分散液液微萃取-气相色谱-质谱法测定鱼塘水中24种农药

徐仿敏，徐若沦，刘凌云，魏万里

近年来，鱼塘投毒案件经常发生，而对所用毒物的检验是该类案件的最直接证据。但是，一般鱼塘面积较大，水体中毒物的浓度很低，这就给毒物的提取和检验带来很多困难。

目前鱼塘水中毒物提取常用的方法有液液萃取［1-5］、液 液 微 萃 取［6－8］、固 相 萃 取［9－16］、固 相 微 萃取［17－19］等。液液萃取作为最早使用的提取方法，需要使用大量的水样以及大体积的有机溶剂，检出限较高，而且大量的有机溶剂对人员和环境造成一定的伤害。固相萃取可以富集大体积水样而降低方法的检出限，但是操作繁琐，耗时太长；分子印迹固相萃取技术由于其只对特定目标物具有很高的富集效果导致其使用范围狭窄。固相微萃取采用不同材质的萃取头，具有对目标分析物富集效率高，不使用有机溶剂等优点，但是萃取头的成本高、容易损坏，解析不完全，易污染等缺点限制了其使用。分散液液微萃取技术是2006年由BERIJANI等［20］提取，因其具有耗时短、富集效率高、操作简便、绿色无污染等优点而被广泛应用。

本工作建立一种分散液液微萃取-气相色谱-质谱检测方法来测定鱼塘水中的农药，分别挑选7种农药（甲草胺、毒死蜱、甲氰菊酯、呋喃丹、马拉硫磷、硫丹α、硫丹β）作为目标分析物建立方法，并使用24种常见农药对方法进行评价。

1 试验部分

1．1 仪器与试剂

Varian 3800 Sat ur n 2200型气相色谱-质谱仪；TDL-802B型台式离心机；BP 190S型分析天平。

24种农药单标准储备溶液：1．000 g·L－1，分别称取24种农药标准品各10 mg，用甲醇溶解并定容至10 mL。

7种农药混合溶液：分别移取呋喃丹标准储备溶液40μL，甲草胺、毒死蜱、甲氰菊酯、呋喃丹、马拉硫磷、硫丹α、硫丹β标准储备溶液各8μL至100 mL容量瓶中，用去离子水稀释至刻度。

甲醇、乙醇、丙酮、乙腈、四氯化碳、氯苯、四氯乙烯均为色谱纯。

1．2 仪器工作条件

1）色谱条件 VF-5 MS毛细管色谱柱（30 m×0．25 mm，0．25μm）。柱升温程序：初始温度80℃，保持1 min；以10℃·min－1速率升温至260℃，保持2 min；以20℃·min－1速率升温至280℃，保持13 min。载气为氦气，流量1．0 mL·min－1；进样口温度280℃；进样量1μL，不分流进样。

2）质谱条件 电子轰击（EI）离子源；离子阱温度150℃；歧管温度45℃；传输线温度220℃；溶剂延迟3．3 min；选择离子监测（SI M）模式，扫描范围50～450 amu；EI电压70 e V。

1．3 试验方法

在尖底离心试管中，加入样品5．00 mL，然后快速加入乙醇1．0 mL、四氯乙烯30μL，形成乳浊液体系，室温放置5 min后，以4 000 r·min－1的转速离心5 min，提取离心试管底部的沉积相，在仪器工作条件下进样分析。

2 结果与讨论

2．1 分散液液微萃取条件的选择

在分散液液微萃取过程中，分散剂和萃取剂的种类、用量，萃取时间等影响因素都需要进行选择，试验中使用呋喃丹质量浓度为400μg·L－1，其余6种农药的质量浓度均为80μg·L－1的7种农药混合溶液，按照试验方法进样分析，计算目标物的峰面积。

2．1．1 分散剂和萃取剂

在分散液液微萃取中，要求分散剂既要能与样品溶液互溶，同时还要与萃取剂互溶，萃取剂的要求是密度必须比水大。试验分别以甲醇、乙醇、丙酮、乙腈作为分散剂，以氯苯、四氯化碳、四氯乙烯作为萃取剂，根据目标物的峰面积来选择最优的分散剂和萃取剂。不同分散剂和萃取剂对萃取效果的影响见图1。

图1 不同分散剂和萃取剂对萃取效果的影响Fig．1 Effect of different dispersant and extraction solvent on t he extraction efficiency

由图1可知：萃取剂选择四氯乙烯的时候，所有目标分析物的峰面积都较大，表明目标分析物的回收率较好；再对所使用的4种分散剂进行比较，发现选用乙醇作为分散剂时，目标分析物的峰面积均较大。因此，试验选择乙醇和四氯乙烯分别作为分散剂和萃取剂。

2．1．2 分散剂的用量

在分散液液微萃取中，分散剂乙醇的用量，直接影响“水-乙醇-四氯乙烯乳浊液”体系的形成，导致萃取剂在水中的分散程度发生改变而影响萃取效率。试验考察了乙醇用量（0．25，0．5，0．75，1．0，1．5 mL）对萃取效率的影响，结果见图2。

图2 分散剂用量对萃取效果的影响Fig．2 Effect of t he dosage of dispersant on t he extraction efficiency

由图2可知：大部分目标分析物的峰面积先随乙醇用量的增加而增大，在乙醇用量为1．0 mL时达到最大，而后又随乙醇用量的增加而减小。这是因为在乙醇用量小的情况下，萃取剂不能均匀地分散在水相中，回收率较低导致峰面积较小；随着乙醇用量的增加，回收率逐渐增大，相应的峰面积也变大；但是乙醇用量继续增加，会使得目标分析物在水中的分配增加，从而导致回收率降低。试验选择乙醇用量为1．0 mL。

2．1．3 萃取剂的用量

萃取剂的用量直接影响沉积相的体积，从而影响萃取效率。试验考察了四氯乙烯用量（10，20，30，40，50μL）对沉积相以及回收率的影响，结果见图3、图4。

图3 四氯乙烯用量对沉积相体积的影响Fig．3 Effect of t he dosage of C2 Cl 4 on t he vol u me of sedi ment phase

由图3和图4可知：随着四氯乙烯用量的增加，沉积相的体积增大，但是回收率却在增大到一定量的时候基本无变化或者略有下降。因此，试验选取四氯乙烯的用量为30μL。

2．1．4 萃取时间

图4 四氯乙烯用量对萃取效果的影响Fig．4 Effect of the dosage of C2 Cl 4 on the extraction efficiency

分散液液微萃取过程是一个能快速达到平衡的萃取过程。分散剂和萃取剂被快速注入样品溶液中，整个溶液体系迅速形成乳浊液，萃取剂被分散在整个溶液中，很快达到萃取平衡。试验考察萃取时间分别为0．5，1，2，5，10 min时对萃取效果的影响，结果见图5。

图5 萃取时间对萃取效果的影响Fig．5 Effect of t he extraction ti me on t he extraction efficiency

由图5可知：随着萃取时间的增加，萃取能迅速达到平衡，一些目标分析物在2 min就能达到较好的萃取效果；当萃取时间达到5 min时，大部分目标分析物都能达到较好的萃取效果，而且随着萃取时间的继续增加，萃取效果基本没有太大变化。因此，试验选择萃取时间为5 min。

2．2 色谱行为及质谱参数

在优化的试验条件下，24种农药混合标准溶液的总离子流色谱图见图6，各农药的保留时间、定性离子和定量离子见表1，其中“＊”为含有同分异构体的农药。

2．3 工作曲线与检出限

以空白水样为基体配制不同质量浓度的24种农药混合标准溶液系列，按试验方法进行测定，每个样品平行进样2次，取平均值。分别以各农药的峰面积为纵坐标，质量浓度为横坐标绘制工作曲线，各农药的线性范围、线性回归方程和相关系数见表2。

图6 24种农药混合标准溶液的总离子流色谱图Fig．6 TIC chr o mat ogra m of mixed standard solution of 24 pesticides

表1 24种农药的保留时间及定性、定量离子Tab．1 Retention ti mes，qualitative ions and quantitative ions of 24 pesticides

根据3倍信噪比计算检出限（3S／N），结果见表2。

表2 线性参数与检出限Tab．2 Linearity parameters and detection li mits

表2 （续）

2．4 精密度与回收试验

根据不同农药的检出限和线性关系，取空白鱼塘水2份，分别加入高、低两种浓度水平的农药混合标准溶液，呋喃丹的加标量为200，1 000μg·L－1，其余23种农药的加标量均为80，400μg·L－1，按试验方法平行测定6次，计算加标回收率和测定值的相对标准偏差（RSD），结果见表3。

表3 精密度与回收试验结果（n＝6）Tab．3 Results of tests f or precision and recovery（n＝6）

2．5 样品分析

按照试验方法对发生鱼中毒死亡的两个鱼塘水样进行分析。样品1中检出硫丹α和硫丹β，其中硫丹α质量浓度为22μg·L－1，硫丹β质量浓度为18μg·L－1。样品2中检出甲氰菊酯，其质量浓度为21μg·L－1。两个样品的色谱图见图7。

本工作采用分散液液微萃取结合气相色谱-质谱法同时快速测定鱼塘水中24种常见农药，方法操作简单、快捷、高效、经济、绿色环保，成功应用于鱼塘投毒案件中硫丹α、硫丹β和甲氰菊酯的检测，可为鱼塘水中常见毒物的筛查提供技术方向。

图7 阳性样品的色谱图Fig．7 Chr o matogra ms of positive samples

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