中圖分類號(hào)X833文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào) 0517-6611（2025）15-0157-03

doi：10.3969/j. issn. 0517-6611. 2025. 15. 035 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Determination of Pesticide Residues in Soil by Ultra Performance Liquid Chromatography Triple Quadrupole MassSpectrometry HU Pei-lei，WANG Ben-long（SEP Analytical Services（Shanghai） Co.，Ltd.，Shanghai 201108）

Abstract[Objective]Ultraperformance liquidchromatography（UPLC）triplequadrupole masspectrometry（TQMS）wasestablished for thedeterminationofcarbendazim，metrbuzinandpropiconazoleresiduesinsoil.Mthod]hetargetwasextractedbyultrasound-ssistd （204號(hào) 0.1% acetonitrile-formic acid，separatedby ACQUITYUPLCBEH C₁₈（2.1mm×100mm ， 1.7μm ），and scanned by multi-reaction monitoring（MRM）with the gradient elution using the mobile phase system of acetonitrile-0. 1% formic acid water in electrosprayed positive ionization （ESI⁺ ）mode.[Result]Thelinearityofthethree targets，carbendazim，metribuzinand propiconazole，was goodintherangeof 0.1- （20 （204號(hào) 100.0μg/L （ R²≥0.998 ），and the limits of detection （LODs）of the method were in the range of ，with RSD 0.33% （20 （204號(hào) 8.03% ，and the recoveries of spiking were in the range of 6 5.0%-105.0% ，and the relative standard deviations of the actual samples tested were ?4.82% .[Conclusion]Thismethodischaracterizedbyhighsensitivity，simpleoperation，lowdetectionlimit，highprecisionandaccuracy，andisitableforteteriaioofarbendaim，etrbuinndpropicoazolesiduesinsoil，hichanrovideticapport for the detection of trace pesticide residues in soil.

KeywordsUltraighperformanceliquidcomatogaphriplequadrupleasspectrometry（UPC-MS/MS）;Soil;Carbendazim;etribu zin;Propiconazole ;Pesticide residue

在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，施用農(nóng)藥是保證作物增產(chǎn)增收不可或缺的生產(chǎn)要素[1]。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì)，合理使用農(nóng)藥可使糧食增產(chǎn) 25%～40% ，在全球耕地面積不斷縮減的背景下發(fā)揮著重要的作用[2]。然而，隨著農(nóng)藥長(zhǎng)期大量的使用，造成土壤和作物中農(nóng)藥殘留量超標(biāo)的問題，已成為威脅生態(tài)系統(tǒng)和人體健康的重大隱患。土壤作為農(nóng)藥殘留的重要蓄積介質(zhì)，其污染具有隱蔽性強(qiáng)、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、修復(fù)難度大等特點(diǎn)[3-5]。多菌靈、甲基托布津和丙環(huán)唑是廣泛應(yīng)用的苯并咪唑類和三唑類殺菌劑，能夠有效控制水稻、小麥、果蔬等作物的真菌病害[6-8]。其中，多菌靈為苯并咪唑類內(nèi)吸傳導(dǎo)型殺菌劑，施用后被根系和莖葉吸收向上傳導(dǎo)，通過與真菌 β- 微管蛋白特異性結(jié)合阻斷紡錘體形成，抑制菌絲生長(zhǎng)與孢子萌發(fā)，致使菌絲畸形、孢子無法正常發(fā)育[9]。甲基托布津?yàn)榱螂孱惽绑w殺菌劑，其被植物吸收后水解生成多菌靈，其自身無生物活性，殺菌效果依賴于植物代謝轉(zhuǎn)換效率[10]。丙環(huán)唑?yàn)槿蝾愮薮忌锖铣梢种苿?，葉片吸收為主并向上傳導(dǎo)，抑制C-14脫甲基酶活性阻斷麥角甾醇合成，導(dǎo)致細(xì)胞膜功能紊亂，干擾菌絲頂端生長(zhǎng)并削弱病原菌侵染能力[11]。盡管此類農(nóng)藥的單次使用劑量較低，但其具有半揮發(fā)性、生物富集性和長(zhǎng)期殘留特性，可在土壤中形成累積效應(yīng)。據(jù)《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》顯示，我國(guó)農(nóng)用地土壤中農(nóng)藥類污染物超標(biāo)率達(dá) 1.49% ，其中多菌靈和丙環(huán)唑的檢出頻率分別為 23.7% 和 18.2% ，部分區(qū)域土壤殘留濃度超過生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)閾值。我國(guó)《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)》（GB15618—2018）明確規(guī)定了多菌靈、丙環(huán)唑的篩選值分別為80和 10mg/kg ，《食品中農(nóng)藥最大殘留限量》（GB31650——2021）中更是嚴(yán)格規(guī)定谷物中多菌靈不得高于0.5mg/kg[1213] O

當(dāng)前，農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)以色譜-質(zhì)譜聯(lián)用為核心的分析體系，主流手段有高效液相色譜法、氣相色譜法、氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法等[14-16]，而超高效液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜法（UPLC-MS/MS）相較于前者們，具有靈敏度高、特異性強(qiáng)、檢出限低等優(yōu)點(diǎn)[17-18]，更適合痕量農(nóng)藥的檢測(cè)。三重四極桿質(zhì)譜的多反應(yīng)監(jiān)測(cè)（MRM）模式通過母離子-子離子雙重篩選，可有效降低基質(zhì)背景干擾，將檢出限降至 1μg/kg 以下。孟甜甜等[9建立了測(cè)定水體及土壤中6種抗生素的檢測(cè)方法，其檢出限為 0.1～1.2ng/L_? 。畢建玲等[20]利用超高效液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜法測(cè)定土壤中氯氟吡氧乙酸、煙嘧磺隆、阿特拉津，其加標(biāo)回收率為 83.7%～90.9% 。戴軒宇等[21利用固相萃取建立了土壤中19種抗生素的檢測(cè)方法，其檢出限為 0.03～0.69μg/kg ，加標(biāo)回收率為 45.2% 2149% 。孫文閃等[22]測(cè)定土壤中草銨麟、草甘麟及其代謝物氨甲基麟酸，其回收率為 77.5%～92.0% 。由于王壤樣品中成分復(fù)雜，雜質(zhì)較多，且多菌靈、甲基托布津和丙環(huán)唑在土壤中含量較低，一臺(tái)高精度的設(shè)備必不可少，此外高效簡(jiǎn)便的前處理也顯得尤為重要。前人針對(duì)土壤中多菌靈、甲基托布津和丙環(huán)唑的前處理大多采用固相萃取、液液萃取等方法，此類方法存在步驟煩瑣、試劑消耗大等問題[23]。鑒于此，筆者采用乙腈 -0.1% 甲酸混合溶劑萃取-超聲波輔助提取，采用超高效液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜法，建立了同時(shí)測(cè)定土壤中多菌靈、甲基托布津和丙環(huán)唑3種農(nóng)藥殘留的分析檢測(cè)方法，以期為土壤環(huán)境中農(nóng)藥殘留的檢測(cè)提供技術(shù)支撐。

1材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 儀器。WatersTQ-Smicro 超高效液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜儀（美國(guó)Waters公司）;KQ-700VDE型超聲波清洗機(jī)（昆山超聲儀器有限公司）；TD5M離心機(jī)（上海盧湘儀離心機(jī)儀器有限公司）；QL-901渦旋混合器（其林貝爾儀器制造有限公司）；BSA224S電子天平（德國(guó)賽多利斯公司）；AriumMiniExtend超純水機(jī)（德國(guó)賽多利斯公司）。 0.22μm 濾膜（上海烜晟科學(xué)儀器有限公司）。

1.1.2試劑。多菌靈、甲基托布津和丙環(huán)唑均購(gòu)自上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司；甲酸、乙腈（色譜純，美國(guó)FisherScientific公司）；無水硫酸鎂、氯化鈉（優(yōu)級(jí)純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；高純氬氣（純度 ?99.999% ，濟(jì)南德洋氣體有限公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1樣品前處理。去除碎石、樹枝等雜物后使用 2mm 土壤篩過篩，將樣品完全混勻，于 4^°C 以下冷藏、避光和密封保存。準(zhǔn)確稱量 10.00g （精確至 0.01g ）的新鮮樣品，置于50mL 離心管中，加人 10mL 0. 1% 甲酸乙腈混合液，渦旋振蕩 2min ，放置于超聲波清洗機(jī)中超聲 30min 。用離心機(jī)以3500r/min 離心 3min ，收集萃取液于注射器中，過 0.22μm 有機(jī)相濾膜于 2mL 進(jìn)樣瓶中，上機(jī)待測(cè)。

1.2.2標(biāo)準(zhǔn)溶液配制。準(zhǔn)確量取 1.0mL 各標(biāo)準(zhǔn)品儲(chǔ)備液（多菌靈、甲基托布津、丙環(huán)唑）于 10mL 容量瓶中，以乙腈定容至刻度線，配制成 10.0mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)母液。采用逐級(jí)稀釋法，移取適量標(biāo)準(zhǔn)母液于7個(gè)容量瓶中，用乙腈-超純水（體積比1：1）稀釋、定容，稀釋成 0.1，0.5，1.0，5.0，10.0，50.0， 100.0μg/L 的標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液。

1.3 儀器條件

1.3.1色譜條件。色譜柱為 ACQUITYUPLC BEH C₁₈ L （2.1mm×100mm，1.7μm） 。流動(dòng)相A為乙腈，B為 0.1% 甲酸水溶液，流速 0.4mL/min 。柱溫 40% 。進(jìn)樣量 1.0μL 梯度洗脫程序見表1。

1.3.2質(zhì)譜條件。離子源為電噴霧正離子 ESI⁺ ；毛細(xì)管電壓 0.5kV ;離子源溫度 150^qC ；脫溶劑氣溫度 600^°C ；脫溶劑氣流量 1000L/h ；錐孔氣流量 50L/h 。碰撞氣為氬氣;脫溶劑氣為 N₂ 。檢測(cè)方式為多反應(yīng)監(jiān)測(cè)（MRM），多反應(yīng)監(jiān)測(cè)條件見表2。

1.4儀器質(zhì)量控制對(duì)試驗(yàn)容器、超純水與有機(jī)溶劑等進(jìn)行背景考察，均未有目標(biāo)化合物檢出。每次試驗(yàn)做3個(gè)程序空白，3種含量在程序空白樣品中均低于檢出限（LOD）。每次分析樣品前分析一個(gè)試劑空白，試劑空白值應(yīng)小于方法檢出限。

Table1 Mobile phase gradient elution conditions

表1流動(dòng)相梯度洗脫條件

Table 2 Parameters ofmass spectrometry analysisof carbendazim， metribuzinandpropiconazole

表2多菌靈、甲基托布津、丙環(huán)唑的質(zhì)譜分析參數(shù)

注：*為定量離子。 Note：* indicates quantitative ion.

2 結(jié)果與分析

2.1色譜-質(zhì)譜條件優(yōu)化該試驗(yàn)分別采用乙腈-水、乙腈-0.1% 甲酸水作為流動(dòng)相體系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)以乙腈-水作為流動(dòng)相體系時(shí)，目標(biāo)物響應(yīng)較弱，且進(jìn)樣溶劑與流動(dòng)相極性不匹配，存在拖尾問題；而當(dāng)選用乙腈 -0.1% 甲酸水作為流動(dòng)相體系時(shí)，目標(biāo)物分離效果和質(zhì)譜響應(yīng)均有所提高。鑒于此，該試驗(yàn)確定采用乙腈 -0.1% 甲酸水作為流動(dòng)相體系，具體流動(dòng)相濃度和梯度洗脫見表1。

采用濃度為 1mg/L 的多菌靈、甲基托布津和丙環(huán)唑的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行質(zhì)譜參數(shù)優(yōu)化，通過全掃描模式確定目標(biāo)物的母離子分別為 192.1m/z.343.1m/z.342.2m/z ，再通過優(yōu)化離子化參數(shù)確定其子離子。將豐度最高的離子設(shè)定為定量離子，次高的離子設(shè)定為定性離子，具體參數(shù)見表2。優(yōu)化后目標(biāo)物總離子流圖見圖1。

注：1.多菌靈；2.甲基托布津；3.丙環(huán)唑。

Note：1.Carbendazim;2.Metribuzin;3.Propiconazole.

圖1多菌靈、甲基托布津、丙環(huán)唑的總離子流圖

Fig.1 Total ion flow diagram of carbendazim，metribuzin and propiconazole

2.2方法的線性關(guān)系與檢出限以多菌靈、甲基托布津和丙環(huán)唑的質(zhì)量濃度 （x，μg/L ）為橫坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)目標(biāo)物定量離子峰面積 （y） 為縱坐標(biāo)進(jìn)行線性回歸，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果如表3所示。多菌靈、甲基托布津和丙環(huán)唑的質(zhì)量濃度線性范圍為 0.1～100.0μg/L ，相關(guān)系數(shù) （R²）?0.998 ，線性關(guān)系良好。按照3倍信噪比所對(duì)應(yīng)的濃度確定檢出限（LOD），10倍信噪比所對(duì)應(yīng)的濃度確定定量限（LOQ），得到多菌靈、甲基托布津和丙環(huán)唑的檢出限分別為 0.013，0.003，0.019μg/kg 定量限分別為 0.052，0.012，0.076μg/kg ，滿足方法要求。

表3方法的線性關(guān)系、檢出限、定量限

2.3方法的正確度和精密度方法的正確度和精密度分別以回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）進(jìn)行表征。以低（2 （0.1μg/kg） 、中 （1.0μg/kg） 、高 （10.0μg/kg） 水平濃度加標(biāo)后各進(jìn)行6次平行測(cè)定，測(cè)定方法的精密度，計(jì)算RSD。

由表4可知，多菌靈、甲基托布津和丙環(huán)唑在不同加標(biāo)水平下的回收率為 66.0%～105.0% ，RSD為 0.33%～8.03% 。說明該方法正確度和準(zhǔn)確度良好，滿足土壤污染物檢測(cè)要求。

表4多菌靈、甲基托布津和丙環(huán)唑的回收率和精密度（ （n=6）

Table4 Recovery and precision of carbendazim，metribuzin and propiconazc

單位： %

2.4實(shí)際樣品測(cè)定稱取1份土壤樣品，按照該研究建立的方法，進(jìn)行2次平行測(cè)試分析，分別記為樣品1和樣品2。由表5可知，樣品1中多菌靈、甲基托布津和丙環(huán)唑含量分別為 17.1，15.5，4.4μg/kg ，樣品2中分別為17.0、15.3、4.1μg/kg ，RSD為 0.42%～4.82% ，測(cè)試結(jié)果較穩(wěn)定，符合檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)規(guī)范對(duì)于平行樣的要求。

表5實(shí)際樣品測(cè)試結(jié)果

Table5Actual sample testresults 單位： μg/kg

3結(jié)論

該研究通過乙腈-甲酸混合溶劑萃取-超聲波輔助提取，建立了可同時(shí)測(cè)定土壤中多菌靈、甲基托布津和丙環(huán)唑的超高效液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜法。多菌靈、甲基托布津和丙環(huán)唑在 0.1～100.0μg/L 線性關(guān)系良好（ R²≥0.998 ），方法檢出限為 0.003～0.019μg/kg，RSD 為 0.33%～8.03% ，加標(biāo)回收率為 66.0%～105.0% ，實(shí)際樣品測(cè)試 RSD?4.82% ，具有靈敏度高、檢出限低、操作簡(jiǎn)單、精密度和準(zhǔn)確度高，滿足土壤中痕量農(nóng)藥殘留的檢測(cè)要求，能為農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩查與環(huán)境監(jiān)測(cè)提供一定的技術(shù)支撐。

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