气相色谱-串联质谱法测定灌溉水中二甲四氯异辛酯的残留量

黄 亮，刘芯成，朱萌萌，陈卢涛，周婷婷，胡晋峰，王川丕*

(1.绿城农科检测技术有限公司，浙江 杭州 310000； 2.安徽农业大学 茶与食品科技学院，安徽 合肥 230036)

气相色谱-串联质谱法测定灌溉水中二甲四氯异辛酯的残留量

黄 亮1，刘芯成1，朱萌萌1，陈卢涛1，周婷婷1，胡晋峰2，王川丕1*

(1.绿城农科检测技术有限公司，浙江 杭州 310000； 2.安徽农业大学 茶与食品科技学院，安徽 合肥 230036)

建立了灌溉水中2甲4氯异辛酯残留量的气相色谱- 串联质谱(GC- MS/MS)检测方法，并模拟实际生产环境，对2甲4氯异辛酯的稳定性进行研究。灌溉水样品经二氯甲烷液- 液萃取或QuEChERS乙腈提取，PSA、C18净化后，分别在GC- MS/MS上进行检测分析，采用外标法定量。结果表明，2甲4氯异辛酯在0.01～0.5 mg·L-1内相关系数可达0.999以上，具有良好的线性关系；共选择3个离子对，其中一组用于定量：m/z200.00/141.00，另外两组用于定性确证：m/z200.00/77.10、200.00/107.10。2种方法平均回收率在85%～109%之间，相对标准偏差均小于5%。实验结果表明，2种方法提取效果、回收率和重复性均较好，但QuEChERS方法操作步骤简便，提取时间缩短，试剂使用量减少；2甲4氯异辛酯在灌溉水中半衰期为2.18 d，在室温、正常光照条件下，4 d后降解速度减慢并趋于稳定，为实际生产中合理施药提供了一定的参考依据。

2甲4氯异辛酯； GC- MS/MS； QuEChERS； 稳定性

2甲4氯异辛酯(MCPA 2- ethylhexyl ester)属于苯氧乙酸类除草剂，其高效、低毒、对人畜植物安全及防治植物病害广泛[1- 2]，常与2甲4氯、氯氟吡乙酸甲基庚酯、莠灭净等除草剂混配，应用于小麦、水稻、玉米、甘蔗田等阔叶杂草的防除[3- 4]。宋敏等[5]研究双氟磺草胺、氯氟吡氧乙酸、2甲4氯异辛酯混配剂在小麦田阔叶杂草的防治上，效果较好，对小麦安全且增产效果显著。赖开平等[6]研究2甲4氯异辛酯与莠灭净按有效成分9∶5比例混配，可以有效预防大多数蔗田杂草。

随着除草剂的大量使用，也带来不可忽视的环境污染问题。我国规定2甲4氯(钠)在糙米、玉米、甘蔗中最大残留限量为0.05 mg·kg-1[7]。日本肯定列表中规定2甲4氯(包括其盐、酯等残留物)在多种食品中的最大残留限量，大米0.1 mg·kg-1，猪肉0.08 mg·kg-1，矿泉水0.002 mg·kg-1[8]。欧盟规定2甲4氯(包括其盐、酯等残留物)在多种食品中的最大残留限量为0.05 mg·kg-1[9]。目前，对2甲4氯异辛酯的检测主要集中在气相色谱- 氢火焰离子检测器(GC- FID)[3]、气相色谱- 电子捕获检测器GC- ECD[10]、气相色谱质谱(GC- MS)[11]上。气相色谱结合三重四级杆串联质谱通过将母离子打碎获得特异性子离子，具有高灵敏度、高选择性等特点，已广泛用于食品安全、药物分析等领域。本研究建立了灌溉水中2甲4氯异辛酯的气相色谱- 串联质谱测定方法，并对该药在水中的稳定性进行初步探讨，为指导该药在实际生产中合理施药提供了一定的参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

气相色谱- 串联质谱仪(GC- 2010 plus气相色谱仪配TQ8040质谱仪，DB- 5MS色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，日本Shimadzu公司)；ST- 16R离心机(美国Thermo Fisher公司)；BSA2202S电子天平(德国Sartorius公司)；漩涡混合器(美国Henry Troemner 公司)；旋转蒸发仪(瑞士Buchi公司)；KQ5200E超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)；MTN- 5800氮吹仪(天津奥特赛恩斯仪器有限公司)。

2甲4氯异辛酯标准品(纯度95.0%，德国Dr.Ehrenstorfer GmbH公司)；乙腈、丙酮(HPLC级，美国J.T.Baker公司)；正己烷(HPLC级，西班牙Scharlab公司)；SPE固相萃取小柱：硅胶基伯胺仲胺键合相吸附剂PSA、硅胶键合十八烷基氯硅烷C18(天津博纳艾杰尔科技有限公司)；无水硫酸镁、氯化钠、分析纯二氯甲烷(上海凌峰化学试剂有限公司)；实验室所用水均为去离子水；微孔有机滤膜(0.22 μm)。

1.2 供试样品

灌溉水样品采集于蓝城农业科技有限公司蔬菜种植基地，于0～4 ℃条件下保存。

1.3 试验方法

1.3.1 液- 液萃取

量取10 mL样品于125 mL分液漏斗中，加入20 mL二氯甲烷，剧烈振摇1 min，取二氯甲烷层于浓缩瓶中；残渣分别用10 mL二氯甲烷重复提取2次，合并3次提取液，40 ℃下旋转蒸发浓缩至近干，用1 mL正己烷定容，涡旋溶解，用0.22 μm有机滤膜过滤，收集滤液待测定。

1.3.2 QuEChERS

量取10.0 mL样品于50 mL离心管中，用瓶口分液器加入10.0 mL乙腈，涡旋振荡提取1 min，超声10 min；向离心管中加入1.00 g氯化钠、2.00 g无水硫酸镁，涡旋1 min；8 000 r·min-1离心3 min；吸取约6.0 mL加入装有0.3 g C18、0.3 g PSA和1.0 g无水硫酸镁的15 mL离心管中，涡旋1 min后，8 000 r·min-1离心3 min，取5 mL上清液于浓缩瓶中，40 ℃下旋转蒸发浓缩至近干，用1 mL正己烷定容，涡旋溶解，用0.22 μm有机滤膜过滤，收集滤液待测定。

1.3.3 2甲4氯异辛酯在灌溉水中的稳定性试验

取灌溉水10.0 mL于50 mL离心管中，加入浓度为1.00 mg·L-1的2甲4氯异辛酯标准溶液1.00 mL，混匀后加盖密闭，共配制待测样品24个，置于恒温(25±1)℃、光照∶黑暗时间比为15 h∶9 h的培养箱中，分别于0、1、2、3、4、5、6、7 d后依次取出3个样品进行检测，检测方法同1.3.1。

1.3.4 标准溶液的配制

称取2甲4氯异辛酯0.070 4 g，用色谱纯丙酮定容至25.0 mL，得到约2.68×103mg·L-1的2甲4氯异辛酯标准储备溶液，用正己烷稀释为40.0 mg·L-1的2甲4氯异辛酯标准工作溶液，于0～4 ℃保存。

1.3.5 基质工作液的配制

试验中根据需要，分别取1.3.1和1.3.2节所述提取的样品液对标准储备液进行稀释，现配现用。

1.4 试验条件

1.4.1 色谱条件

进样口温度250 ℃，载气为高纯氦气，碰撞气为高纯氩气，纯度≥99.999%，柱流量为1.6 mL·min-1；进样方式为不分流进样，1.0 min后分流阀打开；进样量1 μL；定量方法外标法。

1.4.2 质谱条件

色谱- 质谱接口温度280 ℃；电离方式EI；电离能量70 eV；离子源温度230 ℃；检测器电压：0.99 kV (+0.4 kV)；测定方式：MRM多重反应监测模式。定性、定量离子、碰撞能量等参数见表1。

表1 2甲4氯异辛酯质谱检测参数

注：*表示定量离子

2 结果与分析

2.1 气相色谱- 串联质谱条件优化

在电子轰击离子源(EI)检测模式下对2甲4氯异辛酯进行一级质谱分析(Q3 Scan)，在质谱图中选择分子量较高、离子强度较大的离子为前体离子；设定3～45 eV(每3 eV为1个间隔)的碰撞能量，对得到的前体离子峰进行二级质谱分析(产物离子扫描)；根据二级质谱图，选择离子强度最大的为定量离子(200.00>141.00)，离子强度次之的为定性离子(200.00>77.10，200.00>107.10)。图1为使用优化后的气相色谱质谱条件对2甲4氯异辛酯标准品及试验回收的MRM质谱图。

2.2 液- 液萃取与QuEChERS方法比较

QuEChERS方法[12]于2003年由美国的Steven提出，该方法实质是将固相萃取技术与基质固相分散技术结合在一起，在提取液中直接加入除水剂和杂质吸附剂，提取液经离心后直接进行气相色谱质谱分析[13]。对比试验2种方法，在添加回收率上，液- 液萃取方法的添加回收率为88.0%～109.0%，相对标准偏差(RSD)为2.2%～3.6%；QuEChERS方法的添加回收率为85.0%～106.0%，相对标准偏差为0.6%～1.5%，因此QuEChERS方法的RSD更小，稳定性更好。在提取溶剂上，液- 液萃取需求提取液的总体积为40 mL，样品中的农药才能被完全萃取出来；而采用QuEChERS方法，仅需要10 mL乙腈就能满足要求。在操作过程上，液- 液萃取在前处理时需要反复震荡萃取，操作过程较多，导致样品中农药的损失增大；而QuEChERS方法提取和净化均在离心管内进行，操作简便，分析速度快，1 h内能完成6个样品的处理。2种处理方法均能满足检测要求，但QuEChERS方法操作简便、处理时间缩短、试剂使用量少，更适合大批量样品的检测工作。

图1 2甲4氯异辛酯MRM色谱图

2.3 2甲4氯异辛酯在灌溉水中稳定性的测定

水样品中的农药残留在贮存过程中的稳定性不仅与农药本身的性质、水中所含微生物、水的pH值等有关，且与其质量浓度有关，质量浓度越低在贮存期内越容易发生分解[14]。Mouvet等[15]将不同浓度的4种除草剂(异丙隆，苯达松，特丁津和甲草胺)添加到地下水、地表水和土壤水中，并贮存在4 ℃棕色瓶中，结果发现，高质量浓度农药残留在贮存过程中比低质量浓度稳定，且在地下水中比地表水和土壤水中稳定。本研究在实验室模拟了大田中正常温度和光照条件下。2甲4氯异辛酯在灌溉水中的降解计算采用一级动力学方程式(Ct=C0e-kt)，半衰期为2.18 d。

图2显示，以2甲4氯异辛酯在0 h时的浓度(1.00 mg·L-1)为初始浓度，随着时间的延长，2甲4氯异辛酯含量逐步降低，在1、2、3 d时的浓度分别较0 d降低20.5%、40.2%和56.3%，在5、6和7 d时浓度仅为0 d时的14.1%、12.5%和5.13%。表明2甲4氯异辛酯在室温、正常光照条件下，4 d后降解速度减慢并趋于稳定。

图2 2甲4氯异辛酯在灌溉水中残留量消解动态

2.4 方法的线性范围、加标回收率、精密度和定量限

取0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5 mg·L-16个质量浓度的2甲4氯异辛酯农药，按优化色谱条件进样1 μL，以峰面积为纵坐标，标准样品的质量浓度为横坐标绘制标准曲线，其线性回归方程为Y=1.0×106X+3 097.1，相关系数R2为0.999 8，在0.01～0.5 mg·L-1范围内呈显著线性关系，满足定量分析的要求。以信噪比S/N≥3估算仪器的检出限(LOD)、S/N≥10估算仪器的定量下限(LOQ)分别为0.245、0.816 μg·kg-1。

称取不含农药的灌溉水样品，分别添加0.00100、0.100和1.00 mg·kg-1不同水平的2甲4氯异辛酯标准溶液进行添加回收试验，每个添加水平重复3次。

从表2中可以看出，液- 液萃取方法的添加回收率为88%～109%，相对标准偏差为2.2%～3.6%；QuEChERS方法的添加回收率为85%～106%，相对标准偏差为0.6%～1.5%。2种前处理方法均符合残留量测定要求，2甲4氯异辛酯的添加回收色谱图见图1。

表2 2甲4氯异辛酯的加标回收率及相对标准偏差

3 小结

本文建立了气相色谱- 串联质谱分析灌溉水中2甲4氯异辛酯除草剂的农药残留的液- 液萃取方法和QuEChERS方法，并将2种方法进行比较，样品经二氯甲烷直接萃取或乙腈提取，PSA、C18净化后，进入GC- MS/MS检测分析，利用外标法进行定量。结果表明，2种方法均能满足检测要求，但QuEChERS方法操作步骤简便，提取时间缩短，试剂使用量减少，更适合用于大批次2甲4氯异辛酯样品的检测分析；模拟大田实际环境，对2甲4氯异辛酯在水中的稳定性进行分析表明，该药在水中的半衰期为2.18 d；在室温、正常光照条件下，前4 d降解速度较快，第5天降解速度减缓。本研究揭示了2甲4氯异辛酯在正常环境条件下的降解规律，为实际生产中的施药提供了一定的参考依据。

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(责任编辑：张瑞麟)

2016- 11- 01

黄 亮(1984—)，助理工程师，本科，从事农产品质量安全研究工作，E- mail：61369800@qq.com。

王川丕，E- mail：179560835@qq.com。

10.16178/j.issn.0528- 9017.20170344

S481+.8

B

0528- 9017(2017)03- 0504- 04

文献著录格式：黄亮，刘芯成，朱萌萌，等. 气相色谱- 串联质谱法测定灌溉水中二甲四氯异辛酯的残留量[J].浙江农业科学，2017，58(3)：504- 507.