氣相色譜-質譜法測定土壤中17種有機磷農藥

譚松林，袁姁，鄧澤，錢一凡，張海軍，黃杉，權秋梅

(1.四川省南充生態環境監測中心站，四川 南充 637000； 2.西華師范大學環境科學與工程學院，四川 南充 637000)

0 引言

有機磷類農藥，因其成本低、種類多、藥效高被廣泛使用。有機磷農藥通過抑制生物體內乙酰膽堿酯酶，具有致突變性、致癌性、細胞毒性、基因毒性或免疫毒性等特點[1-2]。相關研究表明，有機磷農藥施用后僅有1%發揮作用，其余均殘留在環境介質中[3-4]。土壤是污染物的重要儲存場所，在農業生產過程中農藥施用、污水灌溉或大氣沉降活動都會引起有機磷在土壤中積累[5]。土壤中殘留的有機磷會在動植物體內累積，通過食物鏈進入人體，增加癌癥、白血病等多種疾病的患病風險，某些種類有機磷農藥還可在人體內轉化為某種持久性有機污染物[6-7]。

已有相關研究采用固相萃取和氣相色譜-質譜聯用技術對蔬菜、水體和土壤中有機磷殘留進行測定[8-11]，表明通過固相萃取濃縮能夠有效地對有機磷進行定量分析。目前國內已有的研究和相關技術標準中，并沒有同時囊括我們選定的17種有機磷農藥。因此，我們將建立并驗證氣相色譜-質譜法同時測定土壤中17種有機磷農藥的方法，對研究土壤中農藥的污染水平、評價土壤環境質量具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 實驗儀器

本研究使用主要儀器設備如下：Agilent 7890A- 5975C型氣相色譜質譜儀；Thermo Fisher ASE-150快速溶劑萃取儀；Biotage Turbo Vap Ⅱ型自動氮吹濃縮儀；HP-5MS型色譜柱，30 m×0.25 mm×0.25 μm。

1.2 實驗試劑

有機磷混合標準溶液：含敵敵畏、速滅磷、氧化樂果、內吸磷、滅克磷、治螟磷、甲拌磷、樂果、二嗪農、乙拌磷、甲基對硫磷、馬拉硫磷、毒死蜱、對硫磷、水胺硫磷、殺撲磷、三硫磷。

替代物：2-氟聯苯、對三聯苯-d14。

內標物：萘-d8，苊烯-d10，菲-d10，?-d12。

其他：正己烷(農殘級)、丙酮(農殘級)、乙酸乙酯(農殘級)、硅藻土(AR)、石英砂(AR)、弗里羅硅土小柱(1 000 mg/6 mL)、高純氮(純度≥99.999%)和高純氦(純度≥99.999%)。

2 樣品前處理過程

2.1 樣品萃取

用石英砂代替土壤樣品，稱取10.0 g石英砂、5.0 g硅藻土于研缽中，攪拌均勻后用專用漏斗轉移至34 mL萃取池中，萃取池底部裝有玻璃纖維濾膜，向萃取池中加入所需濃度的標準樣品和替代物，用快速溶劑萃取儀進行萃取，60 mL玻璃瓶收集萃取液。萃取溶劑為正己烷∶丙酮(1∶1，體積比)；載氣壓力：0.8 MPa；萃取溫度： 100 ℃；萃取池壓力：10 MPa；預加熱平衡時間：3 min；靜態萃取時間：5 min，萃取次數：3次。

2.2 樣品濃縮

將收集到的萃取液用自動氮吹濃縮儀濃縮，濃縮過程中用正己烷∶丙酮(1∶1，體積比)洗滌氮吹瓶壁3次，最終濃縮至1.0 mL待凈化。

2.3 樣品凈化

(1)活化：選擇1 000 mg/6 mL的弗羅里硅土柱，用正己烷活化小柱，上樣前保持小柱濕潤。

(2)上樣：將樣品轉移至柱內，潤洗樣品管的淋洗液也全部轉移至小柱上。

(3)洗脫：用15 mL正己烷-乙酸乙酯(1∶1，體積比)的混合液進行洗脫，收集洗脫液并氮吹濃縮至1.0 mL，少量正己烷-乙酸乙酯(1∶1，體積比)混合液潤洗氮吹瓶內壁，再次濃縮至0.5 mL，轉移至進樣瓶中，向進樣瓶中加入10.0 μL濃度為100 mg/L的內標溶液，最后用正己烷-乙酸乙酯(1∶1，體積比)混合液定容至1.0 mL，待上機檢測。

3 儀器條件

3.1 色譜條件

氣相色譜參考條件：程序升溫：40 ℃保持1 min，以30 ℃/min升溫至130 ℃，再以20 ℃升溫至200 ℃保持3 min，以20 ℃/min升溫至220 ℃保持8 min，以20 ℃/min 升溫至280 ℃保持5 min。進樣口溫度：220 ℃； 進樣方式：分流進樣；分流比：10∶1；進樣量：1.0 μL；載氣：氦氣；流速：1.4 mL/min。

3.2 質譜條件

EI源，離子源溫度230 ℃，接口溫度280 ℃，四級桿150 ℃。離子化能量：70 eV；掃描方式：選擇離子掃描方式(SIM)，掃描方式(SCAN)用于定性參考，溶劑延遲時間：4.5 min[12]。

4 方法驗證部分

4.1 總離子圖及方法檢出限

采用市售有證標準物質和替代物配制濃度為0.0 mg/L、0.5 mg/L、1.0 mg/L、2.0 mg/L、8.0 mg/L的校準序列，內標濃度為1.0 mg/L，使用上述儀器條件進行分析，計算在此方法下的平均響應因子相對標準偏差。

總離子流圖如圖 1 所示，化合物峰形良好。如表 1所示，17 種有機磷的標準曲線在0.0～8.0 mg/L的濃度范圍內，其濃度比與響應比均呈現出較低的相對偏差。目標化合物相對響應因子的相對偏差為8.0%～18.4%，相對偏差均小于20%，滿足此類標準的相關要求[12]。

圖1 17種有機磷、2種替代物及4種內標標準品的總離子流圖

表1 17種有機磷農藥響應因子相對標準偏差、 檢出限及測定下限

稱取10.0 g石英砂代替土壤，加入標準物質制備7份土壤中有機磷農藥含量為0.1 mg/kg的樣品，并加入5.0 g硅藻土，經上述條件進行萃取、凈化和濃縮，按式(1)進行分析計算：

式中：MDL為方法檢出限；S為7次平行測定的標準偏差。

經分析計算，17種有機磷農藥的檢出限在0.01～ 0.05 mg/kg范圍內，以4倍檢出限作為測定下限，由表1可知其檢出限較低，這相較于王威等[13]對有機磷農藥的定量分析更為靈敏。

4.2 空白實驗

用10.0 g石英砂代替實際土壤制備6份空白樣品，按照土壤樣品分析全過程進行前處理，結果表明在有機磷的保留時間處未發現定性定量離子，說明有機磷沒有被檢出，整個實驗過程未引入干擾雜峰。

4.3 回收率和精密度

為評價方法的穩定性，分別稱取10.0 g石英砂代替土壤，加標制備3個濃度水平為0.1 mg/kg、0.3 mg/kg、0.6 mg/kg的樣品各6個，按照上述條件進行萃取、凈化和濃縮，并加入內標，測定其加標回收率和相對標準偏差。如表2所示，在3種不同加標條件下，其回收率(Recovery)分別為55%～139%、63%～140%和57%～133%，相對標準偏差(RSD)分別為3%～16%、6%～18%和2%～15%，這與饒竹、陳刁麗等研究結果相類似[14-15]，說明在不同加標條件下，其回收率和精密度均滿足標準中的相關規定，則表明該方法可滿足對不同濃度的有機磷農藥殘留進行測定的要求，正確度和精密度高，符合分析測試的要求。

表2 回收率和精密度

5 結語

建立了一種加速溶劑萃取-固相萃取凈化-氣相色譜-質譜法同時測定土壤中17種有機磷農藥的分析方法，該方法同時測定化合物種類多、操作簡單快速、準確度高、精密度好，對環境的污染和人體的危害程度小，可滿足土壤樣品的日常檢測分析，為實驗室人員提供科學的分析依據，符合實驗室質量控制要求。