杨敬坡　王文军　陈晓轩　郭延凯　吴黎军　都泽铭

摘要：建立一种利用快速溶剂萃取（ASE）-气相色谱-三重四级杆质谱仪检测经济作物土壤中甲霜灵、嘧霉胺、戊唑醇等6种农药的分析方法。样品经研钵研细，利用ASE进行提取，提取液经氮吹浓缩后，上GC-MS/MS进行检测，外标法定量。6种农药质量浓度在0.05～5μg/mL范围内线性关系良好，相关系数均大于0.995;检出限在0.005～0.023μg/mL;加标回收率在81.2%～108.7%之间;重复性（n=6）相对标准偏差在3.26%～4.40%之间。实验表明该方法具有操作简单、检测速度快、检出限低等优点，适用于经济作物土壤中多种农药残留的分析检测。

关键词：快速溶剂萃取;GC-MS/MS;土壤;甲霜灵;农药

中图分类号：S481.8;O657.63

文献标志码：A

文章编号：1674–5124（2019）02–0072–06

0 引言

甲霜灵、嘧霉胺、戊唑醇等化学农药是保障我国经济作物生产的重要农业投入品，由于农药的使用，使我国每年挽回经济作物损失达100多亿;甲霜灵、嘧霉胺、戊唑醇等化学农药因其价格低廉、高效广谱等特点，在农业和工業生产中的使用量大增，从而使其成为了主要环境污染之一[1-3]。然而，农药也是一把双刃剑，它在保障人类获得丰富的经济作物的同时，也在污染着我们赖以生存的土壤、水系统等。农药进入土壤系统以后，会发生化学、物理等反应，除了土壤有机物质含量、温度、光照、微生物等环境因素对农药降解有影响，各类农药的化学结构和类型也是影响土壤降解的重要因素[4-6]。大量报告研究表明，微量的化学农药残留对土壤系统已经产生一定的危害，因此对于经济作物土壤进行农药残留的分析检测，有助于了解当地农药使用情况并为监管部门有目的的寻找解决办法提供依据。

快速溶剂萃取法（accelented solvent extraction，ASE）相比固相萃取、吸附剂吸附等方法，具有提取速度快、有机溶剂用量少、回收率高等优点，在环境、食品和药物等领域有广泛的应用，是目前萃取土壤中农药残留公认的最佳前处理方法[7-10]。实验选择快速溶剂萃取方法对土壤进行提取，采用GC-MS/MS法检测，实验表明，该方法具有检出限低、回收率高、检测速度快等优点，适用于土壤中的农药残留的检测。

1 实验部分

1.1 仪器和试剂

1.1.1 仪器

气相色谱-质谱联用仪：岛津GC-2010plus型，配备QP2010ultra质谱系统（岛津科技有限公司）;电子天平：XS204DU型，0.1mg（梅特勒科技有限公司）;快速溶剂萃取仪：热电300型（热电有限公司）;固相萃取柱：WatersC18500mg/6mL（色谱科有限公司）;色谱柱：HP-5MS质谱专用毛细管色谱柱（安捷伦科技有限公司）;漩涡混合器：T10，3000～30000r/min（艾卡仪器有限公司）;纯水仪：Milli-Q（密理博科技有限公司）;离心机：Mikro220R型（Hettich科技有限公司）;数控超声波清洗机：SK3300LH型，广州沪瑞明仪器有限公司。

1.1.2 标准物质、试剂

标准物质：嘧霉胺、甲霜灵、噻虫嗪，二甲戊灵、嘧菌环胺、戊唑醇标准溶液：质量浓度均为100μg/mL，均购自农业部环境保护科学研究所;内标物质：环氧七氯标准溶液：质量浓度为100μg/mL，购自农业部环境保护科学研究所。

试剂：甲醇、乙腈、丙酮、二氯甲烷、乙酸乙酯、环已烷：色谱纯（TEDIA试剂有限公司）;超纯水：自制。

1.2 溶液配制

标准混合储备溶液：精密移取100μg/mL的甲霜灵、嘧霉胺、戊唑醇，噻虫嗪，二甲戊灵，嘧菌环胺标准溶液各1.0mL于10.0mL容量瓶中，加丙酮定容至刻度，摇匀，即得。嘧霉胺、甲霜灵、噻虫嗪，二甲戊灵、嘧菌环胺、戊唑醇的质量浓度均为10μg/mL。

标准曲线溶液：分别取标准混合储备溶液定量，加丙酮稀释制成质量浓度依次为0.05，0.10，0.20，0.5，1.0，5.0μg/mL的标准曲线溶液，摇匀，即得。

供试品溶液配制1：取有代表性的经济作物土壤样品，精密称取约10g，置于土壤研钵中加除水剂无水硫酸钠约5g研细;取研细后的样品置于33mL萃取池中，加硅藻土约15g，按表1设置的参数进行ASE设置，用丙酮进行样品的萃取，收集萃取液;萃取液置于氮吹仪上，40°C氮吹浓缩至近干，加1mL丙酮溶解残渣，涡旋1min，0.45μm滤膜过滤，进样分析。快速溶剂萃取仪器条件设置见表1。

供试品溶液配制2：取有代表性的经济作物土壤样品，精密称取约10g，置于土壤研钵中加无水硫酸钠约5g研细;加50mL丙酮提取液，震荡提取约40min，取出放置至室温，冷冻离心5min;取氨基固相萃取柱（使用前分别用6mL水、6mL甲醇、6mL丙酮活化），当淋洗液达到氨基柱的顶部时，迅速将上述50mL的提取液转移至净化柱中，加10mL丙酮洗脱，收集洗脱液，于60°C水浴中氮气吹至近干，加1mL丙酮溶解残渣，0.45μm滤膜过滤，进样分析。

1.3 气质联用仪参数

1.3.1 气相色谱参数

进样口温度：250°C;进样量：1μL;柱流量：1.8mL/min;进样方式：不分流;载气：氦气（纯度99.999%以上）;碰撞气：氩气（纯度99.999%以上）;尾吹：75mL/min;升温程序见表2。

1.3.2 MS参数

离子源：ESI离子源;离子源温度：230°C;扫描方式：多反应监测（MRM）;电子能量：70eV;溶剂延迟时间：2.5min;接口温度：260°C。

2 结果与讨论

2.1 萃取方法的选择

土壤样品相比较其他样品，基质比较复杂，样品中含有大量无机盐等共存杂质，因此选择合适的提取和净化方法是技术难点。土壤中农残的萃取方法主要有：固相萃取提取法、GPC提取法和快速溶剂萃取法。GPC提取法仪器成本高、试剂消耗量较大、耗时较长，不易推广。快速溶剂萃取（ASE）方法是近些年国际上最新发展起来的用于土壤检测的快速前处理技术，与固相萃取的处理方法比较，用于土壤中农残的检测具有检出限低、回收率高、溶剂使用量少、分析速度快等优点。本文采取快速溶剂萃取方法与固相萃取方法分别对土壤样品进行前处理，处理完上机分析，计算回收率。结果表明，采用快速溶剂萃取方法处理得到6种农残的回收率较好。固相萃取方法见1.2节供试品溶液配制，结果见表3。

2.2 萃取溶剂的选择

选择合适的萃取溶剂对于提高萃取效率有着极为重要的影响。根据“相似相容”原理，嘧霉胺、甲霜灵、噻虫嗪，二甲戊灵、嘧菌环胺、戊唑醇6种农药极性较弱，在弱极性溶剂中溶解性较好，如丙酮、乙酸乙酯、乙腈、二氯甲烷等。在空白样品中加入一定量6种农残标准储备溶液，按照1.2节供试品溶液配置进行样品的前处理操作，分别考察丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷、乙腈4种弱极性溶剂作为提取溶剂时的提取效果。结果表明：丙酮作为提取溶剂时6种农药回收率最高，其次为乙酸乙酯、二氯甲烷，乙腈回收率最低，且丙酮相比较其他溶剂毒性较低，因此选择丙酮为提取溶剂。萃取溶剂影响情况如图1所示。

2.3 萃取压力和温度的选择

快速溶剂萃取法，是在较高的压力和温度下进行样品萃取的方法，压力通常在2.07～13.8MPa;温度通常在30～200°C范围内调节。在高温条件下，可以增加扩散力、降低溶剂粘度、提高待测物溶解性等，使得待测物从基体上的解吸和溶解动力学加快，从而极大缩短萃取时间;加压可以提高溶剂的沸点，有利于溶剂进入低压封闭的微孔，使溶剂保持液体状态，用少量的溶剂即可快速提取土壤样品中的待测物，因此萃取压力和温度是影响萃取效率的重要因素。分别设置70，80，90，100，110°C为萃取温度，6种农药的回收率随温度升高逐渐升高，当温度大于90°C以上时，6种农药回收率趋于稳定，故选择萃取温度为90°C;分别设置8.79，9.66，10.3，11.0，11.7MPa为萃取压力，6种农药的回收率随压力升高逐渐升高，当压力为10.3MPa以上时，6种农药回收率趋于稳定，故选择萃取压力为10.3MPa。影响情况如图2所示。

2.4 质谱条件优化

取嘧霉胺、甲霜灵、噻虫嗪，二甲戊灵、嘧菌环胺、戊唑醇标准溶液，用丙酮稀释制成质量浓度约为5μg/mL的溶液。首选采用全扫描（scan模式），得到嘧霉胺、甲霜灵、噻虫嗪，二甲戊灵、嘧菌环胺、戊唑醇的保留时间和母离子。然后将6个农残对应的母离子进行产物离子扫描（productionscan模式），找到响应值较高的3个子离子作为定性离子，其中丰度最高的作为定量离子。依次对响应值较高的3个碎片离子进行碰撞电压、碰撞时间等的自动优化。优化后，建立6种农药的多反应监测（MRM模式）扫描的分析方法。其他参数见1.3节，典型谱图如图3所示。

2.5 方法标准曲线、相关系数及检出限

分别取1.2标准混合储备溶液一定量，配制质量浓度依次为0.05，0.10，0.20，0.5，1.0，5.0μg/mL标准曲线溶液。待仪器稳定，各浓度标准溶液分别进样1μL，以各标准点的响应值对应的浓度绘制标准曲线。结果表明，在上述浓度范围内，6种农药线性关系良好，详见表4。

2.6 加标回收率及精密度

取有代表性的经济作物土壤样品四分法，取代表性样品约10g，置于土壤研钵中，分别加入一定量的6种农药标准混合储备溶液（加标浓度分别为：0.05，0.2，1.0μg/mL），置于加速溶剂萃取仪，加除水剂无水硫酸钠约5g研细;按1.2节样品溶液配制进行前处理，制得含6种农药质量浓度分别为0.05，0.2，1.0μg/mL加标溶液，分别进样分析，同一浓度点连续进样6次计算相对标准偏差RSD。结果表明：6种农药低、中、高3个浓度点的加标回收率在81.2%～108.7%之间;精密度RSD在1.49%～4.12%之间。结果详见表5。

2.7 方法重复性试验

取有代表性的经济作物土壤样品四分法，取代表性样品约10g，置于土壤研钵中，分别加入一定量的6种农药标准混合储备溶液（加标浓度为0.1μg/mL），上加速溶剂萃取仪，加除水剂无水硫酸钠约5g研细;按1.2节樣品溶液配制进行前处理，制得含6种农药质量浓度为0.1μg/mL加标溶液，同法配制6份，分别进样分析。结果表明6种农药检测结果重复性在3.26%～4.40%之间，详见表6。

2.8 实际样品加标回收率

取经济作物土壤样品四分法，准确称取样品约10g，置于土壤研钵中，分别加入一定量的6种农药标准混合储备溶液（加标浓度：低点0.05μg/mL、中点0.2μg/mL、高点1.0μg/mL），置于加速溶剂萃取仪，加除水剂无水硫酸钠约5g研细;按1.2节样品溶液配制进行前处理，制得含6种农药质量浓度分别为0.05，0.2，1.0μg/mL加标溶液，分别进样分析。结果表明6种农药低、中、高3个浓度点的加标回收率在84.2%～109.7%之间，详见表7。

2.9 方法应用

随机抽取经济作物土壤样品，分别为草莓种植土壤、茄子种植土壤、四季青种植土壤、黄瓜种植土壤、萝卜种植土壤;按1.2节进行样品前处理，待仪器稳定后，再按1.3节设置仪器条件，上机分析，检测结果见表8。

3 结束语

实验建立一种利用ASE进行样品前处理，GC-MS/MS法测定经济作物土壤中6种农药（嘧霉胺、甲霜灵、噻虫嗪、二甲戊灵、嘧菌环胺、戊唑醇）的分析方法。对提取的前处理方法、萃取溶剂、萃取温度及压力进行了优化，考察了方法的加标回收、检出限、标准曲线、精密度及重复性。结果表明，该方法具有前处理简单、速度快，分析结果准确等优点，适用于经济作物土壤中农药残留的检测。

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