高效液相色譜–串聯(lián)質(zhì)譜法同時(shí)測定土壤中8 種殺菌劑殘留

邵月華，侯健

(煙臺賽普特檢測服務(wù)有限公司，山東煙臺 264670)

近年來，農(nóng)藥殘留對土壤造成的污染已經(jīng)引起人們的高度重視。我國的農(nóng)藥殘留對土壤造成的污染，除與農(nóng)藥的長期不合理使用有關(guān)外，還與我國農(nóng)藥生產(chǎn)歷史有密切關(guān)系。我國的農(nóng)藥生產(chǎn)經(jīng)歷了由植物性農(nóng)藥、無機(jī)化學(xué)農(nóng)藥到有機(jī)合成農(nóng)藥的發(fā)展過程。早在20 世紀(jì)80 年代初，大量使用的有機(jī)氯農(nóng)藥及殺蟲劑是導(dǎo)致目前土壤污染的重要因素，該類農(nóng)藥毒性強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定，在土壤中殘留時(shí)間長。目前對于毒性較強(qiáng)，且不易被生物降解的農(nóng)藥，我國已明令禁止使用［1–4］。土壤是人類賴以生存的基礎(chǔ)，土壤一旦被農(nóng)藥污染，必將隨著生態(tài)系統(tǒng)的微循環(huán)擴(kuò)大農(nóng)藥的污染范圍。農(nóng)作物吸收土壤中的農(nóng)藥后，通過食物鏈進(jìn)入人體，從而對人體健康造成危害。土壤中殘留的農(nóng)藥，經(jīng)過雨水進(jìn)入水體，引起水質(zhì)污染，從而造成藻類、魚類等因水質(zhì)污染而死亡，使生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)受到嚴(yán)重破壞。因此對土壤中農(nóng)藥殘留量進(jìn)行測定具有中重要意義。

目前土壤中農(nóng)藥殘留的測定方法主要有高效液相色譜(HPLC)法、氣相色譜(GC)法、高效液相色譜–串聯(lián)質(zhì)譜(HPLC–MS／MS)法、氣相色譜–串聯(lián)質(zhì)譜(GC–MS)法［5–9］等。常用的樣品前處理方法主要有固相萃取法、微波萃取法、加速溶劑萃取法、凝膠滲透法、超聲波提取法［10–15］等。上述前處理方法操作過程繁瑣、耗時(shí)長、試劑用量大、檢測成本高，而且同時(shí)檢測農(nóng)藥殘留的種類較少，不適合多農(nóng)藥殘留的檢測。QuEChERS 前處理方法具有操作簡單、適用性廣、檢測效率高、溶劑用量小、加標(biāo)回收率高等優(yōu)勢，受到人們廣泛關(guān)注。QuEChERS 前處理方法最初僅用于農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留的測定，近年來隨著檢測技術(shù)的不斷提高，QuEChERS 前處理方法應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。然而用該方法對土壤樣品進(jìn)行處理，采用高效液相色譜–串聯(lián)質(zhì)譜法同時(shí)測定土壤中戊唑醇、腈菌唑、腈苯唑、氟硅唑、三唑酮、丙環(huán)唑、烯唑醇、苯醚甲環(huán)唑8 種殺菌劑殘留的方法還沒見報(bào)道。

基于土壤樣品基質(zhì)較復(fù)雜，且待測目標(biāo)物含量較低的特點(diǎn)，筆者采用QuEChERS 方法對樣品進(jìn)行前處理，建立了高效液相色譜–串聯(lián)質(zhì)譜法同時(shí)測定土壤中戊唑醇等8 種殺菌劑殘留的分析方法。該方法靈敏度和準(zhǔn)確度高，檢出限低，滿足土壤中戊唑醇等8 種殺菌劑殘留的測定要求，解決了土壤中因待測目標(biāo)物含量較低而無法得到準(zhǔn)確結(jié)果的難題。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器和試劑

高效液相色譜儀：Nexera XR 型，日本島津公司；

三重四級桿質(zhì)譜儀：AB SCIEX Triple Quad? 4500 型，配有電噴霧離子源(ESI)，MultiQuant 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，美國應(yīng)用生物系統(tǒng)公司；

氮?dú)獍l(fā)生器：G–AB–A 型，氮?dú)饧兌葹?9.999%，北京格林威爾科技發(fā)展有限公司；

電子分析天平：ME203E 型，感量為0.01 mg，梅特勒–托利多國際貿(mào)易(上海)有限公司；

超聲波清洗儀：KUDOS 型，上?？茖?dǎo)超聲儀器公司；

恒溫水浴振蕩器：SHA–C 型，常州國華電器有限公司；

超高速冷卻臺式離心機(jī)：Sorvall Stratos 型，賽默飛世爾科技(中國)有限公司；

氮吹儀：L–148 型，來亨科技(北京)有限公司；

渦旋振蕩器：QL–901 型，上海書培實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；

超純水系統(tǒng)：Milli-Q 型，美國密理博公司；

甲醇、乙腈：色譜純，德國默克公司；

正己烷、丙酮、甲酸：色譜純，美國西格瑪奧德里奇公司；

無水硫酸鎂、氯化鈉：分析純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；

PSA(N–丙基乙二胺)：純度為99.00%，規(guī)格為10 g，美國安捷倫科技公司；

空白基質(zhì)用土壤樣品：采自煙臺市某園藝場；

檢測用土壤樣品：采自煙臺蓬萊市果蔬地農(nóng)業(yè)耕作區(qū)；

實(shí)驗(yàn)用水為超純水，由Milli-Q 超純水儀自制；

8 種殺菌劑標(biāo)準(zhǔn)品：基本信息見表1。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

8 種殺菌劑混合標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液：分別準(zhǔn)確稱取適量的8 種殺菌劑標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，以甲醇為溶劑配制成質(zhì)量濃度均為1 000 mg／L 的8 種殺菌劑混合標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液，于–18℃下冷凍保存，備用。

8 種殺菌劑系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：移取0.05 mL 8 種殺菌劑混合標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液于50 mL 容量瓶中，用甲醇定容至標(biāo)線，混合均勻，配制成8 種殺菌劑質(zhì)量濃度均為1 mg／L 的混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。然后用甲醇稀釋成質(zhì)量濃度均分別為0.01，0.05，0.1，0.2，0.5 mg／L 的系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

基質(zhì)系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液：分別移取8 種殺菌劑混合標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液0.10，0.50，1.00，2.00，5.00 mL，置于6 只10 mL 容量瓶中，用土壤空白提取液稀釋并定容至標(biāo)線，混勻，配制成8 種殺菌劑質(zhì)量濃度均分別為0.01，0.05，0.10，0.20，0.50 mg／L 的基質(zhì)系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.3 儀器工作條件

1.3.1 色譜儀

色 譜 柱：InertSustain Bio C18柱(100 mm×2.1 mm，1.8 μm 美國安捷倫科技有限公司)；柱溫：30℃；進(jìn)樣體積：1.0 μL；流動相：甲醇–0.1%甲酸水溶液，梯度洗脫，流量為0.25 mL／min；梯度洗脫程序見表2。

1.3.2 質(zhì)譜儀

質(zhì)譜儀離子源：電噴霧離子化源(ESI)；監(jiān)測模式：多反應(yīng)監(jiān)測(MRM)模式；離子參數(shù)見表3；8種殺菌劑多反應(yīng)監(jiān)測條件(MRM)見表4。

表3 離子參數(shù)

表4 8 種殺菌劑多反應(yīng)監(jiān)測(MRM)條件

1.4 樣品前處理

分別將采集的空白基質(zhì)用土壤樣品、檢測用土壤樣品混合均勻，按照四分法分別稱取500 g 于室溫下自然風(fēng)干，過20 目篩(篩孔直徑為0.90 mm)，備用。分別稱取10.000 0 g(精確至0.000 1 g)過篩后的土壤樣品，置于50 mL 離心管中，加入10 mL乙腈均質(zhì)提取1 min，然后加入5 g 無水硫酸鎂、1 g氯化鈉和200 mg PSA，以10 000 r／min 的轉(zhuǎn)速離心10 min；取2 mL 上清液于40℃下氮吹至近干，加入1 mL 甲醇復(fù)溶，過0.22 μm 濾膜后待測。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜條件優(yōu)化

采用InertSustain Bio C18色譜柱對8 種殺菌劑進(jìn)行分離，結(jié)果表明，采用梯度洗脫方式的分離效果優(yōu)于等度洗脫。由于流動相的組成直接影響目標(biāo)物的峰形及離子化效率，以甲醇為流動相時(shí)，各目標(biāo)物的信號響應(yīng)值優(yōu)于乙腈，因此選用甲醇–水溶液作為流動相。在正負(fù)離子監(jiān)測模式下，通過調(diào)整梯度洗脫比例，發(fā)現(xiàn)在水相中加入0.1%甲酸更有利于目標(biāo)物的離子化，可以改善目標(biāo)物的色譜峰形，從而提高了監(jiān)測目標(biāo)物的靈敏度。優(yōu)化的梯度洗脫程序見表2。

2.2 質(zhì)譜條件優(yōu)化

以甲醇–0.1%甲酸水溶液為流動相，采用直接進(jìn)樣方式將8 種殺菌劑混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液注入至離子源中，在正負(fù)離子監(jiān)測模式下對目標(biāo)物進(jìn)行全掃描。根據(jù)母離子及響應(yīng)值最高的碎片離子對目標(biāo)物進(jìn)行定性，確定特征性母離子及子離子，并對碰撞電壓、定量及定性離子對等質(zhì)譜條件進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化后的多反應(yīng)監(jiān)測(MRM)條件見表3。

2.3 線性方程與檢出限

在1.3 儀器工作條件下，對8 種殺菌劑系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液進(jìn)行測定，以戊唑醇等8 種殺菌劑的質(zhì)量濃度(x)為橫坐標(biāo)，以色譜峰面積(y)為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。以定量離子大于3 倍信噪比(S／N＞3)對應(yīng)的質(zhì)量濃度作為方法檢出限。8種殺菌劑的線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限見表5。

表5 線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限

由表5 可知，8 種殺菌劑的質(zhì)量濃度在0.01～0.5 mg／L 范圍內(nèi)與色譜峰面積均成良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.995 3～0.999 1，方法檢出限為0.005～0.010 mg／kg。

2.4 加標(biāo)回收與精密度試驗(yàn)

在空白基質(zhì)土壤樣品中加入8 種殺菌劑混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，進(jìn)行加標(biāo)回收與精密度試驗(yàn)。添加量分別為0.05，0.10，0.50 mg／L，按1.4 方法處理樣品，在1.3 儀器工作條件下進(jìn)行測定，每個加標(biāo)濃度水平平行測定5 次，結(jié)果見表6。

表6 加標(biāo)回收與精密度試驗(yàn)結(jié)果

由表6 可知，8 種殺菌劑的平均回收率為85.6%～102.2%，測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.6%～13.2%(n=5)。表明該方法具有較高的精密度和準(zhǔn)確度，滿足土壤中殺菌劑殘留的測定要求。

2.5 實(shí)際樣品檢測

按所建方法對果蔬地土壤樣品進(jìn)行檢測，結(jié)果見表7。果蔬地土壤樣品中8 種殺菌劑質(zhì)譜總離子流譜圖如圖1 所示。結(jié)果表明，8 種殺菌劑均有一定含量的檢出。說明在果蔬種植方面，以上8 種殺菌劑的應(yīng)用較為普遍，隨著農(nóng)藥種類及使用頻率的增加，導(dǎo)致果蔬地土壤中農(nóng)藥的殘留問題較為嚴(yán)重。

表7 實(shí)際樣品測定結(jié)果

圖1 果蔬地土壤樣品中8 種殺菌劑總離子流譜圖

3 結(jié)語

采用QuEChERS 前處理方法對土壤樣品進(jìn)行處理，建立了高效液相色譜–串聯(lián)質(zhì)譜法快速測定土壤中戊唑醇等8 種殺菌劑殘留量的檢測方法。該方法靈敏度和精確度高，重現(xiàn)性穩(wěn)定，操作簡單、快速，已經(jīng)應(yīng)用與土壤樣品的日常檢測分析。