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植保所解析杀菌剂醚菌酯在环境中的转化过程及其风险

文章来源:农药应用风险控制创新团队      作者:朱丽珍 刘新刚   点击数: 次      发布时间:2023-04-19

近日,中国农业科学院植物保护研究所农药应用风险控制创新团队利用高分辨质谱解析了甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂醚菌酯在不同环境中的潜在转化产物,通过模型预测与实际毒性测试结合评估了转化产物对三种非靶标水生生物的毒性,相关研究结果相继发表在TOP期刊Water Research和Journal of Agricultural and Food Chemistry上,为农药环境降解归趋、转化产物鉴定及其毒性研究提供思路和参考。

农药施用后不可避免进入到环境,经过一系列生物和非生物过程发生降解,因此环境中除了农药母体外,还有大量的潜在转化产物,但它们在环境中的存在和毒性很大程度上是未知的。大量文献表明农药转化产物很可能会超过其母体化合物的浓度水平,具有更高的稳定性、流动性和毒性,对生态环境构成潜在威胁。 作为甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的优秀品种,醚菌酯在国内外广泛使用,在土壤、地表水和地下水等环境样品中频繁被检出,但关于其环境命运和转化产物及毒性尚缺乏全面了解。由于大部分农药转化产物都是结构未知且化学数据库中不存在的新物质,仅依靠靶标筛查无法对其全面识别,因此需要基于高分辨质谱疑似靶标筛查和非靶标筛查结合创新的数据分析方法。

该研究探究了醚菌酯在环境相关基质中的降解行为,利用不同降解动力学模型描述了其光解、水解和土壤降解过程。利用高分辨质谱(UHPLC-Q-Exactive MS),结合疑似靶标和非靶标化合物筛查鉴定方法,借助Compound Discoverer数据分析平台筛查鉴定醚菌酯在水和土壤中转化产物19个,其中2种产物通过标准品进行了结构确证和样品中的准确定量,提出了醚菌酯环境中光异构化、甲酯水解、羟基化、肟醚裂解和苄醚裂解多种降解途径。利用ECOSAR模型预测转化产物对环境中非靶标生物大型溞、斑马鱼和绿藻的毒性,发现尽管转化产物的毒性总体都低于母体化合物,但对水生生物的潜在威胁依然不容忽视。该研究为醚菌酯及其转化产物的环境风险综合评价提供了数据支撑。

该研究在利用高分辨质谱对农药未知转化产物识别鉴定及毒性评估方面迈出了重要一步,提高了未知化合物鉴定的效率,也为其他农药转化产物的鉴定及毒性风险评估提供了经验及借鉴。

中国农业科学院植物保护研究所为论文的完成单位,已毕业博士生满彦利为论文第一作者,刘新刚研究员和郑永权研究员为通讯作者。论文研究工作获得国家自然科学基金面上项目及国际合作项目的资助(32072466 和 31861133021)。

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.watres.2023.119723

                 https://doi.org/10.1021/acs.jafc.2c07488