氣質(zhì)聯(lián)用檢測土壤中有機磷農(nóng)藥的優(yōu)化研究

許延霞 梁巧蘭

摘要：采用氣相色譜-質(zhì)譜法檢測土壤樣品中敵敵畏、內(nèi)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(yōu)化。確定的優(yōu)化方法為土壤樣品用乙腈振蕩提取，在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上用40 ℃旋轉(zhuǎn)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(zhì)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(zhì)譜法；土壤；有機磷農(nóng)藥；優(yōu)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(nóng)藥被禁用后，有機磷農(nóng)藥成為我國用量最大、使用范圍最廣的一類農(nóng)藥 [1 ]。有機磷農(nóng)藥與其他種類農(nóng)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(chǎn)量，農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中被廣泛大量使用，但有機磷農(nóng)藥也存在殘留高、毒性強等問題，勢必會對環(huán)境造成嚴重污染[3 ]。特別是在環(huán)保意識日益增強的現(xiàn)代社會，有機磷農(nóng)藥污染的嚴重性已引起了高度重視[4 - 6 ]。內(nèi)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(zhì)譜法等。國內(nèi)外關于有機磷農(nóng)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(nóng)藥進行提取，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)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(nóng)藥的方法。在此背景下，對土壤中農(nóng)藥殘留量進行全面監(jiān)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(nóng)藥樣品為敵敵畏、內(nèi)吸磷、甲基對硫磷、馬拉硫磷和對硫磷的標準品，均購于農(nóng)業(yè)部標準物質(zhì)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(nóng)田。共采集4份。將采集的土壤樣品去除雜物，經(jīng)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(zhì)譜聯(lián)用儀Thermo-scientific ITQ1100；數(shù)控旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)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(nóng)殘級；無水硫酸鈉為馬弗爐400 ℃烘4 h，優(yōu)級純；氯化鈉為馬弗爐400 ℃烘4 h，優(yōu)級純。

1.3 試驗方法

1.3.1 質(zhì)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(zhì)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(huán)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(nèi)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(zhuǎn)蒸發(fā)溫度對加標回收率的影響 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)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(zhuǎn)蒸發(fā)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(jié)果與分析

2.1 質(zhì)譜分析條件優(yōu)化及標準曲線建立

2.1.1 質(zhì)譜分析條件優(yōu)化 從圖1可以看出，在選定的試驗條件下，對敵敵畏、內(nèi)吸磷、甲基對硫磷、馬拉硫磷和對硫磷5種有機磷農(nóng)藥進行分析，在質(zhì)譜優(yōu)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(nèi)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(jù)設定的質(zhì)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(jié)果（表2）看，丙酮在提取的過程中易揮發(fā)，而且容易產(chǎn)生乳化現(xiàn)象，得到的試驗數(shù)據(jù)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(nóng)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(zhì)，能夠滿足農(nóng)藥殘留分析中提取要求的分析，用乙腈對5種農(nóng)藥進行提取，其平均回收率為85.3%～103.2%，比較穩(wěn)定，因此選乙腈作為土壤樣品提取劑。

2.3 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)溫度對加標回收率的影響

從試驗結(jié)果（表3）可知，當水浴溫度低于36 ℃時，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)效率極低，不符合加標回收率的范圍要求。將水浴溫度調(diào)至45 ℃以上時，乙腈的蒸發(fā)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(nèi)；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(zhuǎn)蒸發(fā)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(yōu)化條件下氣質(zhì)聯(lián)用方法檢測有機磷農(nóng)藥的靈敏性

2.5.1 有機磷農(nóng)藥的檢出限 根據(jù)美國環(huán)保局（EPA ）SW-846規(guī)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(shù)； 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(shù)；當n=7時，在99%的置信區(qū)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(nèi)標物的標準溶液20 mL，平行測定7次，根據(jù)表1公式計算得出5種有機磷的檢出限（表5）。

2.5.2 氣質(zhì)聯(lián)用檢測方法準確度和精密度 在選定的質(zhì)譜條件和土壤樣品前處理方法優(yōu)化條件下，添加回收的結(jié)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(nóng)藥均滿足試驗要求。

2.6 氣質(zhì)聯(lián)用對土壤中5種有機磷農(nóng)藥的檢測

2.6.1 土壤樣品的前處理 根據(jù)試驗篩選結(jié)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(zhuǎn)蒸發(fā)儀上用40 ℃旋轉(zhuǎn)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(jié)果 在選定的質(zhì)譜條件和土壤樣品前處理方法優(yōu)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(nóng)藥在分析過程中容易揮發(fā)流失的情況。

3 小結(jié)

本研究用質(zhì)譜檢測土壤中的敵敵畏、內(nèi)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(yōu)化。土壤樣品用乙腈振蕩提取，在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上用40 ℃旋轉(zhuǎn)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(zhì)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(zhì)譜法檢測土壤中的有機磷農(nóng)藥，具有迅速、準確度高、靈敏度高，檢出限低等優(yōu)點，能夠滿足對土壤中的農(nóng)藥殘留進行分析監(jiān)測，可在環(huán)境監(jiān)測中廣泛應用。

參考文獻：

[1] 楊水崗，彭錳欣. 農(nóng)藥與未來農(nóng)業(yè)的發(fā)展[J]. 環(huán)境導報，1997（6）：35-38.

[2] 湯亞飛，土焰新，蔡鶴生，等. 有機磷農(nóng)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(nóng)藥的殘留、毒性及前景展望陰. 生態(tài)環(huán)境，2003，13（2）：213-215.

[5] 吳建剛. 平?jīng)鍪惺卟酥杏袡C磷農(nóng)藥殘留檢測及評價[J]. 甘肅農(nóng)業(yè)科技，2013（5）：34-35.

[6] 任金萍. 平?jīng)鍪惺卟宿r(nóng)藥殘留動態(tài)分析[J]. 甘肅農(nóng)業(yè)科技，2014（9）：38-40.

[8] 樂 洋. 氣相色譜法測定水中六種有機磷農(nóng)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(nóng)藥的方法探討[J]. 黑龍江環(huán)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(nóng)藥殘留的氣相色譜測定法[J]. 中國衛(wèi)生檢驗雜志，2008，18（3）：451-453.

（本文責編：陳 偉）