如何用高效液相色谱-串联质谱法测定土壤中三唑酮的残留量

2019-12-14文丨赵永福

中国质量监管 2019年9期

文丨赵永福

众所周知，土壤环境与水环境、大气环境一样，是生态环境的重要组成部分之一，因此土壤的质量直接关系到农产品安全和人体健康。经研究发现，农药在土壤中的残留是导致土壤环境造成污染和危害的重要根源。据统计，目前我国的农药使用量居世界第一，每年农药使用量高达60万～ 70万吨，其中70% ～90% 的农药残留最终将进入土壤环境，造成约80万～ 100万公顷的土壤受到农药残留的影响，导致土壤污染。土壤已经成为农药的重要储存库，当土壤中的农药残留积累到一定程度，便会对土壤生物造成不同程度的损害。土壤中的农药残留可通过挥发、扩散、质流产生转移，污染植物、大气、地表水体和地下水，还可通过生物富集和食物链使农药的残留浓度在生物体内富集，从而最终危及人体健康。

目前，土壤中农药残留的检测方法主要包括气相色谱(GC)法、气相色谱-串联质谱(GC-MS/MS)法和高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)法，土壤中农药残留检测常见的前处理方法包括固相萃取法、微波辅助萃取法、QuEChERS法等。但大多数前处理方法需要经过固相萃取、浓缩、富集，有的甚至需要衍生化等前处理，操作尤其繁琐、需要消耗大量的前处理时间，消耗大量有机溶剂等缺点，而QuEChERS(Quick，Easy，Cheap，Effective，Rugged 和 Safe)技术具有快速、准确、耐用、简便、有效等优点，已被欧盟及其他国家作为标准方法使用。本文利用QuEChERS前处理技术对土壤中三唑酮杀虫剂进行提取、净化，联合高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)建立土壤中常用杀虫剂类农药残留检测方法，为国家相关部门土壤中农药残留风险评估提供参考。

一、实验部分

（一）仪器和试剂

高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS）（AB Sciex 4500），万分之一电子天平（北京赛多利斯）；MilliQ实验室超纯水仪；QL-901 涡旋振荡器；超高速冷却台式离心机（赛默飞）； L-148氮吹仪（LAIHENG）。正己烷、丙酮、乙腈、甲醇、乙酸铵均为色谱纯（美国Sigma-Aldrich 公司）；无水硫酸镁、氯化钠均为分析纯；PSA (美国 Agilent 公司）。

（二）样品前处理

采集土壤样品约1.0 kg，混合均匀后，按四分法分取500g，在室温条件下自然风干，过 20 目筛，储存备用。取 10 g（精确至 0.0001 g）土壤置于 50 mL 离心管中，加入含 1%乙酸的超纯水 6 mL，然后加入 10 mL乙腈涡旋振荡1min；称取4g无水硫酸镁和1g氯化钠加入离心管中，充分涡旋振荡除水；在4000r·min-1转速下离心分离5min，转移全部上清液到10mL离心管中，称取1g无水硫酸镁和 200mg PSA加入离心管中，振荡后在 4000r·min -1转速下离心分离5min；取3mL上清液加入到氮吹管中，氮吹至近干，加入 1mL 乙腈和水（体积比 1∶1）的混合液，涡旋振荡后上清液过0.22μm滤膜到液相小瓶中，待 HPLC-MS/MS分析检测；

（三）液相色谱与质谱条件

液相色谱参数：色谱柱：InertSustain Bio C18，100 mm×2.1mm×1.9μm；柱温：40℃；进样量：1.0μL；流速：0.20mL/min；流动相梯度：见表1。

表1 流动相洗脱梯度表

质谱分析参数：电喷雾离子源；正负离子扫描；离子源温度：400 ℃；毛细管电压：4500 V；气帘气：0.12 Mpa；雾化气：0.35 Mpa；辅助加热气： 0.35MPa；检测方式：多反应监测（MRM）。三唑酮定性与定量离子对、锥孔电压和碰撞能量等优化参数见表2。

表2 三唑酮反应监测条件

二、结果与讨论

（一）HPLC-MS/MS 测试条件优化

本实验在 SCAN 模式下，对三唑酮进行一级质谱扫描，从而获得三唑酮的母离子，采用二级质谱扫描三唑酮的母离子，以确定三唑酮的碎片离子，然后对其碎片离子对应的碰撞能量值、流动性洗脱梯度、保留时间等参数进行优化，结果见表1、表2、图1。

图1 三唑酮离子色谱图

（二）方法的线性、回收率与精密度土壤样品测定结果

在本实验条件下，对方法的线性、加标回收率、精密度进行了验证，通过对三唑酮标准溶液进行HPLCMS/MS 测定，以三唑酮的质量浓度为横坐标，对应的峰面积为纵坐标，绘制其标准曲线，通过计算得到线性方程和相关系数(r 2 )。结果表明(见表3)：三唑酮在0.005～0.5mg/kg浓度范围内均有良好的线性关系，r 2 为0.9999。在本实验条件下，分别在 0.05mg/kg、0.10mg/kg、0.50mg/kg浓度下进行空白样品的加标回收实验，每个加标浓度做 5 个平行样品。按照1.2步骤方法进行提取、净化、过滤并进行检测。以上三个浓度下的加标回收率在 80.5%～114%范围内，相对标准偏差为5.6%～13.3%，结果见表4。其中土壤样品中的三唑酮被检出，经计算，三唑酮残留浓度为5.56μg/kg，未超出国家土壤环境质量标准。该方法重复性好，符合后续的检测要求。因此该方法可用于土壤中杀虫剂残留量的检测。