液相色谱质谱法测定绿化带土壤中5种除草剂残留

陶胜康，段绍恒，覃世保，谷 雨，莫华永

（广西壮族自治区环境保护科学研究院，广西 南宁 530022）

绿化带是城市园林绿地系统的重要组成部分，也是城市文明的重要标志之一，其植株多以灌木、花卉、乔木类植物为主，这些种类植株在种植、生长过程中，为保持整齐、美观等需要定期进行维护保养，即修剪、除杂草等[1,2]。除草剂是指可使杂草彻底地或有选择地发生枯死的药剂，又称除莠剂，是用以消灭或抑制植物生长的一类物质，利谷隆、草甘膦、百草枯、氟乐灵、乙草胺是最为常用的几种除草剂[3,4]。在绿化带喷洒除草剂时，大部分的除草剂残留在空气和土壤中，尤其在土壤中残留较多[5]。因此，针对常用的几种除草剂监测其在绿化带土壤中的残留，具有重要的意义。

现阶段，关于绿化带土壤中多环芳烃污染和重金属污染的研究较多，但关于土壤中常用的几种除草剂多残留同时测定的研究较少[6-8]。实验建立了液相色谱-三重四级杆串联质谱法检测绿化带土壤中微量除草剂（利谷隆、草甘膦、百草枯、氟乐灵、乙草胺）残留，实验结果证明，此方法具有灵敏度高、准确度好等特点，适用于绿化带土壤中极微量除草剂残留的检测。

1 实验部分

1.1 仪器设备

XEVO TQ-S Micro型液相色谱-质谱联用仪（美国Waters公司）；E-916型快速溶剂萃取仪（瑞士步琦公司）；HSE-12B型固相萃取仪（天津恒奥科技有限公司）；SQP型电子天平（双量程：十万分之一/万分之一，赛多利斯科学仪器（北京）有限公司）；HGC-12A型氮吹仪（天津市恒奥科技发展有限公司）；TGL16M型高速冷冻离心机（湖南长沙湘智仪器有限公司）；H2O-Ⅱ-1-TOC-T型超纯水机（德国Sartorius公司）。

1.2 试剂及耗材

甲酸、甲醇、乙腈，均为HPLC级，美国默克试剂有限公司；乙酸铵（AR上海化学试剂厂）；实验用水为纯化水，自制。

溶液标准物质：利谷隆溶液标准物质（编号GBW（E）082000，相对不确定度1.8%，标准值100.0μg·mL-1）、草甘膦溶液标准物质（编号GBW（E）081571，相对不确定度2.0%，标准值100.0μg·mL-1）、百草枯溶液标准物质（编号GBW（E）083463，相对不确定度2.0%，标准值100.0μg·mL-1）、氟乐灵溶液标准物质（编号GBW（E）083066，相对不确定度2.0%，标准值100.0μg·mL-1）、乙草胺溶液标准物质（编号GBW（E）080871，相对不确定度2.0%，标准值100.0μg·mL-1），中国计量科学研究院。

1.3 样品处理

称取10.0g上述土壤样品，置于加速溶剂萃取池中，加硅藻土约10.0g，混合均匀，按下述条件进行提取：甲醇∶乙腈（V∶V=1∶2）；加热时间：8min；萃取温度：85℃，萃取压力：8.5kPa；提取时间：10min；循环次数：4次，冲洗体积：70%；N2吹扫：2min。

取HLB固相萃取小柱净化（规格500mg/6mL），分别用9mL甲醇、9mL乙腈和9mL正己烷活化，活化完毕后，设定程序，取上述提取液，上固相萃取仪，以10mL·min-1的流速，过固相萃取柱，最后用12mL甲醇洗脱，收集洗脱液；洗脱液氮吹至近干（控制水浴温度：45℃），加丙酮1mL定容，涡旋混匀，0.22μm滤膜滤过，即得。

1.4 仪器条件

1.4.1 质谱条件 离子源：ESI+（电喷雾离子源）；喷雾电压：4550V；离子源温度：420℃；离子传输管温度：430℃；气帘气压力：23Psi；辅助气压力：68Psi；监测方式：MRM（多反应监测模式）；碰撞气：高纯N2（纯度≥99.999%）。

1.4.2 色谱条件 色谱柱：Venusil XBP C18（规格：150×2.1mm,2.5μm）；流速：0.5mL·min-1；柱温：35℃；进样量：10μL；流动相A：0.1%甲酸，流动相B：甲醇；洗脱模式：梯度洗脱。梯度时间表见表1。

表1 梯度时间表Tab.1 Gradient schedule

2 结果与讨论

2.1 固相萃取柱选择

固相萃取法常用的萃取柱填料类型有：C18萃取柱、NH2萃取柱和HLB萃取柱等，选择适合的萃取柱类型，对提高待测除草剂检测准确度和灵敏度有重要的作用。利谷隆、草甘膦、百草枯、氟乐灵、乙草胺这5种除草剂极性偏强，C18萃取柱因填料为十八烷基硅烷，属非极性填料，因此，C18固相萃取柱适用性较差。实验取利谷隆、草甘膦、百草枯、氟乐灵、乙草胺加标浓度均为0.1μg·mL-1的加标样，分别选择NH2萃取柱和HLB萃取柱作为富集、净化小柱，保持1.3.3样品前处理条件不变，考察这两种不同填料类型小柱，对检测准确性的影响。实验结果表明，选择HLB萃取柱对试验具有最佳的准确性，两种填粒小柱比较结果见表2。

表2 两种填料小柱比较结果Tab.2 Comparison results of two kinds of packed columns

2.2 多反应监测（MRM）方法的建立

多反应监测（MRM）方法条件见表3。

表3 MRM方法条件Tab.3 MRM method conditions

取利谷隆溶液标准物质，准确移取1.0mL，置于100mL棕色容量瓶内，加甲醇定容至刻度，混匀；再准确移取上述溶液1.0mL，置于10mL棕色容量瓶内，加甲醇定容至刻度，混匀，制备每1.0mL溶液中含利谷隆100ng·mL-1的测试液；同法配制草甘膦、百草枯、氟乐灵、乙草胺测试液。分别取上述测试液，通过全扫描模式（Q1 SCAN），得到上述待测除草剂对应的母离子；再通过产物离子扫描（Prduct SCAN）模式，得到各母离子对应的产物离子；最后选择响应较强的两个产物离子，分别作为定量离子和定性离子，对选择的离子对进行碰撞电压（CE）和去簇电压（DP）的优化，建立上述5种待测除草剂的多反应监测，即MRM方法。

2.3 标准曲线、曲线范围及检测限

分别取1.3.1利谷隆、草甘膦、百草枯、氟乐灵、乙草胺储备液，分别精密移取适量，加甲醇制备每1mL溶液含利谷隆、草甘膦、百草枯、氟乐灵、乙草胺分别为0.005、0.01、0.05、0.1、0.5、2.5μg的标准曲线溶液，采用1.4色谱和质谱条件分别进样，以质量浓度为横坐标（x），峰面积为纵坐标（y）绘制标准曲线；以样品0.005μg·mL-1计算检测限，以接近检测限浓度的样品计算检测限，结果见表4，谱图见图1。

表4 标准曲线、曲线范围及检测限Tab.4 Standard curve,curve range and detection limit

图1 典型谱图Fig.1 Typical spectrum

2.4 加标回收率试验

取空白基质土壤样品，按1.3.3前处理方法，在取样后，分别加入1.3.1利谷隆、草甘膦、百草枯、氟乐灵、乙草胺储备液适量，制备含利谷隆、草甘膦、百草枯、氟乐灵、乙草胺加标终点浓度分别为0.005、0.05和2.5μg·mL-1的溶液，每个浓度点加标溶液平行制备5份；采用1.4色谱和质谱条件分别进样，计算3水平加标回收率，见表5。

由表5可知，5种除草剂的平均加标回收率均在87.2%~101.5%之间，方法准确度满足测试要求。

表5 加标回收率结果（%）Tab.5 Results of spiked recovery

2.5 方法精密度试验

取空白基质土壤样品，按1.3.3前处理方法，在取样后，分别加入1.3.1利谷隆、草甘膦、百草枯、氟乐灵、乙草胺储备液适量，制备含利谷隆、草甘膦、百草枯、氟乐灵、乙草胺加标终点浓度为0.05μg·mL-1的溶液，平行制备6份；采用1.4色谱和质谱条件分别进样，根据检测结果计算精密度相对标准偏差，即RSD。结果利谷隆、草甘膦、百草枯、氟乐灵、乙草胺精密度RSD分别为3.2%、2.1%、2.8%、3.0%和4.1%，表明方法精密度良好。

3 结论

本文建立了采用固相萃取法将绿化带土壤中的利谷隆、草甘膦、百草枯、氟乐灵、乙草胺5种除草剂进行富集、净化和洗脱，液相色谱质谱法进行定量、定性检测。实验结果证明，此方法操作简单，具有灵敏度高、检测准确度好等特点，适用于绿化带土壤中除草剂微量残留的分析。