加速溶劑萃取-GC-MS/MS法測定楊梅種植土壤中5種菊酯類農藥

蔡邦成，趙勝豪，張衛東

1. 南京國環科技股份有限公司（南京 210042）；2. 生態環境部南京環境科學研究所（南京 210042）

擬除蟲菊酯類農藥[1-3]是繼有機氯、有機磷和氨基甲酸酯類殺蟲劑后研發的具有里程碑意義的殺蟲劑，其具有廣譜性、速效、低毒、低殘留、對作物安全等特點；中國是世界上生產和使用殺蟲劑大國，目前核準的殺蟲劑生產企業2 000多家，大部分生產企業專業化程度低、產量小、利用率低，另外農藥在施用過程中，約60%直接進入到土壤環境，極易造成土壤環境中農藥污染；菊酯類農藥如氰戊菊酯，是中國廣泛應用的一種殺蟲劑，由于其殘留期較長，對部分非目標生物及水生生物毒性很大，因此加強對土壤中常見的菊酯類農藥的監測，具有十分重要的現實意義。

土壤中農藥提取的常用方法[4-9]有液液萃取法、固相萃取法和加速溶劑萃取法等。固液萃取法，提取效率較低，且易受到基質干擾，影響定量結果；固相萃取法凈化效果好，但經過柱處理后，檢測準確度偏低；加速溶劑萃取法[10-11]是近些年發展起來的新型提取方法，具有提取效率高、污染小等特點，試驗研究建立加速溶劑萃取-GC-MS/MS法測定楊梅種植土壤中氰戊菊酯等5種常見菊酯類農藥殘留的分析方法。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

TQ 8040型三重四極桿氣相色譜-質譜儀（日本島津儀器公司）；質譜專用色譜柱DB-5 MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm，美國安捷倫科技公司）；加速溶劑萃取儀（ASE 350型，Dionex公司）。

標準溶液：氰戊菊酯、聯苯菊酯、甲氰菊酯、氯菊酯和溴氰菊酯（濃度均為100 μg/mL，溶劑均為正己烷，農業部環境保護科研所）；正己烷、乙酸乙酯（均為色譜純，美國默克）；弗羅里硅土（80～100目，分析純，美國Sigma公司）。

1.2 色譜質譜條件

毛細管色譜柱：DB-5 MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）。色譜柱溫度程序：60 ℃保持1 min，以30 ℃/min程序升溫至150 ℃，以10 ℃/min升溫至250 ℃保持3 min；以10 ℃/min升溫至300 ℃，保持5 min；進樣口溫度270 ℃；載氣，氦氣，純度＞99.999%；載氣流量1.7 mL/min；進樣方式，不分流進樣；2 min后打開分流閥和隔墊吹掃閥；進樣體積1 μL。

離子源EI源；轟擊能量70 eV；離子源溫度240℃；接口溫度270 ℃；碰撞氣，氬氣，純度＞99.999%；溶劑延遲時間3 min。

選擇離子監測（MRM）：每種化合物分別選擇1個定量離子，2個定性離子。每組所有需要檢測的離子按照出峰順序，分時段分別檢測。

1.3 方法

1.3.1 樣品萃取、凈化

將楊梅種植土壤樣品風干、過篩。稱取5.0 g該土壤樣品與2.5 g氟羅里硅土，混合均勻后加入加速溶劑萃取儀萃取池中，萃取條件為：萃取溶劑，乙酸乙酯∶正己烷（2∶3，V/V），壓力10.2 MPa，萃取溫度85 ℃，沖洗體積50%，循環次數3次，吹掃時間40 s，靜態提取時間10 min。將所得提取液于45 ℃水浴氮吹儀上吹至近干，用正己烷溶劑定容到5 mL，渦旋混勻，經0.2 μm濾膜過濾后，作為供試品溶液進樣色譜質譜系統。

1.3.2 標準溶液配制

標準儲備液：分別移取1 mL質量濃度100 μg/mL的氰戊菊酯、聯苯菊酯、甲氰菊酯、氯菊酯和溴氰菊酯標準溶液，用正己烷溶劑溶解配制成10 μg/mL標準儲備液；置于2～8 ℃冷藏箱保存。

2 結果與討論

2.1 質譜參數優化

普通的單重四極桿氣相色譜質譜儀對同等類型的農藥組分分離度較差。選擇三重四極桿串聯質譜分析樣品，對同類型重疊菊酯類農藥選擇其特征子離子進行定性，能有效解決單四極桿的缺陷。對10 μg/mL的5種菊酯類農藥以SCAN模式全掃描，得到每種農藥的母離子和保留時間；對母離子再次掃描，得到對應的特征離子對。以靈敏度最高的1對作為定量離子對，再選擇2對離子對定性。各農藥的保留時間結合定性離子對綜合考評，檢測結果更加準確、可靠。典型標準譜圖見圖1，相關質譜參數見表1。

表1 質譜參數

2.2 萃取溶劑的選擇

萃取溶劑一般依據目標化合物的極性，根據“相似相溶”規則來選擇。菊酯類農藥多為非極性化合物，考察乙酸乙酯、正己烷等溶劑對菊酯類農藥的萃取效率的影響。研究發現，菊酯類農藥用正己烷和乙酸乙酯混合溶劑提取時比單純用乙酸乙酯或正己烷萃取要高很多。因此，進一步考察乙酸乙酯與正己烷以不同體積配比作萃取溶劑時的影響。結果見表2。因此，選擇體積比2∶3乙酸乙酯-正己烷溶液作為萃取溶劑。

表2 不同溶劑配比萃取的回收率結果

2.3 加速溶劑萃取條件的優化

2.3.1 萃取溫度

萃取溫度為萃取中重要因素之一。一般情況下，升高溫度可加速分析物快速進入至溶劑中，目標物的萃取效率呈上升趨勢。考慮到萃取溶劑乙酸乙酯與正己烷沸點較低，保持其他萃取條件不變，考察40～70℃溫度范圍內菊酯類農藥殘留的趨勢變化。結果發現，隨著溫度升高，菊酯類農藥回收率相繼呈上升趨勢；溫度70 ℃時，回收率變化不是很大。因此，選擇60 ℃作為最終萃取溫度。

2.3.2 萃取時間

一般情況下萃取時間越長，目標物的萃取效率越高。將萃取時間設定為8，10和12 min，其他萃取條件不變，考察3個時間點菊酯類農藥的萃取效率。結果發現萃取時間8 min時回收率最低，10和12 min的回收率相差不大。為節約時間，選擇10 min萃取。

2.4 線性范圍及檢出限

吸取若干體積1.3.2的標準儲備液，用正己烷稀釋并配制成質量濃度分別為0.02，0.05，0.10，0.50，1.00和2.00 μg/mL的系列標準曲線溶液，按1.2的色譜質譜條件，以MRM模式在氣相色譜質譜儀上進樣測試。以菊酯類農藥的質量濃度對應峰面積響應值繪制工作曲線。以空白土壤樣品的低質量濃度（0.02 μg/mL）加標回收的響應為基礎，以3倍信號噪聲比值（S/N）定為方法的檢出限，曲線方程、相關系數及檢出限結果見表3。

2.5 回收率與精密度測試

稱取5.0 g空白土壤樣品，加入一定量的混合標準液，使5種菊酯類農藥最終濃度分別為0.05，0.10和0.50 mg/kg，按照1.3方法處理樣品，考察不同濃度點的回收率。進樣氣相色譜質譜儀檢測時每個加標點的樣品設置平行進樣6次，考察6次進樣儀器的精密度測試結果。檢測結果詳見表4。

表3 標準曲線、相關系數及檢出限

表4 回收率與精密度結果

由表4可以看出，5種菊酯類農藥3個濃度點的加標回收良好，回收率均在78.6%～97.3%之間；精密度測試結果均小于5%。

2.6 實際樣品的測定

采集山上及山腳的楊梅種植土壤，各2批，運用加速溶劑萃取氣相色譜串聯質譜法對5種菊酯類農藥進行監測。結果顯示，山腳的2批土壤分別檢出聯苯菊酯和氰戊菊酯，檢出結果均在檢出限以內。

3 結論

研究建立一種加速溶劑萃取-氣相色譜串聯質譜檢測楊梅土壤中5種菊酯類農藥殘留的分析方法。優化質譜參數及加速溶劑萃取條件，該方法樣品處理簡單，凈化效果好，準確度及精密度均較高。此次試驗為土壤中菊酯類農藥殘留的檢測提供可靠的方法依據。