固相萃取-气相色谱质谱法测定饮用水中9 种农药残留

邱姚瑶，谷贵章，曹秋虹，王新财，曾 坤

（湖州市食品药品检验研究院，浙江湖州 313000）

我国是生产和使用农药最多的国家。农药具有去杂草、除虫害等作用，在我国农业中发挥着不可或缺的作用。然而，大量残留于土壤中的农药经渗入、溶解等途径进入水体，会造成水体严重污染，并随着食物链的逐级积累危害人们的健康[1-2]。因此，做好水体中农药残留的检测意义重大。

日常检测发现，饮用水中的农药残留以敌敌畏、六氯苯、乐果、七氯、百菌清、甲基对硫磷、毒死蜱、马拉硫磷和对硫磷居多。根据《生活饮用水标准检测方法 农药指标》（GB/T 5750.9—2006），上述9 种农药均采用液液萃取-气相色谱法测定，其中，6 种有机磷农药使用火焰光度检测器，3 种有机氯农药使用电子捕获检测器，且需要5 种不同的预处理方法，存在操作烦琐、有机溶剂用量大、环境污染严重等问题[3]。固相萃取技术具有操作简便、萃取效率高、溶剂消耗少和可自动化通量处理等优点，已逐渐取代液液萃取，成为可靠有效的预处理方法[4]。气相色谱-质谱具有灵敏度高、抗干扰能力强的优点，在多组分农药的快速筛查和定性定量方面表现优异[5]。本文旨在以固相萃取技术结合气相色谱-质谱法为饮用水中9 种常见农药建立一种灵敏度高、成本低廉、应用性强的快速测定方法，为饮用水的农药监管提供助力。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

46 批包装饮用水为湖州市市场监督管理局随机抽检样品。

标准品：敌敌畏、六氯苯、乐果、七氯、百菌清、甲基对硫磷、毒死蜱、马拉硫磷和对硫磷（均为1 000 mg·L-1）；甲醇；丙酮；正己烷；乙酸乙酯；氯化钠；Oasis HLB 固相萃取柱（1 g/6 mL）；ENVI-18 固相萃取柱（1 g/6 mL）。

7890B-5977 型气相色谱-质谱仪；Visiprep DL型固相萃取仪；ME2002E 型（精度为0.01 g）电子分析天平；N-EVAP-24 型氮吹仪；Simplicity 型超纯水仪。

1.2 仪器工作条件

1.2.1 色谱条件

DB-35MS 石英毛细管色谱柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；柱初温50 ℃，保持1 min，25 ℃·min-1升至100 ℃，保持0 min，再以5 ℃·min-1升至250 ℃，保持0 min；载气（氦气）流速为1 mL·min-1，恒定流量模式；进样口温度250 ℃，不分流进样，吹扫时间0.75 min，进样量1.0 µL。

1.2.2 质谱条件

离子源：EI 源；电离能量为（70 eV）；离子源温度230 ℃；四极杆温度150 ℃，辅助温度300 ℃；溶剂延迟5 min；增益因子1；选择性离子模式（SIM）。

1.3 溶液的制备

混合标准储备溶液：精密移取9 种标准品各1 mL于10 mL 容量瓶中，用丙酮配制成浓度为100 mg·L-1的储备液，于-20 ℃下避光储存，保存期为3 个月。

标准曲线工作溶液：分别吸取上述混合标准储备溶液0 μL、2.5 μL、10.0 μL、50.0 μL、250.0 μL 和500.0 μL 于10 mL 容量瓶中，正己烷定容，配制成浓度为0 mg·L-1、0.025 mg·L-1、0.100 mg·L-1、0.500 mg·L-1、2.500 mg·L-1和5.000 mg·L-1的标准系列工作溶液。

1.4 固相萃取条件

在250 mL 水样中加入1 g 氯化钠、2 mL 甲醇进行固相萃取处理，在固相萃取仪上安装Oasis HLB固相萃取柱，经10 mL 乙酸乙酯/正己烷（1 ∶1）、10 mL 甲醇、10 mL 超纯水依次淋洗活化，然后上样，流速均为10 mL·min-1；氮吹柱床2 min 除水；用10 mL 乙酸乙酯/正己烷（1 ∶1）洗脱，流速为2.0 mL·min-1；再用4 mL 正己烷润洗样品瓶，与洗脱液收集至一起，经无水硫酸钠脱水处理后，40 ℃下将洗脱收集液浓缩，氮吹近干，正己烷定容至1 mL。

2 结果与分析

2.1 气相色谱-质谱检测条件的确认

对色谱和质谱条件进行优化，优化后的条件见1.2，9 种农药的标准谱图见图1。

图1 9 种农药的标准谱图

由图1 可知，9 种农药均能在30 min 内检测出来，其中敌敌畏、六氯苯、乐果、七氯、百菌清、甲基对硫磷和对硫磷能够很好地分离，毒死蜱和马拉硫磷保留时间极为接近未能完全分开，但两者的定量离子和定性离子均不相同，仍可采用SIM 模式进行定性分析和定量分析。

2.2 固相萃取条件的确定

2.2.1 固相萃取柱类型的选取

固相萃取柱的选择直接影响目标物的萃取效率。目前实验室富集水相中痕量农药残留的固相萃取柱主要为ENVI-18 和Oasis HLB。对1 份农药加标超纯水样品分别进行5 次前处理，其他条件保持不变，仅改变固相萃取柱类型，比较两种小柱的萃取效果。

上样结束后，固相萃取柱中残留较多水分，由于9 种农药分子极性均较弱，根据“相似相溶”原理，为使弱极性溶剂更好地浸润柱床并解离目标物从而提高萃取效率，需要对柱床氮吹除水。结果发现，两种固相萃取柱对六氯苯和七氯的萃取效率存在明显差异，六氯苯和七氯在ENVI-18 上的萃取效率分别为45%和49%，在Oasis HLB 上的萃取效率分别升至70%和63%；但敌敌畏等其余7 种农药在两种固相萃取柱上的萃取效率相差不大，均在58%～84%。这是由于ENVI-18 的填料失去溶剂环境后，C18发生蜷缩导致其萃取活性下降，而Oasis HLB 键合亲水基团N-吡咯烷酮具有极强的耐干涸性，保证了萃取活性的稳定。因此，选择Oasis HLB作为本试验的固相萃取柱。

2.2.2 洗脱溶剂类型的选取

试验检测的9 种农药残留物的极性均处于弱极性范围。按照相似相溶原理，洗脱剂的极性会直接影响萃取效率。实验室常用的洗脱溶剂中，二氯甲烷和乙腈的毒性较强且价格昂贵，而丙酮和水互溶难以除水，所以选取正己烷、乙酸乙酯和乙酸乙酯/正己烷混合溶液（1 ∶1）作为洗脱溶剂。

结果表明，正己烷洗脱后，9 种农药残留物回收率均偏低，除百菌清（83.1%）和甲基对硫磷（77.0%）外，其余7 种农药的回收率均在60%以下；而乙酸乙酯较正己烷洗脱能力更强，除敌敌畏（77.2%）、六氯苯（68.7%）和七氯（62.4%）外，其余6 种农药的回收率均超过80%；乙酸乙酯/正己烷混合溶液在3种洗脱溶剂中表现最佳，除乐果（71.3%）相对不高，其余8 种农药的回收率均超过80%，且接近或超过乙酸乙酯相对应的回收率。因此，选取乙酸乙酯/正己烷混合溶液作为本试验的洗脱溶剂。

2.2.3 洗脱溶剂体积的优化

过低的洗脱体积会导致萃取不完全，降低萃取效率，而过高的洗脱体积会增加工作量，浪费有机试剂。试验分别用6 mL、8 mL、10 mL、12 mL 和14 mL 洗脱溶剂对农药残留物洗脱，考察洗脱体积对9 种农药残留物回收率的影响，结果见图2。

图2 洗脱体积对9 种农药残留物回收率的影响

由图2 可知，随着洗脱体积的提高，9 种农药残留物的回收率逐渐增加，当洗脱体积超过10 mL 时，多数农药残留回收率提高不明显。因此，为节省有机溶剂和工作时间，确定10 mL 为最佳洗脱体积。

2.3 标准曲线、线性范围、检出限和定量限

6 个标准曲线工作溶液依次进气相色谱-质谱仪测定，绘制标准曲线图，通过仪器软件线性拟合自动得到线性方程与相关系数，结果见表1。由表1可知，目标物线性拟合良好，9 种农药残留物的相关系数R2＞0.998，在较宽的浓度范围内均具有良好的线性。依据信噪比（S/N）=3，通过降低进样浓度得出化合物的检出限，以3 倍检出限来确定定量限，9 种农药残留物的检出限和定量限的测定结果见表1。由表1 可知，试验方法的检出限在0.000 9 ～0.025 0 μg·L-1，定量限在0.003 ～0.075 μg·L-1，表明该方法灵敏度较高。

表1 9 种农药残留物的回归方程、线性范围、检出限与定量限

2.4 准确度和精密度

在超纯水中添加不同浓度水平的混合标准溶液进行加标回收，测定各农药组分的准确度和精密度，结果见表2。由表2 可知，各农药组分的回收率在75.7%～103.0%，RSD 在1.1%～7.4%，均符合定量检测要求。

表2 各农药组分的准确度和精密度（n=6）

2.5 样品检测与分析

为验证所建立方法的实用性和可靠性，按照实验方法测定当地市场抽取的46 批包装饮用水。结果发现，1 号和3 号水样检出了六氯苯，含量分别为0.092 µg·L-1和0.093 µg·L-1，其余44 份均未检出上述9 种农药。

3 结论

研究采用固相萃取提取、富集、浓缩和净化，建立了GC/MS 同时测定饮用水中常见的9 种农药残留物的分析方法。与现有的国家标准方法相比，该方法具备有机溶剂用量少、灵敏度高、多组分定性准确和操作便捷等优点，同时洗脱溶剂正己烷和乙酸乙酯较二氯甲烷等萃取溶剂毒性更低。本方法实用性较强，适用于饮用水中9 种常见农药残留物的高通量检测。