三硅氧烷表面活性剂TSS-H在农业环境中的降解特性及生态风险评估

针对有机硅喷雾助剂环境残留数据匮乏的问题，研究人员以代表性成分三硅氧烷表面活性剂TSS-H为对象，建立HPLC-HRMS检测方法，系统研究其在水体、玉米和小麦中的降解动力学（半衰期pH 7达12.38天），证实其对作物生长无负面影响，并首次报道其对大型溞（LC50 19.55 mg/L）和小球藻（EC50 34.48 mg/L）的急性毒性阈值，为农业有机硅助剂的生态风险防控提供科学依据。

　　

在农业生产中，有机硅喷雾助剂因其卓越的铺展性能被称为"超级表面活性剂"，能将药液扩散面积提升25倍。然而这类含三硅氧烷结构的化合物（如TSS-H）在环境中呈现复杂的寡聚体分布（4-12个EO单元），由于商业保密和标准品缺乏，其环境行为研究长期滞后。更令人担忧的是，尽管被登记为"惰性成分"，已有证据显示有机硅助剂会增强农药制剂对作物和水生生物的毒性——Silwet L-77可引发番茄幼苗药害，Sylgard 309甚至能协同病毒导致蜂幼虫死亡。面对这种"已知危害但未知归趋"的困境，贵州大学烟草研究院的研究人员对市售助剂"捷效利"中的活性成分TSS-H展开系统研究，相关成果发表在《Journal of Food Composition and Analysis》。

研究团队采用半制备HPLC从商品助剂中纯化出纯度98.57%的TSS-H标准品，建立基于高效液相色谱-高分辨质谱（HPLC-HRMS）的9种寡聚体（4-12 EO）检测方法。通过模拟不同pH水体及玉米、小麦基质中的降解实验，结合叶绿素含量、抗氧化酶活性等生理指标测定，以及大型溞（Daphnia magna）和小球藻（Chlorella vulgaris）急性毒性测试，全面评估其环境行为与生态效应。

降解动力学特征

在水体环境中，TSS-H降解呈现显著pH依赖性：中性条件（pH 7）最稳定（半衰期12.38天），强酸（pH 4）或强碱（pH 9）环境降解加速。玉米和小麦基质中，寡聚体降解速率与EO单元数呈正相关，半衰期分别为2.26-4.00天和2.32-4.39天，表明长链寡聚体更易残留。

生理生态影响

作物实验显示，TSS-H处理组的叶绿素含量、SOD（超氧化物歧化酶）和POD（过氧化物酶）活性与对照组无显著差异，证实其不影响玉米和小麦正常生理代谢。但水生生物测试发现，其对大型溞的96小时LC₅₀为19.55 mg/L，小球藻72小时EC₅₀达34.48 mg/L，提示需关注其在水体中的累积风险。

这项研究首次阐明TSS-H寡聚体的差异化降解规律，揭示EO单元数与其环境持久性的量化关系，填补了有机硅助剂在作物-水体系统中的归趋数据空白。建立的HPLC-HRMS检测方法可精准识别4-12 EO寡聚体，为后续监管提供技术支撑。研究结果警示：虽然TSS-H对作物安全，但其在水生环境中的毒性阈值已接近部分农药助剂的使用浓度，建议重新评估其在"惰性成分"分类中的合理性。该成果为制定有机硅喷雾助剂的环境限量标准和合理使用规范奠定了科学基础。