超高效液相色譜-三重四極桿質譜法檢測土壤農藥殘留

中圖分類號X833文獻標識碼A

文章編號 0517-6611（2025）15-0157-03

doi：10.3969/j. issn. 0517-6611. 2025. 15. 035 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Determination of Pesticide Residues in Soil by Ultra Performance Liquid Chromatography Triple Quadrupole MassSpectrometry HU Pei-lei，WANG Ben-long（SEP Analytical Services（Shanghai） Co.，Ltd.，Shanghai 201108）

Abstract[Objective]Ultraperformance liquidchromatography（UPLC）triplequadrupole masspectrometry（TQMS）wasestablished for thedeterminationofcarbendazim，metrbuzinandpropiconazoleresiduesinsoil.Mthod]hetargetwasextractedbyultrasound-ssistd （204號 0.1% acetonitrile-formic acid，separatedby ACQUITYUPLCBEH C₁₈（2.1mm×100mm ， 1.7μm ），and scanned by multi-reaction monitoring（MRM）with the gradient elution using the mobile phase system of acetonitrile-0. 1% formic acid water in electrosprayed positive ionization （ESI⁺ ）mode.[Result]Thelinearityofthethree targets，carbendazim，metribuzinand propiconazole，was goodintherangeof 0.1- （20 （204號 100.0μg/L （ R²≥0.998 ），and the limits of detection （LODs）of the method were in the range of ，with RSD 0.33% （20 （204號 8.03% ，and the recoveries of spiking were in the range of 6 5.0%-105.0% ，and the relative standard deviations of the actual samples tested were ?4.82% .[Conclusion]Thismethodischaracterizedbyhighsensitivity，simpleoperation，lowdetectionlimit，highprecisionandaccuracy，andisitableforteteriaioofarbendaim，etrbuinndpropicoazolesiduesinsoil，hichanrovideticapport for the detection of trace pesticide residues in soil.

KeywordsUltraighperformanceliquidcomatogaphriplequadrupleasspectrometry（UPC-MS/MS）;Soil;Carbendazim;etribu zin;Propiconazole ;Pesticide residue

在現代農業生產中，施用農藥是保證作物增產增收不可或缺的生產要素[1]。據聯合國糧農組織統計，合理使用農藥可使糧食增產 25%～40% ，在全球耕地面積不斷縮減的背景下發揮著重要的作用[2]。然而，隨著農藥長期大量的使用，造成土壤和作物中農藥殘留量超標的問題，已成為威脅生態系統和人體健康的重大隱患。土壤作為農藥殘留的重要蓄積介質，其污染具有隱蔽性強、持續時間長、修復難度大等特點[3-5]。多菌靈、甲基托布津和丙環唑是廣泛應用的苯并咪唑類和三唑類殺菌劑，能夠有效控制水稻、小麥、果蔬等作物的真菌病害[6-8]。其中，多菌靈為苯并咪唑類內吸傳導型殺菌劑，施用后被根系和莖葉吸收向上傳導，通過與真菌 β- 微管蛋白特異性結合阻斷紡錘體形成，抑制菌絲生長與孢子萌發，致使菌絲畸形、孢子無法正常發育[9]。甲基托布津為硫脲類前體殺菌劑，其被植物吸收后水解生成多菌靈，其自身無生物活性，殺菌效果依賴于植物代謝轉換效率[10]。丙環唑為三唑類甾醇生物合成抑制劑，葉片吸收為主并向上傳導，抑制C-14脫甲基酶活性阻斷麥角甾醇合成，導致細胞膜功能紊亂，干擾菌絲頂端生長并削弱病原菌侵染能力[11]。盡管此類農藥的單次使用劑量較低，但其具有半揮發性、生物富集性和長期殘留特性，可在土壤中形成累積效應。據《全國土壤污染狀況調查公報》顯示，我國農用地土壤中農藥類污染物超標率達 1.49% ，其中多菌靈和丙環唑的檢出頻率分別為 23.7% 和 18.2% ，部分區域土壤殘留濃度超過生態風險閾值。我國《土壤環境質量農用地土壤污染風險管控標準》（GB15618—2018）明確規定了多菌靈、丙環唑的篩選值分別為80和 10mg/kg ，《食品中農藥最大殘留限量》（GB31650——2021）中更是嚴格規定谷物中多菌靈不得高于0.5mg/kg[1213] O

當前，農藥殘留檢測技術以色譜-質譜聯用為核心的分析體系，主流手段有高效液相色譜法、氣相色譜法、氣相色譜-串聯質譜法等[14-16]，而超高效液相色譜-三重四極桿質譜法（UPLC-MS/MS）相較于前者們，具有靈敏度高、特異性強、檢出限低等優點[17-18]，更適合痕量農藥的檢測。三重四極桿質譜的多反應監測（MRM）模式通過母離子-子離子雙重篩選，可有效降低基質背景干擾，將檢出限降至 1μg/kg 以下。孟甜甜等[9建立了測定水體及土壤中6種抗生素的檢測方法，其檢出限為 0.1～1.2ng/L_? 。畢建玲等[20]利用超高效液相色譜-三重四極桿質譜法測定土壤中氯氟吡氧乙酸、煙嘧磺隆、阿特拉津，其加標回收率為 83.7%～90.9% 。戴軒宇等[21利用固相萃取建立了土壤中19種抗生素的檢測方法，其檢出限為 0.03～0.69μg/kg ，加標回收率為 45.2% 2149% 。孫文閃等[22]測定土壤中草銨麟、草甘麟及其代謝物氨甲基麟酸，其回收率為 77.5%～92.0% 。由于王壤樣品中成分復雜，雜質較多，且多菌靈、甲基托布津和丙環唑在土壤中含量較低，一臺高精度的設備必不可少，此外高效簡便的前處理也顯得尤為重要。前人針對土壤中多菌靈、甲基托布津和丙環唑的前處理大多采用固相萃取、液液萃取等方法，此類方法存在步驟煩瑣、試劑消耗大等問題[23]。鑒于此，筆者采用乙腈 -0.1% 甲酸混合溶劑萃取-超聲波輔助提取，采用超高效液相色譜-三重四極桿質譜法，建立了同時測定土壤中多菌靈、甲基托布津和丙環唑3種農藥殘留的分析檢測方法，以期為土壤環境中農藥殘留的檢測提供技術支撐。

1材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 儀器。WatersTQ-Smicro 超高效液相色譜-三重四極桿質譜儀（美國Waters公司）;KQ-700VDE型超聲波清洗機（昆山超聲儀器有限公司）；TD5M離心機（上海盧湘儀離心機儀器有限公司）；QL-901渦旋混合器（其林貝爾儀器制造有限公司）；BSA224S電子天平（德國賽多利斯公司）；AriumMiniExtend超純水機（德國賽多利斯公司）。 0.22μm 濾膜（上海烜晟科學儀器有限公司）。

1.1.2試劑。多菌靈、甲基托布津和丙環唑均購自上海安譜實驗科技股份有限公司；甲酸、乙腈（色譜純，美國FisherScientific公司）；無水硫酸鎂、氯化鈉（優級純，國藥集團化學試劑有限公司）；高純氬氣（純度 ?99.999% ，濟南德洋氣體有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1樣品前處理。去除碎石、樹枝等雜物后使用 2mm 土壤篩過篩，將樣品完全混勻，于 4^°C 以下冷藏、避光和密封保存。準確稱量 10.00g （精確至 0.01g ）的新鮮樣品，置于50mL 離心管中，加人 10mL 0. 1% 甲酸乙腈混合液，渦旋振蕩 2min ，放置于超聲波清洗機中超聲 30min 。用離心機以3500r/min 離心 3min ，收集萃取液于注射器中，過 0.22μm 有機相濾膜于 2mL 進樣瓶中，上機待測。

1.2.2標準溶液配制。準確量取 1.0mL 各標準品儲備液（多菌靈、甲基托布津、丙環唑）于 10mL 容量瓶中，以乙腈定容至刻度線，配制成 10.0mg/L 的標準母液。采用逐級稀釋法，移取適量標準母液于7個容量瓶中，用乙腈-超純水（體積比1：1）稀釋、定容，稀釋成 0.1，0.5，1.0，5.0，10.0，50.0， 100.0μg/L 的標準曲線溶液。

1.3 儀器條件

1.3.1色譜條件。色譜柱為 ACQUITYUPLC BEH C₁₈ L （2.1mm×100mm，1.7μm） 。流動相A為乙腈，B為 0.1% 甲酸水溶液，流速 0.4mL/min 。柱溫 40% 。進樣量 1.0μL 梯度洗脫程序見表1。

1.3.2質譜條件。離子源為電噴霧正離子 ESI⁺ ；毛細管電壓 0.5kV ;離子源溫度 150^qC ；脫溶劑氣溫度 600^°C ；脫溶劑氣流量 1000L/h ；錐孔氣流量 50L/h 。碰撞氣為氬氣;脫溶劑氣為 N₂ 。檢測方式為多反應監測（MRM），多反應監測條件見表2。

1.4儀器質量控制對試驗容器、超純水與有機溶劑等進行背景考察，均未有目標化合物檢出。每次試驗做3個程序空白，3種含量在程序空白樣品中均低于檢出限（LOD）。每次分析樣品前分析一個試劑空白，試劑空白值應小于方法檢出限。

Table1 Mobile phase gradient elution conditions

表1流動相梯度洗脫條件

Table 2 Parameters ofmass spectrometry analysisof carbendazim， metribuzinandpropiconazole

表2多菌靈、甲基托布津、丙環唑的質譜分析參數

注：*為定量離子。 Note：* indicates quantitative ion.

2 結果與分析

2.1色譜-質譜條件優化該試驗分別采用乙腈-水、乙腈-0.1% 甲酸水作為流動相體系，結果發現，當以乙腈-水作為流動相體系時，目標物響應較弱，且進樣溶劑與流動相極性不匹配，存在拖尾問題；而當選用乙腈 -0.1% 甲酸水作為流動相體系時，目標物分離效果和質譜響應均有所提高。鑒于此，該試驗確定采用乙腈 -0.1% 甲酸水作為流動相體系，具體流動相濃度和梯度洗脫見表1。

采用濃度為 1mg/L 的多菌靈、甲基托布津和丙環唑的混合標準溶液進行質譜參數優化，通過全掃描模式確定目標物的母離子分別為 192.1m/z.343.1m/z.342.2m/z ，再通過優化離子化參數確定其子離子。將豐度最高的離子設定為定量離子，次高的離子設定為定性離子，具體參數見表2。優化后目標物總離子流圖見圖1。

注：1.多菌靈；2.甲基托布津；3.丙環唑。

Note：1.Carbendazim;2.Metribuzin;3.Propiconazole.

圖1多菌靈、甲基托布津、丙環唑的總離子流圖

Fig.1 Total ion flow diagram of carbendazim，metribuzin and propiconazole

2.2方法的線性關系與檢出限以多菌靈、甲基托布津和丙環唑的質量濃度 （x，μg/L ）為橫坐標，對應目標物定量離子峰面積 （y） 為縱坐標進行線性回歸，建立標準曲線，結果如表3所示。多菌靈、甲基托布津和丙環唑的質量濃度線性范圍為 0.1～100.0μg/L ，相關系數 （R²）?0.998 ，線性關系良好。按照3倍信噪比所對應的濃度確定檢出限（LOD），10倍信噪比所對應的濃度確定定量限（LOQ），得到多菌靈、甲基托布津和丙環唑的檢出限分別為 0.013，0.003，0.019μg/kg 定量限分別為 0.052，0.012，0.076μg/kg ，滿足方法要求。

表3方法的線性關系、檢出限、定量限

2.3方法的正確度和精密度方法的正確度和精密度分別以回收率和相對標準偏差（RSD）進行表征。以低（2 （0.1μg/kg） 、中 （1.0μg/kg） 、高 （10.0μg/kg） 水平濃度加標后各進行6次平行測定，測定方法的精密度，計算RSD。

由表4可知，多菌靈、甲基托布津和丙環唑在不同加標水平下的回收率為 66.0%～105.0% ，RSD為 0.33%～8.03% 。說明該方法正確度和準確度良好，滿足土壤污染物檢測要求。

表4多菌靈、甲基托布津和丙環唑的回收率和精密度（ （n=6）

Table4 Recovery and precision of carbendazim，metribuzin and propiconazc

單位： %

2.4實際樣品測定稱取1份土壤樣品，按照該研究建立的方法，進行2次平行測試分析，分別記為樣品1和樣品2。由表5可知，樣品1中多菌靈、甲基托布津和丙環唑含量分別為 17.1，15.5，4.4μg/kg ，樣品2中分別為17.0、15.3、4.1μg/kg ，RSD為 0.42%～4.82% ，測試結果較穩定，符合檢測標準或技術規范對于平行樣的要求。

表5實際樣品測試結果

Table5Actual sample testresults 單位： μg/kg

3結論

該研究通過乙腈-甲酸混合溶劑萃取-超聲波輔助提取，建立了可同時測定土壤中多菌靈、甲基托布津和丙環唑的超高效液相色譜-三重四極桿質譜法。多菌靈、甲基托布津和丙環唑在 0.1～100.0μg/L 線性關系良好（ R²≥0.998 ），方法檢出限為 0.003～0.019μg/kg，RSD 為 0.33%～8.03% ，加標回收率為 66.0%～105.0% ，實際樣品測試 RSD?4.82% ，具有靈敏度高、檢出限低、操作簡單、精密度和準確度高，滿足土壤中痕量農藥殘留的檢測要求，能為農用地土壤污染風險篩查與環境監測提供一定的技術支撐。

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