畢春磊

(核工業(yè)二〇三研究所，西安 710086)

有機磷類農(nóng)藥是世界上使用最廣泛的一類農(nóng)藥[1]，該類農(nóng)藥能夠與昆蟲體內(nèi)的膽堿酯酶反應(yīng)，生成磷酰化膽堿酯酶，該物質(zhì)能夠分解乙酰膽堿，從而中斷昆蟲神經(jīng)傳導(dǎo)，起到殺蟲的作用[2]。目前全球使用的有機磷類農(nóng)藥約100多種，這類農(nóng)藥殺蟲效果好、成本低。據(jù)統(tǒng)計，2019年全球有機磷類農(nóng)藥銷售額約33 億美元，約占農(nóng)藥總銷售額的1/3 以上；我國是農(nóng)藥使用大國，有機磷類農(nóng)藥約占總使用量的70%[3]。研究表明，農(nóng)藥在噴灑使用過程中，約65%未起到殺蟲作用的農(nóng)藥散落到土壤中，造成土壤板結(jié)、污染等狀況，使土壤生態(tài)系統(tǒng)失衡，嚴(yán)重影響了人們賴以生存的土壤環(huán)境[4-6]。

農(nóng)藥殘留的提取方法主要有超聲輔助提取法、固相萃取法和加速溶劑萃取法(ASE)等[7-9]。超聲輔助提取法根據(jù)相似相溶原理，采用不同極性的溶劑為提取劑，通過超聲裝置將待測物提取出來，但該方法提取效果較差，共提物較多，基質(zhì)干擾嚴(yán)重；固相萃取法需要經(jīng)過富集、凈化、洗脫等步驟，操作復(fù)雜，且整個過程易造成待測物的損失，準(zhǔn)確度較低；ASE通過選擇合適的溶劑，在適當(dāng)?shù)膲毫蜏囟认拢磸?fù)多次萃取，提取效果好，準(zhǔn)確度高，且環(huán)境污染小。農(nóng)藥的測定方法有氣相色譜法(GC)、液相色譜法(LC)、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(LC-MS/MS)、氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(GC-MS/MS)等[10-13]。其中GC和LC專屬性較差，易出現(xiàn)假陽性檢測結(jié)果，且靈敏度較低；LC-MS/MS專屬性好，但對于易揮發(fā)的有機磷類農(nóng)藥檢測靈敏度較差，且儀器價格昂貴，方法不易推廣。

基于此，本工作提出了一種ASE-凝膠滲透色譜法(GPC)凈化-GC-MS/MS測定農(nóng)作物土壤中甲基內(nèi)吸磷、辛硫磷、蠅毒磷、滅線磷和二溴磷等5種有機磷類農(nóng)藥殘留量的分析方法，為土壤中極微量有機磷類農(nóng)藥的測定提供了方法參考。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

2010 PLUS型氣相色譜-TQ 8040型三重四極桿質(zhì)譜儀；Quintix125D-1CN 型電子天平；J2 preplinc型凝膠凈化色譜/濃縮系統(tǒng)；SP-600型加速溶劑萃取儀；Milli-Q Elenent型純水系統(tǒng)；TD-4M型高速冷凍離心機。

混合標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液：分別移取甲基內(nèi)吸磷、辛硫磷、蠅毒磷、滅線磷和二溴磷標(biāo)準(zhǔn)溶液各1.0 mL 于同一10 mL 容量瓶中，用甲醇溶解并稀釋至刻度，配制各目標(biāo)物質(zhì)量濃度均為10 mg·L－1的混合標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液，冷藏保存。

100 mg·L－1甲基內(nèi)吸磷標(biāo)準(zhǔn)溶液，SB05-052-2008；100 mg·L－1辛硫磷標(biāo)準(zhǔn)溶液，GBW(E) 081790；100 mg·L－1蠅毒磷標(biāo)準(zhǔn)溶液，GBW(E) 081895；100 mg·L－1滅線磷標(biāo)準(zhǔn)溶液，GBW(E) 082473；100 mg·L－1二溴磷標(biāo)準(zhǔn)溶液，GBW(E)081819。

乙腈、甲醇均為色譜純；其余試劑均為分析純；試驗用水為超純水。

1.2 儀器工作條件

1.2.1 ASE條 件

萃取劑為體積比1∶1的丙酮-正己烷混合液；萃取溫度85 ℃；壓力10 k Pa；加熱時間10 min，靜態(tài)提取時間8 min；萃取次數(shù)3次；沖洗體積60%；氮氣吹掃時間3 min。

1.2.2 GPC條 件

洗脫劑為體積比1∶1的丙酮-正己烷混合液；流量4 mL·min－1；收集100～3 000 s的淋洗液。

1.2.3 GC-MS/MS條 件

1)GC 條件 Rtx-5MS 色譜柱(30 m×250μm，0.25 μm)；載氣為氦氣；進樣口溫度230℃；進樣量1μL；流量1.27 mL·min－1；進樣方式為不分流進樣。柱升溫程序：初始溫度50 ℃，保持1 min；以速率15 ℃·min－1升溫至140 ℃，保持5 min；以12 ℃·min－1升溫至200 ℃，保持4 min；以8 ℃·min－1升溫至240 ℃，保持7 min。

2)MS/MS條件 儀器開啟后，采用全氟三丁胺(PFTBA)對儀器進行自動調(diào)諧。電子轟擊離子(EI)源；離子源溫度250 ℃，接口溫度250 ℃；電子轟擊能量70 e V；碰撞氣為氬氣，載氣為氦氣；掃描方式為多反應(yīng)監(jiān)測(MRM)模式；溶劑延遲時間3.2 min。其余質(zhì)譜參數(shù)見表1，其中“*”為定量離子。

表1 質(zhì)譜參數(shù)Tab.1 MS parameters

1.3 試驗方法

隨機采集農(nóng)作物土壤樣品，去除植物根莖殘體和石塊等雜質(zhì)，自然風(fēng)干。將風(fēng)干后的樣品用粉碎機粉碎，過0.3 mm 篩網(wǎng)。稱取過篩后的土壤樣品10 g，置于加速溶劑萃取池中，加入硅藻土12 g，按照ASE條件進行萃取。收集全部萃取液并轉(zhuǎn)移至GPC凈化瓶中，按照GPC 條件濃縮凈化。將收集到的淋洗液置于50℃水浴式氮吹儀中氮吹至近干，用1 mL甲醇溶解，0.45μm 濾膜過濾，濾液按GCMS/MS條件進行測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜行為

按照儀器工作條件對10 mg·L－1混合標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液進行測定，所得總離子流色譜圖見圖1。

圖1 總離子流色譜圖Fig.1 Total ion chromatogram

2.2 萃取劑的選擇

農(nóng)藥基質(zhì)復(fù)雜，因此要求萃取劑對目標(biāo)物有足夠的溶解性和一定的選擇性。試驗考察了丙酮、正己烷、體積比為1∶1的丙酮-正己烷混合液為萃取劑時對陰性加標(biāo)樣品(加標(biāo)量為0.5 mg·L－1)中5種農(nóng)藥回收率的影響，結(jié)果見表2。

表2 萃取劑對5種農(nóng)藥回收率的影響Tab.2 Effect of extraction agent on recovery of 5 pesticides

結(jié)果表明：以丙酮、正己烷為萃取劑時，雜質(zhì)較多，色譜和質(zhì)譜系統(tǒng)污染嚴(yán)重，基線干擾較大，各目標(biāo)物回收率較低；以體積比為1∶1的丙酮-正己烷混合液為萃取劑時，各目標(biāo)物的回收率均明顯增大，且共提物減少。因此，試驗選擇以體積比為1∶1的丙酮-正己烷混合液為萃取劑。

2.3 質(zhì)譜條件的優(yōu)化

采用全掃描模式對10 mg·L－1混合標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液進行一級質(zhì)譜掃描，得到5種農(nóng)藥的母離子和相應(yīng)的保留時間。選擇產(chǎn)物離子掃描(production scan)模式對母離子進行二級質(zhì)譜掃描，得到各前體離子對應(yīng)的多個碎片離子。選擇豐度值較高的1個碎片離子為定量離子，另外選擇2個碎片離子為定性離子。對選擇的3個碎片離子進行碰撞能量的優(yōu)化，得到各目標(biāo)物的最佳碰撞能量和離子豐度比值。優(yōu)化后的質(zhì)譜參數(shù)見表1。

2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線、檢出限和測定下限

移取適量的混合標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液，用甲醇逐級稀釋，配制成各目標(biāo)物質(zhì)量濃度為0.02，0.05，0.20，0.50，2.00，5.00，10.00 mg·L－1的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列。按照儀器工作條件對上述混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列進行測定，以各目標(biāo)物的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，其對應(yīng)的峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果顯示，5種農(nóng)藥的質(zhì)量濃度在0.02～10.00 mg·L－1內(nèi)與其對應(yīng)的峰面積呈線性關(guān)系，線性參數(shù)見表3。

以3倍信噪比(S/N)計算方法的檢出限(3S/N)，以10倍信噪比計算方法的測定下限(10S/N)，結(jié)果見表3。

表3 線性參數(shù)、檢出限和測定下限Tab.3 Linearity parameters，detection limits and lower limits of determination

2.5 回收試驗

按照試驗方法對陰性樣品進行低(0.02 mg·L－1)、中(0.20 mg·L－1)、高(2.00 mg·L－1)等3個濃度水平的加標(biāo)回收試驗，計算回收率，結(jié)果見表4。

表4 回收試驗結(jié)果Tab.4 Results of test for recovery

2.6 重復(fù)性試驗

按照試驗方法對6份陰性樣品的加標(biāo)溶液(加標(biāo)量為0.05 mg·L－1)進行測定，計算測定值的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)。結(jié)果顯示，甲基內(nèi)吸磷、辛硫磷、蠅毒磷、滅線磷和二溴磷測定值的RSD 分別為3.2%，3.0%，4.2%，3.6%和2.8%，表明方法的重復(fù)性良好。

2.7 樣品分析

按照試驗方法對實際農(nóng)作物土壤樣品進行分析，結(jié)果見表5。

表5 樣品分析結(jié)果Tab.5 Analytical results of the samples mg·kg-1

本工作采用ASE提取土壤中的甲基內(nèi)吸磷、辛硫磷、蠅毒磷、滅線磷和二溴磷，通過GPC 凈化處理，提出了GC-MS/MS 測定土壤中5 種有機磷類農(nóng)藥殘留量的方法。該方法自動化程度高、凈化效果好、檢出限低，可用于土壤中極微量有機磷類農(nóng)藥殘留的分析，為土壤污染情況的監(jiān)測提供了一定的技術(shù)支撐。