固相萃取-氣相色譜質(zhì)譜法定量檢測(cè)農(nóng)耕土壤中4種農(nóng)藥殘留

王美麗

（嘉興市杭環(huán)檢測(cè)科技有限公司，浙江 嘉興 314200）

農(nóng)作物在種植前后，為提高農(nóng)作物的質(zhì)量和數(shù)量，常施用殺蟲劑、殺菌劑等，但在施用時(shí)一部分殺蟲劑、殺菌劑未起到殺蟲、除菌等的作用，而是隨著空氣、水系統(tǒng)、土壤吸附等，散落到農(nóng)耕土壤中，對(duì)農(nóng)耕土壤生態(tài)環(huán)境造成破壞[1,2]。人們誤食用被污染的農(nóng)作物果實(shí)，輕者會(huì)造成頭暈等癥狀，重者可能導(dǎo)致嘔吐、抽搐，甚至死亡等。除蟲菊素I、除蟲菊素II、肟菌酯和聯(lián)苯肼酯是常用的殺蟲、殺螨、除菌農(nóng)藥[3-5]，因此，加強(qiáng)對(duì)農(nóng)耕土壤中除蟲菊素I、除蟲菊素II、肟菌酯和聯(lián)苯肼酯的監(jiān)控，對(duì)保護(hù)農(nóng)耕土壤安全，合理指導(dǎo)農(nóng)業(yè)用藥等具有積極的作用。

經(jīng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，郭明程等研究了超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定肟菌酯和戊唑醇在稻田中的殘留的分析方法；戴魏等研究了聯(lián)苯肼酯在柑橘和土壤中的殘留動(dòng)態(tài)研究[6,7]。上述學(xué)者研究的對(duì)象均分別為稻田水和柑橘土壤，研究對(duì)象代表性不強(qiáng)，且研究的農(nóng)藥種類較少，不能更好的監(jiān)測(cè)農(nóng)作物種植土壤中農(nóng)藥殘留的真實(shí)情況。實(shí)驗(yàn)建立自動(dòng)固相萃取-氣相色譜-三重四級(jí)桿串聯(lián)質(zhì)譜法定量檢測(cè)農(nóng)耕土壤中的除蟲菊素I和除蟲菊素II、肟菌酯和聯(lián)苯肼酯的微量殘留，結(jié)果證明，此方法具有高效、準(zhǔn)確等特點(diǎn)，適用于農(nóng)耕土壤中微量農(nóng)藥殘留的監(jiān)測(cè)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及試劑

GC-2010型氣相色譜（配備AOC-20i自動(dòng)進(jìn)樣器 日本島津公司）；TQ 8050型三重四級(jí)桿串聯(lián)質(zhì)譜儀（日本島津公司）；HP-5MS型色譜質(zhì)譜柱（Size：30m×0.25mm×0.25μm美國(guó)安捷倫公司）；CLEVER型 全自動(dòng)固相萃取儀（上海屹堯科技有限公司）；NEVAP型24位氮吹儀（美國(guó)Organomation有限公司）；HLB固相萃取柱（500mg/6mL浙江合譜有限公司）；Florisil固相萃取柱（500mg/6mL浙江合譜有限公司）；C18柱（500mg/6mL浙江合譜有限公司）。

100μg·mL-1標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) 除蟲菊素I（CAS號(hào)：121-21-1）、除蟲菊素II（CAS號(hào)：121-29-9）、肟菌酯（CAS號(hào)：141517-21-7）和聯(lián)苯肼酯（CAS號(hào)：149877-41-8），均購(gòu)于北京壇墨質(zhì)檢科技有限公司；

乙腈、丙酮、乙酸乙酯，均為色譜級(jí)，美國(guó)默克公司；NaCl（AR上海國(guó)藥化學(xué)試劑公司）；純化水（自制）。

1.2 儀器參數(shù)

GC-2010型氣相色譜 進(jìn)樣口溫度:230℃；進(jìn)樣體積：1μL；載氣流量：1.8mL·min-1（恒線速度模式）；載氣：高純He；進(jìn)樣模式：250kPa高壓進(jìn)樣；進(jìn)樣方式：不分流進(jìn)樣，2.0min后打開分流閥和隔墊吹掃閥。升溫程序：初始溫度60℃，以20℃·min-1升溫速率升到180℃，保持3min，再以15℃·min-1升溫速率升到260℃，保持8min。

TQ 8050型串聯(lián)質(zhì)譜 離子源：電子轟擊源（EI）；轟擊電壓：70eV；接口溫度:300℃；離子源溫度:260℃；碰撞氣：高純Ar；檢測(cè)器電壓：相對(duì)于調(diào)諧+0.6eV；掃描方式：多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式（Multiple response monitoring，MRM）；溶劑延遲時(shí)間：3.5min；質(zhì)量范圍：45～450amu。

1.3 溶液配制

1.3.1 樣品溶液 稱取預(yù)處理后的土壤樣品10g至50mL離心管中，加入NaCl 5g，10mL的純化水潤(rùn)濕樣品，20mL的乙腈溶液作為提取溶劑?；旌系臉悠芬簭?qiáng)力振搖1min后超聲30min，于離心機(jī)中以8000r·min-1離心3min。將10mL有機(jī)層轉(zhuǎn)移至燒杯中，待凈化。

凈化 預(yù)先用丙酮5mL，乙酸乙酯溶液5mL活化HLB固相萃取柱，保持萃取柱濕潤(rùn)。將全部萃取液以5mL·min-1的速率通過(guò)凈化柱后，用乙酸乙酯溶液潤(rùn)洗燒杯內(nèi)壁并轉(zhuǎn)移至凈化柱。收集洗脫液并于水浴50℃N2吹至近干，乙酸乙酯定容至1mL，搖勻并轉(zhuǎn)移至小進(jìn)樣瓶中，待進(jìn)樣色譜質(zhì)譜系統(tǒng)。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液 精密移取濃度均為100μg·mL-1的除蟲菊素I、除蟲菊素II、肟菌酯和聯(lián)苯肼酯標(biāo)準(zhǔn)液適量，配制成濃度均為10μg·mL-1的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，即標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液。將該標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液用乙酸乙酯逐級(jí)稀釋配制成質(zhì)量濃度分別為0.01、0.05、0.1、1.0、2.0、5.0μg·mL-1的系列標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液。將空白基質(zhì)溶液N2吹干后分別加入1mL上述標(biāo)準(zhǔn)溶液，搖勻過(guò)微孔濾膜后轉(zhuǎn)移至1mL進(jìn)樣瓶中，待進(jìn)樣氣相色譜-質(zhì)譜系統(tǒng)。

2 結(jié)果與討論

2.1 質(zhì)譜參數(shù)的優(yōu)化

按1.2項(xiàng)下參數(shù)設(shè)置方法，待儀器穩(wěn)定就緒后對(duì)質(zhì)譜進(jìn)行真空度測(cè)試及自動(dòng)調(diào)諧，確保質(zhì)譜真空度符合要求且儀器的靈敏度與分辨率調(diào)諧至最佳狀態(tài)。以Q3SCAN模式對(duì)10μg·mL-1的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液全掃描，得到4種農(nóng)藥的總離子流圖和對(duì)應(yīng)的母離子。將得到的化合物譜圖與NIST譜庫(kù)中標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖進(jìn)行對(duì)比，若兩者的相似度達(dá)到95%以上，可確定該標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。對(duì)母離子進(jìn)行二次掃描，得到對(duì)應(yīng)的碎片離子。選擇豐度比較高且無(wú)干擾的一對(duì)離子定量，另選擇二對(duì)離子作為定性。運(yùn)用GCMSsolution 2.7版本中的優(yōu)化工具對(duì)碰撞電壓進(jìn)行再次優(yōu)化，得到相應(yīng)的優(yōu)化曲線。最終確定各碎片離子的最佳CE電壓和離子豐度比,保存相應(yīng)的MRM方法。4種農(nóng)藥的的最佳質(zhì)譜參數(shù)見(jiàn)表1，對(duì)應(yīng)的色譜質(zhì)譜圖見(jiàn)圖1。

表1 4種農(nóng)藥質(zhì)譜參數(shù)Tab.1 Mass spectrum parameters of four pesticides

圖1 4種農(nóng)藥殘留的色譜質(zhì)譜圖Fig.1 Chromatogram and mass spectrum of four pesticide residues

2.2 基質(zhì)效應(yīng)的影響

氣相色譜質(zhì)譜檢測(cè)農(nóng)藥殘留時(shí)，基質(zhì)效應(yīng)一般會(huì)影響定量結(jié)果的準(zhǔn)確性。基質(zhì)效應(yīng)是樣品中的其它成分對(duì)待測(cè)物質(zhì)產(chǎn)生的影響。土壤中含有大量的礦物質(zhì)、動(dòng)植物殘?bào)w等有機(jī)物，基質(zhì)較為復(fù)雜，有必要研究基質(zhì)效應(yīng)對(duì)土壤中農(nóng)藥殘留的影響。本文研究比對(duì)了基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液（將標(biāo)準(zhǔn)溶液模擬和樣品溶液相同的溶液環(huán)境）和乙酸乙酯溶劑配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液校正已知濃度加標(biāo)樣品的檢測(cè)結(jié)果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液校正的檢測(cè)結(jié)果和理論值最為接近，而純?nèi)軇┡渲频臉?biāo)準(zhǔn)溶液校正的檢測(cè)結(jié)果偏高。原因可能是基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液補(bǔ)償了被土壤基質(zhì)降解或吸附的農(nóng)藥含量，使色譜質(zhì)譜響應(yīng)值更趨近于真值。因此，為消除基質(zhì)效應(yīng)的影響，本文采取基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線法校準(zhǔn)樣品。

2.3 固相萃取柱的選擇

固相萃取柱根據(jù)填料的不同，經(jīng)常使用的有以C18為代表的硅膠填料柱，以弗羅里硅土（Florisil柱）為代表的無(wú)機(jī)填料柱以及以HLB為代表的有機(jī)填料柱。本文保持其它條件不變，考察以上3種不同填料的萃取柱對(duì)文中4種農(nóng)殘的萃取結(jié)果的影響。研究發(fā)現(xiàn)，采用C18柱時(shí)，農(nóng)藥的萃取回收率普遍偏低，可能因?yàn)楣柰榛盍蠈?duì)農(nóng)藥的吸附作用較大；Florisil柱萃取時(shí)，除蟲菊素II與肟菌酯出峰位置有干擾峰出現(xiàn)；HLB萃取時(shí)回收結(jié)果滿意且4種農(nóng)藥的出峰位置無(wú)干擾。因此，本文選擇HLB柱萃取樣品。

2.4 線性關(guān)系

將1.4.2項(xiàng)下配制基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液各進(jìn)樣1μL，在色譜質(zhì)譜系統(tǒng)的最佳條件下進(jìn)行分析測(cè)試并采集相應(yīng)的色譜質(zhì)譜圖。以除蟲菊素I、除蟲菊素II、肟菌酯和聯(lián)苯肼酯4種農(nóng)藥相對(duì)應(yīng)的二級(jí)定量離子掃描峰面積為縱坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)進(jìn)行線性回歸計(jì)算。以4種農(nóng)藥在空白土壤樣品的低濃度（0.01mg·kg-1）加標(biāo)回收的色譜峰響應(yīng)值基礎(chǔ)，定義3倍信號(hào)噪聲的比值（S/N）對(duì)應(yīng)的濃度為方法的檢出限，10倍信噪比對(duì)應(yīng)的濃度為方法的定量限，具體結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 4種農(nóng)藥的曲線方程與檢出限Tab.2 Curve equation and detection limit of four pesticides

2.5 回收率與精密度測(cè)試

取空白土壤基質(zhì)樣品，在最佳實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行加標(biāo)回收測(cè)試。測(cè)試方案為設(shè)定低、中、高3個(gè)不同的濃度點(diǎn)（濃度分別為0.1、0.5、1.0mg·kg-1），每個(gè)濃度點(diǎn)的樣品平行處理6份，測(cè)試6次測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，即精密度測(cè)試（表3）。

表3 加標(biāo)回收和精密度測(cè)試結(jié)果（n=6）Tab.3 Results of standard addition recovery and precision test（n=6）

由表3可以看出，4種農(nóng)藥在3個(gè)濃度點(diǎn)的平均加標(biāo)回收率均在86.8%～102.2%之間；精密度測(cè)試中相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于5%。說(shuō)明方法的回收率和精密度測(cè)試結(jié)果均符合農(nóng)藥殘留分析測(cè)試的要求。

2.6 實(shí)際樣品的檢測(cè)

隨機(jī)采集不同種植區(qū)域的多組農(nóng)耕土壤樣品，運(yùn)用本文建立的方法進(jìn)行分析測(cè)試。監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示：茶葉和草莓種植土壤樣品分別檢出除蟲菊素I（0.0038mg·kg-1）和除蟲菊素II（0.0030mg·kg-1），檢出結(jié)果在檢出限附近，其它農(nóng)藥均未檢出。

3 結(jié)論

本文采用全自動(dòng)固相萃取裝置對(duì)土壤中的除蟲菊素I、除蟲菊素II、肟菌酯和聯(lián)苯肼酯進(jìn)行富集、凈化，利用氣相色譜-三重四級(jí)桿質(zhì)譜法進(jìn)行測(cè)定，并考察了方法學(xué)中的回收率、精密度與檢出限等。結(jié)果表明，該方法自動(dòng)化程度高，準(zhǔn)確性好，定性定量結(jié)果準(zhǔn)確，避免假陽(yáng)性樣品的判斷，適用于農(nóng)耕土壤中微量農(nóng)藥殘留的監(jiān)測(cè)。