加速溶剂萃取-GC-MS/MS法测定杨梅种植土壤中5种菊酯类农药

蔡邦成，赵胜豪，张卫东

1. 南京国环科技股份有限公司（南京 210042）；2. 生态环境部南京环境科学研究所（南京 210042）

拟除虫菊酯类农药[1-3]是继有机氯、有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂后研发的具有里程碑意义的杀虫剂，其具有广谱性、速效、低毒、低残留、对作物安全等特点；中国是世界上生产和使用杀虫剂大国，目前核准的杀虫剂生产企业2 000多家，大部分生产企业专业化程度低、产量小、利用率低，另外农药在施用过程中，约60%直接进入到土壤环境，极易造成土壤环境中农药污染；菊酯类农药如氰戊菊酯，是中国广泛应用的一种杀虫剂，由于其残留期较长，对部分非目标生物及水生生物毒性很大，因此加强对土壤中常见的菊酯类农药的监测，具有十分重要的现实意义。

土壤中农药提取的常用方法[4-9]有液液萃取法、固相萃取法和加速溶剂萃取法等。固液萃取法，提取效率较低，且易受到基质干扰，影响定量结果；固相萃取法净化效果好，但经过柱处理后，检测准确度偏低；加速溶剂萃取法[10-11]是近些年发展起来的新型提取方法，具有提取效率高、污染小等特点，试验研究建立加速溶剂萃取-GC-MS/MS法测定杨梅种植土壤中氰戊菊酯等5种常见菊酯类农药残留的分析方法。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

TQ 8040型三重四极杆气相色谱-质谱仪（日本岛津仪器公司）；质谱专用色谱柱DB-5 MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm，美国安捷伦科技公司）；加速溶剂萃取仪（ASE 350型，Dionex公司）。

标准溶液：氰戊菊酯、联苯菊酯、甲氰菊酯、氯菊酯和溴氰菊酯（浓度均为100 μg/mL，溶剂均为正己烷，农业部环境保护科研所）；正己烷、乙酸乙酯（均为色谱纯，美国默克）；弗罗里硅土（80～100目，分析纯，美国Sigma公司）。

1.2 色谱质谱条件

毛细管色谱柱：DB-5 MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）。色谱柱温度程序：60 ℃保持1 min，以30 ℃/min程序升温至150 ℃，以10 ℃/min升温至250 ℃保持3 min；以10 ℃/min升温至300 ℃，保持5 min；进样口温度270 ℃；载气，氦气，纯度＞99.999%；载气流量1.7 mL/min；进样方式，不分流进样；2 min后打开分流阀和隔垫吹扫阀；进样体积1 μL。

离子源EI源；轰击能量70 eV；离子源温度240℃；接口温度270 ℃；碰撞气，氩气，纯度＞99.999%；溶剂延迟时间3 min。

选择离子监测（MRM）：每种化合物分别选择1个定量离子，2个定性离子。每组所有需要检测的离子按照出峰顺序，分时段分别检测。

1.3 方法

1.3.1 样品萃取、净化

将杨梅种植土壤样品风干、过筛。称取5.0 g该土壤样品与2.5 g氟罗里硅土，混合均匀后加入加速溶剂萃取仪萃取池中，萃取条件为：萃取溶剂，乙酸乙酯∶正己烷（2∶3，V/V），压力10.2 MPa，萃取温度85 ℃，冲洗体积50%，循环次数3次，吹扫时间40 s，静态提取时间10 min。将所得提取液于45 ℃水浴氮吹仪上吹至近干，用正己烷溶剂定容到5 mL，涡旋混匀，经0.2 μm滤膜过滤后，作为供试品溶液进样色谱质谱系统。

1.3.2 标准溶液配制

标准储备液：分别移取1 mL质量浓度100 μg/mL的氰戊菊酯、联苯菊酯、甲氰菊酯、氯菊酯和溴氰菊酯标准溶液，用正己烷溶剂溶解配制成10 μg/mL标准储备液；置于2～8 ℃冷藏箱保存。

2 结果与讨论

2.1 质谱参数优化

普通的单重四极杆气相色谱质谱仪对同等类型的农药组分分离度较差。选择三重四极杆串联质谱分析样品，对同类型重叠菊酯类农药选择其特征子离子进行定性，能有效解决单四极杆的缺陷。对10 μg/mL的5种菊酯类农药以SCAN模式全扫描，得到每种农药的母离子和保留时间；对母离子再次扫描，得到对应的特征离子对。以灵敏度最高的1对作为定量离子对，再选择2对离子对定性。各农药的保留时间结合定性离子对综合考评，检测结果更加准确、可靠。典型标准谱图见图1，相关质谱参数见表1。

表1 质谱参数

2.2 萃取溶剂的选择

萃取溶剂一般依据目标化合物的极性，根据“相似相溶”规则来选择。菊酯类农药多为非极性化合物，考察乙酸乙酯、正己烷等溶剂对菊酯类农药的萃取效率的影响。研究发现，菊酯类农药用正己烷和乙酸乙酯混合溶剂提取时比单纯用乙酸乙酯或正己烷萃取要高很多。因此，进一步考察乙酸乙酯与正己烷以不同体积配比作萃取溶剂时的影响。结果见表2。因此，选择体积比2∶3乙酸乙酯-正己烷溶液作为萃取溶剂。

表2 不同溶剂配比萃取的回收率结果

2.3 加速溶剂萃取条件的优化

2.3.1 萃取温度

萃取温度为萃取中重要因素之一。一般情况下，升高温度可加速分析物快速进入至溶剂中，目标物的萃取效率呈上升趋势。考虑到萃取溶剂乙酸乙酯与正己烷沸点较低，保持其他萃取条件不变，考察40～70℃温度范围内菊酯类农药残留的趋势变化。结果发现，随着温度升高，菊酯类农药回收率相继呈上升趋势；温度70 ℃时，回收率变化不是很大。因此，选择60 ℃作为最终萃取温度。

2.3.2 萃取时间

一般情况下萃取时间越长，目标物的萃取效率越高。将萃取时间设定为8，10和12 min，其他萃取条件不变，考察3个时间点菊酯类农药的萃取效率。结果发现萃取时间8 min时回收率最低，10和12 min的回收率相差不大。为节约时间，选择10 min萃取。

2.4 线性范围及检出限

吸取若干体积1.3.2的标准储备液，用正己烷稀释并配制成质量浓度分别为0.02，0.05，0.10，0.50，1.00和2.00 μg/mL的系列标准曲线溶液，按1.2的色谱质谱条件，以MRM模式在气相色谱质谱仪上进样测试。以菊酯类农药的质量浓度对应峰面积响应值绘制工作曲线。以空白土壤样品的低质量浓度（0.02 μg/mL）加标回收的响应为基础，以3倍信号噪声比值（S/N）定为方法的检出限，曲线方程、相关系数及检出限结果见表3。

2.5 回收率与精密度测试

称取5.0 g空白土壤样品，加入一定量的混合标准液，使5种菊酯类农药最终浓度分别为0.05，0.10和0.50 mg/kg，按照1.3方法处理样品，考察不同浓度点的回收率。进样气相色谱质谱仪检测时每个加标点的样品设置平行进样6次，考察6次进样仪器的精密度测试结果。检测结果详见表4。

表3 标准曲线、相关系数及检出限

表4 回收率与精密度结果

由表4可以看出，5种菊酯类农药3个浓度点的加标回收良好，回收率均在78.6%～97.3%之间；精密度测试结果均小于5%。

2.6 实际样品的测定

采集山上及山脚的杨梅种植土壤，各2批，运用加速溶剂萃取气相色谱串联质谱法对5种菊酯类农药进行监测。结果显示，山脚的2批土壤分别检出联苯菊酯和氰戊菊酯，检出结果均在检出限以内。

3 结论

研究建立一种加速溶剂萃取-气相色谱串联质谱检测杨梅土壤中5种菊酯类农药残留的分析方法。优化质谱参数及加速溶剂萃取条件，该方法样品处理简单，净化效果好，准确度及精密度均较高。此次试验为土壤中菊酯类农药残留的检测提供可靠的方法依据。