高效液相色谱 – 串联质谱法同时测定 土壤中 8 种杀菌剂残留

近年来，农药残留对土壤造成的污染已经引起人们的高度重视。我国的农药残留对土壤造成的污染，除与农药的长期不合理使用有关外，还与我国农药生产历史有密切关系。我国的农药生产经历了由植物性农药、无机化学农药到有机合成农药的发展过程。早在 20 世纪 80 年代初，大量使用的有机氯农药及杀虫剂是导致目前土壤污染的重要因素，该类农药毒性强，性质稳定，在土壤中残留时间长。目前对于毒性较强，且不易被生物降解的农药，我国已明令禁止使用。土壤是人类赖以生存的基础，土壤一旦被农药污染，必将随着生态系统的微循环扩大农药的污染范围。农作物吸收土壤中的农药后，通过食物链进入人体，从而对人体健康造成危害。土壤中残留的农药，经过雨水进入水体，引起水质污染，从而造成藻类、鱼类等因水质污染而死亡，使生态循环系统受到严重破坏。因此对土壤中农药残留量进行测定具有中重要意义。

目前土壤中农药残留的测定方法主要有高效液相色谱 (HPLC) 法、气相色谱 (GC) 法、高效液相色谱 – 串联质谱 (HPLC–MS／MS) 法、气相色谱 –串联质谱 (GC–MS) 法等。常用的样品前处理方法主要有固相萃取法、微波萃取法、加速溶剂萃取法、凝胶渗透法、超声波提取法理方法操作过程繁琐、耗时长、试剂用量大、检测成本高，而且同时检测农药残留的种类较少，不适合多农药残留的检测。QuEChERS 前处理方法具有操作简单、适用性广、检测效率高、溶剂用量小、加标回收率高等优势，受到人们广泛关注。QuEChERS 前处理方法最初仅用于农产品中农药残留的测定，近年来随着检测技术的不断提高，QuEChERS 前处理方法应用范围不断扩大。然而用该方法对土壤样品进行处理，采用高效液相色谱 – 串联质谱法同时测定土壤中戊唑醇、腈菌唑、腈苯唑、氟硅唑、三唑酮、丙环唑、烯唑醇、苯醚甲环唑 8 种杀菌剂残留的方法还没见报道。

基于土壤样品基质较复杂，且待测目标物含量较低的特点，笔者采用 QuEChERS 方法对样品进行前处理，建立了高效液相色谱 – 串联质谱法同时测定土壤中戊唑醇等8 种杀菌剂残留的分析方法。该方法灵敏度和准确度高，检出限低，满足土壤中戊唑醇等 8 种杀菌剂残留的测定要求，解决了土壤中因待测目标物含量较低而无法得到准确结果的难题。

1　实验部分

1.1　主要仪器和试剂

高效液相色谱仪：Nexera XR 型；

三重四级杆质谱仪：AB SCIEX Triple Quad ™ 4500 型，配有电喷雾离子源 (ESI)，MultiQuant 数据处理系统；

氮气发生器：G–AB–A 型，氮气纯度为 99.999%；

电子分析天平：ME203E 型，感量为 0.01 mg；

超声波清洗仪：KUDOS 型；

恒温水浴振荡器：SHA–C 型；

超高速冷却台式离心机：Sorvall Stratos 型；

氮吹仪：L–148 型；

涡旋振荡器：QL–901 型；

超纯水系统：Milli-Q 型；

甲醇、乙腈：色谱纯；

正己烷、丙酮、甲酸：色谱纯；

无水硫酸镁、氯化钠：分析纯；

PSA(N– 丙基乙二胺 ) ：纯度为 99.00%，规格为10 g； 

空白基质用土壤样品；

检测用土壤样品；

实验用水为超纯水；

8 种杀菌剂标准品：基本信息见表 1。

1.2　标准溶液配制

8 种杀菌剂混合标准储备溶液：分别准确称取适量的 8 种杀菌剂标准物质，以甲醇为溶剂配制成质量浓度均为 1 000 mg／L 的 8 种杀菌剂混合标准储备溶液，于 –18℃下冷冻保存，备用。

8 种杀菌剂系列混合标准工作溶液：移取 0.05 mL 8 种杀菌剂混合标准储备溶液于 50 mL 容量瓶中，用甲醇定容至标线，混合均匀，配制成 8 种杀菌剂质量浓度均为1 mg／L 的混合标准工作溶液。然后用甲醇稀释成质量浓度均分别为 0.01，0.05，0.1，0.2，0.5 mg／L 的系列混合标准工作溶液。混合标准储备溶液 0.10，0.50，1.00，2.00，5.00 mL，置于 6 只 10 mL 容量瓶中，用土壤空白提取液稀释并定容至标线，混匀，配制成 8 种杀菌剂质量浓度均分别为 0.01，0.05，0.10，0.20，0.50 mg／L 的基质系列混合标准溶液。

1.3　仪器工作条件

1.3.1　色谱仪

色 谱 柱：InertSustain Bio C18 柱 (100 mm×2.1 mm，1.8 μm 美国安捷伦科技有限公司 ) ；柱温：30℃；进样体积：1.0 μL ；流动相：甲醇 –0.1% 甲酸水溶液，梯度洗脱，流量为 0.25 mL／min ；梯度洗脱程序见表 2。

1.3.2　质谱仪

质谱仪离子源：电喷雾离子化源 (ESI) ；监测模式：多反应监测 (MRM) 模式；离子参数见表 3 ；8种杀菌剂多反应监测条件 (MRM) 见表 4。

1.4　样品前处理

分别将采集的空白基质用土壤样品、检测用土壤样品混合均匀，按照四分法分别称取 500 g 于室温下自然风干，过 20 目筛 ( 筛孔直径为 0.90 mm)，备用。分别称取 10.000 0 g( 精确至 0.000 1 g) 过筛后的土壤样品，置于 50 mL 离心管中，加入 10 mL乙腈均质提取 1 min，然后加入 5 g 无水硫酸镁、1 g氯化钠和 200 mg PSA，以 10 000 r／min 的转速离心10 min ；取 2 mL 上清液于 40℃下氮吹至近干，加入 1 mL 甲醇复溶，过 0.22 μm 滤膜后待测。

2　结果与讨论

2.1　色谱条件优化

采用 InertSustain Bio C18 色谱柱对 8 种杀菌剂进行分离，结果表明，采用梯度洗脱方式的分离效果优于等度洗脱。由于流动相的组成直接影响目标物的峰形及离子化效率，以甲醇为流动相时，各目标物的信号响应值优于乙腈，因此选用甲醇 – 水溶液作为流动相。在正负离子监测模式下，通过调整梯度洗脱比例，发现在水相中加入 0.1% 甲酸更有利于目标物的离子化，可以改善目标物的色谱峰形，从而提高了监测目标物的灵敏度。优化的梯度洗脱程序见表 2。

2.2　质谱条件优化

以甲醇 –0.1% 甲酸水溶液为流动相，采用直接进样方式将 8 种杀菌剂混合标准工作溶液注入至离子源中，在正负离子监测模式下对目标物进行全扫描。根据母离子及响应值最高的碎片离子对目标物进行定性，确定特征性母离子及子离子，并对碰撞电压、定量及定性离子对等质谱条件进行优化，优化后的多反应监测 (MRM) 条件见表 3。

2.3　线性方程与检出限

在 1.3 仪器工作条件下，对 8 种杀菌剂系列混合标准工作溶液进行测定，以戊唑醇等 8 种杀菌剂的质量浓度 (x) 为横坐标，以色谱峰面积 (y) 为纵坐标，绘制标准工作曲线。以定量离子大于 3 倍信噪比 (S／N ＞ 3) 对应的质量浓度作为方法检出限。8种杀菌剂的线性范围、线性方程、相关系数及检出限见表 5。

由表 5 可知，8 种杀菌剂的质量浓度在 0.01～0.5 mg／L 范围内与色谱峰面积均成良好的线性关系，相关系数为 0.995 3～0.999 1，方法检出限为0.005～0.010 mg／kg。

2.4　加标回收与精密度试验

在空白基质土壤样品中加入 8 种杀菌剂混合标准工作溶液，进行加标回收与精密度试验。添加量分别为 0.05，0.10，0.50 mg／L，按 1.4 方法处理样品，在 1.3 仪器工作条件下进行测定，每个加标浓度水平平行测定 5 次，结果见表 6。

由表 6可知，8 种杀菌剂的平均回收率为85.6%～102.2%，测 定 结 果 的 相 对 标 准 偏 差 为4.6%～13.2%(n=5)。表明该方法具有较高的精密度和准确度，满足土壤中杀菌剂残留的测定要求。

2.5　实际样品检测

按所建方法对果蔬地土壤样品进行检测，结果见表７。果蔬地土壤样品中 8 种杀菌剂质谱总离子流谱图如图 1 所示。结果表明，8 种杀菌剂均有一定含量的检出。说明在果蔬种植方面，以上 8 种杀菌剂的应用较为普遍，随着农药种类及使用频率的增加，导致果蔬地土壤中农药的残留问题较为严重。

3　结语

采用 QuEChERS 前处理方法对土壤样品进行处理，建立了高效液相色谱 – 串联质谱法快速测定土壤中戊唑醇等 8 种杀菌剂残留量的检测方法。该方法灵敏度和精确度高，重现性稳定，操作简单、快速，已经应用与土壤样品的日常检测分析。