氣相色譜-串聯質譜法測定土壤中十氯酮

王 薈，彭 英，穆 肅，章 勇

江蘇省環境監測中心環保部國家地表水有機污染物監測重點實驗室，江蘇 南京 210036

十氯酮又名開蓬，是一種人工合成的殺蟲劑［1］，也是滅蟻靈農藥的降解產物［2-3］，具有很強的疏水性，難溶于水，溶于丙酮、乙醇、醋酸等有機溶劑，化學性質穩定，有持久性、生物蓄積性、生物毒性及內分泌干擾性，會影響人體中樞神經系統、泌尿生殖系統、免疫系統等［4］，是聯合國環境規劃署制訂的27種持久性有毒化學污梁物(PTS)之一，于 2009年被列入《斯德哥爾摩公約》［5］。土壤是人類賴以生存的基本環境要素，也是污染物的主要承載體，它不斷接納各種途徑輸入的污染物，同時也作為污染源不斷向周圍環境釋放污染物。中國雖然沒有十氯酮的使用記錄，但國外歷史使用殘留的長距離輸送和滅蟻靈農藥的降解，使得在為數不多的報道中，土壤中十氯酮的檢出為 100%［6］。

目前對于土壤中十氯酮的檢測較少，僅有的文獻中采用的都是氣相色譜(ECD)和氣相色譜-質譜法［2，4，6-8］。對于基質比較復雜的土壤和沉積物樣品來說，這些方法存在方法靈敏度低、假陽性高、抗干擾能力弱等不足。研究在微波萃取的基礎上，采用氣相色譜-串聯質譜法測定土壤中的十氯酮。該方法通過母離子和碎片子離子的選擇和對應關系，很大程度上降低了假陽性，并同時降低基質干擾和提高方法的靈敏度。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Agilent 7890A/7000氣相色譜-三重四極桿質譜儀(美國);DB-5ms毛細管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm，美國);MARSX微波萃取儀(美國);FS-450pv超聲萃取儀;Dionex 200快速溶劑萃取儀(美國);N-EVAP111氮吹濃縮儀(美國)。

十氯酮標準品(德國);13C-PCB153內標標準儲備液(劍橋同位素實驗室)。二氯甲烷、正己烷、甲醇、乙酸乙酯為色譜純試劑(美國)。

1.2 樣品制備

1.2.1 萃取

微波萃取:準確稱取5.0 g土壤樣品于微波萃取容器中，加入30 mL二氯甲烷-丙酮混合溶劑(體積比為1∶1)，置于微波萃取池，在960 W功率下，90℃萃取 10 min，在 1 200 W 功率下，100℃萃取10 min。萃取后，萃取溶液用無水硫酸鈉除水后濃縮至1 mL，待凈化用。

超聲萃取:準確稱取5.0 g土壤樣品于干凈玻璃燒杯中，加入25 mL二氯甲烷-丙酮混合溶劑(體積比為1∶1)，用功率為450 W的探頭式超聲波萃取儀，室溫下萃取5 min，倒出萃取液。以上萃取過程重復3次，合并萃取液，經無水硫酸鈉除水后濃縮至1 mL，待凈化用。

快速溶劑萃取:分別稱取5.0 g硅藻土、2.0 g均勻試樣(精確至0.01 g)、5.0 g硅藻土于ASE的萃取池中，設定萃取溫度為100℃，萃取時間為8 min。萃取溶劑為30 mL二氯甲烷-丙酮(體積比為1∶1)，萃取壓力為1.03×107Pa。萃取結束后，將萃取液濃縮至1 mL。

1.2.2 凈化

硅膠與硅酸鎂需要450℃烘烤4 h，冷卻至室溫后，置于玻璃瓶中，并按重量的3%添加三蒸水以滅活。取滅活后的硅膠與硅酸鎂各4 g裝柱，上段為硅膠，下段為硅酸鎂，柱直徑為1 cm，用10 mL正己烷淋洗后，加入提取液，用15 mL正己烷和丙酮混合溶劑(體積比為9∶1)洗脫，收集洗脫液并濃縮到0.1 mL，加入10 μL內標物(13CPCB153，2 mg/L)，混勻后移入2 mL自動進樣瓶中，待測。

1.3 儀器條件

氣相色譜條件:進樣口溫度為250℃，柱溫為50℃保持1 min，以20℃/min的速度升至200℃，保持0 min;進樣量為1 μL;載氣流量為恒流模式1 mL/min。

質譜條件:EI源;電子轟擊能量為60 eV;離子源溫度為250℃;四極桿溫度為150℃;傳輸線溫度為270℃;溶劑延遲時間為8 min;碰撞氣為氮氣，流速為1.5 mL/min;猝滅氣為氦氣，流速為2.25 mL/min;檢測方式為多反應監測模式(MRM)，取2對離子對進行 MRM模式檢測，并將信號強度較大的離子對作為定量離子對。

1.4 計算

回收率的計算公式為

式中:h為回收率，%;mx為提取后十氯酮測得量，ng;m0為提取前十氯酮添加量，ng。

2 結果與討論

2.1 提取方法選擇

實驗分別考察了超聲波萃取法、微波萃取法以及快速溶劑萃取法的萃取效率。分別稱5.0 g土樣樣品后，分別加入一定量的十氯酮標準使用液。以二氯甲烷-丙酮(體積比為1∶1)為提取溶劑，3種萃取方法的回收率分別為92.5% ～128%、95.7% ～121%、93.4% ～115%，均能滿足分析要求。但相對而言，超聲波萃取一次只能萃取一個樣品，自動化程度和工作效率低，提取平行性較差，這可能是由于操作比較繁瑣，人為操作誤差大引起的;快速溶劑萃取法對土壤中的水分比較敏感，當土壤或者沉積物含水量高時，提取效率將大大降低;因此最終采用微波萃取法提取土壤和沉積物中的十氯酮。

2.2 萃取溶劑的選擇

選取二氯甲烷、正己烷、二氯甲烷-丙酮(體積比為1∶1)、二氯甲烷-丙酮(體積比為 9∶1)、二氯甲烷-乙酸乙酯混合溶劑(體積比為1∶1)和正己烷-丙酮混合溶劑(體積比為1∶1)等6種溶液作為萃取溶劑，對土壤加標樣品進行十氯酮加標回收實驗，結果顯示二氯甲烷-丙酮(體積比為1∶1)和二氯甲烷-乙酸乙酯(體積比為1∶1)的提取效率令人滿意，分別為95.7% ～121%、93.0% ～116%，詳見表1。

表1 不同溶劑配比的提取效率 %

2.3 凈化條件的選擇

色譜法測定農藥殘留所采用的凈化方式通常有硫酸磺化和層析柱凈化2大類。硫酸磺化對部分有機氯農藥具有降解作用;層析柱凈化使用范圍廣，但存在著費用高、步驟麻煩、重復性差的缺點。采用硫酸磺化方式進行凈化結果顯示，該方式對十氯酮回收率高，是高效簡便的凈化手段，且無降解作用。

2.4 離子源轟擊能量的選擇

十氯酮結構比較穩定，選取的離子均為母離子，因此適當降低電子轟擊能量，以獲得更大豐度的分子離子峰。對 40、50、55、60、70 ev 電子轟擊能量進行實驗，結果從十氯酮響應上看40 ev＜50 ev=70 ev＜55 ev≤60 ev，因此將60 ev選為最終的電子轟擊能量。

2.5 碰撞能量的選擇

在 10、15、20、25、30、35、40 ev 下，對13CPCB153內標物前級碎片離子372(m/z)、374(m/z)的碰撞電壓進行了選擇優化，具體見圖1、圖2和表2。

圖1 13C-PCB153前級碎片離子372(m/z)在不同碰撞能量下的質譜圖

圖2 13C-PCB153前級碎片離子374(m/z)在不同碰撞能量下的質譜圖

從圖1、圖2可見，在30 ev碰撞能量下，372(m/z)產物離子302(m/z)豐度更高，35ev碰撞能量下，374(m/z)產物離子302(m/z)豐度更高。

在10、12、15 ev下，對十氯酮內標物前級碎片離子272(m/z)和274(m/z)的碰撞電壓進行選擇優化，具體見圖3、圖4和表2。

圖3 十氯酮前級碎片離子272(m/z)在碰撞能量下的質譜圖

圖4 十氯酮前級碎片離子274(m/z)在不同碰撞能量下質譜圖

表2 十氯酮及內標物的前級離子、產物離子和碰撞能量

圖3、圖4顯示，12 ev碰撞能量下，272(m/z)產物離子237(m/z)豐度更高，274(m/z)產物離子239(m/z)豐度更高。

3 方法性能指標

3.1 線性關系

配制濃度依次為 0、5.0、10.0、20.0、40.0、50.0 μg/L的系列標準溶液(內標濃度均為50 μg/L)，繪制標準曲線(圖5)，回歸方程為y=0.731x－0.01，r=0.999 7。

圖5 十氯酮標準曲線

3.2 檢出限

連續分析7個接近于檢出限濃度的實驗室低濃度空白加標樣品，計算其標準偏差(S)。實驗對添加濃度為0.01 μg/kg空白加標樣品(5.0g)進行檢出限實驗，7次測定結果分別為0.009 0、0.009 6、0.009 8、0.009 2、0.008 6、0.009 4、0.009 0 μg/kg。方法檢出限為 0.1 ng/kg。

3.3 精密度

對2.0 μg/L標準溶液進行精密度實驗，6次實驗結果分別為 1.94、1.98、1.94、1.99、2.03、2.12。相對標準偏差為3.4%，具有良好的精密度。

3.4 準確度及適用性研究

采用實際土壤樣品加標的方式進行方法準確度測試。將土壤樣品風干后研磨過150 μm篩，稱取5.0 g土樣，加入2 ng十氯酮。該加標土樣經萃取、凈化、濃縮到0.1 mL后，加入內標后上機分析。平行分析6個加標樣品中十氯酮的回收率分別為91.7% ～121%。回收率較高，準確度良好。

4 結論

建立了二氯甲烷和丙酮混合溶劑(體積比為1∶1)超聲波萃取(或微波萃取)-GC-MS-MS法測定土壤中十氯酮的方法。該方法靈敏度高、檢出限低(0.1 ng/kg)、線性關系好(r＞0.999 7)、準確、可靠，抗干擾能力強，適合于土壤中痕量十氯酮的分析測定。

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