快速溶劑提取–GC–MS／MS 法測定土壤中三唑磷、螺螨酯、異菌脲、氰氟草酯和多效唑

朱文霞

(山東省臨沂生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，山東臨沂 276000)

農(nóng)業(yè)是我國國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)在我國正處于高速發(fā)展階段［1–3］。目前我國約有病蟲害1 500 多種、雜草704 種和鼠害20 種，在農(nóng)業(yè)耕種過程中，需施用大量殺菌劑、殺蟲劑、除草劑等農(nóng)藥。農(nóng)藥的合理使用不僅可以促進農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收，而且還是保障我國農(nóng)業(yè)健康發(fā)展的基石［4–6］。目前我國常用的農(nóng)藥有殺蟲劑三唑磷、殺螨劑螺螨酯、殺菌劑霜脲氰、除草劑氰氟草酯、調(diào)節(jié)劑多效唑等，涵蓋殺菌、殺蟲、除草等典型農(nóng)藥品種。加強對土壤中上述農(nóng)藥的檢測，有利于了解土壤污染情況及農(nóng)藥污染源頭等，從而合理指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，保障人民群眾的飲食、居住安全［7–10］。

土壤基質(zhì)較為復雜，一般含有有機質(zhì)、無機質(zhì)、空氣和水等，其中無機質(zhì)約為90%，有機質(zhì)約為10%，選擇合適的提取方法，對于提高檢測準確度和分析效率具有重要作用。土壤中農(nóng)藥提取方法主要有固液萃取法、超聲提取法、基于QuEChERS 原則提取法和快速溶劑萃取法等［11–17］。固液萃取法和超聲提取法提取效果較差，且提取后還要經(jīng)過凈化、洗脫等處理過程，操作步驟繁瑣；基于QuEChERS原則提取法是在有機溶劑環(huán)境中，利用吸附劑對土壤中農(nóng)藥進行提取，操作步驟簡單，但提取率偏低；快速溶劑萃取法是在高溫、高壓條件下，采用有機溶劑進行反復多次提取，提取率較高，且整個操作過程在密閉環(huán)境中進行，不僅試劑用量少，而且對環(huán)境影響小。目前用于農(nóng)藥殘留檢測的方法主要有液相色譜法、氣相色譜法、液相色譜–質(zhì)譜法和氣相色譜–質(zhì)譜法等［18–19］。氣相色譜法和液相色譜法專屬性一般，需用雙柱進一步確定，操作繁瑣，且靈敏度偏低，不適用于土壤中極微量農(nóng)藥殘留的測定；液相色譜–質(zhì)譜法專屬性較好，但對于低沸點、易揮發(fā)的殺蟲劑，如三唑磷等，靈敏度偏低；氣相色譜–串聯(lián)質(zhì)譜法具有較好的專屬性，尤其對于低沸點、易揮發(fā)的農(nóng)藥，響應更好。

采用快速溶劑萃取前處理方法目前研究較少，王偉等［20］研究了基質(zhì)固相分散–快速溶劑萃取–GC／MS 法同時測定土壤中有機氯農(nóng)藥和多環(huán)芳烴；吳小春等［21］研究了快速溶劑萃取–氣相色譜質(zhì)譜法測定土壤中戊唑醇殘留量。上述方法測定的農(nóng)藥類型均沒有覆蓋殺菌、殺蟲、除草等典型農(nóng)藥。筆者采用快速溶劑萃取法對樣品進行處理，建立了快速溶劑萃取–氣相色譜–串聯(lián)質(zhì)譜法測定農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)園周邊土壤中三唑磷、螺螨酯、異菌脲、氰氟草酯和多效唑5 種常見農(nóng)藥微量殘留的分析方法。該方法操作簡單，準確度和重復性好，可用于農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)園周邊土壤中殺蟲劑、殺菌劑等農(nóng)藥的檢測。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

氣相色譜儀：Shimadzu GC 2010 Plus 型，日本島津科技有限公司；

三重四級桿串聯(lián)質(zhì)譜儀：Shimadzu TQ 8040 型，日本島津科技有限公司；

快速溶劑萃取儀：Thermo-fish ASE 300 型，美國熱電科技有限公司；

石英毛細管色譜柱：Shimadzu Rtx-5 MS 型質(zhì)譜專用柱，30 m×0.25 mm，0.25 μm，日本島津科技有限公司；

水浴氮吹儀：YGC–24S 型，鄭州寶晶電子科技有限公司；

數(shù)控超聲波清洗機：KQ–2400B 型，昆山超聲儀器有限公司；

超純水制備儀：Milli-Q advantage A 10 型，美國密理博科技有限公司；

丙酮中三唑磷、螺螨酯、異菌脲、氰氟草酯、多效唑溶液標準物質(zhì)：質(zhì)量濃度均為100 μg／mL，編 號 分 別 為GBW(E) 082281，1ST20408–100M，

GBW(E) 082299，1ST22236–100M，GBW(E) 081850，農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護科學研究所；

乙腈、丙酮、甲醇：優(yōu)級純，國藥集團上?；瘜W試劑公司；

實驗所用其它試劑均為分析純；

實驗用水為超純水，自制。

1.2 儀器工作條件

1.2.1 色譜條件

進樣口溫度：240℃；柱流量：1.24 mL／min；載氣：氦氣(純度為99.999 9%)；碰撞氣：氬氣(純度為99.999 9%)；進樣方式：不分流進樣；進樣體積：1 μL；升溫方式：梯度升溫，升溫程序見表1。

表1 梯度升溫程序

1.2 質(zhì)譜參數(shù)

離子源：ESI 離子源；接口溫度：250℃；離子源溫度：260℃；電子能量：70 eV；掃描方式：多反應監(jiān)測(MRM)模式；溶劑延遲時間：3.1 min。5 種農(nóng)藥質(zhì)譜參數(shù)見表2。

表2 5 種農(nóng)藥質(zhì)譜參數(shù)

1.3 溶液配制

混合標準儲備溶液：10 μg／mL，分別精密量取三唑磷、螺螨酯、異菌脲、氰氟草酯和多效唑溶液標準物質(zhì)各1.0 mL，置于同一只10 mL 棕色容量瓶中，加入丙酮稀釋并定容至標線，搖勻。

系列混合標準工作溶液：精密移取0.02，0.2，0.5，1.0，2.0，4.0 mL 混合標準儲備溶液，分別置于6 只10 mL 棕色容量瓶中，加入丙酮稀釋并定容至標線，搖勻，配制成三唑磷、螺螨酯、異菌脲、氰氟草酯和多效唑的質(zhì)量濃度均分別為0.02，0.2，0.5，1.0，2.0，4.0 μg／mL 的系列混合標準工作溶液。

1.4 樣品處理

隨機采集土壤樣品，按四分法將樣品混勻，置于托盤中自然風干，用粉碎機粉碎至粉末狀，過0.85 mm(20 目)篩。精密稱取過篩后的土壤樣品約15 g，置于快速溶劑萃取池中，加入硅藻土約20 g，按表3設(shè)定的快速溶劑萃取程序，用丙酮反復多次提取，提取液用氮吹儀吹至近干(控制水浴溫度為45℃)，加入1 mL 丙酮溶解，過0.45 μm 濾膜，即得樣品 溶液。

表3 快速溶劑萃取程序

2 結(jié)果與討論

2.1 分離色譜柱選擇

氣相色譜–串聯(lián)質(zhì)譜法測定農(nóng)藥殘留常用的分離柱主要有HP–5MS 色譜柱、VF–17MS 色譜柱和Rtx-5 MS 色譜柱，規(guī)格均為30 m×0.25 mm，0.25 μm。保持1.2 其它色譜和質(zhì)譜條件不變，分別考察上述3 種不同極性色譜柱對5 種待測農(nóng)藥的分離效果。結(jié)果表明，選擇VF–17MS 和HP–5MS 色譜柱時，5 種待測農(nóng)藥無法實現(xiàn)基線分離，定量結(jié)果準確性較差；選擇Rtx-5MS 色譜柱時，三唑磷、螺螨酯、異菌脲、氰氟草酯和多效唑響應和分離效果良好，色譜峰形尖銳，定量結(jié)果準確。故選擇Rtx-5MS 色譜柱作為分離柱。

2.2 質(zhì)譜條件優(yōu)化

取三唑磷、螺螨酯、異菌脲、氰氟草酯和多效唑溶液標準物質(zhì)各適量，分別加入適量丙酮配制成質(zhì)量濃度均為10 μg／mL 的標準溶液。以三唑磷為例，采用氣相色譜–串聯(lián)質(zhì)譜儀進行全掃描(Scan模式)，得到三唑磷保留時間和母離子，然后對三唑磷母離子進行產(chǎn)物離子掃描(Production scan模式)，得到母離子對應的碎片離子，選擇響應較高的一個碎片離子作為定量離子，再選擇2 個碎片離子作為定性離子；依次對選擇的3 個碎片離子分別進行碰撞電壓、碰撞時間等的優(yōu)化，建立三唑磷的多反應監(jiān)測(MRM)方法。同法建立螺螨酯、異菌脲、氰氟草酯和多效唑的MRM 方法。5 種農(nóng)藥典型色譜圖如圖1 所示，質(zhì)譜參數(shù)見表2。

圖1 5 種農(nóng)藥典型色譜圖

2.3 線性方程與檢出限

在1.2 儀器工作條件下，分別對1.3 中的系列混合標準工作溶液進行測定。以待測農(nóng)藥的質(zhì)量濃度(X)為橫坐標，以對應色譜峰面積(Y)為縱坐標，繪制標準工作曲線，計算線性方程和相關(guān)系數(shù)。

將三唑磷、螺螨酯、異菌脲、氰氟草酯、多效唑混合標準工作溶液逐級稀釋，在1.2 儀器工作條件下進行測定，以3 倍信噪比所對應的被測物含量作為方法檢出限。

5 種農(nóng)藥的線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限見表4。

表4 5 種農(nóng)藥線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限

2.4 精密度試驗

稱取不含5 種待測農(nóng)藥的空白土壤樣品15 g，加入一定量已知濃度的混合標準溶液，使5 種農(nóng)藥殘留量均為1.0 mg／kg，按1.4 樣品處理方法制備6 份同等質(zhì)量濃度的樣品溶液，在1.2 色譜質(zhì)譜條件下進樣測定，結(jié)果見表5。由表5 可知，三唑磷、螺螨酯、異菌脲、氰氟草酯和多效唑測定結(jié)果的相對標準偏差分別為2.78%，3.79%，4.03%，3.91%和3.40%。

表5 精密度試驗結(jié)果

2.5 加標回收試驗

稱取不含5 種待測農(nóng)藥的空白土壤樣品15 g，加入一定量已知濃度的混合標準溶液，配制成低(0.2 mg／kg)、中(1.0 mg／kg)、高(3.0 mg／kg)3 個不同濃度水平的加標樣品，在1.2 儀器工作條件下分別進樣測定，結(jié)果見表6。

表6 加標回收試驗結(jié)果

由表6 可知，三唑磷、螺螨酯、異菌脲、氰氟草酯和多效唑的加標回收率均為89.8%～102.5%，表明該方法準確度較高，滿足農(nóng)藥殘留測定要求。

3 結(jié)語

建立了快速溶劑提取–GC–MS／MS 法測定農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)園周邊土壤中三唑磷、螺螨酯、異菌脲、氰氟草酯和多效唑微量殘留的分析方法。該方法自動化程度高，定性定量結(jié)果準確，3 個不同添加濃度的回收率為89.8%～102.5%，測定結(jié)果的相對標準偏差均小于5%，滿足土壤中農(nóng)藥殘留的測定要求。