快速溶劑萃取-GC-MS/MS法測(cè)定經(jīng)濟(jì)作物土壤中的甲霜靈、嘧霉胺、戊唑醇等6種常用農(nóng)藥殘留

楊敬坡　王文軍　陳曉軒　郭延凱　吳黎軍　都澤銘

摘要：建立一種利用快速溶劑萃取（ASE）-氣相色譜-三重四級(jí)桿質(zhì)譜儀檢測(cè)經(jīng)濟(jì)作物土壤中甲霜靈、嘧霉胺、戊唑醇等6種農(nóng)藥的分析方法。樣品經(jīng)研缽研細(xì)，利用ASE進(jìn)行提取，提取液經(jīng)氮吹濃縮后，上GC-MS/MS進(jìn)行檢測(cè)，外標(biāo)法定量。6種農(nóng)藥質(zhì)量濃度在0.05～5μg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均大于0.995;檢出限在0.005～0.023μg/mL;加標(biāo)回收率在81.2%～108.7%之間;重復(fù)性（n=6）相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在3.26%～4.40%之間。實(shí)驗(yàn)表明該方法具有操作簡(jiǎn)單、檢測(cè)速度快、檢出限低等優(yōu)點(diǎn)，適用于經(jīng)濟(jì)作物土壤中多種農(nóng)藥殘留的分析檢測(cè)。

關(guān)鍵詞：快速溶劑萃取;GC-MS/MS;土壤;甲霜靈;農(nóng)藥

中圖分類號(hào)：S481.8;O657.63

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1674–5124（2019）02–0072–06

0 引言

甲霜靈、嘧霉胺、戊唑醇等化學(xué)農(nóng)藥是保障我國(guó)經(jīng)濟(jì)作物生產(chǎn)的重要農(nóng)業(yè)投入品，由于農(nóng)藥的使用，使我國(guó)每年挽回經(jīng)濟(jì)作物損失達(dá)100多億;甲霜靈、嘧霉胺、戊唑醇等化學(xué)農(nóng)藥因其價(jià)格低廉、高效廣譜等特點(diǎn)，在農(nóng)業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)中的使用量大增，從而使其成為了主要環(huán)境污染之一[1-3]。然而，農(nóng)藥也是一把雙刃劍，它在保障人類獲得豐富的經(jīng)濟(jì)作物的同時(shí)，也在污染著我們賴以生存的土壤、水系統(tǒng)等。農(nóng)藥進(jìn)入土壤系統(tǒng)以后，會(huì)發(fā)生化學(xué)、物理等反應(yīng)，除了土壤有機(jī)物質(zhì)含量、溫度、光照、微生物等環(huán)境因素對(duì)農(nóng)藥降解有影響，各類農(nóng)藥的化學(xué)結(jié)構(gòu)和類型也是影響土壤降解的重要因素[4-6]。大量報(bào)告研究表明，微量的化學(xué)農(nóng)藥殘留對(duì)土壤系統(tǒng)已經(jīng)產(chǎn)生一定的危害，因此對(duì)于經(jīng)濟(jì)作物土壤進(jìn)行農(nóng)藥殘留的分析檢測(cè)，有助于了解當(dāng)?shù)剞r(nóng)藥使用情況并為監(jiān)管部門有目的的尋找解決辦法提供依據(jù)。

快速溶劑萃取法（accelented solvent extraction，ASE）相比固相萃取、吸附劑吸附等方法，具有提取速度快、有機(jī)溶劑用量少、回收率高等優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)境、食品和藥物等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，是目前萃取土壤中農(nóng)藥殘留公認(rèn)的最佳前處理方法[7-10]。實(shí)驗(yàn)選擇快速溶劑萃取方法對(duì)土壤進(jìn)行提取，采用GC-MS/MS法檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)表明，該方法具有檢出限低、回收率高、檢測(cè)速度快等優(yōu)點(diǎn)，適用于土壤中的農(nóng)藥殘留的檢測(cè)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器和試劑

1.1.1 儀器

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：島津GC-2010plus型，配備QP2010ultra質(zhì)譜系統(tǒng)（島津科技有限公司）;電子天平：XS204DU型，0.1mg（梅特勒科技有限公司）;快速溶劑萃取儀：熱電300型（熱電有限公司）;固相萃取柱：WatersC18500mg/6mL（色譜科有限公司）;色譜柱：HP-5MS質(zhì)譜專用毛細(xì)管色譜柱（安捷倫科技有限公司）;漩渦混合器：T10，3000～30000r/min（艾卡儀器有限公司）;純水儀：Milli-Q（密理博科技有限公司）;離心機(jī)：Mikro220R型（Hettich科技有限公司）;數(shù)控超聲波清洗機(jī)：SK3300LH型，廣州滬瑞明儀器有限公司。

1.1.2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、試劑

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：嘧霉胺、甲霜靈、噻蟲(chóng)嗪，二甲戊靈、嘧菌環(huán)胺、戊唑醇標(biāo)準(zhǔn)溶液：質(zhì)量濃度均為100μg/mL，均購(gòu)自農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究所;內(nèi)標(biāo)物質(zhì)：環(huán)氧七氯標(biāo)準(zhǔn)溶液：質(zhì)量濃度為100μg/mL，購(gòu)自農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究所。

試劑：甲醇、乙腈、丙酮、二氯甲烷、乙酸乙酯、環(huán)已烷：色譜純（TEDIA試劑有限公司）;超純水：自制。

1.2 溶液配制

標(biāo)準(zhǔn)混合儲(chǔ)備溶液：精密移取100μg/mL的甲霜靈、嘧霉胺、戊唑醇，噻蟲(chóng)嗪，二甲戊靈，嘧菌環(huán)胺標(biāo)準(zhǔn)溶液各1.0mL于10.0mL容量瓶中，加丙酮定容至刻度，搖勻，即得。嘧霉胺、甲霜靈、噻蟲(chóng)嗪，二甲戊靈、嘧菌環(huán)胺、戊唑醇的質(zhì)量濃度均為10μg/mL。

標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液：分別取標(biāo)準(zhǔn)混合儲(chǔ)備溶液定量，加丙酮稀釋制成質(zhì)量濃度依次為0.05，0.10，0.20，0.5，1.0，5.0μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液，搖勻，即得。

供試品溶液配制1：取有代表性的經(jīng)濟(jì)作物土壤樣品，精密稱取約10g，置于土壤研缽中加除水劑無(wú)水硫酸鈉約5g研細(xì);取研細(xì)后的樣品置于33mL萃取池中，加硅藻土約15g，按表1設(shè)置的參數(shù)進(jìn)行ASE設(shè)置，用丙酮進(jìn)行樣品的萃取，收集萃取液;萃取液置于氮吹儀上，40°C氮吹濃縮至近干，加1mL丙酮溶解殘?jiān)?，渦旋1min，0.45μm濾膜過(guò)濾，進(jìn)樣分析?？焖偃軇┹腿x器條件設(shè)置見(jiàn)表1。

供試品溶液配制2：取有代表性的經(jīng)濟(jì)作物土壤樣品，精密稱取約10g，置于土壤研缽中加無(wú)水硫酸鈉約5g研細(xì);加50mL丙酮提取液，震蕩提取約40min，取出放置至室溫，冷凍離心5min;取氨基固相萃取柱（使用前分別用6mL水、6mL甲醇、6mL丙酮活化），當(dāng)淋洗液達(dá)到氨基柱的頂部時(shí)，迅速將上述50mL的提取液轉(zhuǎn)移至凈化柱中，加10mL丙酮洗脫，收集洗脫液，于60°C水浴中氮?dú)獯抵两桑?mL丙酮溶解殘?jiān)?.45μm濾膜過(guò)濾，進(jìn)樣分析。

1.3 氣質(zhì)聯(lián)用儀參數(shù)

1.3.1 氣相色譜參數(shù)

進(jìn)樣口溫度：250°C;進(jìn)樣量：1μL;柱流量：1.8mL/min;進(jìn)樣方式：不分流;載氣：氦氣（純度99.999%以上）;碰撞氣：氬氣（純度99.999%以上）;尾吹：75mL/min;升溫程序見(jiàn)表2。

1.3.2 MS參數(shù)

離子源：ESI離子源;離子源溫度：230°C;掃描方式：多反應(yīng)監(jiān)測(cè)（MRM）;電子能量：70eV;溶劑延遲時(shí)間：2.5min;接口溫度：260°C。

2 結(jié)果與討論

2.1 萃取方法的選擇

土壤樣品相比較其他樣品，基質(zhì)比較復(fù)雜，樣品中含有大量無(wú)機(jī)鹽等共存雜質(zhì)，因此選擇合適的提取和凈化方法是技術(shù)難點(diǎn)。土壤中農(nóng)殘的萃取方法主要有：固相萃取提取法、GPC提取法和快速溶劑萃取法。GPC提取法儀器成本高、試劑消耗量較大、耗時(shí)較長(zhǎng)，不易推廣?？焖偃軇┹腿。ˋSE）方法是近些年國(guó)際上最新發(fā)展起來(lái)的用于土壤檢測(cè)的快速前處理技術(shù)，與固相萃取的處理方法比較，用于土壤中農(nóng)殘的檢測(cè)具有檢出限低、回收率高、溶劑使用量少、分析速度快等優(yōu)點(diǎn)。本文采取快速溶劑萃取方法與固相萃取方法分別對(duì)土壤樣品進(jìn)行前處理，處理完上機(jī)分析，計(jì)算回收率。結(jié)果表明，采用快速溶劑萃取方法處理得到6種農(nóng)殘的回收率較好。固相萃取方法見(jiàn)1.2節(jié)供試品溶液配制，結(jié)果見(jiàn)表3。

2.2 萃取溶劑的選擇

選擇合適的萃取溶劑對(duì)于提高萃取效率有著極為重要的影響。根據(jù)“相似相容”原理，嘧霉胺、甲霜靈、噻蟲(chóng)嗪，二甲戊靈、嘧菌環(huán)胺、戊唑醇6種農(nóng)藥極性較弱，在弱極性溶劑中溶解性較好，如丙酮、乙酸乙酯、乙腈、二氯甲烷等。在空白樣品中加入一定量6種農(nóng)殘標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，按照1.2節(jié)供試品溶液配置進(jìn)行樣品的前處理操作，分別考察丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷、乙腈4種弱極性溶劑作為提取溶劑時(shí)的提取效果。結(jié)果表明：丙酮作為提取溶劑時(shí)6種農(nóng)藥回收率最高，其次為乙酸乙酯、二氯甲烷，乙腈回收率最低，且丙酮相比較其他溶劑毒性較低，因此選擇丙酮為提取溶劑。萃取溶劑影響情況如圖1所示。

2.3 萃取壓力和溫度的選擇

快速溶劑萃取法，是在較高的壓力和溫度下進(jìn)行樣品萃取的方法，壓力通常在2.07～13.8MPa;溫度通常在30～200°C范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。在高溫條件下，可以增加擴(kuò)散力、降低溶劑粘度、提高待測(cè)物溶解性等，使得待測(cè)物從基體上的解吸和溶解動(dòng)力學(xué)加快，從而極大縮短萃取時(shí)間;加壓可以提高溶劑的沸點(diǎn)，有利于溶劑進(jìn)入低壓封閉的微孔，使溶劑保持液體狀態(tài)，用少量的溶劑即可快速提取土壤樣品中的待測(cè)物，因此萃取壓力和溫度是影響萃取效率的重要因素。分別設(shè)置70，80，90，100，110°C為萃取溫度，6種農(nóng)藥的回收率隨溫度升高逐漸升高，當(dāng)溫度大于90°C以上時(shí)，6種農(nóng)藥回收率趨于穩(wěn)定，故選擇萃取溫度為90°C;分別設(shè)置8.79，9.66，10.3，11.0，11.7MPa為萃取壓力，6種農(nóng)藥的回收率隨壓力升高逐漸升高，當(dāng)壓力為10.3MPa以上時(shí)，6種農(nóng)藥回收率趨于穩(wěn)定，故選擇萃取壓力為10.3MPa。影響情況如圖2所示。

2.4 質(zhì)譜條件優(yōu)化

取嘧霉胺、甲霜靈、噻蟲(chóng)嗪，二甲戊靈、嘧菌環(huán)胺、戊唑醇標(biāo)準(zhǔn)溶液，用丙酮稀釋制成質(zhì)量濃度約為5μg/mL的溶液。首選采用全掃描（scan模式），得到嘧霉胺、甲霜靈、噻蟲(chóng)嗪，二甲戊靈、嘧菌環(huán)胺、戊唑醇的保留時(shí)間和母離子。然后將6個(gè)農(nóng)殘對(duì)應(yīng)的母離子進(jìn)行產(chǎn)物離子掃描（productionscan模式），找到響應(yīng)值較高的3個(gè)子離子作為定性離子，其中豐度最高的作為定量離子。依次對(duì)響應(yīng)值較高的3個(gè)碎片離子進(jìn)行碰撞電壓、碰撞時(shí)間等的自動(dòng)優(yōu)化。優(yōu)化后，建立6種農(nóng)藥的多反應(yīng)監(jiān)測(cè)（MRM模式）掃描的分析方法。其他參數(shù)見(jiàn)1.3節(jié)，典型譜圖如圖3所示。

2.5 方法標(biāo)準(zhǔn)曲線、相關(guān)系數(shù)及檢出限

分別取1.2標(biāo)準(zhǔn)混合儲(chǔ)備溶液一定量，配制質(zhì)量濃度依次為0.05，0.10，0.20，0.5，1.0，5.0μg/mL標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液。待儀器穩(wěn)定，各濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液分別進(jìn)樣1μL，以各標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)的響應(yīng)值對(duì)應(yīng)的濃度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果表明，在上述濃度范圍內(nèi)，6種農(nóng)藥線性關(guān)系良好，詳見(jiàn)表4。

2.6 加標(biāo)回收率及精密度

取有代表性的經(jīng)濟(jì)作物土壤樣品四分法，取代表性樣品約10g，置于土壤研缽中，分別加入一定量的6種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)混合儲(chǔ)備溶液（加標(biāo)濃度分別為：0.05，0.2，1.0μg/mL），置于加速溶劑萃取儀，加除水劑無(wú)水硫酸鈉約5g研細(xì);按1.2節(jié)樣品溶液配制進(jìn)行前處理，制得含6種農(nóng)藥質(zhì)量濃度分別為0.05，0.2，1.0μg/mL加標(biāo)溶液，分別進(jìn)樣分析，同一濃度點(diǎn)連續(xù)進(jìn)樣6次計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD。結(jié)果表明：6種農(nóng)藥低、中、高3個(gè)濃度點(diǎn)的加標(biāo)回收率在81.2%～108.7%之間;精密度RSD在1.49%～4.12%之間。結(jié)果詳見(jiàn)表5。

2.7 方法重復(fù)性試驗(yàn)

取有代表性的經(jīng)濟(jì)作物土壤樣品四分法，取代表性樣品約10g，置于土壤研缽中，分別加入一定量的6種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)混合儲(chǔ)備溶液（加標(biāo)濃度為0.1μg/mL），上加速溶劑萃取儀，加除水劑無(wú)水硫酸鈉約5g研細(xì);按1.2節(jié)樣品溶液配制進(jìn)行前處理，制得含6種農(nóng)藥質(zhì)量濃度為0.1μg/mL加標(biāo)溶液，同法配制6份，分別進(jìn)樣分析。結(jié)果表明6種農(nóng)藥檢測(cè)結(jié)果重復(fù)性在3.26%～4.40%之間，詳見(jiàn)表6。

2.8 實(shí)際樣品加標(biāo)回收率

取經(jīng)濟(jì)作物土壤樣品四分法，準(zhǔn)確稱取樣品約10g，置于土壤研缽中，分別加入一定量的6種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)混合儲(chǔ)備溶液（加標(biāo)濃度：低點(diǎn)0.05μg/mL、中點(diǎn)0.2μg/mL、高點(diǎn)1.0μg/mL），置于加速溶劑萃取儀，加除水劑無(wú)水硫酸鈉約5g研細(xì);按1.2節(jié)樣品溶液配制進(jìn)行前處理，制得含6種農(nóng)藥質(zhì)量濃度分別為0.05，0.2，1.0μg/mL加標(biāo)溶液，分別進(jìn)樣分析。結(jié)果表明6種農(nóng)藥低、中、高3個(gè)濃度點(diǎn)的加標(biāo)回收率在84.2%～109.7%之間，詳見(jiàn)表7。

2.9 方法應(yīng)用

隨機(jī)抽取經(jīng)濟(jì)作物土壤樣品，分別為草莓種植土壤、茄子種植土壤、四季青種植土壤、黃瓜種植土壤、蘿卜種植土壤;按1.2節(jié)進(jìn)行樣品前處理，待儀器穩(wěn)定后，再按1.3節(jié)設(shè)置儀器條件，上機(jī)分析，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表8。

3 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)建立一種利用ASE進(jìn)行樣品前處理，GC-MS/MS法測(cè)定經(jīng)濟(jì)作物土壤中6種農(nóng)藥（嘧霉胺、甲霜靈、噻蟲(chóng)嗪、二甲戊靈、嘧菌環(huán)胺、戊唑醇）的分析方法。對(duì)提取的前處理方法、萃取溶劑、萃取溫度及壓力進(jìn)行了優(yōu)化，考察了方法的加標(biāo)回收、檢出限、標(biāo)準(zhǔn)曲線、精密度及重復(fù)性。結(jié)果表明，該方法具有前處理簡(jiǎn)單、速度快，分析結(jié)果準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，適用于經(jīng)濟(jì)作物土壤中農(nóng)藥殘留的檢測(cè)。

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