快速溶剂萃取-GC/MS法检测地表水中的环氧七氯、对硫磷、甲基对硫磷和溴氰菊酯残留量

李 靖，阎雪姣，武宁宁，王 鹏

（青岛市海洋科技成果推广中心,山东 青岛 266071）

我国是农药生产及使用量最大的国家，据统计，我国每年使用农药量约80万t左右，但实际起到效用的农药仅约20%左右，对硫磷、甲基对硫磷等农药能够通过消化道、呼吸道及皮肤和粘膜进入人体，大部分的农药随着地表径流、雨水等水系统的循环，直接进入地表水中，污染地表水资源；人畜误食用被污染的地表水资源后，会出现呕吐、腹泻、全身软弱无力等症状，严重时可能会导致死亡[1-5]。因此，加强对地表水资源中对硫磷、甲基对硫磷等农药的监测，可以了解当地地表水资源的污染情况，对于保障广大人民的饮食安全和指导农业生产具有重要的意义。

加速溶剂萃取的方法（ASE）是近年来发展起来的一种新型提取方法，是一种在高温、高压条件下，加有机溶剂自动萃取的方法；相比较传统的液液萃取的方法，该方法具有有机溶剂用量少、快速、环境污染小等特点，ASE方法已在食品、药品、环境等领域得到广泛应用[6-11]；实验研究建立快速溶剂萃取-GC/MS检测地表水中环氧七氯、对硫磷、甲基对硫磷和溴氰菊酯残留量的分析方法，实验证明方法具有简便、快速、污染小、准确等特点。

1 材料与方法

1.1 仪器及试剂

2010plus-TQ 8040气相色谱-质谱联用仪（日本岛津）；色谱柱Rtx-5 MS（日本岛津）；N-EVAP型氮吹仪（美国 Organomation公司）；FA3204B型电子天平（0.1mg上海精科）；Milli-Q纯水器（美国Milli Pore）；Dionex ASE 350型加速溶剂萃取仪（美国Thermo Fisher）；IKA RV8V旋转蒸发仪（德国IKA公司）。

标准物质 浓度均为100μg·mL-1的环氧七氯、对硫磷、甲基对硫磷和溴氰菊酯标准溶液均由农业部环境保护科研所提供；丙酮、正己烷为色谱纯，美国Thermer Fisher试剂公司；纯化水（自制）。

1.2 色谱参数

色谱参数 进样口温度:250℃毛细管色谱柱：Rtx-5 MS（30m×0.25 mm×0.25μm）；载气：高纯 He（纯度：99.999%）；He流量:1.8mL·min-1；进样方式：不分流；进样量：1μL

表1 升温程序Tab.1 Heating Procedure

质谱参数 离子源：电子轰击源（EI） 电离能量：70eV 离子源温度:230℃。

接口温度:250℃；碰撞气：高纯He（纯度：99.999%）；溶剂延迟时间：3.0min；扫描方式：多反应监测（MRM）。

1.3 样品溶液配制

将采集到的1000mL水样置于棕色试剂瓶中，盖上盖子，静置沉淀，上清液经0.45μm滤膜过滤后置于冷藏箱（2～8℃）中备用。

样品提取：取该溶液500mL，用旋转蒸发仪浓缩样品至约5mL。移取5mL浓缩水样用体积比为1∶1的丙酮乙腈混合溶剂作为提取溶剂，于加速溶剂萃取仪中萃取。萃取条件见表2。

表2 加速溶剂萃取条件Tab.2 Accelerated solvent extraction conditions

向吹干的残渣中加入1mL丙酮溶液，盖紧试管并涡旋1min，经0.45μm滤膜过滤后，置于1mL小进样瓶中，进样气相色谱-质谱测试。

1.4 标准溶液配制

1.4.1 标准储备溶液 精密移取100μg·mL-1的环氧七氯、对硫磷、甲基对硫磷和溴氰菊酯标准溶液各2mL，置于20mL容量瓶中，用丙酮溶解，定容并摇匀，得10μg·mL-1的混标储备液；将储备液置于2～8℃冷藏箱保存备用。

1.4.2 标准曲线溶液 精密量取10μg·mL-1的上述农残储备溶液 0.1，0.5，1，2，2.5，5mL，配制成质量浓度为 0.04、0.2、0.4、0.8、1.0、2.0μg·mL-1的系列混合标准溶液，作为标准曲线溶液。

2 结果与讨论

2.1 质谱条件的优化

地表水样品基质复杂，样品中农药残留浓度低，采用SCAN模式很难找到目标离子。本文选择进样10μg·mL-1环氧七氯、对硫磷、甲基对硫磷和溴氰菊酯的混合标准储备液，首先采用SCAN模式全扫描，确定4种农药的保留时间及总离子流图和前体离子。对前体离子进行扫描（Production scan模式），得到各个农药相应的离子对，选择响应值高的一组作为定量离子对，另选2对作为定性离子对。对该扫描方法进行碰撞时间、碰撞电压范围、碰离子比率等参数进行优化，确定最终检测四种农药的多反应监测（MRM）方法。相应农药的保留时间、定量离子及定性离子见表3，典型标准谱图见图1。

表3 4种农药的保留时间、离子相关信息Tab.3 4 retention time and ion-related information of pesticides

图1 4种农药残留标准谱图Fig.1 Standard spectra of four pesticide residues

2.2 萃取溶剂的选择

农药萃取中常用乙腈、二氯甲烷、乙酸乙酯、正己烷、甲醇等溶剂。溶剂的选择使用直接影响样品的净化效果和检测结果的准确度。溶剂选择时，既要考虑待测物在该溶剂中的溶解度，又要考虑溶剂对干扰物的溶解能力。乙酸乙酯萃取时共提取物较多，有干扰峰；二氯甲烷作为提取溶剂，毒性较大。乙腈为萃取农药残留最常用的溶剂，本文研究发现，使用体积比1∶1的乙腈丙酮溶液，溴氰菊酯的回收率较单独用乙腈好，其它3种农药回收率无太大变化，详见表4。因此，选择体积比1∶1的乙腈丙酮溶液作为文中4种农药的萃取溶剂。

表4 不同溶剂萃取回收率结果Tab.4 Result of recovery by solvent extraction

2.2 萃取温度的优化

萃取温度为萃取过程中的一个关键参数。温度设置太高，会造成待测农药的分解，温度过低，目标化合物溶解不完全，温度过高或过低均影响检测结果的准确性。为得到最佳的萃取温度，本文测试了50、60、70、80、90℃ 5 个不同温度对 4 种农药残留效果的影响。研究发现温度由50℃升至70℃时，各农药残留萃取效果增加显著，继续升温至80℃时，萃取结果增加缓慢，90℃时萃取效果基本不变。因此，选择70℃作为最佳萃取温度。

2.3 线性及检出限

吸取一定量 1.4.2 项下 0.04、0.2、0.4、0.8、1.0、2.0μg·mL-1的系列混合标准溶液各1mL于小进样瓶中，根据1.2色谱质谱条件进样气相色谱质谱系统。以各农药残留质量浓度为横坐标，对应的峰面积响应值为纵坐标，绘制工作曲线。根据谱图中各农药的信号噪声比值（S/N）稀释至3倍信噪比（S/N）计算各农药的检出限。4种农药的线性方程、相关系数及检出限见表5。

表5 4种农药标准曲线、相关系数及检出限Tab.5 4 standard curves,coefficients and detection limits of pesticides

2.4 加标回收与精密度测试

在不含4种待检农药的空白水样中，在标准曲线浓度范围内加入最终浓度分别为0.1，0.5，1.0μg·mL-1的4种农药混合标准溶液进行加标测试。每个浓度点的样品平行进样6针，考察精密度6次进样的相对标准偏差。加标回收与精密度测试结果见表6。

由表6可以看出，3种农残不同浓度点的加标回收率均在83.5%～97.2%之间，进样6次方法精密度RSD在2.61%～4.86%之间。

表6 4种农药加标回收与精密度结果（%）Tab.6 4 standard-added recovery and precision results of pesticides

2.5 实际样品的测定

抽取本地区10处地表水样品，运用本文建立的方法对其进行萃取、净化处理，进样气相色谱质谱仪进行环氧七氯、对硫磷、甲基对硫磷和溴氰菊酯的分析测试。结果4种农药均未检出。

3 结语

本文建立一种加速溶剂萃取-气相色谱质谱法检测地表水中的环氧七氯、对硫磷、甲基对硫磷和溴氰菊酯农药残留的分析方法。方法中首先用旋转蒸发仪对水样进行浓缩，加速溶剂萃取仪对浓缩水样进行提取、净化，混合溶剂丙酮乙腈（体积比1∶1）作为萃取溶剂，方法对质谱参数进行了优化；对萃取温度及萃取溶剂的选择进行了讨论。该方法前处理操作简单，快捷、溶剂用量少，灵敏度高，准确性好，适用于地表水中农药残留的监测。