煙嘧磺隆、莠去津、2甲4氯異辛酯及其代謝物在玉米和土壤中的殘留分析

王 博，侯志廣，劉良月，郭鴻瑩，劉松健，逯忠斌

（吉林農(nóng)業(yè)大學資源環(huán)境學院，長春 130118）

煙嘧磺隆為磺酰脲類除草劑，主要用于玉米，防除一年生禾本科雜草、闊葉雜草，對假高粱、偃麥草等多年生雜草也有效[1]621。莠去津為三嗪類除草劑，主要用于玉米、高梁、甘蔗等，防除一年生闊葉雜草和禾本科雜草[1]44。2甲4氯異辛酯為苯氧乙酸類除草劑，主要用于小麥、水稻、亞麻、馬鈴薯等，防除一年生禾本科雜草和闊葉雜草[2-3]。2甲4氯異辛酯主要代謝物為2甲4氯，其亦為苯氧乙酸類除草劑，常用于谷物、水稻、馬鈴薯等，防除一年生或多年生闊葉雜草[1]545。

目前國內(nèi)外報道的煙嘧磺隆、莠去津、2甲4氯和2甲4氯異辛酯殘留檢測方法主要有高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法[4-7]、高效液相色譜法[8-9]、氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法[10-13]和氣相色譜法[14-16]等。本試驗建立了高效液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法和氣相色譜質(zhì)譜法分別檢測玉米植株、玉米和土壤中的煙嘧磺隆、莠去津、2甲4氯和2甲4氯異辛酯殘留。并對2016—2017年山東省蓬萊市和黑龍江省海倫市的玉米樣品進行檢測。該方法可以為其他作物中以上4種農(nóng)藥的殘留分析提供參考。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

安捷倫1260-6460液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜儀、安捷倫7890A-5975C MSD氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀、DS-1型組織搗碎機、FW-100型谷物粉碎機、HZQ型振蕩培養(yǎng)箱、IKA RV10型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器、SX4-4-10型馬弗爐、30 cm×1.2 cm層析柱、KQ-250DE型超聲波清洗器。

煙嘧磺隆標準品（質(zhì)量分數(shù)99.0%），由Dr.Ehrenstorfer GmbH提供；莠去津標準品（質(zhì)量分數(shù)98.9%），由ChemService公司提供；2甲4氯標準品（質(zhì)量分數(shù)98.6%）、2甲4氯異辛酯標準品（質(zhì)量分數(shù)100%），由DIKMA公司提供；36%2甲·煙嘧·莠可分散油懸浮劑，吉林金秋農(nóng)業(yè)有限公司提供；甲醇、乙腈（色譜純）；甲酸、氯化鈉、正己烷、丙酮、石油醚、活性炭、無水硫酸鈉、N-丙基乙二胺（PSA）、無水硫酸鎂（分析純）；弗羅里硅土（農(nóng)殘級）；助濾劑為進口分裝。

1.2 檢測條件

1.2.1 液相色譜條件

色譜柱：Agilent Zorbax RRHD Eclipse Plus C18（100 mm×2.1 mm，3.5 μm）；流動相：乙腈-水（0.1%甲酸＋5 mmol/L乙酸銨）；進樣量：5 μL；流速：0.3 mL/min；柱溫：25℃。梯度洗脫程序見表1。

表1 梯度洗脫條件

1.2.2 質(zhì)譜條件

電離源模式：電噴霧離子化；電離源極性：正離子模式（ESI＋，煙嘧磺隆和莠去津）、負離子模式（ESI-，2甲4氯）；掃描方式：多反應監(jiān)測（MRM）；霧化氣：氮氣；霧化氣壓力：2.1×105Pa；毛細管電壓：3 500 V；干燥氣溫度：300℃；鞘氣溫度：300℃；干燥氣流速：10L/min；鞘氣流速：7L/min。其他參數(shù)見表2。

表2 質(zhì)譜檢測參數(shù)

1.2.3 氣相色譜條件

色譜柱：HP-5MS彈性石英毛細管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；進樣口溫度：260℃；載氣類型：He；載氣流速：1.0 mL/min；進樣方式：脈沖不分流進樣；進樣量：1 μL。柱溫采用程序升溫：100℃保持1 min，以25℃/min升到260℃，保持13 min。

1.2.4 氣相色譜質(zhì)譜條件

四極桿溫度：150℃；離子源溫度：230℃；溶劑延遲3.75 min；掃描模式：選擇離子掃描（SIM），以2甲4氯異辛酯的特征離子71.0、200.0、321.1組成離子組，定量離子為200.0。

1.3 樣品提取與凈化

1.3.1 提取

準確稱取玉米植株樣品20.0 g，放入組織搗碎機中，加入含有0.1%乙酸的乙腈80 mL、蒸餾水20 mL，組織搗碎約2 min；準確稱取玉米樣品20.0 g（或土壤樣品50.0 g）于250 mL具塞三角瓶中，加入含有0.1%乙酸的乙腈80 mL、蒸餾水20 mL，在恒溫水浴振蕩培養(yǎng)箱中振蕩提取1 h。減壓抽濾，將全部濾液收集至裝有5～7 g NaCl的100 mL具塞量筒中，劇烈振搖150次，靜置1 min，再次振搖100次，靜置1 h，以使乙腈相和水相充分分離，待凈化。

1.3.2 凈化

1.3.2.1 煙嘧磺隆、莠去津和2甲4氯的凈化

吸取上層清液4 mL至裝有50 mg PSA和100 mg無水硫酸鎂的5 mL離心管中，5 000 r/min離心5 min，過0.22 μm有機濾膜，待液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜儀檢測。

1.3.2.2 2甲4氯異辛酯的凈化

吸取上層清液40 mL于250 mL平底燒瓶中，40℃水浴旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至近干，氮氣吹干，正己烷定容至2 mL，待弗羅里硅土柱凈化。

在層析柱（30 cm×1.2 cm）中依次裝入高度為1 cm的無水硫酸鈉、5.0 g弗羅里硅土和1 cm的無水硫酸鈉。先用30 mL石油醚預淋洗層析柱，待液面接近上層無水硫酸鈉時，加入溶有樣品的正己烷液；采用V（石油醚）∶V（丙酮）=7∶3的混合溶液100 mL分3次淋洗層析柱，淋洗液收集至250 mL平底燒瓶中，40℃水浴旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至近干，氮氣吹干。玉米植株和玉米樣品用正己烷定容至2 mL，土壤樣品用正己烷定容至5 mL，待氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀檢測。

1.4 田間試驗

2016—2017年于山東省蓬萊市北溝鎮(zhèn)劉家村（2016年）、山東省蓬萊市北溝鎮(zhèn)下朱潘村（2017年）、黑龍江省海倫市建城鄉(xiāng)連城村（2016年、2017年）進行田間殘留試驗。試驗設2個施藥劑量：低劑量（1 800 mL/hm2，有效成分用量648 g/hm2）、高劑量（2 700 mL/hm2，有效成分用量972 g/hm2）。莖葉噴霧施藥1次，每個處理設3次重復，小區(qū)面積30 m2。收獲時分別采集植株、玉米和土壤樣本，另設清水空白對照，處理間設保護帶。

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品提取溶劑的選擇

研究了丙酮、乙酸乙酯和乙腈3種溶劑的提取效果。試驗結(jié)果表明：當以丙酮為提取溶劑時，由于丙酮與水難分層，難以用鹽析方法分出其中的水分，而且丙酮提取的雜質(zhì)較乙腈多，對質(zhì)譜測定的基質(zhì)影響較大；乙酸乙酯在提取玉米等油脂含量較高的樣品時，可將一些非極性親脂性雜質(zhì)提取出來，相同條件下提取出的雜質(zhì)較乙腈多。以乙腈為提取溶劑時，基質(zhì)干擾較小，且所測4種農(nóng)藥的回收率、靈敏度、精密度均能滿足農(nóng)藥殘留分析的要求。而2甲4氯結(jié)構(gòu)中含有羧基，加入乙酸可以抑制2甲4氯在溶液中電離形成離子的速度；在pH值2～7時，酯類農(nóng)藥遇水不會迅速水解，從而提高了回收率。因此，最終選擇以含有0.1%乙酸的乙腈為提取溶劑。

2.2 儀器條件優(yōu)化

研究了乙腈-水、乙腈-水（0.1%甲酸）、乙腈-水（0.1%甲酸＋5 mmol/L乙酸銨）3種流動相對3種農(nóng)藥峰形、分離度及保留時間的影響。結(jié)果顯示：以乙腈為有機相，在水相中加入0.1%甲酸可提高化合物離子化效率，加入少量的緩沖鹽乙酸銨可以保證3種化合物的分離度、峰形及保留時間適宜。因此，選擇乙腈-水（0.1%甲酸＋5 mmol/L乙酸銨）為流動相，并通過優(yōu)化其梯度洗脫程序使煙嘧磺隆、莠去津、2甲4氯得到較好分離。

分別配制1 mg/L的煙嘧磺隆、莠去津、2甲4氯標樣溶液，在電噴霧正離子模式（ESI＋，煙嘧磺隆和莠去津）和負離子模式（ESI-，2甲4氯）下，通過全掃描（scan）模式找出母離子，在離子掃描（SIM）模式下對源內(nèi)碎裂電壓進行優(yōu)化，采用二級掃描的方式根據(jù)母離子確定特征離子，以響應值最大的碎片離子為定量離子，次級響應離子為定性離子，在多反應監(jiān)測（MRM）模式下對其碰撞能量進行優(yōu)化，得到質(zhì)譜條件（見表2）。標樣溶液色譜圖見圖1。

圖1 煙嘧磺隆、莠去津、2甲4氯混合標樣溶液色譜圖

在上述條件下，煙嘧磺隆、莠去津和2甲4氯在液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀上的相對保留時間分別約為7.78 min、8.82 min和8.57 min。

2甲4氯異辛酯的特征離子為71.0、200.0、312.1，選擇相對豐度比高、質(zhì)荷比高的分子離子200.0為定量離子，71.0和312.1為定性離子。標準品色譜圖見圖2。

圖2 2甲4氯異辛酯標準品色譜圖

2.3 線性方程

分別準確稱取煙嘧磺隆、莠去津、2甲4氯標準品0.010 1 g、0.010 2 g、0.010 2 g，用甲醇定容至10 mL，配制成1 000 mg/L標樣母液，于-18℃避光保存。使用時先用甲醇將其稀釋成10 mg/L的混合標樣儲備液，再分別用空白玉米植株、玉米和土壤樣品的基質(zhì)提取液逐級稀釋，配制成0.002、0.005、0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0 mg/L系列基質(zhì)標樣溶液。按照上述液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜條件進行測定，以進樣質(zhì)量濃度為橫坐標，對應的峰面積為縱坐標，繪制標準曲線。煙嘧磺隆、莠去津、2甲4氯的線性回歸方程分別為y=987 106 x-10 339、y=7×106x＋125 675、y=401581x-8165.9，相關(guān)系數(shù)分別為0.9993、0.9980、0.997 2。在質(zhì)量濃度為0.002～1.0 mg/L，煙嘧磺隆、莠去津、2甲4氯標樣溶液的質(zhì)量濃度與峰面積呈良好的線性關(guān)系。

準確稱取2甲4氯異辛酯標準品0.010 1 g，用甲醇定容至10 mL，配制成1 000 mg/L標樣母液，于-18℃避光保存。取適量標樣母液，先用丙酮稀釋成10 mg/L的標樣儲備液，再用正己烷逐級稀釋成0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1 mg/L標樣工作溶液。按照上述氣相色譜質(zhì)譜條件進行測定。以進樣質(zhì)量濃度為橫坐標，對應的峰面積為縱坐標，繪制標準曲線。2甲4氯異辛酯的線性回歸方程為y=284 801 x-7 643.2，線性相關(guān)系數(shù)為0.997 5。在質(zhì)量濃度為0.02～1.0 mg/L，2甲4氯異辛酯的質(zhì)量濃度與峰面積呈良好的線性關(guān)系。

2.4 方法的靈敏度

在上述檢測條件下，煙嘧磺隆、莠去津、2甲4氯、2甲4氯異辛酯最小檢出量分別為4.0×10-3、7.0×10-5、2.0×10-3、5.0×10-3ng。根據(jù)添加回收率試驗，煙嘧磺隆、莠去津、2甲4氯異辛酯和2甲4氯在玉米植株、玉米和土壤中的最低檢測質(zhì)量濃度為0.01 mg/L。

2.5 方法的準確度和精密度

分別取空白玉米植株20.0 g、玉米20.0 g、土壤50.0 g，進行5次平行添加試驗，煙嘧磺隆添加水平為0.01、0.1、0.5 mg/L，莠去津、2甲4氯、2甲4氯異辛酯添加水平為0.01、0.05、0.5 mg/L。按照上述前處理方法和儀器條件進行測定，并計算該方法的回收率和相對標準偏差（RSD）。

試驗結(jié)果見表3。在0.01、0.1、0.5 mg/L添加水平下，煙嘧磺隆的平均回收率為71.4%～103.2%，相對標準偏差為1.8%～13.2%。在0.01、0.05、0.5 mg/L添加水平下，莠去津的平均回收率為81.8%～106.9%，相對標準偏差為1.3%～6.0%；2甲4氯的平均回收率為84.7%～108.2%，相對標準偏差為0.8%～19.1%；2甲4氯異辛酯平均回收率為75.1%～98.1%，相對標準偏差為2.3%～12.8%。

表3 方法的平均回收率和相對標準偏差（n=5）

2.6 最終殘留試驗結(jié)果

2016—2017年在山東省蓬萊市北溝鎮(zhèn)、黑龍江省海倫市建城鄉(xiāng)的2年殘留試驗結(jié)果表明：36%2甲·煙嘧·莠可分散油懸浮劑制劑用量為1 800～2 700 mL/hm（2有效成分用量648～972 g/hm2），在玉米3～5葉期采用莖葉噴霧施藥1次，收獲期玉米植株、玉米中煙嘧磺隆的最終殘留量均小于0.01 mg/L；收獲期土壤中煙嘧磺隆的殘留量≤0.021 mg/L。收獲期玉米植株、玉米中莠去津的殘留量均小于0.01 mg/L；收獲期土壤中莠去津的最終殘留量≤0.063 mg/L。收獲期2甲4氯異辛酯和2甲4氯（以2甲4氯異辛酯計）在玉米植株中的殘留量之和≤0.014 mg/L；兩者在玉米中的殘留量之和小于0.01 mg/L；在土壤中的殘留量之和≤0.017 mg/L。

3 結(jié)論

本試驗通過對提取溶劑、液相色譜流動相梯度洗脫條件、質(zhì)譜參數(shù)以及氣相色譜質(zhì)譜參數(shù)的優(yōu)化，最終選擇以含有1%乙酸的乙腈提取玉米植株、玉米和土壤樣品中煙嘧磺隆、莠去津、2甲4氯和2甲4氯異辛酯。煙嘧磺隆、莠去津、2甲4氯經(jīng)過PSA凈化，液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法進行檢測，2甲4氯異辛酯經(jīng)弗羅里硅土柱層析凈化，氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法進行檢測。采用該方法對2016—2017年山東省和黑龍江省玉米植株、玉米和土壤樣品進行檢測，該方法操作簡單快捷，靈敏度、準確度、精密度均符合農(nóng)藥殘留分析的要求，在實際檢測中具有較強的可行性和實用性，該方法同樣也可為其他農(nóng)產(chǎn)品中煙嘧磺隆、莠去津、2甲4氯、2甲4氯異辛酯的殘留檢測提供參考。