许延霞，瞿士鹏，王 琴，梅兴天

（甘肃省金昌生态环境监测中心，甘肃金昌737100）

我国是农药大国，农药的使用量面积约为1.53 亿hm2左右[1]。农药大量和不科学的使用，成为环境污染范围最大的一种[2]。据统计，约有80% 的农药会直接或间接地进入我们的生活环境中，例如大气环境、水环境和土壤[11]，危害人类健康和水生态平衡。因此，农药污染已成为政府和环境保护工作者高度重视的问题。

水环境中的农药残留有多种类、浓度低等特点，因此在检测时，所用方法应有较高的灵敏度，并且在处理过程中要有好的富集和净化效果。

在水环境中，农药残留量的前处理中，经常使用的方法是液液萃取（LLE）法和固相萃取（SPE）法。液液萃取技术是根据有机溶剂中化合物的溶解度不同，利用水相和有机溶剂溶解度低或者互不相融的情况，将农药成分从水相中提取出来的一种过程。固相萃取是利用化合物吸附的特性，进行吸附萃取，将液体和固体相结合的萃取过程。当进行固相萃取时，被分析物吸附在固体的填料表层，而其他成分则通过萃取柱，而被分析物用合适的有机溶剂洗脱出来[3]。固相萃取只需少量萃取剂即可实现较高的精密度和准确度，并且容易自动化。因此，固相萃取法 (SPE) 拥有操作简便、流程短、选择性强等特点。肖洋等[4]采用正己烷-液液萃取法结合GC-ECD，对饮用水中的8 种有机氯农药进行了分析检测。

本试验建立了对金昌市的地表水和地表饮用水中有机磷农药用气质联用法（GC-MS）的检测分析技术。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 仪器与试剂

气相色谱仪：Agilent 7890A 型；气质联用仪：Thermo-scientific ITQ1100；数控旋转蒸发仪：Hei-VAP Advantage ML/HB/G；氮吹仪：N-EVAPTM111，Organomation Associates，Jnc；自动萃取装置：MMV-1000 W；固相萃取小柱：Florisil Bag，Agilent Technologies；正己烷 (Hexane) ，乙酸乙酯 (Ethylacetate) ，二氯甲烷 (Dichloromethane) ，甲醇 (Methyl alcohol) 均为色谱纯，进口农残级，美国JT Baker 公司；无水硫酸钠和氯化钠，优级纯，400℃烘4 h 备用。

1.1.2 供试农药样品

内吸磷、甲基对硫磷、对硫磷、马拉硫磷、乐果、敌敌畏，均购于农业部标准物质研究所，存放于4℃的冰箱中保存。

1.1.3 水样

金昌市的4 个地表水：皇城水库、北海子、迎山坡和金川峡水库，2 个地表饮用水水源地：东大河渠首和金川峡水库水源。

1.2 方法

1.2.1 气质分析条件（GC-MS）

GC 条件：色谱柱：DB-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；柱温：初始温度40℃，保持1 min，以8℃/min 升温至160℃，保持5 min；5℃/min 升至280℃，保持4 min；传输线温度：270℃；进样口温度：250℃；进样量：1 μL；流量：1.0 mL/min。

MS 条件：离子化方式：EI 源；检测器温度：250℃；检测模式：选择性扫描（SIM）；循环时间：50 min；真空度：36 m Torr；离子源电子能量：70 eV。

1.2.2 气质联用对水中7 种农药检测

（1）水样中农药的提取和净化

液液萃取（LLE）：①甲基对硫磷、对硫磷、马拉硫磷、乐果、敌敌畏的提取和净化：用移液管准确量取经0.45 μm 滤膜过滤的100 mL 水样于250 mL 烧杯中，将水样的pH 调至6.5，之后将水样样品转移到250 mL 的分液漏斗中，分别用5 mL 的三氯甲烷萃取三次，用量共15 mL，用振荡仪完全振荡5 min 后，静置分层，收集三氯甲烷相的溶液并合并。将萃取合并后的三氯甲烷经无水硫酸钠脱水，用旋转蒸发仪浓缩至小于1 mL，后转移至进样瓶，用正己烷定容至1 mL，充分摇匀，供GC-MS测定；②敌百虫的测定：敌百虫的测定需将其转化成敌敌畏。先将过滤好的水样的pH 调至9.6，然后用移液管准确量取100 mL 的水样置于锥形瓶中（250 mL），盖紧瓶塞，放于50℃的水浴锅中，并且不断摇动锥形瓶，使之充分碱解，15 min 后取出在室温下冷却，然后调节pH 至6.5，后将此溶液转移至250 mL 的分液漏斗中，调节其余操作按照①进行。

固相萃取 (SPE) ：用移液管准确量取经0.45 μm 滤膜过滤的200.0 mL 水样至分液漏斗中，加入10 mL 的甲醇后充分摇匀。固相萃取柱用前依次用二氯甲烷（5 mL）、乙酸乙酯（5 mL）、甲醇（5 mL）、高纯水（10 mL）进行活化，活化过程中，应注意避免甲醇和水流干，否则需要重新活化。将过滤好的水样倒入固相萃取装置中，通过固相萃取柱时注意控制流速（一般为10 mL/min），之后用5～8 mL 的高纯水淋洗固相萃取柱，抽干后用5 mL 的二氯甲烷和5 mL 的乙酸乙酯洗脱固相萃取柱，并全部收集于同一浓缩管中。将洗脱液用无水硫酸钠充分干燥脱水，在水浴温度为45℃的氮吹仪上吹干至约0.5 mL，用正己烷定容至1.0 mL，待GC-MS 测定。

（2）实际水样中农药残留分析

根据前面的研究结果，确定本试验6 个点位水样的前处理方法为固相萃取法，用GC-MS 对有机磷农药进行监测。

2 结果与分析

2.1 气质联用分析方法条件的优化和建立

GC：试验通过改变GC 的升温程序，对农药的色谱分离条件进行优化，使农药在最短的时间内达到分离。

MS：通常进行单离子监测扫描（SIM），这是GC-MS进行农药残留分析中最常用的选择方式，因为此方法的灵敏度比较高。

定性分析：先对有机磷农药进行全扫描模式 (Scan模式) ，然后取1.0 mL 的混合标准溶液，放入质谱仪中进行选择性（SIM）扫描，将所得的总离子图与标准谱库对照分析。如果相似度达80% 以上即为某一有机磷农药。在与标准谱库对照过程中，如果同时有一个色谱峰和几个异构体的相似度达80% 以上，则需要用单标进行进一步定性分析。

定量分析：本研究先采用全扫描，然后进行选择性离子进行监测。在试验过程中发现，恰当地控制每个通道内的监测驻留时间和离子数量以及每个色谱峰的轮回循环扫描时间，可保证每种农药都具有较高的灵敏度和足够的数据采集点。经过多次的试验研究，最终确定对每种有机磷农药选择2～3 个定性离子，1 个定量离子。

有机磷农药的定性、定量离子见表1，混合标样色谱图见图1、图2。

表1 6 种农药残留的保留时间、定量和定性离子及丰度比

2.2 有机磷标准曲线建立

以正己烷为溶剂，在GC-MS 所确定的优化分析条件下，用有机磷标准溶液分别进样可得离子图。试验结果证实，其农药的浓度值和响应值均具有良好的相关系数和线性关系，见表2。

2.3 水样中液液萃取法与固相萃取法的优化

试验结果证明，在液液萃取过程中，时有乳化现象发生，并且在浓缩过程中容易挥发流失，从而影响结果的重现性。而在固相萃取过程中，将目标化合物的分离和浓缩合为一步，并且在萃取过程中，所用的溶剂量少，并且高效、可靠。液液萃取法的另一个局限是，操作人员对该技术的熟练程度会影响加标回收率的高低，不同的操作技术人员操作同一个方法，所得到的结果差异比较大。试验结果证明，SPE 比LLE 萃取回收率高，因此在本试样中，采用固相萃取法，见表3。

图1 有机磷（内吸磷）农药标准质谱图

图2 有机磷（乐果）农药标准质谱图

序号 名称 保留时间（min） 线性回归方程 线性相关系数 (R2) 1敌敌畏15.65y=76.369x-5 435.370.999 2 2内吸磷23.23y=59.809 1x-4 152.030.996 4 3甲基对硫磷25.42y=76.903 2x-4 436.450.997 0 4马拉硫磷26.29y=123.086x-4 295.520.998 3 5对硫磷26.63y=76.398 4x-2 016.040.999 9 6乐果23.22y=63.990 2x-15 026.50.996 6

表3 液液萃取与固相萃取回收率

2.4 优化条件下气质联用检测标样水中6 种农药灵敏性

2.4.1 方法检出限

在100 mL 的空白水样中分别添加低浓度的有机磷标准溶液，按照上述水样处理的分析步骤方法，对7个空白加标样进行平行分析，然后根据美国环保局 (EPA ) SW-846 中规定的方法，确定其检出限 (MDL) 。结果见表4。

表4 方法检出限 单位:mg/L

2.4.2 方法的准确度和精密度

由于金昌市某饮用水农药均未检出，以此水样做加标回收率，用加标回收率来反映农药残留分析方法的准确度。本试验选取5 μg/L、10 μg/L、20 μg/L 这三个浓度进行试验。

准确量取100 mL 过滤水样18 份，分别置于250 mL 的分液漏斗中，并且分为3 组，每组6 个平行样。将5 μg/L、10 μg/L、20 μg/L 这3 组农药分别添加到3 组水样中，之后按照1.2.2 中方法即固相萃取法进行处理后，用正己烷定容至1 mL，充分摇匀，分别用GC-MS 测定。添加的平均回收率和RSD 见表5。

表5 水样中农药加标回收试验和相对标准偏差

2.5 实际水样分析结果

在选定的气质条件下进行水样前处理方法优化，测定实际水样，谱图未出峰，所以实际水样均未检出。结果表明,金昌市地表水和地表饮用水水源均符合国家地表水环境质量标准（GB 3838-2002）的要求。

3 结论

本研究用质谱检测水样中7 种有机磷农药的残留量，利用质谱（GC-MS）的特性，通过对GC-MS 进行条件优化，对水样的前处理进行了优化。实际土壤样品均未检出，在3 个不同浓度的添加水平及气质条件优化的情况下，有机磷农药的加标回收率为62.3% ～102.3% ，相对标准偏差在2.1% ～9.7% 之间,方法的检出限在3.27×10-5～1.33×10-4mg/L 之间。该方法迅速、简便、准确度高、灵敏度高，同时能够对水环境中农药的多残留进行分析检测，在金昌市环境监测中可广泛用于水环境中农药的残留检测。