核素示踪技术研究新杀虫剂哌虫啶在土壤中的转归

本项目以我国拥有自主知识产权的新型新烟碱类杀虫剂哌虫啶为对象，在同位素标记合成研究并获得14C-哌虫啶标记化合物的基础上，进而以14C-哌虫啶为示踪剂，综合运用核素示踪技术与现代仪器分析技术，研究其在土壤中的降解产物组成与降解途径；同时，从质量平衡角度阐明14C-哌虫啶在土壤中的可提态残留、矿化、结合残留之间的转化关系以及结合残留形成的主要影响因子。旨在更深入地了解哌虫啶在环境中的转归，一方面为科学、安全地使用哌虫啶提供技术支持，另一方面为同类先导化合物的结构优化及其新品种创制向环境友好方向发展提供理论指导，同时为我国具自主知识产权的创新农药的同类研究提供可资借鉴的方法。

本研究以我国具有自主知识产权的手性新农药哌虫啶为对象，采用能反映哌虫啶不同对映体分子特征的14C标记化合物为示踪剂，运用同位素示踪技术与现代有机波谱分析技术相结合，综合美国环保局（EPA）和经济合作与发展组织（OECD）的相关技术指南，通过平行和组合试验，在对映体层面上研究了哌虫啶四种手性对映异构体14C-(5R,7R)-IPPA152004（RR）、14C-(5S,7S)-IPPA152004（SS）、14C-(5R,7S)-IPPA152004（SR）和14C-(5S,7R)-IPPA152004（RS）在三种典型土壤中的代谢、降解与迁移转归规律，并从质量平衡角度明确了好气条件下哌虫啶四种对映异构体在3种不同性质土壤中的矿化规律、可提态残留、结合态残留规律。结果表明，（1）对映异构体RR与SS对映体在三种土壤中的ER均显著高于另一对对映体SR与RS。然而，酸性土中哌虫啶四种异构体的ER不存在选择性差异；（2）哌虫啶在有机质与pH较高的土壤中更易形成结合残留（碱性土>中性土>酸性土），而在有机质与pH较低的土壤中不易形成。结果还表明，哌虫啶在中性土和灭菌中性土中培养100d后的BR量，前者大于后者。说明了微生物对农药在土壤中BR 形成有很好的促进作用。与其他农药相比，哌虫啶的RR/SS对映体比SR/RS在土壤中形成相对较低的结合残留，似乎其环境风险性更小。（3）对映体SR与RS在中性和碱性土中的矿化量均大于5%，其结合残留也低于70%。而另一对RR与SS的矿化量都小于5%；在酸性土中，哌虫啶四个对映体的矿化量都远小于5%；（4）LC-MS分析鉴定了哌虫啶可能的六个代谢降解产物M1、M2、M3、M4、M5和M6等，并推测了其可能的降解途径。该研究一方面为科学、安全地使用哌虫啶提供技术支持，这种研究思路、方法和技术体系，使复杂体系中的农药微量降解物的组成和鉴定工作由复杂趋于简单，明确了其可能的代谢物组成及分子结构，从质量平衡角度系统深入的认识手性杀虫剂哌虫啶在土壤中的选择性环境行为。本项目迄今已在农业与环境科学领域国际TOP期刊上发表了5篇高质量的研究论文，另有1篇SCI论文正在撰写投稿中。

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