HS-GC/MS法測定土壤中代森鋅殘留含量分析方法的研究

曲明昕，張廣龍，高師昀，許 凱

(1.貴州省貴陽市環(huán)境監(jiān)測中心站，貴州貴陽 550002；2.貴州師范大學山地環(huán)境信息系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境保護重點實驗室，貴州貴陽 550001)

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HS-GC/MS法測定土壤中代森鋅殘留含量分析方法的研究

曲明昕1，張廣龍1，高師昀1，許 凱2

(1.貴州省貴陽市環(huán)境監(jiān)測中心站，貴州貴陽 550002；2.貴州師范大學山地環(huán)境信息系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境保護重點實驗室，貴州貴陽 550001)

[目的]建立以代森鋅為代表的乙撐雙二硫代氨基甲酸酯類農(nóng)藥在土壤中的殘留測定方法。[方法]采用頂空氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(HS-GC/MS)測定土壤中代森鋅的殘留含量。[結(jié)果]在0.01～2.00 mg/kg的濃度范圍內(nèi)代森鋅濃度與峰面積成良好的線性關(guān)系(r2>0.99)；在0～2.00 mg/kg的添加水平代森鋅回收率在75.8%～104.6%,相對標準偏差為2.1%～6.7%；代森鋅最低檢出濃度為0.05 mg/kg。[結(jié)論]該方法簡便快速、準確靈敏、重現(xiàn)性好，適合土壤代森鋅殘留含量的測定。

代森鋅；HS-GC/MS；土壤；殘留分析

代森鋅農(nóng)藥是近年來研制的一類新型有機合成農(nóng)藥殺蟲劑，因其高效、低毒、低殘留的特點而被國內(nèi)外廣泛應用于防治水果、蔬菜、煙草以及多種農(nóng)作物上由真菌引起的病害。由于大量使用農(nóng)藥造成的環(huán)境污染也逐漸成為突出問題，對其安全性的評價也在不斷深入。該藥劑是通過在作物表面形成一層致密的保護藥膜抑制病菌萌發(fā)和侵入，從而達到防治病蟲害目的。同時代森鋅還向植物提供鋅元素，從而增強植物抵抗病害的能力和對作物有增產(chǎn)和保護作用[1]。研究表明，乙撐雙二硫代氨基甲酸鹽類(EBDCs)殺菌劑在土壤中移動較快，易進入地下水[2]，其植物、土壤及動物體內(nèi)的代謝物乙撐硫脲具有致癌、誘導有機體突變和致畸性[3]。

代森鋅為代表的EBDCs農(nóng)藥大都不溶于水和大多數(shù)有機溶劑，其在農(nóng)產(chǎn)品上的殘留是以測定時酸解產(chǎn)生的二硫化碳(CS2)的量來表達的[4-5]，國際上和國內(nèi)針對農(nóng)產(chǎn)品上制定的最大殘留量也是特指測定時轉(zhuǎn)化的CS2的量[6]。國外關(guān)于EBDLs農(nóng)藥研究涉及范圍極其廣泛。但在我國相關(guān)研究過于局限在農(nóng)作物的殘留動態(tài)[7-8]。關(guān)于代森鋅殘留檢測方法的報道較少，在酸性和恒溫加熱密閉系統(tǒng)下，代森鋅與氯化亞錫反應，定量產(chǎn)生CS2氣體。利用該方法，姚建仁等[9]進行了蔬菜中EBDCs的檢測，謝寶民[10]測定了西洋參中代森鋅殘留量；陳鷺平等[11]測定了茶葉中二硫代氨基甲酸酯總殘留量；莫漢宏等[12]測定了代森鋅經(jīng)酸解釋放出來的CS2氣體，檢測代森鋅的殘留量。陳志永等[13]在代森鋅在花生和土壤中殘留測定分析方法的研究中用含L-半胱氨酸的堿性EDTA溶液處理樣品，將代森鋅轉(zhuǎn)化為可溶于水的鈉鹽，然后加入離子對試劑四丁基硫酸氰胺溶液，在pH為7的條件下加入甲基化試劑甲基碘，生成乙撐雙二硫代氨基酸，使用氣相色譜FPD-S檢測器測定[14]。為了研究以代森鋅為代表的代森類農(nóng)藥在土壤中的提取和殘留測定，筆者根據(jù)代森鋅在酸性條件下分解為CS2的原理，采用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用測定建立了土壤中代森鋅殘留含量分析方法，旨在為代森鋅農(nóng)藥安全性評價提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1試劑。代森鋅標準品(純度90%以上)購自美國百靈威試劑公司；SnCl2·2H2O(分析純)購自上海國藥集團； 濃鹽酸(濃度為36%～38%)為分析純；重蒸餾去離子水；硅藻土、脫脂棉(索氏提取清洗，烘干待用)；正己烷(色譜純)；抗壞血酸(分析純)。

1.1.2儀器。VARIAN CP-3800GC/MSD(2200)型氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀(配CTC全自動進樣器)，美國VARIAN公司產(chǎn)品；ER2182A型電子天平(感量0.000 1 g),日本A&D有限公司產(chǎn)品；HZT-A200電子天平(感量0.01 g)，美國華志公司產(chǎn)品；螺旋頂空進樣瓶(20 ml，帶聚四氟乙烯密封硅橡膠墊)，上海安普公司產(chǎn)品。

1.2 測定原理在酸性和恒溫加熱條件下，代森鋅與氯化亞錫-鹽酸溶液反應，定量產(chǎn)生CS2氣體。用氣相色譜-質(zhì)譜儀測得CS2的生成量，由此得出在該條件下對代森鋅的產(chǎn)率。將樣品在相同條件下進行反應，測定其生成CS2的量。而后根據(jù)CS2的產(chǎn)率，計算出樣品中代森鋅的殘留含量[7]。

1.3 樣品預處理與制備

1.3.1硅藻土樣凈化與提取。稱取硅藻土50 g放入索氏提取器中進行加熱提取15 h,取出硅藻土自然晾干后，裝入干凈錐形瓶中待測。

1.3.2土壤樣品前處理。土壤樣品充分混合后，去除草根、小石塊等雜物，輾碎過篩，裝入塑料袋中，存于-18 ℃冰箱中待測。稱取混勻后的待測土壤樣品2 g于20 ml頂空瓶中，依次加入0.1 g抗壞血酸、10 ml鹽酸(2+3)-氯化亞錫溶液，加蓋密封，渦旋混合搖勻，置于自動頂空進樣器進行測定。

1.4 測定條件

1.4.1自動頂空儀測定條件。氣體針溫度：52 ℃；振蕩器溫度50 ℃；振蕩時間：15 min；振蕩頻次：500 r/min；進樣量800 μl；進樣系統(tǒng)載氣：高純氦氣。

1.4.2氣相色譜條件。色譜柱：HP-VOC毛細管氣相色譜柱(60 m×0.2 mm×1.12 μm)；起始溫度45 ℃，保持1 min；以5.0 ℃/min升溫至80 ℃保持2 min；進樣口溫度220 ℃，檢測器溫度250 ℃；流量1.0 ml/min；分流比10∶1。

1.4.3質(zhì)譜條件。傳輸線溫度220 ℃，離子阱溫度200 ℃，離子源EI源,70 eV，質(zhì)量數(shù)掃描范圍35～350 amu；定量離子：CS276 m/z；數(shù)掃時間：0.5 s。

1.5 代森鋅標準曲線的繪制

1.5.1代森鋅標準儲備樣品的配制。分別稱取代森鋅(90%以上)10 mg(精確到0.000 1 g)和硅藻土10 g(精確到0.01 g)混合后，用干凈瑪瑙研缽充分研磨均勻，配制中間儲備樣品濃度為1 mg/g。再從代森鋅中間濃度樣品中稱取100 mg,加入到10 g硅藻土干凈瑪瑙研缽充分研磨均勻，最終得到代森鋅標準品濃度為10 μg/g。

1.5.2代森鋅標準樣品分析。稱取硅藻土2 g裝入20 ml頂空瓶中；分別稱取濃度為10 μg/g標準儲備樣品0、0.05、0.10、0.20、0.25、0.40 g，依次加入到裝有2.00、1.95、1.90、1.80、1.75、1.60 g頂空瓶中，然后按序加入0.1 g抗壞血酸、10 ml鹽酸(2+3)-氯化亞錫溶液，加蓋密封，渦旋混合搖勻，置于自動頂空進樣器進行測定，采用帶有全自動頂空進樣器的氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀分析。

1.6 添加回收率試驗樣品處理方法同“1.3.2”，標準溶液在入鹽酸(2+3)-氯化亞錫溶液之前加入。

2 結(jié)果與分析

2.1 代森鋅標準曲線代森鋅濃度為0、0.25、0.50、1.00、1.25、2.00 mg/kg時，其濃度(x)在0.05～2.00mg/kg范圍內(nèi)與峰面積(y)成良好線性關(guān)系，線性方程為：y=19 574x+1 219.557 8,R2=995 015(圖1)。

2.2 土壤實際樣品分析稱取混勻的土壤樣品約2 g于20 ml頂空瓶中，按照標準曲線點分析方法進行測定，按照保留時間、特征離子定性，外標法標準曲線定量，計算出CS2的值，然后按照生成CS2的比率換算出土壤中代森鋅的含量。試驗對貴陽市周邊農(nóng)田、居民戶、果蔬基地共計20余處取樣分析，均未檢出土壤中代森鋅的含量。

2.3 樣品酸化條件對產(chǎn)生CS2的影響前處理試驗酸化條件過程中加入鹽酸的量尤為重要。若酸度不足會導致代森鋅分解不完全，達不到試驗要求；若酸度過強，既會造成試劑的浪費，大量樣品分析時又會對自動進樣器尤其是進樣針造成一定的損壞。因此，選取不同的酸化條件(1∶3、1∶2、2∶3、1∶1、2∶1)進行優(yōu)化，結(jié)果表明，相應的CS2產(chǎn)率依次為83%、89%、96%、97%和97%，其中在鹽酸與水的比例為2∶3時，CS2的產(chǎn)率能達到試驗要求，同時減少了對儀器的損耗。

2.4 標準儲存時間和條件對試驗結(jié)果的影響代森鋅性質(zhì)不穩(wěn)定，光照和溫度都極大影響其分解速率。試驗對新配制濃度為2.00 mg/kg的樣品在不同儲放條件下進行比對分析。結(jié)果表明，新購買標準樣品一定要在有效期限內(nèi)使用，標準儲備樣品一定要當天配制，樣品要及時分析，或不能當天分析，盡量置于-20 ℃超低溫冰箱中儲存不超過48 h(表1)。

表1 儲存時間對試驗結(jié)果的影響

表2 代森鋅在硅藻土中的添加回收率

2.5 方法的準確度和精密度分別平行測定空白硅藻土(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號)加標濃度為0.25、1.00、2.00 mg/kg的樣品各3次，計算出空白加標回收率。 由表2可知，濃度為0.25 mg/kg的樣品空白加標回收率為75.8%～93.6%，變異系數(shù)為3.7%～6.7%；濃度為1.00 mg/kg的樣品空白加標回收率為86.8%～98.3%，變異系數(shù)為2.4%～6.2%；濃度為2.00 mg/kg的樣品空白加標回收率為92.3%～104.6%，變異系數(shù)為1.5%～4.7%。

3 結(jié)論

根據(jù)代森鋅易于分解產(chǎn)生CS2的性質(zhì)，通過試驗選取不同酸度的鹽酸、最佳儲存標準樣品的時間和條件，應用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法對CS2進行分析，進而計算出土壤中代森鋅的含量。并且直接采用頂空方法，無需復雜的凈化處理，即可達到殘留分析的目的。該方法靈敏度高、抗干擾能力強，實際應用效果較好，經(jīng)驗證后可以應用到其他類乙撐雙二硫代氨基甲酸酯類農(nóng)藥在土壤殘留的測定。

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Determination of Zineb Residues in Soil by HS-GC/MS

QU Ming-xin，ZHANG Guang-long，GAO Shi-yun et al

(Guiyang Environmental Monitoring Central Station，Guiyang, Guizhou 550002)

[Objective] The aim was to establish a detection method for Zineb residues in soil. [Method] The residues of Zineb were detected by headspace gas chromatography-mass spectrometry (HS-GC/MS). [Result] In the range of 0.01-2.00 mg/kg, the concentration of Zineb had good linearity with peak area (r2> 0.99). Within 0-2.00 mg/kg add horizontal range, Zineb recoveries ranged from 75.8% to 104.6%, and the relative standard deviation ranged from 2.1% to 6.7%. The minimum detection concentration of Zineb was 0.05 mg/kg. [Conclusion] The method is simple, rapid and accurate sensitive with good reproducibility and suitable for the determination of Zineb residues in soil.

Zineb；HS-GC/MS；Soil；Residual analysis

貴州省科學技術(shù)基金項目[黔科合J字(2013)2022號]。

曲明昕(1981-)，女，黑龍江齊齊哈爾人，工程師，碩士，從事環(huán)境有機物分析及來源研究。

2014-11-24

S 481+.9

A

0517-6611(2015)01-088-03