郭偉偉， 孫志洪， 盧冠宇， 張淑華

(1. 滄州市生態(tài)環(huán)境監(jiān)控中心，河北 滄州 061000; 2. 河北省滄州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，河北 滄州 061000; 3. 國電聯(lián)合動力技術有限公司，北京 100000; 4. 河北清泓檢測技術服務有限公司，河北 滄州 061000)

0 引 言

除草劑是抑制或消滅雜草生長的一類農(nóng)藥，可減輕人工除草的勞動力，避免雜草和農(nóng)作物爭奪陽光、水、肥料，使農(nóng)作物產(chǎn)量大幅度提高，但由于害蟲的耐藥性導致農(nóng)藥的超量、超范圍使用、濫用現(xiàn)象日益嚴重[1-3]。農(nóng)藥隨雨水流入地下水、河水，滲入土壤中，使自然環(huán)境受到了污染、生態(tài)環(huán)境遭到破壞[4-9]。這些過量的農(nóng)藥除草劑通過食物鏈進入人體，干擾人體的內(nèi)分泌，影響人體行為、大腦及生殖器官的發(fā)育，并誘發(fā)癌癥。EPTC（茵草敵）、禾草敵、毒草胺、丁氟消草、氟草胺、滅草靈為稻田常用的除草劑，適用于去除水稻稗草、牛毛草、異型莎草等，加強對稻田土壤中這幾種除草劑進行監(jiān)測對保護人體身體健康有著非常重要的意義[10-12]。

近幾年，孟慶順、孫麗研究了氣相色譜法快速測定大米中禾草敵殘留量[13]；黃惠威，劉鳳銀等綜述了色譜法、免疫分析方法、電化學法、光度計法、生物檢測法5種氟樂靈檢測方法]進展情況[14，并對氟樂靈檢測技術的發(fā)展進行展望，但土壤中有關農(nóng)藥殺蟲劑殘留的研究卻很少。氣相色譜聯(lián)合三重四級桿質譜法由于其有良好的結構解析（特征離子信息）和定性能力，高檢測靈敏度和低噪音等優(yōu)勢[14-18]，確保了定性定量結果更為準確、可靠，避免了假陽性結果的產(chǎn)生。本文研究建立了全自動固相萃取聯(lián)合氣相色譜-三重四級桿串聯(lián)質譜儀監(jiān)測稻田土壤中的EPTC、禾草敵、毒草胺、丁氟消草、氟草胺、滅草靈6種除草劑殘留的分析方法。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

儀器：TQ8030型三重四級桿質譜聯(lián)用儀（日本shimadzu公司）；2010plus型氣相色譜（日本shimadzu公司）；AOC-20i自動進樣器（日本shimadzu公司）；GCMS Solution Ver. 4.2數(shù)據(jù)處理軟件（日本shimadzu公司）；VF-1701 MS 質譜專用柱（美國Agilent公司）；EXTRA屹堯科技全自動固相萃取儀 （上海屹堯儀器科技發(fā)展有限公司)；Milli-Q 超純水儀（美國 Millipore 公司）；MS1003S 型電子天平（瑞士 Mettler Toledo公司）；Allegra X-22R臺式高速冷凍離心機（美國貝克曼公司）。

ENVI-Carb 萃取柱：500 mg/(6mL)，美國 supelco有限公司。

試劑：EPTC（編號：BW901445-100-N，濃度為100 μg/mL）：北京壇墨質檢科技有限公司；禾草敵（編號：BW900588-100-D，濃度為 100 μg/mL）：北京壇墨質檢科技有限公司；毒草胺（編號：BW901448-100-A，濃度為100 μg/mL）：北京壇墨質檢科技有限公司；丁氟消草（編號：BW900353-100-N：濃度為100 μg/mL）：北京壇墨質檢科技有限公司；氟草胺（編號：90981GB 濃度為 100 μg/mL）：北京壇墨質檢科技有限公司；滅草靈（編號：P-061S，濃度為100 μg/mL）：AccuStandard 生物科技有限公司。

乙酸乙酯、二氯甲烷：均為色譜純（美國Fisher公司）。

1.2 色譜質譜條件

進樣口溫度：260 ℃；色譜柱：VF-1701 MS（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；恒線速度方式：36 cm/sec。

載氣：氦氣（純度：99.999%）；進樣方式：脈沖不分流進樣；進樣體積：1 μL；升溫程序：初始溫度70 ℃ ，25 ℃/min 升 至 200 ℃ （ 保 持 6 min） ，15 ℃/min 升至 320 ℃（保持 10 min）。

離子源：EI源；轟擊能量：70 eV；調諧方式：DFTPP調諧； 離子監(jiān)測模式：MRM(多反應監(jiān)測)。

離子源溫度：250 ℃；接口溫度：300 ℃；溶劑延遲時間：5.0 min。

1.3 溶液配制

樣品制備 隨機采集一定量的稻田土壤樣品，根據(jù)土壤環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范（ΗJ/ T 166—2004）處理樣品。將處理好的土壤樣品置于干凈的樣品盒中密封備用。

稱取5 g制備好的土壤樣品至50 mL離心管中，加入10 mL的實驗用水使樣品完全浸潤，20 mL的乙腈萃取樣品。用勻漿機以10 000 r/min的速度勻漿1 min；加入5 g氯化鈉并劇烈振蕩樣品，以使有機相與水相更容易分離。以8 000 r/min的速率在離心機上離心5 min。準確移取10 mL萃取液至全自動固相萃取儀樣品瓶中，另取ENVI-Carb 萃取柱置萃取架上，設定預清洗程序并用乙酸乙酯+二氯甲烷(1+1)活化萃取小柱，再將樣品液以流速10 mL/min經(jīng)ENVI-Carb柱富集，最后用5 mL 乙酸乙酯+二氯甲烷(1+1)溶液洗脫，將洗脫液置50 ℃水浴氮吹儀吹至近干，1 mL乙酸乙酯溶解殘渣，經(jīng)0.22 μm有機濾膜過濾，即得樣品溶液。

2 結果與討論

2.1 萃取溶劑的選擇

土壤是較為特殊的載體，由于其成分復雜，土壤中農(nóng)藥殘留的提取較農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留的提取更為困難。因此選擇提取溶劑時必須考慮樣品的特點。農(nóng)藥殘留常用的提取溶劑有：乙腈、乙酸乙酯、二氯甲烷、丙酮等。 萃取溶劑選擇時既要根據(jù)“相似相溶”原理，保證目標物的提取效率，又要考慮溶劑的安全性（不對分析人員和環(huán)境造成危害）。研究發(fā)現(xiàn)：丙酮作為萃取溶劑由于其本身溶劑極性較大，萃取時與水相分離不明顯；乙腈對農(nóng)藥殘留物的溶解性較好，然而萃取過程中發(fā)現(xiàn)共提物較多，導致干擾峰較多，影響目標物的靈敏度；乙酸乙酯和二氯甲烷也是較好的萃取溶劑。實驗比較了單獨用乙酸乙酯和二氯甲烷和采用兩種溶劑混合的提取效果，結果顯示：二氯甲烷/乙酸乙酯(V∶V, 1∶1)的混合溶劑對6種除草劑的提取效果最好。本文擬采用二氯甲烷/乙酸乙酯(V∶V, 1∶1)溶劑來提取樣品。

2.2 凈化方法的選擇

土壤中農(nóng)藥殘留凈化的方式有QuEChERS凈化法、固相萃取凈化法和凝膠凈化色譜法。QuEChERS 凈化法減少了樣品取樣量和降低提取溶劑的使用量，有效縮短了分析時間，提高了工作效率；但是凈化效果較差，容易污染色譜柱質譜離子源。凝膠凈化色譜法雖然自動化程度高，凈化效果好，但該凈化方法耗時較長，操作難度較高，不利于推廣。固相萃取法是通過選擇合適的固相萃取柱凈化提取液，該凈化方法能顯著減少溶劑的用量，簡化樣品的預處理過程，凈化效果好、準確度高。因此，本文選擇固相萃取法凈化樣品。

2.3 質譜參數(shù)的優(yōu)化

TQ8030型三重四級桿質譜聯(lián)用儀首先進樣大濃度的標準溶液（10 μg/mL的6種除草劑混合標準液），選擇Q3全掃描分析標準品的方法采集數(shù)據(jù)，確定6種農(nóng)藥的前體離子（前體離子的選擇原則：分子量大、響應高且不與其他前體離子重合）。設定產(chǎn)物離子，選擇碎片離子掃描模式，確定循環(huán)時間（一般0.3 s），調整結束時間以確保每組通道的離子個數(shù)均勻分配。運用MRM-Optimization-Tool優(yōu)化文件，設定產(chǎn)物離子和優(yōu)化碰撞電壓，通過不斷更換碰撞能量，得到各組分的最佳CE電壓及離子豐度值。選擇豐度值較高的一組離子對定量，另選2 對離子對定性。根據(jù)優(yōu)化結果最終確立6種農(nóng)藥的多反應監(jiān)測 (MRM) 分析方法。優(yōu)化后的質譜參數(shù)見表1，空白及標準定量離子圖見圖1。

表1 質譜參數(shù)

圖1 標準溶液的色譜質譜圖

2.4 線性范圍及檢出限

將100 μg/mL的各農(nóng)藥標準溶液先配制成10 μg/mL的混標溶液，將該濃度的標準液依次稀釋成 0.05 μg/mL，0.1 μg/mL，0.5 μg/mL，1.0 μg/mL，5 μg/mL的系列標準曲線溶液。按“1.2”項下色譜質譜條件及質譜優(yōu)化參數(shù)考察方法的線性范圍和檢出限。以色譜質譜圖各目標物定量離子的峰面積響應值為縱坐標（Y），相應的濃度為橫坐標（X）繪制工作曲線。以3倍信號噪聲的比值（S/N）作為方法檢出限。具體結果見表2。

表2 農(nóng)藥線性范圍及檢出限

由上表可以看出， 5種農(nóng)藥在0.05～5.0 μg/mL范圍內(nèi)6種組分的峰面積同對應的濃度呈良好的線性關系，相關系數(shù)均大于0.995，可用于定量分析。

2.5 準確度和精密度

方法學中的準確度即考察樣品的加標回收結果。取已制備均勻的空白土壤樣品，準確加入6種農(nóng)藥的混合標準溶液，使其最終質量濃度分別處在0.1 mg/kg、0.5 mg/kg和2.0 mg/kg三個不同的濃度水平下、按照1.3.1項下的方法對樣品進行萃取、凈化，進樣色譜質譜系統(tǒng)，做加標回收測試。方法學中的精密度一般考察其變異系數(shù)（即相對標準偏差RSD），因此，實驗中將三水平的加標樣品分別平行處理6份，考察6次進樣結果的相對標準偏差?？瞻淄寥罉悠芳凹訕送寥罉悠返牡湫蜕V圖見圖2和圖3；具體測試結果見表3。

表3 準確度和精密度測試結果

圖2 空白土壤樣品溶液的色譜質譜圖

圖3 加標0.5 mg/kg土壤樣品溶液的色譜質譜圖

由表4中的測試結果可以看出，6種農(nóng)藥的加標回收率均在86.2%～108.6%之間，精密度6次測定結果的相對標準偏差在1.89%～4.05%之間，均在方法學允許范圍內(nèi)。

2.6 實際樣品的檢測

為考察本文建立的方法的適用性，隨機抽取3處不同區(qū)域的稻田土壤，根據(jù)按1.3.1進行樣品溶液的配制，進樣氣相色譜質譜系統(tǒng)采集相應的色譜質譜圖。 土壤中6種農(nóng)藥殘留的實際檢測結果詳見表4。結果顯示：3處土壤樣品分別檢出禾草敵、丁氟消草、氟草胺和滅草靈，檢出結果均在檢出限以內(nèi)，其余農(nóng)藥均為檢出。由此可見，此方法能滿足土壤中農(nóng)藥檢測靈敏度的要求。另外，稻田土壤①中用氣相色譜法檢出滅草靈（0.012 mg/kg），用本文建立的氣相色譜串聯(lián)質譜法對該樣品重新檢測，定量離子圖發(fā)現(xiàn)：雖然在17.526 min出峰時間檢出滅草靈的定量離子，但是其余兩個定性離子均未出現(xiàn)（見圖4），因此，該物質不能確認為滅草靈。

表4 實際樣品測定結果

圖4 滅草靈（17.526 min)定量離子圖

3 結束語

本文研究建立了全自動固相萃取聯(lián)合氣相色譜-三重四級桿串聯(lián)質譜儀監(jiān)測稻田土壤中的6種除草劑殘留的分析方法。該方法采用全自動固相萃取技術，與高靈敏度、高選擇性的氣相色譜-三重四級桿串聯(lián)質譜技術相結合，使測試結果更加準確、可靠，為土壤中農(nóng)藥殘留的監(jiān)測提供一種新的分析方法。