圆园 17,36(8):1680-1688 农业环境科学学报允燥怎则灶葬造燥枣粤早则燥鄄耘灶增蚤则燥灶皂藻灶贼杂糟蚤藻灶糟藻 2017 年 8 月 蔡霖, 席普宇, 谢晴, 等.QuEChERS 方法联合 HPLC-MS/MS 和 GC-MS 测定土壤中 110 种农药残留 [J]. 农业环境科学学报,2017, 36(8):1680-1688. CAI Lin, XI Pu-yu, XIE Qing, et al. Development of amultiresidue method for deteration of 110 pesticide residues in soil using QuEChERS-HPLC-MS/ MS andquechers-gc-ms[j]. 允燥怎则灶葬造燥枣粤早则燥 - 耘灶增蚤则燥灶皂藻灶贼杂糟蚤藻灶糟藻,2017,36(8):1680-1688. QuEChERS 方法联合 HPLC-MS/MS 和 GC-MS 测定土壤中 110 种农药残留 蔡霖, 席普宇, 谢晴, 李雪花, 乔显亮, 谢宏彬, 陈景文, 蔡喜运 * ( 大连理工大学环境学院, 工业生态与环境工程教育部重点实验室, 辽宁大连 116024) 摘要 : 采用 QuEChERS 前处理方法联合高效液相色谱串联二级质谱 (HPLC-MS/MS) 和气相色谱串联质谱 (GC-MS), 建立了测定土壤中 110 种农药残留的方法 通过调整加入水中的乙酸含量对 QuEChERS 方法进行优化, 结果表明加入 1% 的乙酸提高了农药的回收率 基于农药的极性 热稳定性 挥发性等特性差异, 分别采用 HPLC-MS/MS 测定其中的 43 种农药和 GC-MS 测定另外的 67 种农药 采用内标法测定回收率, 内标为阿特拉津 -d5 磺酰磺隆 1,3- 二甲基 -2- 硝基苯 磷酸三苯酯 苝 -d12 在 3 个添加水平 (10 20 50 ) 下, 由 HPLC-MS/MS 测定的 43 种农药的平均回收率范围为 59.1%~129.4%, 相对标准偏差 (RSD) 在 0.3%~15% 之间 ; 由 GC-MS 测定的 67 种农药的平均回收率范围为 44.9%~168.1%,RSD 在 0.5%~20% 之间 方法的检出限范围为 0.01~5.00 采用该方法检测某土壤样品, 共检出农药 68 种, 其中主要包括烟嘧磺隆 炔苯酰草胺 乙氧氟草醚 灭菌丹 烯酰吗啉 高效氯氟氰菊酯和部分有机磷 有机氯农药等, 结果表明该方法简单有效 检测灵敏度高, 可用于土壤中农药多残留的检测 关键词 :QuEChERS; 高效液相色谱串联质谱 ; 气相色谱串联质谱 ; 农药残留 ; 土壤中图分类号 :X592 文献标志码 :A 文章 :1672-2043(2017)08-1680-09 doi:10.11654/jaes.2016-1657 Development of amultiresidue method for deteration of 110 pesticide residues in soil using QuEChERS- HPLC-MS/MSandQuEChERS-GC-MS CAILin,XIPu-yu,XIE Qing,LIXue-hua, QIAO Xian-liang, XIEHong-bin, CHEN Jing-wen, CAIXi-yun * (Key Laboratory of Industrial Ecology and Environmental Engineering(Ministry of Education), School of Environmental Science and Tech 原 nology, DalianUniversityofTechnology, Dalian116024,China) Abstract:A method was established for the deteration of 110 pesticides in soil using high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry(hplc-ms/ms)and gas chromatography tandem mass spectrometry(gc-ms)with modified QuEChERS(Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged, and Safe). Levels of acetic acid used in the QuEChERS procedure were optimized, and results indicated that higher recoveries were obtained when 1% acetic acid was added. Based on differences in polarity, thermostability, volatility, and other char 原 acteristics of pesticides, analysis of 43 pesticides was conducted via HPLC-MS/MS and the other 67 pesticides were analyzed using GC-MS. Five internal standards(atrazine-d5, sulfosulfuron, 1,3-dimethyl-2-nitrobenzene, triphenyl phosphate, and perylene-d12)were used for the method validation. The average recoveries of the 43 pesticides analyzed via HPLC-MS/MS at three spike levels(10, 20, and 50 ) ranged from 59.1% to 129.4% with relative standard deviations(rsds)between 0.3% and 15%; whereas the average recoveries of the 67 compounds analyzed using GC-MS ranged from 44.9% to 168.1% with RSDs of 0.5%~20%. The detection limits of the method ranged from 0.01 to 5.00.The established method was used to detere pesticide resides in asoil sample, in which 68 pesticides were found, 收稿日期 : 圆园 16-12-26 作者简介 : 蔡霖 (1990 ), 男, 硕士研究生, 主要从事污染物残留分析 E-mail:cailinyushui@163.com * 通信作者 : 蔡喜运 E-mail:xiyuncai@dlut.edu.cn 基金项目 : 公益性行业 ( 农业 ) 科研专项 (201503107); 国家自然科学基金项目 (21477013) Project supported: 栽澡藻杂责藻糟蚤葬造杂糟蚤藻灶贼蚤枣蚤糟云怎灶凿枣燥则粤早则燥原泽糟蚤藻灶贼蚤枣蚤糟砸藻泽藻葬则糟澡蚤灶贼澡藻孕怎遭造蚤糟陨灶贼藻则藻泽贼 ( 圆园员缘园猿员园苑 ); 晕葬贼蚤燥灶葬造晕葬贼怎则葬造杂糟蚤藻灶糟藻云燥怎灶凿葬贼蚤燥灶燥枣悦澡蚤灶葬 ( 圆员源苑苑园员猿 )

第 32 卷第 1 期 2017 年 8 月蔡霖, 等 :QuEChERS 方法联合 HPLC-MS/MS 和 GC-MS 测定土壤中 110 种农药残留 1681 including nicosulfuron, propyzamide, oxyfluorfen, folpet, dimethomorph, lambda-cyhalothrin, some organophosphorus pesticides, and some organochlorine pesticides. Overall, the method is simple, efficient, and sensitive, and thus can be used for the simultaneous deteration of pesticide residues in soil. Keywords:QuEChERS;high performanceliquidchromatography tandem massspectrometry; gaschromatography tandem massspectrometry; pesticide residues;soil 据国家统计局年度数据,2012 年以来我国农药 年施用量超过 180 万 t, 且呈现出递增趋势 [1] 农药的 大量使用导致土壤中农药的残留, 例如阿特拉津 乙 草胺等农药因长期大量使用而在土壤中广泛残留, 已 禁用的滴滴涕 六六六等有机氯农药则因其自身结构 稳定, 也能够长期残留在土壤中, 仍被频繁检出 残留 的农药易被农作物吸收, 被食用后则会危害人类健 康 据王万红等 [2] 报道, 辽宁省北部农田中阿特拉津 乙草胺和丁草胺检出率为 100%, 最大残留量分别为 21.2 203.2 30.9 ; 艾氏剂 狄氏剂和六氯苯也 [3] 被检出, 六氯苯检出率为 100% 尹可锁等报道, 滇 池流域农田中有机氯农药检出率达到 95.9%, 残留浓 度在 ND~63.4 之间 因此, 需要开展土壤中农 药多残留分析技术研究, 为农田土壤中农药残留特征 分析和风险评估提供技术支撑 土壤中农药残留检测主要包括样品前处理和仪 器分析两部分 常见前处理方法包括加速溶剂萃取 法 [4] 固相萃取法 [5] 微波辅助萃取法 [6] QuEChERS 方 [7-8] 法等 其中 : 加速溶剂萃取法需要装柱 洗脱 净化 等步骤, 耗时较长 ; 固相萃取法则因存在柱子选择问 题, 使其能够萃取的比较单一 ; 微波辅助萃取 法对实验条件要求较高, 实验繁琐且耗时较长 QuEChERS 方法因其具有快速 简单 有效 廉价 安 [7] 全 耐用等特点受到了广泛应用, 例如 :Rashid 等采 用 QuEChERS 方法结合 GC-MS 测试了土壤中 19 种 有机氯农药, 回收率在 70%~100% 之间, 相对标准偏 [8] 差在 3%~20% 之间 ; 熊伟娜等采用 QuEChERS 方法 作为前处理技术结合 HPLC 对苯线磷及其两种代谢 产物进行了分析测定, 回收率在 82.5%~97.4% 之间, 相对标准偏差在 2.5%~6.1% 之间 常用的仪器测试技 术为 HPLC GC HPLC-MS/MS 和 GC-MS 本文基于 农药极性 热稳定性 挥发性等特点的不同进行分类 测试, 采用 HPLC-MS/MS 分析磺酰脲类 三嗪类除草 剂等 43 种农药,GC-MS 分析有机氯 有机磷杀虫剂 酰胺类除草剂等 67 种农药, 建立了土壤中 110 种农 药的残留分析方法 与前人建立的农药残留分析方法 相比, 本方法操作简单 灵敏度高 检测农药种类多 1 材料与方法 1.1 仪器和试剂高效液相色谱三重串联四级杆质谱联用仪 (Agi 原 lent 2100SL 液相色谱,Agilent 6410B 质谱 ), 配有电喷雾离子源,Eclipse XDB-C18 分析柱 (150 伊 3mm,3.5 滋 m,agilent 公司 );Agilent 6890-5975 型气相色谱 - 质谱 (Agilent 6890N 气相,Agilent 5975 质谱 ),DB-5MS 石英毛细管柱 (30 m 伊 0.25 mm 伊 0.25 滋 m);bs224s 电子天平 ( 北京赛多利斯 );QKPURE 实验室超纯水仪器 ( 上海涞科 );QL-901 涡旋振荡器 ( 海门其林贝尔 ); TDL-5-A 台式离心机 ( 上海安亭 );KQ5200DB 数控超声仪 ( 昆山舒美 );WD-12 氮吹仪 ( 杭州奥盛 ) 正己烷 丙酮 乙腈 甲酸均为色谱纯 ( 美国 Sig 原 ma-aldrich 公司 ); 乙二胺 -N- 丙基硅烷 (PSA) 无水硫酸镁 氯化钠均为分析纯 ; 噻菌灵 噻虫嗪 啶虫脒 甲霜灵 异丙威 烯酰吗啉 嘧菌酯 丙溴磷 戊唑醇 异菌脲 丙环唑 苯醚甲环唑 2,4- 滴丁酯 乙氧氟草醚 联苯菊酯 哒螨灵 高效氯氟氰菊酯来自企业馈赠, 其余购自北京百灵威科技有限公司 ( 纯度 >97%); 分别称取一定量 43 种农药 (HPLC-MS/MS 测定 ) 和 67 种农药 (GC-MS 测定 ), 分别采用乙腈和正己烷溶解, 将农药配制成 1mg L -1 的混标储备液, 保存在 -20 益 分别采用乙腈和正己烷稀释, 配制 5 10 20 50 100 200 500 共 7 个浓度的标准曲线, 供 HPLC-MS/ MS 和 GC-MS 分析测试, 现配现用 1.2 样品前处理取 10 g( 精确至 0.01 g) 土壤置于 50 ml 离心管中, 加入含 1% 乙酸的超纯水 6mL, 然后加入 10 ml 乙腈涡旋振荡 1; 称取 4g 无水硫酸镁和 1g 氯化钠加入离心管中, 充分涡旋振荡除水 ; 在 4000 r -1 转速下离心分离 5, 转移全部上清液到 10 ml 离心管中, 称取 1g 无水硫酸镁和 200 mgpsa 加入离心管中, 振荡后在 4000r -1 转速下离心分离 5; 取 3mL 上清液加入到氮吹管中, 氮吹至近干, 加入 1 ml 乙腈和水 ( 体积比 1 颐 1) 的混合液, 涡旋振荡后过 0.22 滋 m 滤膜到液相小瓶中, 供 HPLC-MS/MS 分析 ;

1682 同时取 3mL 上清液加入到氮吹管, 氮吹至近干, 加入 1mL 正己烷, 涡旋振荡后过 0.22 滋 m 滤膜到液相小瓶中, 供 GC-MS 分析 1.3 液相色谱与质谱条件液相条件 : 流动相为乙腈 (A 相 ) 和含 0.1% 甲酸的超纯水 (B 相 ); 流速 0.25 ml -1 ; 进样量 10 滋 L 进样梯度 :0~4,50%A~60%A;4~6,60%A~ 70%A;6~6.1,70%A~75%A;6.1~10,75%A~ 80%A;10~15,80%A~90%A 质谱条件 : 电喷雾离子源, 正离子模式 ; 干燥气温 农业环境科学学报第 36 卷第 8 期度 350 益 ; 干燥气流速 8L -1 ; 毛细管电压 4kV; 电喷雾压力 25 psi(1 psi=6.895 kpa); 检测方式为多离子反应监测模式 (MRM) 配制农药混标溶液,ESI 源选择正离子模式, 采用 SCAN 模式, 扫描得到各农药的母离子 碎片离子及其对应的碰撞能量等参数, 分析优化参数见表 1 1.4 气相色谱串联质谱测试条件色谱条件 : 载气为氦气 ( 纯度 99. 999%); 恒流模式, 流速 1.2 ml -1 ; 进样口温度 290 益 ; 进样量 1 滋 L ; 不分流进样, 无分流进样后打开分流阀和隔垫吹 表 1 农药残留 HPLC-MS/MS 测试条件及结果 Table1 Testconditionsand resultsofpesticidesforhplc-ms/ms analysis 母离子碎片离子碰撞能量决定系数 1 羟基阿特拉津 2.327 198 156/128 14/27 0.981 0 0.03 60.6 0.81 0.40 2 噻菌灵 2.582 202 175/126 20/20 0.996 3 0.04 67.4 0.21 0.15 3 噻虫嗪 3.141 292 211/132 8/16 0.986 4 0.55 59.3 0.70 0.63 4 杀草敏 3.624 222 104/92 20/20 0.998 9 0.01 71.4 0.03 0.01 5 啶虫脒 3.775 223 126/56 30/21 0.991 9 0.94 95.5 ND 6 烟嘧磺隆 4.056 411 182/213 20/15 0.980 6 0.07 116.2 8.65 0.56 7 甲氧隆 4.675 229 72/156 15/15 0.985 6 0.27 74.5 ND 8 噻吩磺隆 5.223 388 167/141 10/25 0.975 0 0.12 84.5 ND 9 甲磺隆 5.652 382 167/141 15/20 0.978 6 0.37 90.1 ND 10 西玛津 5.852 202 132/124 15/15 0.999 0 0.03 94.7 0.06 0.03 11 醚苯磺隆 6.173 402 167/141 15/20 0.994 0 0.23 96.3 ND 12 砜嘧磺隆 6.258 432 325/182 15/20 0.965 2 0.17 61.9 ND 13 甲嘧磺隆 6.307 365 199/150 20/15 0.974 6 0.07 129.4 ND 14 氯磺隆 6.503 358 167/141 15/15 0.995 4 0.40 83.3 ND 15 嘧苯胺磺隆 6.628 425 227/199 10/5 0.983 0 0.29 96.7 ND 16 甲磺胺磺隆 6.787 504 182/162 20/40 0.995 3 0.05 108.2 ND 17 酰嘧磺隆 6.911 370 261/218 10/20 0.996 9 1.14 97.5 ND 18 三氟啶磺隆钠盐 7.128 438 182 20 0.994 3 0.17 94.4 ND 19 甲霜灵 7.908 280 220/248 17/14 0.990 4 1.67 80.0 ND 20 阿特拉津 -d5( 内标 ) 8.017 221 179/101 22/30 21 阿特拉津 8.060 216 174/146 6/12 0.997 3 0.02 94.9 4.61 0.21 22 扑草净 8.255 242 200/158 15/20 0.998 1 0.02 93.4 0.03 0.01 23 磺酰磺隆 ( 内标 ) 8.297 471 261/211 15/10 24 异丙威 8.913 194 95/152 18/11 0.987 5 1.44 92.7 ND 25 苄嘧磺隆 8.935 411 182/149 15/20 0.996 2 0.05 96.1 ND 26 啶嘧磺隆 9.163 408 301/182 10/15 0.995 3 3.43 96.7 ND 27 苯磺隆 9.355 396 181/155 20/10 0.970 4 1.26 61.8 ND 28 碘甲磺隆钠盐 9.501 508 167 15 0.993 3 0.16 90.7 ND 29 烯酰吗啉 9.816 388 301/165 17/28 0.997 4 0.07 119.1 48.43 6.30 30 扑灭津 10.590 230 146/188 20/20 0.999 2 0.01 97.5 0.09 0.01 31 脱乙基阿特拉津 10.532 188 146/104 17/23 0.999 5 0.08 98.9 0.18 0.04 32 氟磺隆 10.576 420 167/141 15/10 0.994 2 0.15 94.1 ND 33 吡嘧磺隆 11.024 415 182/139 20/40 0.997 9 0.08 120.1 ND

第 32 卷第 1 期 2017 年 8 月 蔡霖, 等 :QuEChERS 方法联合 HPLC-MS/MS 和 GC-MS 测定土壤中 110 种农药残留 1683 续表 1 农药残留 HPLC-MS/MS 测试条件及结果 Continuedtable 1Testconditionsand resultsofpesticidesforhplc-ms/ms analysis 母离子碎片离子碰撞能量决定系数 34 脱异丙基阿特拉津 11.074 174 132/104 16/22 0.999 6 0.23 100.9 ND 35 特丁津 11.077 230 174/176 15/15 0.999 4 0.04 98.1 0.06 0.03 36 氯嘧磺隆 11.344 415 213/186 10/15 0.988 6 0.09 98.7 ND 37 嘧菌酯 11.492 404 372/344 21/33 0.995 8 0.45 102.9 ND 38 丙溴磷 11.500 373 303/109 15/15 0.997 2 0.22 92.7 0.88 1.20 39 氯吡嘧磺隆 11.579 436 183/139 20/40 0.997 9 1.07 108.0 ND 40 氟胺磺隆 11.714 493 264/238 20/20 0.994 2 0.05 86.2 ND 41 甲基氟嘧磺隆 11.825 469 254 15 0.994 7 0.08 88.5 ND 42 戊唑醇 12.206 308 70/125 60/57 0.997 7 0.01 114.6 0.03 0.02 43 异菌脲 12.843 330 245/101 15/20 0.999 2 1.50 59.1 ND 44 丙环唑 13.455 342 159/69 20/15 0.997 4 0.15 91.4 ND 45 苯醚甲环唑 14.225 406 251/337 36/24 0.997 9 0.17 82.7 10.67 1.23 扫阀 柱温箱升温程序 :80 益, 保持 3, 然后以 30 益 -1 升温到 150 益, 再以 6 益 -1 升温到 290 益, 保持 1 质谱条件 : 电子轰击源 70 ev; 离子源温度 230 益 ; 电离模式为电子轰击电离 (EI);MS 接口温度 280 益 ; 溶剂延迟时间 4; 数据采集模式选择离子扫描模式 (SIM) 配制农药混标溶液, 采用 SCAN 模式, 扫描得到 各农药的定量离子和定性离子等参数, 分析优化参数见表 2 2 结果与讨论 2.1 测试条件的优化 2.1.1 HPLC-MS/MS 测试条件优化在 SCAN 模式下, 对各农药进行一级质谱扫描, 获得各农药的母离子, 采用二级质谱分析扫描各农药 表 2 农药残留 GC-MS 测试条件及结果 Table 2Testconditionsand resultsofpesticidesforgc-ms analysis 定量离子定性离子决定系数 1 1,3- 二甲基 -2- 硝基苯 ( 内标 ) 5.937 79 134 2 敌敌畏 6.369 109 185/79 0.979 3 0.70 48.1 3.62 0.63 3 四氯硝基苯 10.083 203 201/215 0.986 1 1.85 68.8 ND 4 氟乐灵 10.993 306 264/105 0.981 0 0.62 133.9 ND 5 甲拌磷 11.455 75 121 0.981 8 1.19 109.8 3.35 3.21 6 琢 - 六六六 11.582 183 219 0.994 9 0.71 121.7 5.73 1.33 7 甲基乙拌磷 11.786 88 125 0.984 7 0.82 119.8 2.29 1.76 8 茁 - 六六六 12.218 219 183 0.994 8 2.78 142.0 6.91 4.79 9 五氯硝基苯 12.345 265 295/249 0.997 9 2.17 153.8 9.76 5.45 10 克菌丹 12.355 237 249/214 0.989 4 4.55 120.0 10.99 1.86 11 酌 - 六六六 12.487 219 183 0.998 1 0.70 115.7 2.93 1.53 12 炔苯酰草胺 12.726 173 145/255 0.999 2 2.00 123.4 12.08 2.19 13 地虫磷 12.731 109 137/173 0.987 6 1.09 137.6 3.08 1.73 14 二嗪磷 12.817 137 179.2/152 0.984 2 1.47 94.9 13.06 2.37 15 百菌清 12.919 266 109/124 0.980 4 1.67 73.3 8.32 1.38 16 乙拌磷 13.142 88 142 0.979 3 0.57 105.3 ND 17 啄 - 六六六 13.254 219 183 0.996 7 2.78 96.4 12.69 4.93 18 五氯苯胺 13.727 264.5 192/132 0.995 6 3.85 113.2 ND 19 乙草胺 14.128 146 162/223 0.987 5 1.61 81.6 9.69 0.89

1684 续表 2 农药残留 GC-MS 测试条件及结果 农业环境科学学报 Continued table 2 Testconditionsand resultsofpesticidesforgc-ms analysis 第 36 卷第 8 期 定量离子定性离子决定系数 20 毒死蜱 14.149 286 125/79 0.980 4 0.88 130.0 ND 21 2,4-D 丁酯 14.230 185 276/162 0.990 5 2.50 152.0 4.23 2.14 22 乙烯菌核利 14.271 198 124/214 0.992 6 1.32 100.4 13.06 0.16 23 七氯 14.601 100 272 0.981 0 2.00 95.6 6.71 0.96 24 甲基嘧啶磷 15.033 290 276/305 0.982 2 1.04 126.9 1.51 0.55 25 甲基对硫磷 15.068 109 125/277 0.987 8 2.94 88.6 19.36 2.49 26 杀螟硫磷 15.074 125 109/277 0.973 1 1.04 68.3 16.13 7.08 27 抑菌灵 15.272 123 167/149 0.990 0 1.02 103.4 24.72 2.44 28 马拉硫磷 15.378 125 93/173 0.975 5 1.04 154.7 1.44 0.21 29 异丙甲草胺 15.495 162 238 0.988 9 0.63 143.9 2.40 1.58 30 毒死蜱 15.566 97 199/125 0.980 0 0.61 110.3 6.27 0.95 31 甲拌磷砜 15.587 97 153 0.980 0 1.79 103.0 4.74 2.60 32 艾氏剂 15.643 91 263/79 0.993 7 0.60 76.2 78.39 9.99 33 倍硫磷 15.704 278 125 0.976 5 0.68 133.6 1.64 0.19 34 对硫磷 15.790 97 109/291 0.980 8 0.61 106.8 3.63 0.67 35 三唑酮 15.897 208 85/128 0.985 3 0.51 120.6 6.92 1.71 36 除螨酯 16.146 77 141/268 0.989 5 1.04 114.3 4.44 1.30 37 环氧七氯 16.806 81 353 0.993 7 1.00 70.7 31.39 6.11 38 毒虫畏 16.888 267 323/147 0.994 2 5.00 95.9 ND 39 腐霉利 17.127 96 283/124 0.995 6 2.50 83.1 ND 40 灭菌丹 17.223 104 260/76 0.987 2 5.00 69.2 70.25 9.85 41 三唑醇 17.397 112 128/168 0.981 0 1.16 106.0 13.25 5.69 42 杀扑磷 17.437 85 145/125 0.981 1 0.01 93.1 45.25 4.58 43 反式 - 氯丹 17.519 373 237 0.996 4 0.11 140.9 ND 44 丁草胺 17.787 176 160 0.984 7 2.00 164.3 ND 45 顺式 - 氯丹 17.909 373 237 0.990 9 0.52 131.0 ND 46 反式 - 九氯 18.001 409 236.8 0.991 6 0.45 136.3 3.96 1.20 47 杀螨酯 18.239 111 175/302 0.993 0 0.98 153.0 ND 48 4,4 忆 - 滴滴伊 18.600 246 318 0.994 3 0.18 135.5 2.21 1.90 49 狄氏剂 18.717 79.1 263 0.992 3 1.61 118.6 41.28 3.33 50 乙氧氟草醚 18.814 252 300/361 0.987 9 0.60 134.1 37.58 1.55 51 异狄氏剂 19.332 263 81 0.981 5 4.55 69.0 95.57 3.35 52 茁 - 硫丹 19.652 237 339/195 0.975 3 0.70 129.3 20.93 4.78 53 顺式 - 九氯 19.815 409 237/263 0.992 0 0.71 163.4 7.36 1.89 54 4,4 忆 - 滴滴滴 19.850 235 165 0.990 2 0.15 168.1 1.88 1.52 55 乙硫磷 19.886 231 97/153 0.979 0 1.32 105.4 4.38 0.20 56 异狄氏剂醛 20.094 345 245 0.981 8 2.50 44.9 84.40 5.14 57 杀螨好 20.257 252 324/108 0.993 5 0.53 143.0 ND 58 三硫磷 20.684 157 97 0.979 4 0.62 145.4 5.03 1.95 59 硫丹硫酸酯 20.806 272 237 0.979 7 1.04 129.8 9.62 3.28 60 4,4 忆 - 滴滴涕 20.989 235 165 0.979 0 2.78 83.4 38.32 5.88 61 磷酸三苯酯 ( 内标 ) 21.533 326 77 62 异狄氏剂酮 22.193 314 187/245 0.997 7 2.94 85.2 ND 63 联苯菊酯 22.518 181 165 0.985 6 0.19 105.2 0.63 0.07 64 甲氧滴滴涕 22.691 227 152 0.971 7 1.35 86.2 ND

第 32 卷第 1 期 2017 年 8 月 蔡霖, 等 :QuEChERS 方法联合 HPLC-MS/MS 和 GC-MS 测定土壤中 110 种农药残留 1685 续表 2 农药残留 GC-MS 测试条件及结果 Continued table 2 Testconditionsand resultsofpesticidesforgc-ms analysis 定量离子定性离子决定系数 65 三氯杀螨砜 23.245 159 111 0.984 4 1.72 156.5 1.91 1.33 66 伏杀硫磷 23.453 182 207 0.992 7 1.72 74.7 51.84 2.40 67 高效氯氟氰菊酯 24.129 181 197/208 0.986 6 1.52 82.4 45.05 7.37 68 哒螨灵 25.603 147 117/132 0.990 3 1.32 92.1 83.43 11.70 69 高效氯氰菊酯 27.132 163 181/165 0.986 3 2.50 98.7 7.23 4.05 70 苝 -d12( 内标 ) 27.423 264 132 的母离子, 确定碎片离子, 然后对碎片离子对应的碰 撞能量 (CE) 值等参数进行了优化 以碘甲磺隆钠盐 为例, 在 SCAN 模式下扫描得到母离子为 508, 其碎 片离子为 167, 然后对碎片离子 167 对应的 CE 值进 行优化, 通过比对发现,CE=10 15 20 25 ev 时对应 的丰度分别为 5000 5200 5100 5100, 故选择碎片离 子 167 对应的 CE 值为 15 ev 对液相色谱流动相梯度也进行了优化 ( 表 3), 其 中采用梯度 3 时,45 种的色谱峰分布均匀,15 就可以得到所有农药的色谱峰 ( 图 1) 与前人在 20 得到 4 种农药的色谱峰和在 30 得到 12 [4-5] 种农药的色谱峰相比, 本方法检测效率较高 2.1.2 GC-MS 测试条件优化 在 SCAN 模式下, 扫描得到各农药的碎片离子, 选择丰度最大的碎片离子作为对应农药的定量离子, 选择其他碎片离子作为定性离子 以乙草胺为例, 在 SCAN 模式下扫描得到的碎片离子 146 和 162 对应 丰度分别为 4000 和 3300, 故选择碎片离子 146 作为 定量离子, 选择 162 作为定性离子 根据质谱数据库 中的比对功能, 核对乙草胺的分子结构, 确定 保留时间, 同时采用 SIM 模式测试样品, 扫描待测化 合物的定性碎片离子和定量碎片离子以提高仪器灵 敏度 图 2 为 SIM 模式下得到的 67 种农药和 3 种内 表 3 用于优化的 3 种流动相梯度 Table 33mobile phase gradientsused foroptimization 梯度 1 梯度 2 梯度 3 t/ 乙腈 /% t/ 乙腈 /% t/ 乙腈 /% 0 30 0 50 0 50 0.5 30 4 60 4 60 6 50 6 70 6 70 10 70 10 80 6.1 75 12 90 15 90 10 80 15 100 20 90 15 90 20 100 1.05 0.95 0.85 0.75 0.65 0.55 0.45 0.35 0.25 0.15 0.05 33~35 45 员, 圆 44 5 40,41 9,10 42 4 14~17 圆源, 圆缘圆 9 3 6 7 8 11~13 18 圆 6, 圆 7 36~39 圆 8 43 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 标号 20 23 为内标 No.20,23areinternal standards 图 143 种农药和 2 种内标标准品的总离子色谱图 Figure1 Totalion chromatogramsof43pesticidesand 2internalstandards 标标准品的总离子色谱图 19~23 2.2 QuEChERS 前处理方法的优化 30~32 本方法的前处理过程采用 AOAC(Association of Official Analytical Chemists)2007.01 官方 QuEChERS 方法, 具体包括 : 在 10 g( 精确至 0.01 g) 土壤中加入 10 ml 乙腈及 6mL 含有缓冲物质的水涡旋振荡 1, 然后加入 4g 无水硫酸镁和 1g 氯化钠涡旋振荡 0.5, 离心分离, 接着取 1mL 上清液加入 25 mg 的 PSA 和 150 mg 无水硫酸镁, 振荡后离心分离, 过 0.22 滋 m 滤膜到液相小瓶中, 供 HPLC-MS/MS 或 GC-MS 分析测定 而本方法在第一次离心分离后取出所有上 清液加入 200 mg 的 PSA 和 1g 的无水硫酸镁, 振荡 后离心分离, 取两份上清液进行后续处理分析 AOAC2007.01 官方 QuEChERS 方法中需要加入 含有缓冲物质的水, 由于磺酰脲类除草剂为弱酸性化 合物 [5], 方法中加入的乙酸含量对其回收率影响较大, 故以 21 种磺酰脲类除草剂为例, 通过实验比较了加 入含 0.1% 和 1% 乙酸的水对其回收率的影响 ( 图 3) 结果显示, 加入含 0.1% 乙酸的水的回收率范围为

1686 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 员 圆 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 63 69 68 19~22 8~17 24~36 37~50 52~60 5 67 6 3 4 6465 7 圆 3 18 62 66 70 51 61 标号 1 61 70 为内标 No.1,61,70areinternal standards 图 2 67 种农药和 3 种内标标准品的总离子色谱图 Figure 2 Totalion chromatogramsof67 pesticidesand 3internalstandards 20.5%~125.7%, 加入含 1% 乙酸的水的回收率范围为 47.7%~128.6%, 其中 17 种磺酰脲类除草剂回收率得 到不同程度提高, 平均提高了 21.6% 此外, 由于经过改 进的 QuEChERS 方法将农药残留浓度浓缩了 300%, 因此可提高样品中农药残留的检出限 2.3 方法的决定系数和检出限 配制 5~500 滋 g L -1 一系列浓度梯度的标准液, 绘 制标准曲线,r 2 在 0.965 2~0.999 6 之间 ( 表 1 表 2) 由检出限定义信噪比为 3 时对应的浓度, 配制 0.1~10 滋 g L -1 一系列的低浓度梯度的标准液, 确定了 110 种 农药的方法检出限为 0.01( 杀扑磷 )~5.00( 毒虫畏 灭 菌丹 ) ( 表 1 表 2 ) 同一种农药采用 GC-MS 和 HPLC-MS/MS 测定 [9] 时具有不同的灵敏度, 例如 :Alder 等整理的文献中 介绍阿特拉津在 GC-MS 的定量限为 10, 而 在 HPLC-MS/MS 上的定量限仅为 0.1 ; 西玛 农业环境科学学报第 36 卷第 8 期津在 GC-MS 的定量限为 100, 而在 HPLC- MS/MS 上的定量限为 1 [10-12] 本方法采用 HPLC-MS/MS 测定的阿特拉津和西玛津的定量限分别为 1.56 0.6 4,4 忆 -DDE 通常采用 GC-MS 测定, 检出限为 4.5 [13], 而鲜有报道采用 HPLC-MS/MS 测定 4,4 忆 -DDE, 本方法采用 GC-MS 测定的 4,4 忆 -DDE 的检出限为 0.54 本方法将 GC-MS 与 HPLC-MS/MS 结合起来测定农药残留, 显著提高了农药的检测灵敏度 2.4 方法的回收率 精密度和土壤样品测定结果在 10 20 50 添加水平下, 采用内标法测定 110 种农药的回收率, 内标为阿特拉津 -d5 磺酰磺隆 1,3- 二甲基 -2- 硝基苯 磷酸三苯酯和苝 -d12, 其中阿特拉津 -d5 和磺酰磺隆用于校正 HPLC-MS/MS 测定的 43 种农药,1,3- 二甲基 -2- 硝基苯 磷酸三苯酯和苝 -d12 用于校正 GC-MS 测定的 67 种农药 3 种添加水平下各农药的回收率范围见图 4 在 10 滋 g kg -1 添加水平下, 回收率为 50%~150% 的农药共 99 种, 占检测农药总数的 90.0%; 在 20 添加水平下, 回收率为 50%~150% 的农药共 94 种, 占 85.5%; 在 50 添加水平下, 回收率为 50%~150% 的农药共 93 种, 占 84.5% 根据欧盟农药残留检测标准导则, 测试农药种类较多 ( 百种以上 ) 时, 它们的回收率在 50%~150% 范围内和相对标准偏差小于 20% 时, [14-16] 测试方法是可行的 由 HPLC-MS/MS 测定的 43 种农药的平均回收率范围为 59.1%~129.4%, 相对标准偏差 (RSD) 在 0.3%~15% 之间 ; 由 GC-MS 测定的 67 种农药的平均回收率范围为 44.9%~168.1%,RSD 在 0.5%~20% 之间 只有 GC-MS 测定的 10 种农药 150 0.1% 乙酸 1% 乙酸 100 50 0 磺酰脲类除草剂 图 3 加入含 0.1% 和 1% 乙酸时 21 种磺酰脲类除草剂的回收率 Figure3 Recoveriesof21 sulfonylurea herbicideswith addition of0.1%and 1% acetic acid

第 32 卷第 1 期 2017 年 8 月 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 8 11 79 9 3 8 9 70 27%~50% 50%~70% 70%~130% 130%~150% 150%~189% 63 15 8 1 10 20 50 添加水平 / 9 21 16 ( 异狄氏剂醛 敌敌畏 五氯硝基苯 2,4-D 丁酯 马拉 硫磷 丁草胺 杀螨酯 顺式九氯 4,4 忆 -DDD 三氯杀 螨砜 ) 平均回收率在 50%~150% 范围外, 而这些农药 在 10 添加水平下, 其回收率均在 50%~150% 范围内, 能够满足农药残留检测的要求 因此该方法 可用于土壤中农药残留的检测 采用本方法检测了采集自辽宁省某玉米田 (42 毅 37 忆 50 义 N,121 毅 57 忆 58 义 E) 的土壤样品, 检出农药 68 种 ( 表 1 表 2 ), 主要包括阿特拉津 烟嘧磺隆 炔苯酰草 胺 乙氧氟草醚 灭菌丹 烯酰吗啉 高效氯氟氰菊酯 和部分有机磷 有机氯农药等 其中烟嘧磺隆的残留 浓度为 8.65, 据报道土壤中含有 0.01~0.07 的磺酰脲类除草剂残留就会对一些敏感作物 产生影响 [17], 因此该区域磺酰脲类除草剂残留可能会 对农作物产生不利影响 该检测土壤中有机磷农药共 检出 20 种, 总残留浓度为 198.93, 其中伏杀 硫磷 杀扑磷均超过 25, 根据加拿大颁布的土 壤环境质量标准规定, 有机磷农药残留总量不应超过 25 [18], 显然该检测样点有机磷农药残留浓度 超标 有机氯农药共检出 18 种, 其中六六六 滴滴涕 艾氏剂 狄氏剂 异狄氏剂 七氯都能够被检出, 残留 浓度范围为 6.71~95.57, 均未超过国家土壤 环境质量标准 3 结论 蔡霖, 等 :QuEChERS 方法联合 HPLC-MS/MS 和 GC-MS 测定土壤中 110 种农药残留 1687 图 4 不同添加水平各回收率范围下农药种类数 Figure4 Pesticidenumberofevery each range atdifferentspike level (1) 建立了 QuEChERS 方法联合 HPLC-MS/MS 和 GC-MS 测定土壤中 110 种农药残留的方法, 通过 对前处理条件和仪器条件的优化, 该方法能够快速准 确测定土壤中 110 种农药的残留浓度 (2)110 种农药在 5~500 滋 g L -1 浓度范围内线性 关系良好,r 2 在 0.965 2~0.999 6 之间 由 HPLC-MS/ MS 测定的 43 种农药的平均回收率范围为 59.1%~ 129.4%, 相对标准偏差在 0.3%~15% 之间 ; 由 GC-MS 测定的 67 种农药的平均回收率范围为 44.9%~ 168.1%, 相对标准偏差在 0.5%~20% 之间 方法的检 出限范围为 0.01~5.00 (3) 采用该方法检测了某土壤样品, 共检出农药 68 种 该方法具有简便有效 灵敏度高等特点, 可以 满足土壤中农药多残留检测的需求 参考文献 : [1] 国家统计局. 中国统计年鉴年度数据 [DB/OL].[2017-01-19]. http:// data. stats. gov.cn/easyquery.htm?cn=c01. National Bureau of Statistics. Annual date of China statistical yearbook [DB/OL].[2017-01-19]. http://data. stats. gov. cn/easyquery. htm?cn= C01. [2] 王万红, 王颜红, 王世成, 等. 辽北农田土壤除草剂和有机氯农药残 留特征 [J]. 土壤通报,2010, 41(3):716-722. WANGWan-hong,WANGYan-hong,WANGShi-cheng,etal.Residue characterofherbicidesandorganochlorine pesticidesin soil in the north of Liaoning[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2010, 41(3):716-722. [3] 尹可锁, 吴文伟, 张雪燕, 等. 滇池流域农田土壤有机氯农药残留特 征 [J]. 农业环境科学学报,2010,29(4):674-679. YIN Ke-suo, WU Wen-wei, ZHANG Xue-yan, et al. Residues charac 原 teristicsof organochlorine pesticidesin the cultivated soils from Dianchi Lakewatershed[J]. Journalof Agro-Environment Science,2010, 29(4): 674-679. [4] 王小飞, 刘潇威, 王璐, 等. 加速溶剂提取 - 固相萃取净化 - 高效液 相色谱法测定土壤中 12 种三嗪类除草剂的残留量 [J]. 农业环境科 学学报,2013, 32(10):2099-2104. WANG Xiao-fei, LIU Xiao-wei, WANG Lu, et al. Deteration of twelve triazine herbicide residues in soil by high performance liquid chromatography with accelerated solvent extraction and solid-phase ex 原 traction[j]. Journalof Agro-Environment Science,2013, 32(10):2099-2104. [5] Wu QH, Wang C, Liu ZM, et al. Dispersive solid-phase extraction fol 原 lowed by dispersive liquid-liquid microextraction for the deteration ofsome sulfonylureaherbicidesin soil by high-performance liquid chro 原 matography[j]. Journal of Chromatography A,2009, 1216(29):5504-5510. [6] Merdassa Y, LiuJF,MegersaN.Development of aone-step microwaveassistedextractionmethodforsimultaneousdeterationoforganophos 原 phorus pesticides and fungicides in soils by gas chromatography-mass spectrometry[j]. Talanta,2013,114(10):227-234. [7] Rashid A, Nawaz S, Barker H, et al. Development of asimple extraction and clean-up procedure for deteration of organochlorine pesticides in soil using gas chromatography-tandem mass spectrometry[j]. Journal ofchromatographya,2010,1217(17):2933-2939. [8] 熊伟娜, 夏婷婷, 陈景文, 等. 土壤中苯线磷及其转化产物对映体的

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