GB/T 31270.4-2014 化学农药环境安全评价试验准则 第4部分：土壤吸附 解吸试验

　　ICS 65. 100 B 13

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 31270.4—2014

　　化学农药环境安全评价试验准则

　　第 4 部分 :土壤吸附/解吸试验

　　Testguidelineson environmentalsafety assessmentforchemical

　　pesticides—Part4: Adsorption/desorption in soils

　　2014-10-10发布 2015-03-11 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 31270.4—2014

　　前 言

　　GB/T 31270《化学农药环境安全评价试验准则》分为 21个部分 :

　　— 第 1部分 :土壤降解试验 ;

　　— 第 2部分 :水解试验 ;

　　— 第 3部分 :光解试验 ;

　　— 第 4部分 :土壤吸附/解吸试验 ;

　　— 第 5部分 :土壤淋溶试验 ;

　　— 第 6部分 :挥发性试验 ;

　　— 第 7部分 :生物富集试验 ;

　　— 第 8部分 :水-沉积物系统降解试验 ;

　　— 第 9部分 :鸟类急性毒性试验 ;

　　— 第 10部分:蜜蜂急性毒性试验 ;

　　— 第 11部分 :家蚕急性毒性试验 ;

　　— 第 12部分 :鱼类急性毒性试验 ;

　　— 第 13部分 :溞类急性活动抑制试验 ;

　　— 第 14部分 :藻类生长抑制试验 ;

　　— 第 15部分 :蚯蚓急性毒性试验 ;

　　— 第 16部分 :土壤微生物毒性试验 ;

　　— 第 17部分 :天敌赤眼蜂急性毒性试验 ;

　　— 第 18部分 :天敌两栖类急性毒性试验 ;

　　— 第 19部分 :非靶标植物影响试验 ;

　　— 第 20部分 :家畜短期饲喂毒性试验 ;

　　— 第 21部分 :大型甲壳类生物毒性试验 。

　　本部分是 GB/T 31270的第 4部分 。

　　本部分按照 GB/T 1. 1—2009给出的规则起草 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任 。

　　本部分由中华人民共和国农业部提出并归 口 。

　　本部分负责起草单位 :农业部农药检定所 、环保部南京环境科学研究所 。

　　本部分主要起草人 :宋宁慧 、周艳明 、单正军 、孔德洋 、秦曙 、李少南 、贾福艳 、蔡晓明 。

　　化学农药环境安全评价试验准则

　　第 4 部分 :土壤吸附/解吸试验

　　1 范围

　　GB/T 31270的本部分规定了农药土壤吸附/解析试验的材料 、条件 、操作 、质量控制 、数据处理 、试验报告等的基本要求 。

　　本部分适用于为化学农药登记而进行的土壤吸附试验 ,其他类型的农药可参照使用 。

　　本部分不适用于易降解及易挥发的农药 。

　　2 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件 。

　　2. 1

　　土壤吸附作用 soiladsorption

　　农药于土壤中在固 、液两相间分配达到平衡时的吸附性能 。

　　[NY/T 1667. 5—2008,定义 3. 3. 4] 2.2

　　吸附常数 adsorption coefficient

　　Kd

　　农药在固液两相间的分配达到平衡时的比值 。

　　[NY/T 1667. 5—2008,定义 3. 3. 4. 2] 2.3

　　土壤吸附系数 soiladsorption coefficient

　　KOC

　　吸附常数 Kd 与土壤中有机质的百分比 。

　　[NY/T 1667. 5—2008,定义 3. 3. 4. 3] 2.4

　　供试物 testsubstance

　　试验中需要测试的物质 。

　　2.5

　　化学农药 chemicalpesticide

　　利用化学物质人工合成的农药 。其中有些以天然产品中的活性物质为母体 ,进行仿制 、结构改造 ,创新而成 ,为仿生合成农药 。

　　同义词 :有机合成农药 synthetic organic pesticide。

　　[NY/T 1667. 1—2008,定义 2. 3. 1] 2.6

　　原药 technicalmaterial

　　在制造过程中得到的有效成分及杂质组成的最终产品,不能含有可见的外来物质和任何添加物 ,必要时可加入少量的稳定剂 。

　　GB/T 31270.4—2014

　　[NY/T 1667. 2—2008,定义 2. 5. 1] 2.7

　　有效成分 active ingredient;a. i.

　　农药产品中具有生物活性的特定化学结构成分 。

　　[NY/T 1667. 2—2008,定义 3. 1]

　　3 试验概述

　　土壤吸附作用与解吸作用试验是选用 3种在阳离子交换能力 、黏土含量 、有机物含量及 pH 等方面有显著差异的土壤 ,用振荡平衡法测定土壤的吸附系数和解吸系数 。采用 CaCl2 (0. 01 mol/L) 作为水溶剂相 , 以增进离心分离作用并使阳离子交换量的影响降至最低程度 。

　　4 试验方法

　　4. 1 材料和条件

　　4. 1. 1 供试物

　　供试物使用农药纯品 、原药或制剂 。

　　4. 1.2 供试土壤

　　推荐红壤土 、水稻土 、黑土 、潮土 、褐土等 5类土壤为供试土壤 ,其中 ,红壤土 pH 4. 5~ 5. 5,有机质含量为 0. 8% ~ 1. 5% ;水稻土 pH 5. 5~ 7. 0,有机质含量为 1. 5% ~ 2. 0% ;黑土 pH6. 5~ 7. 5,有机质含量为2. 0% ~ 3. 0% ;潮土 pH 7. 5~ 8. 5,有机质含量为 1. 0% ~ 2. 0% ;褐土 pH 6. 5~ 8. 5,有机质含量为 0. 8% ~ 1. 5% 。在代表性地区采集上述土壤中的 3种农田耕层土壤 ,经风干 、过 0. 25 mm 筛 ,室温下贮存 ,并测定土壤含水率、pH、有机质 、阳离子代换量和机械组成 。若土壤保存期超过 3 年时 ,应重新测定 pH、有机质 、阳离子代换量等参数 。

　　4. 1.3 主要仪器设备

　　主要仪器设备如下 :

　　— 恒温振荡器 ;

　　— 高速离心机 ;

　　— 气相色谱仪或液相色谱仪等 。

　　4.2 试验方法

　　4.2. 1 供试物溶液配制

　　将供试物溶于 0. 01 mol/L CaCl2 溶液中 ,配成不同浓度的药液 ,对难溶于水的供试物 ,可用少量有机溶剂助溶(如乙腈 、丙酮) ,助溶剂加量不超过 1% 。

　　4.2.2 预试验

　　称取 2 g~ 5 g 土壤(准确到 0. 01 g)样品若干份 ,置于 250 mL具塞锥形瓶中 ,加入 5 mL浓度不大于 5 mg/L的供试物水溶液(0. 01 mol/L CaCl2介质) ,调节水分含量 , 以保持水土比为 1 ∶ 1 或 5 ∶ 1 或

　　10 ∶ 1 或 100 ∶ 1(水相体积 V, mL) 。塞紧瓶塞 , 置于恒温振荡器中 , 于(25±2) ℃下 , 振摇达到平衡后(24h~ 72 h) ,将土壤悬浮液转移至离心管中 ,高速离心(离心力大于 3 000g) ,测定上清液或土壤中供试物含量 ,计算吸附率 。其中 ,水土比的选择 ,视供试物水溶解度大小而定 。对于水溶解度较大的供试物 ,应采用较小的水土比 ;而对于水溶性较弱的供试物 ,则应选择较大的水土比 。

　　水土比为 1 ∶ 1 时吸附率<25% ,试验终止 。

　　同时分别设置未加土壤的供试物水溶液(0. 01 mol/L CaCl2 介质) 与加入土壤 、不加供试物的水溶液(0. 01 mol/L CaCl2 介质)的对照处理 , 以验证农药在 0. 01 mol/L CaCl2 溶液中的稳定性与土壤背景干扰物的影响 。所有处理至少应设置两个平行 。

　　4.2.3 解吸试验

　　分离出上清液后 ,在土壤固相中加入与分离出的上清液相同体积的 0. 01 mol/L CaCl2 溶液 , 振摇24h后离心分离 ,测定上清液中供试物含量 。重复操作 1 次 ,合计 2 次清液中供试物含量 ,求得供试物解吸率 。若解吸率小于 75% ,需进行质量平衡试验 。

　　4.2.4 质量平衡试验

　　选择适当的提取剂 ,提取并测定吸附在土壤中的供试物含量 , 以验证吸附试验过程中供试物质量的平衡 。

　　4.2.5 正式试验

　　配制一系列质量浓度的供试物水溶液 ,试验至少设置 5个浓度水平(浓度差异两个数量级) ,浓度不超过 5 mg/L(对低溶解度供试物 , 可降低试验浓度 ; 或加适当的有机溶剂 , 如甲醇 、乙腈 , 加量不超 过1%水相体积) 。按预试验操作方法进行正式试验 ,求出吸附常数 。

　　4.3 数据处理

　　4.3. 1 计算吸附率

　　按式(1)与式(2)计算吸附率(A, %) 。

　　A ……………………( 1 )

　　式中 :

　　A — 吸附率 , % ;

　　M — 未加土壤的供试物水溶液中供试物质量 ,单位为微克(μg) ;

　　Ce — 吸附平衡时水相中的供试物浓度 ,单位为微克每毫升(μg/mL) ;

　　V0 — 水相体积 ,单位为毫升(mL) 。

　　A ……………………( 2 )

　　式中 :

　　x— 吸附于土壤中的供试物量 ,单位为微克(μg) 。

　　4.3.2 解吸率

　　按式(3)计算解吸率(D , %) 。

　　D ……………………( 3 )

　　式中 :

　　ms — 从土壤中解吸附的供试物质量 ,单位为微克每毫升(μg) 。

　　4.3.3 土壤吸附系数

　　供试物的土壤吸附规律用弗仑德利奇(Freundlich)方程描述 , 即式(4) 。

　　Cs = Kf × C/n ……………………( 4 )

　　式中 :

　　Cs — 土壤对供试物的吸附含量 ,单位为微克每克(μg/g) ;

　　Kf — 弗仑德利奇(Freundlich)土壤吸附系数 ;

　　1/n—Cs 与 Ce 关系曲线斜率 。

　　Cs 可由式(5)计算求得 。

　　Cs =x/m ……………………( 5 )

　　式中 :

　　m— 土壤质量 ,单位为克(g) 。

　　分子型有机供试物的土壤吸附系数 ,可按式(6)计算 。

　　Kd =Cs/Ce ……………………( 6 )

　　式中 :

　　Kd— 土壤吸附系数 ,单位为毫升每克(mL/g) 。

　　Cs 可由式(5)计算求得 。

　　土壤有机质对供试物吸附作用影响较大 ,供试物在土壤中的吸附作用 ,也可用以有机碳含量表示的土壤吸附系数 KOC表示 ,计算公式见式(7) 。

　　KOC ……………………( 7 )

　　式中 :

　　KOC — 以有机碳含量表示的土壤吸附系数 ,单位为毫升每克(mL/g) ;

　　OC — 土壤有机碳含量 , % 。

　　4.4 质量控制

　　质量控制条件包括 :

　　— 土壤与水中农药残留量测定回收率为 70% ~ 110% ,最低检测浓度满足检测要求 ;

　　— 质量平衡试验回收率大于 75% 。

　　5 试验报告

　　试验报告至少应包括下列内容 :

　　— 供试物的信息 , 包括供试农药的通用名 、化学名称 、结构式 、CAS号 、纯度 、基 本 理 化 性 质 、来源等 ;

　　— 供试土壤的类型、pH、有机质含量 、阳离子代换量 、机械组成等基本理化性质 ;

　　— 主要仪器设备 ;

　　— 试验条件 ,包括温度 、试验浓度 、水土比 、振荡速率 、平衡时间 、离心过滤条件 ;

　　— 水中农药残留量分析方法 ,包括水样前处理 、测定条件 、线性范围 、回收率 、相对标准偏差 、最小检测量 ;

　　— 土壤中农药残留量分析方法 ,包括土样前处理 、测定条件 、线性范围 、回收率 、相对标准偏差 、最小检测量 ;

　　— 试验结果 ,包括预试验结果(吸附率) 、解吸率 、质量回收率 、吸附浓度 、平衡浓度 、吸附曲线与Fruendlich 吸附方程 、Kd 与 KOC、相关系数等 ;

　　— 吸附性能划分参见附录 A。

　　附 录 A

　　(资料性附录)

　　农药土壤吸附特性等级划分

　　按农药土壤吸附系数 KOC,将农药土壤吸附特性分为五级 ,见表 A. 1。

　　表 A. 1 农药土壤吸附特性等级划分

　　参 考 文 献

　　[1] NY/T 1667. 1—2008 农药登记管理术语 第 1 部分 :基本术语

　　[2] NY/T 1667. 2—2008 农药登记管理术语 第 2 部分 :产品化学

　　[3] NY/T 1667. 5—2008 农药登记管理术语 第 5 部分 :环境影响

　　[4] FAO (1989) . Guidelines on environmentalcriteria forthe registration ofpesticides. Part2, Guidelines for Approprite TestProcedures.

　　[5] OECD (2000) . Guideline106. Adsorption -Desorption Using a Batch Equilibrium Method. Guidelines for Testing ofChemicals.

　　[6] US EPA (2008) . Adsorption/desorption (Batch Equilibrium) (OPPTS 835. 1230) . Fate Transportand transformation testguidelines.

　　[7] EC (2001) . Adsorption/desorption using a batch equilibrium method (PartC. 18) . Methods for the Determination ofEcotoxicity. Annex to CouncilRegulation (EC) , L 225.

　　[8] 蔡道基 . 农药环境毒理学研究 . 北京 : 中国环境科学出版社 ,1999.