快速溶剂萃取–气相色谱–质谱法同时测定土壤中环丙唑醇、烯唑醇和戊唑醇

2021-05-24沈荷美陈土明

化学分析计量 2021年5期

沈荷美，陈土明

（浙江杭康检测技术有限公司，杭州 310011）

白粉病是由白粉病菌引发的常见植物病害，主要是由分生孢子或子囊孢子经空气传播到蔬菜幼苗上，进而造成蔬菜植株感染。该病害自蔬菜幼苗到结果期间均可能发生，尤其在大棚蔬菜种植环境中，由于通风不良等因素，极易发病，如黄瓜白粉病，又称白毛，是黄瓜中后期主要的病害。环丙唑醇、烯唑醇和戊唑醇属三唑类杀菌剂，对防治蔬菜白粉病具有良好的效果。该类杀菌剂在施用过程中，通过喷洒等方式进入到土壤环境中，导致土壤微生物群失衡，对土壤生态系统造成严重影响。受杀菌剂污染的动、植物通过食物链进入人体，杀菌剂在人体内富集，轻者导致头晕、目眩，严重者会引起呕吐、抽搐等症状。因此加强对蔬菜种植基地土壤中环丙唑醇、烯唑醇和戊唑醇的监控具有重要的现实意义［1–5］。

目前测定土壤中杀菌剂残留的方法主要有气相色谱法、液相色谱法，液相色谱–质谱法和气相色谱–质谱法［9–16］。液相色谱法和液相色谱–质谱法检出限较高，不适用于土壤中极微量杀菌剂残留的检测；气相色谱法虽然具有较高的灵敏度，但专属性较差，易出现假阳性结果。吴绪金等［6］采用GC–NPD 法测定了小麦和土壤中环丙唑醇残留；孙海滨等［7］采用GC–NPD 法测定了香蕉、土壤中烯唑醇残留；罗雪婷等［8］采用GPC–GC／MS 法测定了苹果和土壤中戊唑醇残留。上述方法测定的农药品种单一，针对蔬菜种植基地土壤中环丙唑醇、烯唑醇和戊唑醇多残留的测定方法则未见报道，不能全面评价土壤中常用农药的残留水平。笔者采用快速溶剂萃取法对土壤样品进行处理，通过优化萃取温度及色谱、质谱条件，建立了快速溶剂萃取–气相色谱–质谱法同时测定蔬菜种植基地土壤中环丙唑醇、烯唑醇和戊唑醇的分析方法。该方法检出限低、准确度高，适用于蔬菜种植基地土壤中多种杀菌剂残留的同时检测，可为建立土壤中多种杀菌剂残留分析方法提供参考依据。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

三重四级杆串联质谱仪：Shimadzu TQ 8040 型，日本岛津科技公司。

气相色谱仪：Shimadzu GC–2010 型，日本岛津科技公司。

质谱专用毛细管柱：HP–5MS 型，美国安捷伦科技有限公司。

加速溶剂萃取仪：Dionex ASE 300 型，美国热电公司。

氮吹仪：DSY–VI 型，北京东方精华苑有限公司。

电子天平：BSA–224 型，感量为0.1 mg，德国赛多利斯集团。

乙腈、丙酮、正己烷：均为色谱纯，美国天地试剂公司。

无水硫酸钠、硅藻土：均为分析纯，国药集团上海化学试剂公司。

氦气、氩气：体积分数均为99.999%，浙江海天气体股份有限公司。

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环丙唑醇标准品：100 μg／mL，溶剂为甲醇，扩展不确定度为0.1%（k=2），编号为A11908000ME–100，北京万佳首化生物科技有限公司。

甲醇中烯唑醇溶液标准物质：100 μg／mL，扩展不确定度为0.1%（k=2），编号为GBW(E)082990，北京万佳首化生物科技有限公司。

异丙醇中戊唑醇溶液标准物质：100 μg／mL，扩展不确定度为0.1%（k=2），编号为GBW(E)081725，北京万佳首化生物科技有限公司；

甲醇中环氧七氯B 溶液标准物质：100 μg／mL，扩展不确定度为0.1%（k=2），编号为GSB 07–3032–2013，农业部环境保护科学研究所。

土壤样品：取自杭州周边地区蔬菜种植基地。

1.2 仪器工作条件

1.2.1 色谱

表1 升温程序

1.2.2 质谱

离子源：EI 源；电离电压：70 eV；接口温度：280 ℃；离子源温度：240 ℃；碰撞气：氩气；扫描方式：多反应监测（MRM）模式；溶剂延迟时间：3.2 min；环丙唑醇、烯唑醇和戊唑醇质谱参数见表2。

表2 环丙唑醇、烯唑醇和戊唑醇质谱参数

1.3 溶液配制

环丙唑醇、烯唑醇、戊唑醇混合标准储备溶液：10 μg／mL，分别精密吸取环丙唑醇、烯唑醇和戊唑醇溶液标准物质各1.0 mL，置于同一只10 mL 棕色容量瓶中，用甲醇定容至标线。

系列环丙唑醇、烯唑醇、戊唑醇混合标准工作溶液：依次精密吸取0.4，0.1，0.5，1.0，4.0 mL 环丙唑醇、烯唑醇、戊唑醇混合标准储备溶液，分别置于100、10、10、10、10 mL 棕色容量瓶中，用甲醇定容至标线，摇匀，配制成环丙唑醇、烯唑醇、戊唑醇的质量浓度均分别为0.04、0.1、0.5、1.0、4.0 μg／mL 的系列混合标准工作溶液。现用现配。

环氧七氯B 内标溶液：10 μg／mL，精密吸取1.0 mL 甲醇中环氧七氯B 溶液标准物质于10 mL容量瓶中，用甲醇定容至标线，摇匀。

1.4 样品处理

（1）样品预处理。随机采集1 kg 蔬菜种植基地土壤样品，去除植物根茎残留、石块等杂物，自然风干，在研钵中反复研磨，过1 mm 孔径筛，置于洁净的容器中，备用。

（2）脱水。称取约10 g（精确至0.1 mg）预处理的土壤样品，分别加入5 g 无水硫酸钠和5 g 硅藻土，置于研钵中研磨使其混合均匀。

（3）萃取。将脱水后的样品全部转入加速溶剂萃取池中萃取，收集萃取液，于60 ℃氮气吹至近干，待净化。萃取条件如下：

萃取溶剂：乙腈；萃取压力：10.5 MPa；萃取温度：80 ℃；冲洗体积：萃取池体积的60%；循环次数：3 次；氮气吹扫时间：60 s；静态提取时间：5 min。

（4）净化。将萃取后的样品残渣用10 mL 丙酮–正己烷（1∶1）混合溶剂分3 次润洗，润洗液倒入预先用5.0 mL 丙酮–正己烷混合溶剂预淋洗的弗罗里矽柱，收集全部净化液至15 mL 刻度试管中，于60 ℃下氮吹至近干，用正己烷定容至1 mL 进样瓶中，加入20 μL 环氧七氯B 内标溶液，摇匀待测。

2 结果与讨论

2.1 萃取温度选择

萃取温度为加速溶剂萃取的重要参数之一。升高温度可提高溶剂对分析物的溶解能力，从而提高萃取效率，缩短分析时间，然而温度过高，会导致热稳定性差的杀菌剂回收率偏低。在空白土壤基质样品中，加入适量的环丙唑醇、烯唑醇、戊唑醇混合标准溶液，按1.4 方法进行样品处理，使3 种杀菌剂最终进样的质量浓度均为0.5 μg／mL，在1.2 仪器工作条件下，分别设置萃取温度为60、70、80、90、100℃进行测定，以回收率为指标考察不同萃取温度对萃取效果的影响，结果见表3。由表3 可知，当萃取温度为60～80 ℃时，随着萃取温度的升高，3 种杀菌剂的回收率逐渐增大；当萃取温度为80～100 ℃时，随着萃取温度的升高，3 种杀菌剂的回收率反而降低。综合考虑，选择80 ℃作为萃取温度。

表3 不同萃取温度时3 种杀菌剂的回收率 %

2.2 色谱柱选择

分别考察DB–17MS、HP–5MS 和Rtx–5MS 3种不同极性的色谱柱对环丙唑醇、烯唑醇、戊唑醇的分离效果。结果表明，DB–17MS 和Rtx–5MS 色谱柱对3 种待测杀菌剂的分离效果较差；HP–5MS 色谱柱的分离效果良好，峰型尖锐。故选择HP–5MS色谱柱作为分离柱。

2.3 质谱条件优化

在1.2 仪器工作条件下，首先对质量浓度为10 μg／mL 的环丙唑醇、烯唑醇和戊唑醇混合标准液进行全扫描，得到3 种杀菌剂的母离子和保留时间。初步设定母离子扫描方法，分别将环丙唑醇、烯唑醇和戊唑醇母离子击碎，找到母离子对应的子离子，选择丰度最高的子离子作为定量离子，丰度较高的2个子离子作为定性离子，然后输入碰撞电压、电压间隔，选择MRM 最优化程序，自动生成CE（碰撞电压和碰撞能量）优化曲线，从而得到各组分的最佳电压和离子丰度比，优化结果见1.2.2。环丙唑醇、烯唑醇和戊唑醇典型色谱图如图1 所示。

图1 环丙唑醇、烯唑醇和戊唑醇典型色谱图

2.4 线性方程与检出限

在1.2 仪器工作条件下，对1.3 中的系列标准工作溶液进行测定，以3 种待测杀菌剂的质量浓度为横坐标，对应的色谱峰面积为纵坐标，绘制标准工作曲线，计算线性方程和相关系数。在空白土壤基质样品中加入一定量的环丙唑醇、烯唑醇、戊唑醇混合标准储备溶液，按1.4 方法进行样品处理，在1.2仪器工作条件下进行测定，以被测组分定量离子对3 倍信号噪声比（S／N）计算检出限，10 倍信号噪声比（S／N）计算定量限。3 种杀菌剂的线性方程、相关系数、方法检出限及定量限见表4。

表4 3 种杀菌剂线性范围、线性方程、相关系数、检出限及定量限

2.5 精密度试验

称取6 份不含杀菌剂残留的土壤样品，各10 g，分别加入一定量的环丙唑醇、烯唑醇、戊唑醇混合标准储备溶液，使3 种杀菌剂最终进样的质量浓度均为1.0 μg／mL，按1.4 方法处理样品，在1.2仪器工作条件下分别进行测定，结果见表5。由表5 可知，3 种杀菌剂测定结果的相对标准偏差为2.62%～4.04%，表明该方法具有良好的精密度。