氣質聯用檢測土壤中有機磷農藥的優化研究

許延霞 梁巧蘭

摘要：采用氣相色譜-質譜法檢測土壤樣品中敵敵畏、內吸磷、甲基對硫磷、馬拉硫磷和對硫磷的殘留量，對土壤樣品的前處理方法進行了優化。確定的優化方法為土壤樣品用乙腈振蕩提取，在旋轉蒸發儀上用40 ℃旋轉濃縮至約2 mL左右，取下后在氮吹儀上用氮氣吹干，在選定的質譜條件下對土壤樣品進行分析檢測。實際土壤樣品均未檢出，在0.2、0.4、0.6 μg/mL添加水平下，該方法加標回收率為75.5%～121.5%，相對標準偏差在2.3%～8.7%，檢出限0.25～0.82 μg/kg。

關鍵詞：氣相色譜-質譜法；土壤；有機磷農藥；優化

中圖分類號：X502 文獻標志碼：A 文章編號：1001-1463（2017）07-0008-05

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2017.07.004

Abstract：With lettuce as the as the research object， effect of 2 kinds of Slow/Controlled-release nitrogen Fertilizer of release period is 90 days on Yield and Quality of Lettuce is studied. The result shows that the sulfur coated urea（SCU） can make lettuce yield increased by 4.55%， the content of chlorophyll 2.40%， Vc content increased salt content of 7.69% and nitrate is reduced by 16.93%，compared with the traditional way of ordinary urea application， and it can reduce the number of operations compared to the traditional way of fertilization.

Key words：Controlled/release nitrogen fertilizer；Lettuce；Yield；Quality

在我國，六六六、滴滴涕等有機氯農藥被禁用后，有機磷農藥成為我國用量最大、使用范圍最廣的一類農藥 [1 ]。有機磷農藥與其他種類農藥相比，具有高效、快速、廣譜等特點[2 ]，主要用于植物病、蟲害的防治。為了保障效益與產量，農藥在農業生產中被廣泛大量使用，但有機磷農藥也存在殘留高、毒性強等問題，勢必會對環境造成嚴重污染[3 ]。特別是在環保意識日益增強的現代社會，有機磷農藥污染的嚴重性已引起了高度重視[4 - 6 ]。內吸磷、甲基對硫磷、對硫磷、馬拉硫磷和敵敵畏殘留量的測定方法有氣相色譜法、高效液相色譜法和氣相色譜-質譜法等。國內外關于有機磷農藥殘留的檢測方法已有諸多報道。樂洋[7 ]研究了用索氏提取或加速溶劑萃取對土壤樣品中的有機磷農藥進行提取，旋轉蒸發濃縮后，用小柱凈化或凝膠滲透色譜法凈化氮吹濃縮后，用GC-MS分析。賁鐵硯等[8 ]探討了用GC-MS測定土壤中有機磷農藥的方法。在此背景下，對土壤中農藥殘留量進行全面監測，具有十分重要意義[9 ]。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試農藥樣品為敵敵畏、內吸磷、甲基對硫磷、馬拉硫磷和對硫磷的標準品，均購于農業部標準物質研究所。試驗土壤樣品采自金昌市永昌縣已種植過辣椒的農田。共采集4份。將采集的土壤樣品去除雜物，經研磨過60目（孔徑0.25 mm）篩，裝入棕色玻璃瓶備用。

1.2 儀器與試劑

儀器有氣相色譜-質譜聯用儀Thermo-scientific ITQ1100；數控旋轉蒸發儀Hei-VAP Advantage ML/HB/G；氮吹儀N-EVAPTM111，Organomation Associates，Jnc；TTL-800型萃取凈化振蕩器；MMV-1000W萃取振蕩儀；TGL20M臺式高速冷凍離心機。試劑有正己烷（Hexane）、乙腈（Acetonitrile）、丙酮（Acetone）、二氯甲烷（Dichlorometh- ane），均為色譜純，進口農殘級；無水硫酸鈉為馬弗爐400 ℃烘4 h，優級純；氯化鈉為馬弗爐400 ℃烘4 h，優級純。

1.3 試驗方法

1.3.1 質譜分析條件設定及標準曲線的建立 色譜柱：DB-5MS，30 m×0.25 mm×0.25 μm；色譜條件為進樣口溫度250 ℃，進樣量1 μL，載氣為高純氦氣（純度 > 99.999%），載氣流量1.0 mL/min。色譜柱升溫程序為初始溫度40 ℃，保持1 mim，以8 ℃/min升溫至160 ℃，保持5 min；后以5 ℃/min升至280 ℃，保持4 min。

質譜條件：離子化方式為EI源，檢測器溫度250 ℃，檢測模式為選擇性掃描（SIM），循環時間50 min，真空度36 mTorr，離子源電子能量70 eV。

標準曲線的建立：以表液濃度為橫坐標（x），峰面積為縱坐標（y）作標準曲線，得標準曲線的回歸方程。

1.3.2 提取劑的選擇 分別以丙酮、二氯甲烷、乙腈為土壤樣品中敵敵畏，內吸磷，甲基對硫磷，馬拉硫磷和對硫磷的提取劑，比較提取劑的提取效果。

1.3.3 旋轉蒸發溫度對加標回收率的影響 旋轉蒸發溫度分別設為36、40、45 ℃，測定不同溫度下土壤的加標回收率和旋轉蒸發的效率。

1.3.4 氮吹時氮氣的流速對加標回收率的影響 在氮吹的過程中，測定采用不同的氣體流速在液體面上吹出2 mm深度的水渦和4 mm深度的水渦時的加標回收率，以尋求加標回收率達到最佳。

2 結果與分析

2.1 質譜分析條件優化及標準曲線建立

2.1.1 質譜分析條件優化 從圖1可以看出，在選定的試驗條件下，對敵敵畏、內吸磷、甲基對硫磷、馬拉硫磷和對硫磷5種有機磷農藥進行分析，在質譜優化的條件下，均能達到很好分離，而且離子豐度都很好。

2.1.2 標準曲線建立 以正己烷為對照，將敵敵畏、內吸磷、甲基對硫磷、馬拉硫磷、對硫磷5種藥劑單標配制成混標，制備10、20、30、50、100、200 μg/L 6個濃度系列。根據設定的質譜分析條件，建立了標準曲線，得到各相關待測組分的回歸方程，且相關關系極顯著（表1）。

2.2 土壤樣品提取劑篩選

從篩選結果（表2）看，丙酮在提取的過程中易揮發，而且容易產生乳化現象，得到的試驗數據不可靠，所以在試驗中丙酮不作為提取溶劑；二氯甲烷作為提取劑，其極性比較弱，在凈化中不容易凈化，對于水溶性的農藥提取效果不是很好，其回收率比較低；乙腈本身是極性溶劑，溶解力比較好，不易帶雜質，能夠滿足農藥殘留分析中提取要求的分析，用乙腈對5種農藥進行提取，其平均回收率為85.3%～103.2%，比較穩定，因此選乙腈作為土壤樣品提取劑。

2.3 旋轉蒸發溫度對加標回收率的影響

從試驗結果（表3）可知，當水浴溫度低于36 ℃時，旋轉蒸發效率極低，不符合加標回收率的范圍要求。將水浴溫度調至45 ℃以上時，乙腈的蒸發速度較快，與之前相比加標回收率稍有偏低，但也處于合理范圍之內；當溫度控制在40 ℃時，加標回收率比較理想，既可以提高土壤的加標回收率又可保證旋轉蒸發效率。

2.4 氮吹時氮氣的流速對加標回收率的影響

通過表4可以看出，當氣體的流速在液體面上吹出2 mm深的水渦時，土壤樣品的加標回收率較好；小于2 mm時，氮吹過程的效率較低，但對加標回收率的影響變化不大；當氣體的流速在液體面上吹出4 mm深的水渦時，加標回收率較差。

2.5 優化條件下氣質聯用方法檢測有機磷農藥的靈敏性

2.5.1 有機磷農藥的檢出限 根據美國環保局（EPA ）SW-846規定的方法確定檢出限（MDL）：檢出限=S×t（n-1，0.99）；n為重復分析樣品的個數； t（n-1，0.99）是指99%的置信度、自由度為n-1時t的值；n為重復分析樣品的個數；當n=7時，在99%的置信區間下，t6， 0.99=3.143 ，S是空白土壤樣品，重復測定7次的標準偏差（RSD）。

取空白土壤樣20 g，加入配制好的含有1 μg/L內標物的標準溶液20 mL，平行測定7次，根據表1公式計算得出5種有機磷的檢出限（表5）。

2.5.2 氣質聯用檢測方法準確度和精密度 在選定的質譜條件和土壤樣品前處理方法優化條件下，添加回收的結果（表5）表明，在0.2、0.4、0.6 μg/mL添加水平下，加標回收率為75.5%～121.5%，相對標準偏差在2.3%～8.7%，方法檢出限在0.25～0.82 μg/kg。5種有機磷農藥均滿足試驗要求。

2.6 氣質聯用對土壤中5種有機磷農藥的檢測

2.6.1 土壤樣品的前處理 根據試驗篩選結果，確定土壤樣品的前處理方法為：準確稱取土樣 （20 ±0.1）g，將土壤樣品置于250 mL的稱量瓶中，加水10 mL，振蕩搖勻后加入40 mL的乙腈搖勻，浸泡6 h，振蕩提取30 min。之后將泥漿溶液倒入50 mL的具塞離心管中，室溫下4 000 r/min離心10 min，取出后將上清液過濾到裝有5.0～7.0 g氯化鈉的具塞量筒中，激烈震蕩1 min，室溫靜置30 min，使乙腈和水相充分分層。從具塞量筒中準確吸取10.0 mL的上層溶液乙腈相，置于圓底燒瓶中，在旋轉蒸發儀上用40 ℃旋轉濃縮至約2 mL左右，取下后在50 ℃水溫的氮吹儀上用氮氣吹干（以氣體的流速在液體面上吹出2 mm深度的水渦為好）。將1.0 mL正己烷準確加入待凈化樣品中后搖勻，之后用0.22 μm的濾膜過濾到樣品瓶中，供GC-MS檢測。

2.6.2 測定分析結果 在選定的質譜條件和土壤樣品前處理方法優化的情況下，測定實際土壤樣品，因譜圖未出峰，所以實際土壤樣品均未檢出，但不排除有機磷農藥在分析過程中容易揮發流失的情況。

3 小結

本研究用質譜檢測土壤中的敵敵畏、內吸磷、甲基對硫磷、馬拉硫磷和對硫磷的殘留量，對土壤樣品的前處理方法進行了優化。土壤樣品用乙腈振蕩提取，在旋轉蒸發儀上用40 ℃旋轉濃縮至約2 mL左右，取下后在氮吹儀上用氮氣吹干（以氣體的流速在液體面上吹出2 mm深度的水渦為好），在選定的質譜條件下對土壤樣品進行分析檢測。實際土壤樣品均未檢出。在0.2、0.4、0.6 μg/mL添加水平下，加標回收率為75.5%～121.5%，相對標準偏差在2.3%～8.7%，方法檢出限為0.25～0.82 μg/kg。

用質譜法檢測土壤中的有機磷農藥，具有迅速、準確度高、靈敏度高，檢出限低等優點，能夠滿足對土壤中的農藥殘留進行分析監測，可在環境監測中廣泛應用。

參考文獻：

[1] 楊水崗，彭錳欣. 農藥與未來農業的發展[J]. 環境導報，1997（6）：35-38.

[2] 湯亞飛，土焰新，蔡鶴生，等. 有機磷農藥的使用與污染[J]. 武漢化工學院學報，2004，27（1）：11-14.

[3] ZHANG CH X，HOU M，BAO H Y，et al. Interrelated progress of acute organophosphorus pesticide poisoning[J]. Journal of Qinghai Normal University，2012，28（1）：54-61.

[4] 馬 瑾，潘根興，萬洪富，等. 有機磷農藥的殘留、毒性及前景展望陰. 生態環境，2003，13（2）：213-215.

[5] 吳建剛. 平涼市蔬菜中有機磷農藥殘留檢測及評價[J]. 甘肅農業科技，2013（5）：34-35.

[6] 任金萍. 平涼市蔬菜農藥殘留動態分析[J]. 甘肅農業科技，2014（9）：38-40.

[8] 樂 洋. 氣相色譜法測定水中六種有機磷農藥和阿特拉津[J]. 凈水技術，2013，32（1）：52-54；78.

[9] 賁鐵硯，劉成亮. 超聲波萃取GC-MS測定土壤中有機磷農藥的方法探討[J]. 黑龍江環境通報，2007，31（2）：27-28.

[7] 劉玉紅，孫仕萍. 蔬菜、水果中16種有機磷農藥殘留的氣相色譜測定法[J]. 中國衛生檢驗雜志，2008，18（3）：451-453.

（本文責編：陳 偉）