陳 靜 ,張 偉 ,李明明 ,文鳳偉

(1.山東省臨沂生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心,臨沂 276001;2.山東省臨沂市生態(tài)環(huán)境綜合執(zhí)法支隊(duì) 蘭山大隊(duì),臨沂 276001)

植食性螨類害蟲(chóng)容易產(chǎn)生耐藥性,短時(shí)間內(nèi)使用同一種殺螨劑會(huì)導(dǎo)致藥效降低,進(jìn)而導(dǎo)致多種殺螨劑的超量使用,而噴灑在農(nóng)作物上的過(guò)量殺螨劑會(huì)隨雨水進(jìn)入河流、土壤,對(duì)環(huán)境造成污染。大部分殺螨劑不容易降解,在動(dòng)植物體內(nèi)殘留蓄積,通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體,對(duì)人體健康造成一定的危害。因此,監(jiān)測(cè)土壤中的殺螨劑對(duì)環(huán)境和人體健康有著非常重要的意義。

文獻(xiàn)[1]探討了膠體金法快速檢測(cè)蔬菜中噠螨靈、咪鮮胺、嘧霉胺殘留的應(yīng)用研究,而測(cè)定土壤中殺螨劑殘留量的相關(guān)研究卻鮮有報(bào)道。索氏提取法是一種經(jīng)典的萃取方法,是利用溶劑回流和虹吸原理,使固體物質(zhì)每一次都能被溶劑所提取,從而得到較高的提取效率[2-4]。氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(GCMS/MS)由于定性定量高效、準(zhǔn)確等優(yōu)勢(shì),目前在農(nóng)藥殘留檢測(cè)中應(yīng)用廣泛[5-7]。因此,本工作提出了自動(dòng)索氏提取-固相萃取-GC-MS/MS 測(cè)定土壤環(huán)境中殺螨醚、蟲(chóng)螨畏、滅螨猛、殺螨酯和乙酯殺螨醇等5種殺螨劑殘留量的方法。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

GC-2010型氣相色譜儀;TQ-8050型三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜儀;IKA RV 10 digital數(shù)顯型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀;N-EVAP-24型氮吹儀;Sartorious 224型電子天平;BSXT-04 型索氏提取器;HLB 固相萃取小柱(500 mg/6 mL)。

蟲(chóng)螨畏、殺螨醚、滅螨猛、殺螨酯、乙酯殺螨醇單標(biāo)準(zhǔn)溶液:100 mg·L－1,編號(hào)依次為SB05-146－2008、SB05-313－2016、GSB05-2634－2010、SB05-001－2008、SB05-146－2008。

混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液:10 mg·L－1,吸取100 mg·L－1殺螨醚、蟲(chóng)螨畏、滅螨猛、殺螨酯和乙酯殺螨醇單標(biāo)準(zhǔn)溶液各1 mL至10 mL棕色容量瓶中,用甲醇定容,搖勻即得。使用時(shí),用甲醇稀釋至所需質(zhì)量濃度。

二氯甲烷、無(wú)水乙醚、石油醚均為分析純;甲醇為色譜純。

1.2 儀器工作條件

1.2.1 色譜條件

Rxi-5Sil MS 石英毛細(xì)管色譜柱(30 m×0.25 mm,0.25μm);柱流量1.32 mL·min－1;載氣為氦氣(純度99.999%);進(jìn)樣口溫度230℃;進(jìn)樣時(shí)間1 min;高壓進(jìn)樣壓力250 k Pa;進(jìn)樣量1μL,不分流進(jìn)樣。柱升溫程序:初始溫度130 ℃,保持1 min;以25 ℃·min－1速率升溫至200 ℃,保持1 min;以15 ℃·min－1速率升溫至320 ℃,保持7 min。

1.2.2 質(zhì)譜條件

電子轟擊離子(EI)源;電離能量70 e V;離子源溫度220 ℃,接口溫度250 ℃;碰撞氣為氬氣(純度99.999%);溶劑延遲時(shí)間4 min;掃描方式為多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(MRM)模式;5種殺螨劑的質(zhì)譜參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 5種殺螨劑的質(zhì)譜參數(shù)Tab.1 MS parameters of 5 acaricides

1.3 試驗(yàn)方法

隨機(jī)采集一定量的土壤樣品,根據(jù)NY/T 1121.1－2006《土壤檢測(cè) 第1部分:土壤樣品的采集、處理和貯存》處理樣品。將處理好的土壤樣品置于干凈的樣品盒中室溫保存,密封備用。

稱取5 g處理好的土壤樣品,置于索氏提取器中,加入100 mL 二氯甲烷至索氏提取器體積的三分之二左右,于90 ℃水浴加熱6 h,每小時(shí)循環(huán)3次,共提取18次,冷卻。提取液于45 ℃水浴氮吹濃縮至10 mL左右后,轉(zhuǎn)移至全自動(dòng)固相萃取儀樣品瓶中,再將提取液以12 mL·min－1流量經(jīng)預(yù)先用甲醇活化好的HLB 固相萃取小柱凈化,最后用5 mL甲醇洗脫。收集所有洗脫液,于60 ℃水浴氮吹至近干,用甲醇定容至1 mL,即得樣品溶液,按照儀器工作條件進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 前處理方法的選擇

傳統(tǒng)的索氏提取法由于存在溶劑使用量大、耗時(shí)長(zhǎng)、器皿容易損壞等缺點(diǎn),使用范圍受限。自動(dòng)索氏提取器的出現(xiàn)擴(kuò)大了索氏提取的應(yīng)用范圍,與傳統(tǒng)的索氏提取法相比,自動(dòng)索氏提取法具有提取時(shí)間可控、操作步驟自動(dòng)化、溶劑可回收等優(yōu)點(diǎn),被美國(guó)環(huán)保署列為提取有機(jī)物的標(biāo)準(zhǔn)方法之一(EPA3540C)。由于多數(shù)殺螨劑為脂溶性,可將樣品中的脂肪和殺螨劑殘留一并提取入有機(jī)溶劑中,再對(duì)提取液進(jìn)行凈化濃縮。因此,試驗(yàn)選用自動(dòng)索氏提取法提取土壤中5種殺螨劑。

2.2 提取溶劑的選擇

傳統(tǒng)的索氏提取法一般用無(wú)水乙醚或石油醚提取脂肪;而本工作的研究對(duì)象為殺螨劑,可采用常用于提取農(nóng)藥殘留的二氯甲烷、乙酸乙酯、乙腈為提取溶劑,又因乙酸乙酯和乙腈的沸點(diǎn)均較二氯甲烷高,二氯甲烷作為提取溶劑更適合。因此,保持其他條件不變,試驗(yàn)考察了提取溶劑分別為無(wú)水乙醚、石油醚和二氯甲烷時(shí)對(duì)加標(biāo)土壤樣品(加標(biāo)量1.0 mg·kg－1)中5種殺螨劑回收率的影響,結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 不同提取溶劑下的回收率結(jié)果Tab.2 Results of recovery with different extraction solvents

由表2可知:以無(wú)水乙醚和石油醚提取時(shí),5種殺螨劑的回收率較低;以二氯甲烷提取時(shí),5種殺螨劑回收率較高。因此,試驗(yàn)選擇的提取溶劑為二氯甲烷。

2.3 質(zhì)譜條件的選擇

首先采用全氟三丁胺(PFTBA)調(diào)諧液對(duì)儀器進(jìn)行調(diào)諧,以確保儀器的靈敏度、分辨率達(dá)到最佳狀態(tài),并對(duì)質(zhì)量數(shù)和相對(duì)強(qiáng)度進(jìn)行校正。調(diào)諧完畢后,一級(jí)質(zhì)量分析器采用全掃描模式對(duì)10 mg·L－1混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液進(jìn)行掃描,按照相對(duì)分子質(zhì)量大、響應(yīng)值高且不與其他化合物的母離子重合的原則確定各目標(biāo)物的母離子及對(duì)應(yīng)的保留時(shí)間;使用碰撞誘導(dǎo)解離使母離子裂解為產(chǎn)物離子,選擇豐度較高一個(gè)離子定量,另選兩個(gè)離子定性。保留時(shí)間結(jié)合定性離子可確保檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確,避免假陽(yáng)性結(jié)果的出現(xiàn)。打開(kāi)“MRM_Optimization_Tool”文件,自動(dòng)優(yōu)化碰撞能量,得到各目標(biāo)物的最佳碰撞能量及離子豐度比,最終確立MRM 方法。0.5 mg·L－1混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜圖見(jiàn)圖1。

圖1 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜圖Fig.1 Chromatogram of the mixed standard solution

2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線、檢出限和測(cè)定下限

移取適量的混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液,用甲醇逐級(jí)稀釋,配制成0.01,0.05,0.1,0.5,1.0,2.0,5.0 mg·L－1混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列。按照儀器工作條件進(jìn)行測(cè)定,以各目標(biāo)物的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),其對(duì)應(yīng)的定量離子的色譜峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果顯示,5 種殺螨劑標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍均為0.01～5.0 mg·L－1,線性參數(shù)見(jiàn)表3。

在空白土壤樣品中加入各目標(biāo)物3～5倍信噪比值的標(biāo)準(zhǔn)溶液,同法處理3份樣品,按照試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定,分別以3倍信噪比(S/N)和10倍信噪比對(duì)應(yīng)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)作為檢出限(3S/N)和測(cè)定下限(10S/N),結(jié)果見(jiàn)表3。

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

2.5 精密度和回收試驗(yàn)

按照試驗(yàn)方法對(duì)空白土壤樣品進(jìn)行3個(gè)濃度水平的加標(biāo)回收試驗(yàn),每個(gè)濃度水平制備6份平行樣品,計(jì)算回收率和測(cè)定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD),結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 精密度和回收試驗(yàn)結(jié)果(n＝6)Tab.4 Results of tests for precision and recovery(n＝6)

2.6 樣品分析

采集本地區(qū)稻田種植土壤、西藍(lán)花種植土壤、小麥種植土壤、草莓種植土壤、大豆種植土壤樣品共5份,按照試驗(yàn)方法進(jìn)行分析,結(jié)果見(jiàn)表5。標(biāo)準(zhǔn)曲線線性范圍最低點(diǎn)0.01 mg·L－1對(duì)應(yīng)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.002 mg·kg－1。

由表5可知:西藍(lán)花種植土壤、小麥種植土壤、草莓種植土壤、大豆種植土壤中分別檢出殺螨醚、滅螨猛、殺螨酯和乙酯殺螨醇,稻田種植土壤中未檢出目標(biāo)物。

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

本工作提出了自動(dòng)索氏提取-固相萃取-GCMS/MS測(cè)定土壤環(huán)境中殺螨醚、蟲(chóng)螨畏、滅螨猛、殺螨酯和乙酯殺螨醇?xì)埩袅康姆椒?。?duì)前處理方法和提取溶劑進(jìn)行了優(yōu)化,考查了標(biāo)準(zhǔn)曲線、精密度與準(zhǔn)確度(加標(biāo)回收率)等方法學(xué)參數(shù),結(jié)果表明,該方法快速、簡(jiǎn)便、定性定量結(jié)果準(zhǔn)確,為土壤環(huán)境中農(nóng)藥殘留的監(jiān)測(cè)提供了技術(shù)參考。