气相色谱–质谱法同时测定土壤中的4 种丙烯酸酯类农药

章彦琳，沈荷美

(浙江杭康检测技术有限公司，杭州 310011)

随着农业及农业投入品的迅速发展，我国已成为全世界生产和使用农药最多的国家。据统计，农业投入品如农药，在使用过程中，约80%未起到杀虫作用，而随着雨水、沉降等作用进入到土壤系统中。丙烯酸酯类农药主要通过作用于真菌的线粒体呼吸链中的细胞色素复合物，阻止电子传递进而起到杀虫的作用，具有内吸活性好、广谱杀菌、调节植物生长等特点［1–6］。丙烯酸酯类农药非常容易溶解于水中，意味着它在环境中的流动性非常大，尤其对水生生物影响较大。因此加强土壤中丙烯酸酯类农药的监测［7–10］，具有十分重要的现实意义。

土壤中农药残留的提取、净化方法主要有凝胶净化色谱法、分散固相萃取法和加速溶剂萃取法等。国内外部分学者进行了大量研究，余卫娟、郑健琨等采用凝胶渗透色谱法检测土壤中阿特拉津等农药残留［11–12］；孙明娜、李欣等研究了分散固相萃取提取法检测土壤中酰胺类除草剂等农药残留的方 法［13–14］；梅文泉、葛谦等研究了快速溶剂萃取法检测土壤中戊唑醇等农药残留的方法［15–16］；吴小春、王娜等研究了分散固相萃取法检测土壤中氰氟草酯和双草醚等农药残留的方法［17–18］。凝胶净化色谱法自动化程度高，但仪器价格昂贵，方法不便于推广；分散固相萃取法提取速度快，实验成本低，但处理步骤复杂，且提取率偏低导致检测准确度偏低，不适用于土壤中极微量农药残留的检测；加速溶剂萃取法在一定的温度、压力条件下，采用有机溶剂萃取，实验在密闭条件下进行，具有有机溶剂用量少、环境污染小、操作简便、效率高等特点［9–11］。目前关于土壤中丙烯酸酯类农药残留检测的研究很少，笔者建立了一种加速溶剂萃取法提取土壤中的4 种丙烯酸酯类农药，用GC–MS／MS 法定性定量检测的分析方法，实验表明该方法具有操作简单、准确度高、重复性好等优点。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

气相色谱–质谱联用仪：TQ 8040 型，日本岛津科技有限公司；

加速溶剂萃取仪：Dionex ASE 300 型，美国热电科技有限公司；

电子天平：AB135S 型，感量为0.1 mg，瑞士梅特勒科技有限公司；

嘧菌酯、嘧菌胺、苯氧菌胺、醚菌酯标准溶液：浓度均为100 μg／mL，农业部环境保护科研所；

丙酮、乙酸乙酯：色谱纯，美国Tedia 试剂有限公司；

氦气：纯度不小于99.999%，浙江海天气体有限责任公司；

氩气：纯度为99.999%，浙江海天气体有限责任公司；

氟罗里硅土：13～15 μm，农残级，国药集团上海化学试剂厂。

1.2 仪器工作条件

1.2.1 色谱条件

色谱柱：HP–5MS 毛细管柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm，美国安捷伦科技有限公司)；进样口温度：250℃；载气：氦气，流量为1.6 mL／min；进样方式：不分流进样；进样体积：1 μL；程序升温设置：初始温度70℃，保持2 min，以20℃／min 升至200℃，保持8 min，再以15℃／min 升至280℃，保持5 min。

1.2.2 质谱条件

离子源：EI 源；电离能量：70 eV；离子源温度：230℃；接口温度：260℃；碰撞气：氩气；溶剂延迟时间：2.5 min；监测模式：多反应监测(MRM)；定性、定量离子与保留时间列于表1。

表1 种丙烯酸酯类农药的保留时间、定性、定量离子

1.3 样品处理

1.3.1 样品预处理

将采集到的土壤样品除去根茎叶等杂物后自然风干，粉碎后过250 μm（60 目）筛备用。

1.3.2 样品提取

称取5.0 g 预处理后的样品，加入2.5 g 左右的氟罗里硅土与样品充分混匀后，放入加速溶剂萃取仪的33 mL 萃取小池中，按照表2 的萃取条件于加速溶剂萃取仪中萃取。收集全部提取液，于氮吹仪上吹至近干，用丙酮定容至1 mL，涡旋1 min 后，用0.45 μm 滤膜过滤。

表2 加速溶剂萃取仪萃取条件

1.4 标准储备溶液配制

精密移取质量浓度均为100 μg／mL 的嘧菌酯、嘧菌胺、苯氧菌胺、醚菌酯标准溶液，用丙酮作溶剂，配制成嘧菌酯、嘧菌胺、苯氧菌胺、醚菌酯质量浓度均为10 μg／mL 的混合标准储备溶液，置于2～8℃冷藏箱保存，备用。

2 结果与讨论

2.1 萃取溶剂的选择

萃取溶剂的选择使用直接影响样品的净化效果和检测结果的准确度。理想的溶剂既能对目标组分有良好的萃取率，又能有较低的共存物萃出率。分别试验了乙腈、乙酸乙酯、丙酮等溶剂对4 种丙烯酸酯类萃取回收率的影响，结果见表3。

表3 不同溶剂萃取回收率

由表3 可知，乙腈和丙酮作为提取溶剂，回收率较低；乙酸乙酯萃取时，回收率较高；使用体积比为1∶1 的乙酸乙酯–丙酮溶液，4 种丙烯酸酯类的回收率最高。因此选择体积比为1∶1 的乙酸乙酯–丙酮溶液作为萃取溶剂。

2.2 萃取温度及提取时间的优化

萃取温度与提取时间直接影响最终目标物的萃取效率。为得到最佳的萃取温度，测试了50～90℃温度区间内4 种丙烯酸酯类残留的趋势变化。研究发现随着温度的升高，各农药残留萃取效率增加显著，升温70℃以后，萃取效率提高缓慢。因此确定70℃作为最佳萃取温度。

于萃取仪中设置4，6，8 min 三个不同的静态提取时间，保持其它参数不变，考察不同提取时间对4种丙烯酸酯类残留的影响。结果发现，提取6 min比提取4 min 各丙烯酸酯类残留回收率均有较大的提升，而提取8 min，回收率未见明显的提高。因此选择6 min 作为最终静态提取时间。

2.3 质谱参数的优化

首先采用SCAN 全扫描方式确定嘧菌酯、嘧菌胺、苯氧菌胺、醚菌酯农药的母离子和保留时间；对母离子进行再扫描，得到相应的特征离子对，选择响应值高的一对离子对作为定量离子对，再选择2 对离子对定性。离子对结合色谱保留时间定性及响应高的离子对定量，使定性定量结果更加准确、可靠。初步设定MRM 扫描模式，对碰撞时间、碰撞电压、离子比率等进行优化，使三种农残的响应值及灵敏度达到最优状态，最终确定采用MRM 方法。4 种农药的质谱参数见1.2 中的表1，标准谱图见图1。

2.4 线性方程、线性范围及检出限

图1 4 种农药残留标准色谱图

吸取一定量的10 μg／mL 混合标准储备溶液，配制成4 种农药质量浓度均分别为0.05，0.1，0.5，1.0，2.0，5.0 µg／mL 的系列标准工作溶液，按1.2 仪器工作条件进样分析。以4 种丙烯酸酯类农药的质量浓度为横坐标，色谱峰面积响应值为纵坐标，绘制工作曲线，以3 倍信号噪声比(S／N)计算各农药的检出限。计算得线性方程、回归系数及检出限见表4。

表4 4 种农药线性方程、相关系数及检出限

2.5 加标回收与精密度试验

在确定不含以上4 种丙烯酸酯类农药的土壤中，加入最终质量浓度均分别为0.1，0.5，1.0 mg／kg的混合标准溶液进行加标回收试验。每个加标点的样品平行进样6 次，考察仪器的精密度。加标回收与精密度试验结果见表5。由表5 可以看出，4 种丙烯酸酯类农药的加标回收率良好，测定结果的相对标准偏差为2.49%～4.29%，符合分析测试的要求。

2.6 实际样品的测定

采集本地区20 份土壤样品，用该方法进行测定，结果表明，4 种丙烯酸酯类农药均未检出。表明该地区目前未受到丙烯酸酯类农药的污染。

3 结语

建立了快速溶剂萃取–气相色谱质谱联用法同时测定土壤中的4 种丙烯酸酯类(嘧菌酯，嘧菌胺，苯氧菌胺，醚菌酯)残留量的分析方法。该方法应用于土壤中丙烯酸酯类检测，具有样品前处理简单、灵敏度高、重复性好等优点。该方法适用于土壤中极微量农药残留的检测，为国家标准建立提供技术参考，并为当地农业投入品的合理、正确使用提供技术依据。

表5 4 种农药加标回收与精密度试验结果

化合物(mg·kg–1) 测得量／(mg·kg–1) 平均值／(mg·kg–1)加标量／ 平均回收率／%RSD／%0.1 0 0.0.0 8862 1 0 21，，00.0.0 8836 1 4 21，，00.0.0 8895 2 4 16， 0.085 40 00.4.4 6453 9 9，，00.4.4 8835 1 1，，00.4.4 3756 4 9， 0.465 091.4 00.9.9 8323 6 6，，00.9.9 7838 5 7，，00.9.9 5323 2 8， 0.960 7 00.0.0 8813 8 2 24，，00.0.0 8836 6 5 62，，00.0.0 8884 7 8 19， 0.084 80 00.4.4 7463 3 6，，00.4.4 9712 2 1，，00.4.4 5689 1 4， 0.468 492.2 00.9.9 9912 2 8，，00..997825 1 4，，00.9.9 6794 1 8， 0.980 9 00.0.0 8803 7 3 52，，00.0.0 8826 5 5 95，，00.0.0 8851 6 6 49， 0.083 40 00.4.4 8551 2 6，，00.4.4 9609 3 5，，00.4.4 7683 9 4， 0.473 292.6 00.9.9 8796 3 3，，00.9.9 9825 6 8，，01.9.0 7764 4 0， 0.999 1 00.0.0 8991 9 2 86，，00.0.0 8982 7 5 51，，00.0.0 8891 9 6 69， 0.089 00 00.4.4 6788 9 4，，00.4.4 7807 8 6，，00.4.4 2696 9 9， 0.467 194.6 00.9.9 4998 9 4，，00.9.9 7688 5 8，，00.9.9 5816 2 0， 0.972 1嘧菌酯0.5 3.34 1.0 0.1 嘧菌胺0.5 2.48 1.0 0.1 苯氧菌胺0.5 3.17 1.0 0.1 醚菌酯0.5 4.29 1.0

［3］ 许静，孔德洋，宋宁慧，等.甲氧丙烯酸酯类杀菌剂的环境降解特性研究［J］.农业环境科学学报，2013，32(10): 2 005–2 011.

［4］ 叶常明.农药在土壤中归趋模型的研究进展［J］.环境化学，2005(1): 1–6.

［5］ 何秀玲，张一宾.甲氧基丙烯酸酯类和酰胺类杀菌剂品种市场和抗性发展情况［J］.世界农药，2013，35(3): 14–19.

［6］ 郭敏，吴文铸，张圣虎，等. 2 种甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂在土壤中的降解吸附特性及对地下水的影响［J］.生态与农村环境学报，2017，33(5): 460–465.

［7］ 吴洁珊，冯家望，任永霞，等.气相色谱测定柑橘中多种甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的残留量［J］.农药，2011，50(10): 754–755.

［8］ 薄海波，王金花，郭春海，等.气相色谱／质谱法测定食品中甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂残留［J］.分析化学，2008(11): 1 471–1 475.

［9］ 张莉，李科，刘佳，等.加速溶剂萃取–GC–MS 检测土壤中萘及其取代衍生物［J］.湖北农业科学，2019，58(7): 108–110.

［10］ 田丙正，张敏，张付海，等.加速溶剂萃取和净化–气相色谱–串联质谱法测定典型污染场地土壤中多氯联苯残留［J］.中国环境监测，2018，34(5): 104–112.

［11］ 余卫娟，胡文凌，俞丽琅，等.凝胶渗透色谱净化–高效液相色谱–串联质谱法测定土壤中的阿特拉津［J］.理化检验（化学分册），2016，52(11): 1 310–1 314.

［12］ 郑健琨，张静，杨中，等.在线GPC–GCMS 测定土壤中多组分农药残留的研究［J］.安徽农业科学，2011，39(9): 5 306–5 307.

［13］ 孙明娜，王梅，余璐，等.基质分散固相–液质联用法检测稻田水和土壤中氰氟草酯和双草醚残留［J］.环境化学，2017，36(3): 691–694.

［14］ 李欣.分散固相萃取–气相色谱–质谱法测定土壤中8 种菊酯类农药的残留量［J］.干旱环境监测，2018，32(3): 97–101.

［15］ 梅文泉，黎其万，方海仙，等. QuEChERS–气相色谱–质谱法测定土壤中6 种酰胺类除草剂残留［J］.色谱，2017，35(12): 1 317–1 321.

［16］ 葛谦，马芸，苟春林，等.QuEchers 结合HPLC–MS／MS 法测定小麦和土壤中吡蚜酮的残留量［J］.农药，2016，55(7): 520–523

［17］ 吴小春，姚科伟，魏双利，等.快速溶剂萃取–气相色谱质谱法测定土壤中戊唑醇残留量［J］.化学分析计量，2015，24(3): 76–78.

［18］ 王娜.加速溶剂萃取–固相萃取净化–色谱法测定土壤中的多环芳烃和有机氯［J］.环境化学，2013，32(3): 524–525.