快速溶剂提取–GC–MS／MS 法测定土壤中三唑磷、螺螨酯、异菌脲、氰氟草酯和多效唑

朱文霞

(山东省临沂生态环境监测中心，山东临沂 276000)

农业是我国国民经济的基础，农业产业园区在我国正处于高速发展阶段［1–3］。目前我国约有病虫害1 500 多种、杂草704 种和鼠害20 种，在农业耕种过程中，需施用大量杀菌剂、杀虫剂、除草剂等农药。农药的合理使用不仅可以促进农业增产增收，而且还是保障我国农业健康发展的基石［4–6］。目前我国常用的农药有杀虫剂三唑磷、杀螨剂螺螨酯、杀菌剂霜脲氰、除草剂氰氟草酯、调节剂多效唑等，涵盖杀菌、杀虫、除草等典型农药品种。加强对土壤中上述农药的检测，有利于了解土壤污染情况及农药污染源头等，从而合理指导农业生产，保障人民群众的饮食、居住安全［7–10］。

土壤基质较为复杂，一般含有有机质、无机质、空气和水等，其中无机质约为90%，有机质约为10%，选择合适的提取方法，对于提高检测准确度和分析效率具有重要作用。土壤中农药提取方法主要有固液萃取法、超声提取法、基于QuEChERS 原则提取法和快速溶剂萃取法等［11–17］。固液萃取法和超声提取法提取效果较差，且提取后还要经过净化、洗脱等处理过程，操作步骤繁琐；基于QuEChERS原则提取法是在有机溶剂环境中，利用吸附剂对土壤中农药进行提取，操作步骤简单，但提取率偏低；快速溶剂萃取法是在高温、高压条件下，采用有机溶剂进行反复多次提取，提取率较高，且整个操作过程在密闭环境中进行，不仅试剂用量少，而且对环境影响小。目前用于农药残留检测的方法主要有液相色谱法、气相色谱法、液相色谱–质谱法和气相色谱–质谱法等［18–19］。气相色谱法和液相色谱法专属性一般，需用双柱进一步确定，操作繁琐，且灵敏度偏低，不适用于土壤中极微量农药残留的测定；液相色谱–质谱法专属性较好，但对于低沸点、易挥发的杀虫剂，如三唑磷等，灵敏度偏低；气相色谱–串联质谱法具有较好的专属性，尤其对于低沸点、易挥发的农药，响应更好。

采用快速溶剂萃取前处理方法目前研究较少，王伟等［20］研究了基质固相分散–快速溶剂萃取–GC／MS 法同时测定土壤中有机氯农药和多环芳烃；吴小春等［21］研究了快速溶剂萃取–气相色谱质谱法测定土壤中戊唑醇残留量。上述方法测定的农药类型均没有覆盖杀菌、杀虫、除草等典型农药。笔者采用快速溶剂萃取法对样品进行处理，建立了快速溶剂萃取–气相色谱–串联质谱法测定农药产业园周边土壤中三唑磷、螺螨酯、异菌脲、氰氟草酯和多效唑5 种常见农药微量残留的分析方法。该方法操作简单，准确度和重复性好，可用于农药产业园周边土壤中杀虫剂、杀菌剂等农药的检测。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

气相色谱仪：Shimadzu GC 2010 Plus 型，日本岛津科技有限公司；

三重四级杆串联质谱仪：Shimadzu TQ 8040 型，日本岛津科技有限公司；

快速溶剂萃取仪：Thermo-fish ASE 300 型，美国热电科技有限公司；

石英毛细管色谱柱：Shimadzu Rtx-5 MS 型质谱专用柱，30 m×0.25 mm，0.25 μm，日本岛津科技有限公司；

水浴氮吹仪：YGC–24S 型，郑州宝晶电子科技有限公司；

数控超声波清洗机：KQ–2400B 型，昆山超声仪器有限公司；

超纯水制备仪：Milli-Q advantage A 10 型，美国密理博科技有限公司；

丙酮中三唑磷、螺螨酯、异菌脲、氰氟草酯、多效唑溶液标准物质：质量浓度均为100 μg／mL，编 号 分 别 为GBW(E) 082281，1ST20408–100M，

GBW(E) 082299，1ST22236–100M，GBW(E) 081850，农业部环境保护科学研究所；

乙腈、丙酮、甲醇：优级纯，国药集团上海化学试剂公司；

实验所用其它试剂均为分析纯；

实验用水为超纯水，自制。

1.2 仪器工作条件

1.2.1 色谱条件

进样口温度：240℃；柱流量：1.24 mL／min；载气：氦气(纯度为99.999 9%)；碰撞气：氩气(纯度为99.999 9%)；进样方式：不分流进样；进样体积：1 μL；升温方式：梯度升温，升温程序见表1。

表1 梯度升温程序

1.2 质谱参数

离子源：ESI 离子源；接口温度：250℃；离子源温度：260℃；电子能量：70 eV；扫描方式：多反应监测(MRM)模式；溶剂延迟时间：3.1 min。5 种农药质谱参数见表2。

表2 5 种农药质谱参数

1.3 溶液配制

混合标准储备溶液：10 μg／mL，分别精密量取三唑磷、螺螨酯、异菌脲、氰氟草酯和多效唑溶液标准物质各1.0 mL，置于同一只10 mL 棕色容量瓶中，加入丙酮稀释并定容至标线，摇匀。

系列混合标准工作溶液：精密移取0.02，0.2，0.5，1.0，2.0，4.0 mL 混合标准储备溶液，分别置于6 只10 mL 棕色容量瓶中，加入丙酮稀释并定容至标线，摇匀，配制成三唑磷、螺螨酯、异菌脲、氰氟草酯和多效唑的质量浓度均分别为0.02，0.2，0.5，1.0，2.0，4.0 μg／mL 的系列混合标准工作溶液。

1.4 样品处理

随机采集土壤样品，按四分法将样品混匀，置于托盘中自然风干，用粉碎机粉碎至粉末状，过0.85 mm(20 目)筛。精密称取过筛后的土壤样品约15 g，置于快速溶剂萃取池中，加入硅藻土约20 g，按表3设定的快速溶剂萃取程序，用丙酮反复多次提取，提取液用氮吹仪吹至近干(控制水浴温度为45℃)，加入1 mL 丙酮溶解，过0.45 μm 滤膜，即得样品 溶液。

表3 快速溶剂萃取程序

2 结果与讨论

2.1 分离色谱柱选择

气相色谱–串联质谱法测定农药残留常用的分离柱主要有HP–5MS 色谱柱、VF–17MS 色谱柱和Rtx-5 MS 色谱柱，规格均为30 m×0.25 mm，0.25 μm。保持1.2 其它色谱和质谱条件不变，分别考察上述3 种不同极性色谱柱对5 种待测农药的分离效果。结果表明，选择VF–17MS 和HP–5MS 色谱柱时，5 种待测农药无法实现基线分离，定量结果准确性较差；选择Rtx-5MS 色谱柱时，三唑磷、螺螨酯、异菌脲、氰氟草酯和多效唑响应和分离效果良好，色谱峰形尖锐，定量结果准确。故选择Rtx-5MS 色谱柱作为分离柱。

2.2 质谱条件优化

取三唑磷、螺螨酯、异菌脲、氰氟草酯和多效唑溶液标准物质各适量，分别加入适量丙酮配制成质量浓度均为10 μg／mL 的标准溶液。以三唑磷为例，采用气相色谱–串联质谱仪进行全扫描(Scan模式)，得到三唑磷保留时间和母离子，然后对三唑磷母离子进行产物离子扫描(Production scan模式)，得到母离子对应的碎片离子，选择响应较高的一个碎片离子作为定量离子，再选择2 个碎片离子作为定性离子；依次对选择的3 个碎片离子分别进行碰撞电压、碰撞时间等的优化，建立三唑磷的多反应监测(MRM)方法。同法建立螺螨酯、异菌脲、氰氟草酯和多效唑的MRM 方法。5 种农药典型色谱图如图1 所示，质谱参数见表2。

图1 5 种农药典型色谱图

2.3 线性方程与检出限

在1.2 仪器工作条件下，分别对1.3 中的系列混合标准工作溶液进行测定。以待测农药的质量浓度(X)为横坐标，以对应色谱峰面积(Y)为纵坐标，绘制标准工作曲线，计算线性方程和相关系数。

将三唑磷、螺螨酯、异菌脲、氰氟草酯、多效唑混合标准工作溶液逐级稀释，在1.2 仪器工作条件下进行测定，以3 倍信噪比所对应的被测物含量作为方法检出限。

5 种农药的线性范围、线性方程、相关系数及检出限见表4。

表4 5 种农药线性范围、线性方程、相关系数及检出限

2.4 精密度试验

称取不含5 种待测农药的空白土壤样品15 g，加入一定量已知浓度的混合标准溶液，使5 种农药残留量均为1.0 mg／kg，按1.4 样品处理方法制备6 份同等质量浓度的样品溶液，在1.2 色谱质谱条件下进样测定，结果见表5。由表5 可知，三唑磷、螺螨酯、异菌脲、氰氟草酯和多效唑测定结果的相对标准偏差分别为2.78%，3.79%，4.03%，3.91%和3.40%。

表5 精密度试验结果

2.5 加标回收试验

称取不含5 种待测农药的空白土壤样品15 g，加入一定量已知浓度的混合标准溶液，配制成低(0.2 mg／kg)、中(1.0 mg／kg)、高(3.0 mg／kg)3 个不同浓度水平的加标样品，在1.2 仪器工作条件下分别进样测定，结果见表6。

表6 加标回收试验结果

由表6 可知，三唑磷、螺螨酯、异菌脲、氰氟草酯和多效唑的加标回收率均为89.8%～102.5%，表明该方法准确度较高，满足农药残留测定要求。

3 结语

建立了快速溶剂提取–GC–MS／MS 法测定农药产业园周边土壤中三唑磷、螺螨酯、异菌脲、氰氟草酯和多效唑微量残留的分析方法。该方法自动化程度高，定性定量结果准确，3 个不同添加浓度的回收率为89.8%～102.5%，测定结果的相对标准偏差均小于5%，满足土壤中农药残留的测定要求。