加速溶劑萃取-氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法同時測定種植土壤中6種廣譜殺菌類農(nóng)藥的殘留量

路瑞娟 ,孫志洪 ,張 麗 ,郭偉偉

(1.滄州市生態(tài)環(huán)境保護科學研究院,滄州 061000;2.河北省滄州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心,滄州 061000;3.滄州市生態(tài)環(huán)境監(jiān)控中心,滄州 061000)

農(nóng)作物在培育、種植期間,常受到各種病蟲害的影響,導致農(nóng)作物產(chǎn)量降低甚至顆粒無收,給種植戶帶來較大經(jīng)濟損失。因此,在農(nóng)作物種植期間,常通過施用農(nóng)藥來預防病蟲害[1-2]。具有廣譜殺菌性能的農(nóng)藥主要有吡唑醚菌酯、戊唑醇、氟硅唑、氟菌唑、肟菌酯和百菌清等,這類農(nóng)藥殺菌效果好、藥效持久,在農(nóng)作物種植過程中使用頻率較高。在施用農(nóng)藥時,大部分農(nóng)藥會殘留在土壤中,破壞土壤微生物系統(tǒng),進而影響生態(tài)環(huán)境安全[3-6]。為有效保護環(huán)境和保障人飲食安全,有必要監(jiān)控土壤中農(nóng)藥的殘留量[7-9]。相關(guān)檢測方法較多,如文獻[10]研究了吡唑醚菌酯在楊梅和土壤中的殘留及消解動態(tài),文獻[11]以超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定肟菌酯和戊唑醇在稻田土中的殘留量。但是涉及的廣譜殺菌類農(nóng)藥種類較單一,不能較好地反映當?shù)赝寥乐袕V譜殺菌類農(nóng)藥的殘留水平。鑒于此,本工作以加速溶劑萃取法提取種植土壤中6種廣譜殺菌類農(nóng)藥(吡唑醚菌酯、戊唑醇、氟硅唑、氟菌唑、肟菌酯和百菌清),以氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(GC-MS/MS)測定其含量,可為了解當?shù)赝寥拉h(huán)境污染情況提供技術(shù)參考。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

GCMS-TQ 8030型質(zhì)譜儀:GC-2010型氣相色譜儀,配AOC-20i自動進樣器;Dionex ASE 350型加速溶劑萃取儀:M32 型氮吹儀;弗羅里硅土固相萃取柱(1 g/6 mL)。

吡唑醚菌酯(SB05-293－2015)、戊唑醇[GBW(E)083263]、氟硅唑[GBW(E)081710]、氟菌唑(SB05-353－2016)、肟菌酯[GBW(E)082952]、百菌清[GBW(E)083175]的單標準溶液:質(zhì)量濃度均為100 mg·L－1。

混合標準儲備溶液:10 mg·L－1,取100 mg·L－1的吡唑醚菌酯、戊唑醇、氟硅唑、氟菌唑、肟菌酯和百菌清的單標準溶液各1 mL,用正己烷定容至10 mL容量瓶中,搖勻備用。

混合標準溶液系列:取適量混合標準儲備溶液,用正己烷逐級稀釋,配制成質(zhì)量濃度分別為0.05,0.1,0.5,1.0,2.0 mg·L－1的混合標準溶液系列。測定前,各取1 mL 與已氮吹至近干的空白樣品溶液混合,搖勻,即得基質(zhì)匹配混合標準溶液系列。

乙腈、丙酮、正己烷均為色譜純;無水硫酸鈉和硅藻土為分析純。

1.2 儀器工作條件

1.2.1 色譜條件

Rtx-5MS色譜柱(30 m×0.25 mm,0.25μm);進樣口溫度240 ℃;進樣量1μL;載氣為氦氣,純度99.999%;載氣流量1.5 mL·min－1;脈沖不分流進樣,2.0 min后打開分流閥和隔墊吹掃閥。柱升溫程序:初始溫度為50 ℃,保持1.0 min;以25 ℃·min－1升 溫 至150 ℃,保 持1.0 min;以15 ℃·min－1升溫至280 ℃,保持15.0 min。

1.2.2 質(zhì)譜條件

電子轟擊離子(EI)源;轟擊能量70 eV;接口溫度280 ℃,離子源溫度250 ℃;碰撞氣為氬氣,純度99.999%;多反應(yīng)監(jiān)測(MRM)模式;溶劑延遲時間3.0 min。其他質(zhì)譜參數(shù)見表1。

表1 質(zhì)譜參數(shù)Tab.1 MS parameters

1.3 試驗方法

隨機采集約1 000 g土壤樣品,去除植物根莖、石塊等雜物,于室溫下自然風干。將土壤樣品反復研磨并全部通過65目(0.25 mm)篩,所得樣品放入潔凈的密閉容器中。分取10 g,加入硅藻土5 g,置于研缽中研磨均勻,轉(zhuǎn)移至加速溶劑萃取池中,加入50 mL 萃取劑(體積比1∶2 的甲醇-乙腈混合溶液),設(shè)置萃取溫度為70 ℃,萃取壓力為10 k Pa,萃取時間為8 min,循環(huán)次數(shù)為3 次,沖洗體積為35 mL,靜置萃取時間為6 min,氮氣吹掃時間為2 min。用體積比1∶1 的丙酮-正己烷混合溶液5.0 mL活化弗羅里硅土固相萃取柱,將上述萃取液過柱,洗脫液全部收集于15 mL試管中,在70 ℃水浴中用氮氣吹至近干,用正己烷溶解殘渣,并定容至1 mL,所得溶液即為供試品溶液,按照儀器工作條件測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 質(zhì)譜條件的選擇

以10 mg·L－1混合標準儲備溶液為待測對象,先通過Q3SCAN 全掃描模式確定目標農(nóng)藥的前體離子和保留時間,再用輸入產(chǎn)物離子(碎片離子)模式掃描,根據(jù)保留時間選擇分組掃描模式并適當調(diào)節(jié)結(jié)束時間,以確保6種農(nóng)藥前體離子和其對應(yīng)的碎片離子均能掃描到。根據(jù)掃描結(jié)果,選擇豐度較高的離子進行定量和定性。輸入碰撞能量范圍(3～45 eV)和能量間隔(3 eV),自動優(yōu)化碰撞能量,優(yōu)化的質(zhì)譜參數(shù)見表1。

在優(yōu)化的儀器工作條件下,10 mg·L－1混合標準儲備溶液中的6種農(nóng)藥可在20 min內(nèi)完成基線分離,所得色譜圖見圖1。

圖1 混合標準儲備溶液的色譜圖Fig.1 Chromatogram of the mixed standard stock solution

2.2 萃取溫度的選擇

較高的萃取溫度有助于增加溶劑對目標物的溶解能力以及加快溶劑的轉(zhuǎn)移,從而縮短萃取時間。然而,過高的萃取溫度會加快熱穩(wěn)定性差的農(nóng)藥分解,導致回收率降低。因此,試驗考察了萃取溫度分別為50,60,70,80,90 ℃時對6種農(nóng)藥回收率的影響,結(jié)果見表2。

由表2可知:隨著萃取溫度的升高,6種農(nóng)藥回收率呈上升趨勢;當萃取溫度為70 ℃時,回收率均較高;繼續(xù)升高溫度,氟菌唑和氟硅唑回收率降低,其余4種農(nóng)藥回收率變化不大。因此,試驗選擇的萃取溫度為70 ℃。

表2 萃取溫度對6種農(nóng)藥回收率影響Tab.2 Effect of extraction temperature on the recovery of the 6 pesticides

2.3 基質(zhì)效應(yīng)

土壤樣品含有大量的硅酸鹽、金屬氧化物、有機物等,基質(zhì)比較復雜,可能影響目標農(nóng)藥的測定。分別用基質(zhì)匹配混合標準溶液系列和混合標準溶液系列制作標準曲線,考察了基質(zhì)匹配法定量前后加標樣品中6種農(nóng)藥的回收率,結(jié)果見表3。

表3 基質(zhì)匹配法定量前后的回收率Tab.3 Recoveries before and after quantification with matrix matching method

由表3可知,采用基質(zhì)匹配法定量后所得的回收率較高,因此試驗選擇以基質(zhì)匹配法制作標準曲線。

2.4 標準曲線和檢出限

按照試驗方法測定基質(zhì)匹配混合標準溶液系列,以各農(nóng)藥的質(zhì)量濃度為橫坐標,其對應(yīng)的峰面積為縱坐標繪制標準曲線。結(jié)果顯示,各農(nóng)藥標準曲線的線性范圍均為0.05～2.0 mg·L－1,其他線性參數(shù)見表4。

以空白樣品加標的方法進行試驗,以3倍信噪比(S/N)對應(yīng)的加標量作為檢出限(3S/N),結(jié)果見表4。

表4 線性參數(shù)和檢出限Tab.4 Linearity parameters and detection limits

2.5 精密度和回收試驗

按照試驗方法對空白樣品進行3 個濃度水平的加標回收試驗,每個濃度水平重復進樣6 次,計算回收率和測定值的相對標準偏差(RSD),結(jié)果見表5。

表5 精密度和回收試驗結(jié)果(n＝6)Tab.5 Results of tests for precision and recovery(n＝6)

2.6 樣品分析

為驗證該方法的可行性,隨機采集當?shù)夭葺?、包菜和柑橘種植基地的土壤樣品,按照試驗方法分析,6種目標農(nóng)藥均未檢出。

本工作采用加速溶劑萃取法萃取種植土壤樣品中6種農(nóng)藥,以GC-MS/MS測定其含量,該方法萃取溶劑用量少、自動化程度高,結(jié)合串聯(lián)質(zhì)譜法檢測,結(jié)果準確性較高。