基質固相分散萃取—分散液相微萃取—氣相色譜質譜法測定土壤中擬除蟲菊酯類農藥

成昊+張麗君+張磊+張占恩

摘 要 建立了基質固相分散萃取-分散液相微萃取-氣相色譜質譜法測定土壤中3種擬除蟲菊酯農藥（胺菊酯、氯菊酯、溴氰菊酯）的分析方法。最佳前處理條件為： 0.5 g樣品與1.5 g C18固相萃取粉末研磨5 min，混合物以10 mL丙酮洗脫并濃縮至0.4 mL，加入20 μL四氯化碳和5 mL超純水形成乳化，離心破乳后吸取1 μL沉積相進GC-MS分析。 3種擬除蟲菊酯類農藥在5～200 μg/kg范圍內有良好的線性關系（r2≥0.9989），平均加標回收率為86.5%～108.0%，相對標準偏差小于7.8%（n=3），檢出限為1.00～1.48 μg/kg， 可滿足土壤中微量擬除蟲菊酯類農藥的分析。

關鍵詞 基質固相分散萃取; 分散液相微萃取; 氣相色譜質譜; 擬除蟲菊酯; 土壤

1 引 言

擬除蟲菊酯類農藥具有生物降解性好、低毒等特點，是繼有機氯、有機磷農藥之后的第三代農藥[1]，但其對魚、家蠶和蜜蜂等非靶標生物有很高的毒性[2]， 土壤中未被降解的擬除蟲菊酯隨地表徑流及雨水沖刷等作用進入水體，對水生生態系統構成威脅[3]， 因此，土壤中擬除蟲菊酯農藥污染被廣泛關注。

基質固相分散萃取（MSPD）是由Baker[4]等在1989年首次提出了一種快速，簡便，低成本的樣品前處理手段，在食品[5]、動植物組織[6]和環境樣品[7]的農藥殘留分析中被廣泛應用。分散液相微萃取（Dispersive liquid-liquid microextraction，DLLME）是近些年來發展起來的一種操作簡單、快速、成本低、環境友好且富集效率高的萃取技術[8]，主要用于分離與富集水體中重金屬和有機污染物[9，10]。

基質固相分散適合固態和半固態樣品，但樣品用量少，靈敏度較低。為了滿足復雜樣品中痕量污染物的測定，將分散液相微萃取與之聯用，進一步提高富集效果。目前，有關采用該前處理方法的研究較少。此外，本研究采用球磨代替手工研磨進行基質固相分散萃取，大大減少了勞動量，提高了前處理效率。

2 實驗部分

2.1 儀器與試劑

Agilent 7890-5973MSD氣相色譜-質譜儀（GC-MS）、HP-5MS石英毛細管色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 mm），美國Agilent公司;KQ-500KDB超聲波清洗儀（江蘇昆山超聲波有限公司）;800型離心沉淀機（上海精科實業有限公司）;DC-12氮吹儀（上海安普科學儀器有限公司）;HY-2調速多用振蕩器（蘇州威爾實驗用品有限公司）。

標準品胺菊酯購于上海農藥研究所，氯菊酯，溴氰菊酯購于上海安普科學儀器有限公司;HC-C18鍵合硅膠粉末（40～60 μm）購于上海安普科學儀器有限公司;正己烷、丙酮、乙酸乙酯、甲醇、乙腈、四氯乙烯、四氯化碳（CCl4）、三氯甲烷、二氯甲烷、1，2-二氯苯均為分析純;無水Na2SO4（分析純，650 ℃灼燒4 h， 貯于密封瓶內備用）;弗羅里硅土（650 ℃灼燒5 h，用前加5%水脫活）;中性氧化鋁（450 ℃灼燒5 h，用前加5%水脫活）;實驗用水為超純水。

2.2 實驗方法

2.2.1 樣品處理 ?準確稱取0.500 g土壤樣品和1.500 g C18裝入容積為180 mL的金屬球罐中，向球罐放入適量小鋼珠后，固定于振蕩器上振蕩5 min，將樣品轉移至固相萃取小柱，以10 mL丙酮洗脫，收集洗脫液，用氮氣吹干后加入400 μL丙酮和20 μL CCl4，搖勻，加入5 mL水，形成分散液，靜置離心后吸取1 μL沉積相，進行GC-MS分析。

2.2.2 氣相色譜條件 HP-5MS色譜柱;載氣：氦氣（純度99.999%）;柱流速：0.536 mL/min;進樣口溫度：250 ℃， 分流進樣方式， 分流比10∶1;升溫程序：初始溫度100 ℃，保持1 min，以25 ℃/min升至250 ℃， 保持3 min，以15 ℃/min升至260 ℃，保持8 min，以10 ℃/min升至280 ℃，保持3 min;進樣量：1 μL。

2.2.3 質譜條件 色譜-質譜接口溫度：280 ℃;離子源溫度：230 ℃;四極桿溫度150 ℃;離子化方式：EI;電子能量：70 eV;質譜檢測方式：選擇離子監測（SIM），條件見表1。

3 結果與討論

3.1 基質固相分散條件優化

向不含有目標物的土壤中加入擬除蟲菊酯農藥混合標準溶液，配制成濃度在50 μg/kg水平的加標土壤，對基質固相分散萃取的主要影響因素逐一優化。土壤加標前后的色譜圖見圖1。

3.1.1 分散劑的選擇 分別考察了弗羅里硅土、C18和中性氧化鋁對目標物的提取效果。以C18作為分散劑，目標物回收率在88%以上。其余兩種分散劑對胺菊酯和氯菊酯回收率低于77%，因此選擇C18為分散劑。

3.1.2 洗脫劑及體積的選擇 分別考察了正己烷、丙酮、乙酸乙酯、正己烷-丙酮（50∶50，V/V）的洗脫效果。實驗結果表明，丙酮的洗脫回收率最佳，乙酸乙酯次之，正己烷最差。分別選用不同體積丙酮進行洗脫效果對比，結果表明，10 mL洗脫劑回收率較高，進一步增加丙酮的體積，回收率無明顯化，故丙酮的體積選擇為10 mL。

3.1.3 樣品與分散劑比例 為了增加吸附劑與樣品的接觸面積，本實驗考察土壤與分散劑質量比分別為1∶1、1∶2、1∶3、1∶4時的提取效果。結果表明，當其比例為1∶1時，萃取效果一般，提高比例時，回收率明顯升高。當胺菊酯和溴氰菊酯在質量比為1∶3時獲得最高回收率，繼續增加分散劑用量后，回收率開始下降，而氯菊酯回收率基本穩定。綜合考慮，基質與分散劑的比例選用1∶3。

3.1.4 球磨條件的選擇 本實驗將樣品與小鋼珠置于球罐中通過機械振蕩方式來替代研磨，考察振蕩時間對提取效果的影響。結果表明，胺菊酯和氯菊酯在5 min后，回收率不再有明顯提高，而溴氰菊酯在5 min之后回收率偏高，可能的原因是隨著球磨時間延長，一些雜質也逐漸被提取出來，干擾了測定。為了保障較好的回收率并且節省時間，最佳球磨時間選擇5 min。endprint

3.2 分散液相微萃取條件優化

3.2.1 萃取劑與分散劑的選擇 萃取劑和分散劑是分散液相微萃取中主要的影響因素[12]。本研究選取CCl4、四氯乙烯、三氯甲烷、二氯甲烷、1，2-二氯苯作為萃取劑;丙酮、乙腈、甲醇作為分散劑。以三氯甲烷和二氯甲烷作為萃取劑時，在任何分散劑中均不能形成分散，并且離心后無沉積相。采用丙酮-CCl4和乙腈-1，2-二氯苯作為分散劑-萃取劑組合時，富集倍數高。考慮到乙腈和1，2-二氯苯毒性相對較大，選用丙酮-CCl4作為分散劑-萃取劑組合。

3.2.2 分散劑體積的選擇 以10 μL CCl4為萃取劑，分別取100， 200， 400， 600， 800和1000 μL丙酮作為分散劑，進行分散液相微萃取。

從圖2可見，當分散劑為400 μL時，萃取效果最好，繼續增加分散劑用量，擬除蟲菊酯在水相中的溶解度增加，萃取率下降。當分散劑達到1000 μL時，離心后已經無法形成沉積相，因此分散劑體積選用400 μL。

3.2.3 萃取劑體積的選擇 在400 μL丙酮中，分別加入10， 20， 30， 40和50 μL CCl4進行分散液相微萃取。隨著沉積相體積增加，目標物的富集倍數下降。萃取劑為10 μL時，沉積相太少，吸取困難，因此最佳萃取劑體積選擇20 μL。

3.3 線性范圍、相關系數和檢出限

配制濃度分別為5， 10， 25， 50， 100和200 μg/kg的擬除蟲菊酯標準土壤樣品，在最優條件下，以加標土壤濃度（x）對峰面積（y， 以共存在異構體的總峰面積計）進行線性擬合，繪制工作曲線。檢出限以儀器3倍信噪比計算得出，富集倍數為萃取前后樣品濃度之比[11]。結果見表2。

4 結 論

建立了基質固相分散-分散微萃取-GC-MS法測定土壤中擬除蟲菊酯的分析方法。采用機械研磨的方式，可以同時處理多個樣品，提高了樣品前處理的效率。本方法結合基質固相分散和分散液相微萃取的優勢，操作簡便，處理時間短，富集效果好，溶劑用量小，適合于土壤中痕量擬除蟲菊酯類農藥的分析。

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Determination of Three Pyrethroids in Soil by Matrix Solid Phase

Dispersion Extraction-Dispersed Liquid Phase

Microextraction-Gas Chromatography Mass Spectrometry

CHENG Hao1， ZHANG Li-Jun1， ZHANG Lei2， ZHANG Zhan-En*1，2

1（School of Environmental Science and Engineering， Suzhou University of Science and Technology， Suzhou 215009， China）

2（Key Laboratory of Environmental Science and Engineering of Jiangsu Province， Suzhou 215009， China）

Abstract A matrix solid phase dispersion extraction-dispersed liquid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometric method has been developed for the determination of three pyrethroids （tetramethrin， permethrin and deltamethrin） in soil. The optimal conditions for the analysis were as follows. About 0.5 g soil and 1.5 g C18 solid phase extraction powder were grinding for 5 min. The mixture was eluted with 10 mL of acetone. The eluent was concentrated to 0.4 mL， and then mixed with 20 μL of tetrachloromethane and 5.0 mL of ultrapure water to form a homogeneous cloudy solution. The emulsion was broken by centrifugation. About 1 μL of sediment was injected and analyzed directly by GC-MS. Good linearities for three pyrethroids were ranged from 5 to 200 μg/kg （r2≥0.9989）， and recoveries at three spiked levels were ranged from 86.5% to 108.0% with RSDs less than 7.8%. The LODs of three pyrethroids were 1.00-1.48 μg/kg. This method can meet the determination of trace pyrethroids in soil.

Keywords Matrix solid phase dispersion extraction; Dispersive liquid-1iquid microextraction; Gas chromatography-mass spectrometry; Pyrethroids; Soil

（Received 27 June 2014; accepted 10 September 2014）endprint