GC-MS/MS 测定土壤中多农药残留 摘要 : 建立了三重四极杆气质联用仪 GC-MS/MS 结合改良的 QuEChERS 方法同时检测土壤中 42 种农药残留的分析方法 在 5.0~100 µg/l 浓度范围内, 各农药组分相关系数均在 以上 对 30 µg/l 的标准溶液连续 5

GC-MS/MS 测定土壤中多农药残留 摘要 : 建立了三重四极杆气质联用仪 GC-MS/MS 结合改良的 QuEChERS 方法同时检测土壤中 42 种农药残留的分析方法 在 5.0~100 µg/l 浓度范围内, 各农药组分相关系数均在 0.996 以上 对 30 µg/l 的标准溶液连续 5 针进样, 峰面积的 RSD% 均小于 5% 加标浓度为 60 µg/l,42 种农药的加标回收率在 94.4~128.1% 之间, 完全满足日常检测对土壤中农药残留分析的要求 关键词 :GC-MS/MS QuEChERS 方法土壤农药残留 现代农业生产中, 化学农药被大量使用, 不但威胁消费者健康, 也给环境带来巨大的破坏, 危害了生物多样性, 造成水体与土壤污染 故准确地测定土壤中的农药残留, 对保护环境安全和人畜健康具有重要意义 然而土壤中农药残留检测是一种低水平含量物质的痕量检测分析, 整个检测过程包括多个环节, 多种因素干扰检测结果, 使得检测结果重现性差, 或方法检测限过高, 严重影响了检测结果的准确性 目前国内外土壤中农药残留检测主要采用气相色谱法和气相色谱质谱联用法 样品前处理方法多采用索氏提取 超声提取和微波萃取等等, 提取液通过固相萃取小柱净化, 操作比较繁琐 QuEnChERS 前处理以一种快速 简便 价格低廉的分析方法已在众多领域得到了广泛应用 本实验采用改良的 QuEChERS 方法结合 GC-MS/MS 技术分析了土壤中 42 种农药残留, 既简化了样品前处理又克服了测试中易受到土壤基质干扰的缺点, 提高了方法的灵敏度 1. 实验部分 1.1 仪器三重四极杆气质联用仪 :GCMS-TQ8030( 岛津公司 ) 1.2 分析条件色谱柱 :SH-Rtx-5 MS, 30m 0.25mm 0.25μm 进样口温度 :250 柱温程序 :50 (1min)_(25 /min) _150 _ (10 /min)_300 (7 min) 恒线速度方式 :47.2 cm/sec 进样方式 : 不分流进样 (1min) 进样量 :1 μl 高压进样 :250kpa(1min) 离子源 :230 色谱质谱接口温度 :250 MRM 采集条件见表 1 2. 样品制备 土壤样品风干, 过 20 目筛, 按以下步骤处理土壤样品 同时测定土壤含水量 46

称取 5.0 g 样品 旋涡混合 2 min, 超声提取 30 min 加入 10 ml 丙酮 + 正己烷 (1+1,V/V) 移取 1.5 ml 上清液 5000 r/min 离心 10 min 旋涡混合 2 min 离心 过膜 加入 300 mg 无水硫酸镁 50 mg PSA 50 mg C18 GC-MS/MS 分析 图 1 样品前处理流程图 表 1 农药组分保留时间及 MRM 参数 No. 中文名称 CAS 号 英文名称 保留定量定性 CE 时间离子对离子对 CE 1 敌敌畏 62-73 -7 Dichlorvos 6.226 185>93 14 185>109 14 2 氧化乐果 1113-02-6 Omethoate 9.938 156>110 8 156>80 22 3 灭线磷 13194-48-4 Ethoprophos 10.314 200>158 6 200>114 14 4 治螟磷 3689-24-5 Sulfotep 10.853 322>202 10 322>294 4 5 甲拌磷 298-02-2 Phorate 10.975 260>75 8 260>231 4 6 alpha- 六六六 319-84-6 alpha-hch 11.114 219>183 8 219>145 20 7 乐果 60-51-5 Dimethoate 11.365 125>79 8 125>47 14 8 beta- 六六六 319-85-7 beta-hch 11.663 219>183 8 219>145 20 9 gamma- 六六六 58-89-9 gamma-hch 11.796 219>183 8 219>145 20 10 特丁硫磷 13071-79-9 Terbufos 11.842 231>175 14 231>129 26 11 五氯硝基苯 82-68-8 Quintozene 11.892 295>237 16 295>265 12 12 二嗪农 333-41-5 Diazinon 12.064 304>179 10 304>162 8 13 delta- 六六六 319-86-8 delta-hch 12.274 219>183 10 219>145 20 14 甲基对硫磷 298-00-0 Parathion-methyl 13.052 263>109 14 263>136 8 15 杀螟硫磷 122-14-5 Fenitrothion 13.594 277>260 6 277>109 14 16 马拉硫磷 121-75-5 Malathion 13.776 173>99 14 173>127 6 17 倍硫磷 55-38-9 Fenthion 13.967 278>109 20 278>125 20 18 毒死蜱 2921-88-2 Chlorpyrifos 13.967 314>258 14 314>286 8 19 对硫磷 56-38-2 Parathion 14.001 291>109 14 291>137 6 20 三氯杀螨醇 115-32-2 Dicofol deg. 14.021 250>139 14 250>215 8 21 三泰芬 43121-43-3 Triadimefon 14.076 208>181 10 208>127 14 47

22 水胺硫磷 24353-61-5 Isocarbophos 14.070 289>136 14 289>113 6 23 甲基异柳磷 83733-82-8 Isofenphos-methyl 14.144 199>121 14 241>121 22 24 氟虫腈 120068-37-3 Fipronil 14.494 367>213 30 367>255 22 25 喹硫磷 13593-03-8 Quinalphos 14.783 157>129 14 157>93 10 26 杀扑磷 950-37-8 Methidathion 14.855 145>85 8 145>58 14 27 丙溴磷 41198-08-7 Profenofos 15.148 337>267 14 337>309 6 28 p,p'- 滴滴伊 72-55-9 p,p'-dde 15.730 246>176 30 246>211 22 29 p,p'- 滴滴滴 72-54-8 p,p'-ddd 15.815 235>165 24 235>199 14 30 o,p'- 滴滴涕 789-02-6 o,p'-ddt 16.604 235>165 24 235>199 14 31 三唑磷 24017-47-8 Triazophos 16.677 257>162 8 257>134 22 32 p,p'- 滴滴涕 50-29-3 p,p'-ddt 16.900 235>165 24 235>199 16 33 联苯菊酯 82657-04-3 Bifenthrin 17.296 181>166 12 181>153 8 34 伏杀磷 2310-17-0 Phosalone 18.187 182>111 14 182>138 8 35 氯氟氰菊酯 -1 68085-85-8 Cyhalothrin-1 18.881 197>161 8 197>141 12 36 氯氟氰菊酯 -2 68085-85-8 Cyhalothrin-2 18.979 197>161 8 197>141 12 37 氯菊酯 -1 52645-53-1 Permethrin-1 19.171 183>168 14 183>165 14 38 氯菊酯 -2 52645-53-1 Permethrin-2 19.921 183>168 14 183>165 14 39 蝇毒磷 56-72-4 Coumaphos 20.046 362>109 16 362>226 14 40 氟氯氰菊酯 -1 68359-3 -5 Cyfluthrin-1 20.183 226>206 14 226>199 6 41 氟氯氰菊酯 -2 68359-3 -5 Cyfluthrin-2 20.498 226>206 14 226>199 6 42 氟氯氰菊酯 -3,4 68359-3 -5 Cyfluthrin-3,4 20.581 226>206 14 226>199 6 43 氯氰菊酯 -1 52315-07-8 Cypermethrin-1 20.667 163>127 6 163.>91 14 44 氯氰菊酯 -2 52315-07-8 Cypermethrin-2 20.814 163>127 6 163>91 14 45 氯氰菊酯 -3,4 52315-07-8 Cypermethrin-3,4 20.904 163>127 6 163>91 14 46 氟氰菊酯 -1 70124-77-5 Flucythrinate-1 20.984 199>157 10 199>107 22 47 氟氰菊酯 -2 70124-77-5 Flucythrinate-2 21.007 199>157 10 199>107 22 48 氰戊菊酯 -1 51630-58-1 Fenvalerate-1 21.192 419>225 6 419>167 12 49 氰戊菊酯 -2 51630-58-1 Fenvalerate-2 21.731 419>225 6 419>167 12 50 溴氰菊酯 -1 52918-63-5 Deltamethrin-1 21.937 253>93 20 253>172 8 51 溴氰菊酯 -2 52918-63-5 Deltamethrin-2 22.297 253>93 20 253>172 8 3. 结果与讨论 3.1 标准样品谱图 图 2 100 µg/l 标样的 MRM 图 48

3.2 标准曲线用土壤基质溶液分别配制浓度为 5 10 30 50 100 µg/l 的混合农药标准溶液 以浓度作为横坐标, 峰面积作为纵坐标, 绘制标准曲线, 部分农药标准曲线和 MRM 质量色谱图如图 3 所示 检出限按照 3 倍的峰峰比计算 取浓度为 30 µg/l 的标准溶液连续进样 5 次, 计算各农药组分峰面积的相对标准偏差 (RSD) 标准曲线的相关系数 最低检出限(LOD) 及峰面积的相对标准偏差 (RSD) 见表 2 Area 1000000 200000 Area Area 1000000 750000 150000 750000 500000 100000 500000 250000 50000 250000 0 0.00 0.05 Conc. 0 0.00 0.05 Conc. 0 0.00 0.05 Conc. 氧化乐果马拉硫磷氟氯氰菊酯 (x1,000) 2.0 156.00>110.00 156.00>80.00 3.0 (x10,000) 173.10>99.00 173.10>127.00 2.0 (x1,000) 226.10>206.10 226.10>199.10 1.5 2.5 2.0 1.5 1.0 1.5 1.0 0.5 1.0 0.5 0.5 0.0 0.0 0.0 9.77 10.00 13.7 13.8 20.50 20.75 氧化乐果马拉硫磷氟氯氰菊酯 图 3 部分农药组分标准曲线及质量色谱图 表 2 各农药组分标准曲线相关系数 最低检出限 (LOD) 峰面积的相对标准偏差及加标平均回收率 编号化合物名称相关系数 r LOD(µg/L) 峰面积 RSD (%,n=5) 平均回收率 (%) 1 敌敌畏 0.9992 0.10 1.7 106.5 2 氧化乐果 0.9997 0.50 4.2 124.0 3 灭克磷 0.9992 0.12 1.9 107.9 49

4 治螟磷 0.9994 0.02 1.2 102.6 5 甲拌磷 0.9996 0.02 2.1 104.3 6 alpha- 六六六 0.9984 0.02 1.4 94.4 7 乐果 0.9993 0.22 1.4 101.7 8 beta- 六六六 0.9978 0.02 1.4 92.9 9 gamma- 六六六 0.9985 0.04 1.6 95.3 10 特丁硫磷 0.9994 0.03 2.9 107.8 11 五氯硝基苯 0.9991 0.05 3.3 105.4 12 二嗪农 0.9992 0.02 1.1 104.0 13 delta- 六六六 0.9993 0.06 1.5 95.2 14 甲基对硫磷 0.9993 0.07 2.0 113.8 15 杀螟硫磷 0.9998 0.02 2.7 116.8 16 马拉硫磷 0.9994 0.02 1.2 108.7 17 倍硫磷 0.9983 0.06 1.5 100.3 18 毒死蜱 0.9984 0.02 3.1 105.4 19 对硫磷 0.9999 0.05 2.7 124.5 20 三氯杀螨醇 0.9986 0.03 2.7 101.7 21 三唑酮 0.9994 0.20 2.7 104.6 22 水胺硫磷 0.9995 0.20 4.0 128.1 23 甲基异柳磷 0.9993 0.02 2.3 108.6 24 氟虫腈 0.9992 0.03 3.7 121.1 25 喹硫磷 0.9991 0.70 1.8 100.0 26 杀扑磷 0.9992 0.01 1.9 105.6 27 丙溴磷 0.9991 0.04 2.6 121.7 28 p,p'-dde 0.9980 0.02 2.2 96.8 29 p,p'-ddd 0.9977 0.04 1.5 95.9 30 o,p'-ddt 0.9984 0.04 1.9 97.3 31 三唑磷 0.9990 0.08 1.5 105.1 32 p,p'-ddt 0.9992 0.04 1.9 99.4 33 联苯菊酯 0.9992 0.07 1.5 103.7 34 伏杀磷 0.9990 0.03 1.8 107.6 35 氯氟氰菊酯 0.9984 0.50 1.4 95.0 36 氯菊酯 0.9992 1.40 1.6 98.1 37 蝇毒磷 0.9994 0.20 1.6 105.7 38 氟氯氰菊酯 0.9987 0.60 3.5 110.9 50

39 氯氰菊酯 0.9994 0.70 2.7 103.9 40 氟氰菊酯 0.9996 0.40 2.0 109.9 41 氰戊菊酯 0.9992 0.30 2.1 118.8 42 溴氰菊酯 0.9995 0.90 1.0 110.6 3.3 回收率测试 在土壤样品中加入农药混合标准溶液, 添加浓度为 60 µg/l, 分别平行处理 5 份, 土壤样 品加标平均回收率结果见表 2 3.4 样品测试 土壤样品色谱图见图 4, 该样品未检测出上述 42 种农药 图 4 土壤样品 MRM 色谱图 4. 结论使用岛津公司 GCMS-TQ8030 三重四极杆气质联用仪结合改良的 QuEChERS 前处理方法对土壤中 42 种农药残留进行分析 该方法前处理操作简单, 重复性好, 灵敏度高, 加标浓度为 60 µg/l,42 种农药组分的加标回收率在 94.4~128.1% 之间, 完全满足日常的农药残留痕量分析工作 实验表明, 串联质谱的检测方法能够避免杂质的干扰, 尤其是分析土壤等复杂样品时, 能有效地消除基质干扰, 减少假阳性的检出率, 同时能提高分析的选择性和检测灵敏度, 简化样品前处理过程, 降低分析成本 51