL带刻度的比色管，再向平底烧瓶中加入1滴管的正己烷，用滴管充分吹洗平底烧瓶内壁，再转移至比色管，重复2次，最后定容至5mL，用涡旋振荡器混匀；

然后，用200μL移液枪分别从比色管中取200μL(A1，B1组)或50μL(A2，B2组)加入至进样瓶，再用1mL移液枪分别加800μL或950μL正己烷定容至1mL，进GC-MS分析顺式氯氰菊酯的浓度(C

最后，将比色管中剩余的柱后洗脱液在氮吹装置中氮吹至近干，加入100μL正壬烷，然后全部转移至内嵌在进样瓶中的150μL玻璃内衬管，进GC-C-IRMS分析顺式氯氰菊酯的同位素组成(δ

顺式氯氰菊酯的浓度(C

顺式氯氰菊酯的碳同位素组成(δ

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，采用本发明提供的土壤中拟除虫菊酯微生物降解的同位素分析方法能够利用稳定同位素分析技术研究同位素组成与生物降解率的关系，对农药的微生物降解进行定性和定量分析，从而获得真实准确的农药的微生物降解数据。

与现有技术相比，采用本发明提供的土壤中拟除虫菊酯微生物降解的同位素分析方法可以为后续土壤中农药的残留的监测控制提供一定的指导。

附图说明

图1是Rayleigh对数模型图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

请参阅图1，本发明提供一种土壤中拟除虫菊酯微生物降解的同位素分析方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步，在阴暗干燥、通风良好的实验台上垫一层聚乙烯塑料薄膜，将采来的土壤样品置于聚乙烯塑料薄膜上摊平，压碎土块，剔除石块、动植物残体等杂物后，再铺成薄层，经常翻动土样，使其自然风干；

第二步，风干之后，过2mm的筛，混匀，用四分法取对角的两份，再混匀，再用四分法取对角的两份，其中一份用于实验，另一份用样品袋包好后保存于阴暗干燥处；

第三步，用痕量电子天平称取顺式氯氰菊酯固体标样0.01000±0.00005g，溶于正己烷，在100mL容量瓶中定容，配成100mg/L的顺式氯氰菊酯标准溶液，摇匀后备用，再分别量取10mL和50mL的顺式氯氰菊酯标准溶液，在100mL容量瓶中用正己烷稀释定容，分别配成浓度为10mg/L和50mg/L的顺式氯氰菊酯标准溶液；

第四步，将浓度为100mg/L的顺式氯氰菊酯标准溶液用正己烷按一定梯度稀释，分别配制成浓度为500μg/L、250μg/L、100μg/L、50μg/L、25μg/L和10μg/L的顺式氯氰菊酯标准溶液，用GC-MS进行分析测定，绘制标准曲线；

第五步，取浓度为50mg/L的顺式氯氰菊酯标准溶液，用GC-C-IRMS进行分析，测定其碳同位素组成(δ

第六步，测定(δ

第七步，结合同位素富集因子ε，环境中顺式氯氰菊酯的生物降解率(B)可以通过公式

在定量同位素分馏时，通常采用Rayleigh模型公式

碳同位素组成(δ

然后，将锥形瓶放入恒温摇床，以30℃，120r/min振荡30min，接着放入恒温培养箱，在30℃下避光培养2周；

然后，从恒温培养箱取出锥形瓶，均分为A、B两组，将A组置于高压灭菌锅，在121℃下灭菌3次，每次20min，接着再将A、B两组分别均分为A1、A2组和B1、B2组，用1mL移液枪在A1和B1每个瓶中均匀喷洒1mL浓度为10mg/L的顺式氯氰菊酯标准溶液，在A2和B2中均匀喷洒1mL浓度为50mg/L的顺式氯氰菊酯标准溶液；

然后，将锥形瓶置于恒温摇床以30℃，120r/min振荡10min，使顺式氯氰菊酯均匀分布于土壤样品中，松下瓶塞使正己烷挥发殆尽后塞紧瓶塞，通过称重在A、B组中分别补加灭菌的和不灭菌的自来水后再塞紧瓶塞。再放入恒温培养箱，在30℃下避光培养；

最后，每隔10天从培养箱中取出A1、A2、B1和B2各三个样品用于分析其中顺式氯氰菊酯的浓度(C

首先，选用索氏提取法提取土壤中的顺式氯氰菊酯，连接好索氏提取装置，用正己烷索提洗涤玻璃纤维滤筒和棉花8小时后，将正己烷换成160mL的索氏提取液(正己烷：丙酮/v:v＝7:1)，在锥形瓶中加入适量无水硫酸钠，与土壤样品搅拌均匀后全部转移至玻璃纤维滤筒中，塞上棉花，连接好索氏提取装置，索氏提取24小时后将索提管及滤筒中的提取液一并转入平底烧瓶中，在45℃水浴温度，75r/min转速和450hPa初始压力下用旋转蒸发仪对提取液进行浓缩，随着提取液的不断减少，逐步降低压力，最后在360hPa压力下浓缩至1～2mL；

然后，用正己烷湿法装柱，在玻璃层析柱中装好填料，从下到上依次为5g无水硫酸钠、5g弗罗里硅土、3.5g硅胶和5g无水硫酸钠。然后将浓缩后的提取液转移到层析柱，用100mL的洗脱液(正己烷：丙酮/v:v＝9:1)进行洗脱，并收集于平底烧瓶。在45℃水浴温度，75r/min转速和400hPa初始压力下用旋转蒸发仪对柱后洗脱液进行浓缩，随着洗脱液的不断减少，逐步降低压力，最后在360hPa压力下浓缩至1～2mL。

然后，将浓缩后的柱后洗脱液转移至10mL带刻度的比色管，再向平底烧瓶中加入1滴管的正己烷，用滴管充分吹洗平底烧瓶内壁，再转移至比色管，重复2次，最后定容至5mL，用涡旋振荡器混匀；

然后，用200μL移液枪分别从比色管中取200μL(A1，B1组)或50μL(A2，B2组)加入至进样瓶，再用1mL移液枪分别加800μL或950μL正己烷定容至1mL，进GC-MS分析顺式氯氰菊酯的浓度(C

最后，将比色管中剩余的柱后洗脱液在氮吹装置中氮吹至近干，加入100μL正壬烷，然后全部转移至内嵌在进样瓶中的150μL玻璃内衬管，进GC-C-IRMS分析顺式氯氰菊酯的同位素组成(δ

顺式氯氰菊酯的浓度(C