初步探究土壤及水质中甲嘧磺...残留及其检测技术的研究进展_易永.pdf

202302分析与检测52Modern Chemical Research当代化工研究202302分析与检测52Modern Chemical Research当代化工研究初步探究土壤及水质中甲嘧磺隆的残留及其检测技术的研究进展易永1 胡海山1 刘永林1 盛天露1 陈冠宜2*蔡鹏1（1.江西省检验检测认证总院 检测认证技术发展研究院 江西 3300522.南昌医学院 江西 330004）摘要：目的：本研究对磺酰脲类除草剂的前处理方法及检测技术进行综述，并参照农业部标准NY/T 2067-2011采用超高效液相色谱质谱联用法测定土壤及水质中甲嘧磺隆的残留，旨在为今后磺酰脲类除草剂的检测开发提供新的思路和参考价值。结果：土壤提取液中甲嘧磺隆的加标回收率在85.3%98.7%之间，农田水中甲嘧磺隆的加标回收率在92.3%103.2%之间，两者的相对标准偏差均在1.4%4.6%之间。该方法简单、快速且有效可满足农田土壤及水质中甲嘧磺隆的日常检测及监测工作的需要。关键词：液质联用；甲嘧磺隆；农药残留中图分类号：TQ 文献标识码：APreliminary Study on the Residue of Sulfometuron-methyl in Soil and Water and the Research Progress of its Detection TechnologyYi Yong1,Hu Haishan1,Liu Yonglin1,Sheng Tianlu1,Chen Guanyi2*,Cai Peng1(1.Jiangxi Province Inspection Detection Authentication Institute,Institute of Testing Technology Development,Jiangxi,3300522.Nanchang Medical College,Jiangxi,330004)Abstract：Objective:In this study,the pretreatment methods and detection techniques of sulfonylurea herbicides were reviewed,and the ana-lytical method of Sulfometuron-methyl residues in soil and water was determined by ultra-high performance liquid chromatography-mass spectrome-try according to the standard NY/T 2067-2011 of the Ministry of Agriculture,in order to provide new ideas and reference values for the detection and development of sulfonylurea herbicides in the future.Results:The spiked recoveries of Sulfometuron-methyl in soil extract were between 85.3%and 98.7%,and those of Sulfometuron-methyl in farmland water were between 92.3%and 103.2%,and the relative standard deviations of both were be-tween 1.4%and 4.6%.This method is simple,rapid and effective,and can meet the needs of daily detection and monitoring of Sulfometuron-methyl in farmland soil and water quality.Key words：LC-MS；sulfometuron-methyl；pesticide residues前言甲嘧磺隆为磺酰脲类的长效灭生性除草剂，曾经被誉为除草剂发展史上具有里程碑意义的超高效除草剂，化学结构如图1所示，由于其持效期长及对哺乳动物安全的特点，故常用于各类林地、荒地、森林防火带、机场、铁路及部分针叶苗圃地的除草1-2。OOCH3SHNOOHNONNCH3CH31 图1 甲嘧磺隆的结构式甲嘧磺隆在土壤中具有较强的移动性，由于其不易挥发，热稳定性强等特性，其在土壤中残留期较长，主要通过水解和微生物降解作用而消失5-6。通过查阅文献我们发现在25，pH=5时，甲嘧磺隆在水中的溶解度达到8mg/L，pH=7时更是高达70mg/L7，因此甲嘧磺隆很容易通过淋溶或径流的方式对其他植物造成伤害。对此，建立一种用于测定土壤及水体中甲嘧磺隆残留的分析方法便显得十分具有现实意义。目前人们关注此类农药检测技术的发展，主要围绕前处理方法和仪器检测方法两个方面进行。前处理方法是指将残留农药从各种基质中有效地分离提取出来，之后对目标分析物有干扰的杂质进行去除的过程，步骤主要包括提取、净化和浓缩三个方面8。由于磺酰脲类除草剂在各种介质中的残留量比较低，目前常用前处理方法主要是固相萃取法，相较于其他前处理方法，固相萃取法具有简单快速、重现性好、省溶剂及回收率高等优点；缺点则是吸附剂选202302分析与检测53Modern Chemical Research当代化工研究202302分析与检测53Modern Chemical Research当代化工研究择性不强、提取液净化不完全、检测时基质效应明显且回收率偏低9,11。仪器检测方法主要有高效液相色谱法（HPLC）及液相色谱-质谱联用法（LC-MS/MS）、气相色谱法（GC）、毛细管电泳法（CE）、荧光分析法（PCE）及生物测定法14-15。其中HPLC法是测定磺酰脲类除草剂常用的方法，使用的较多的分离柱主要是C18和C8柱，流动相一般选酸性流动相，如乙腈乙酸水溶液、甲醇乙酸水溶液等。HPLC法的优点是重现性好,缺点是灵敏度相对较低，相较于HPLC法，LC-MS/MS则大大提高了分析敏感度16-17。本课题组参照农业部标准NY/T 2067-2011，建立了用超高效液相色谱-质谱联用法检测不同土壤及水质中甲嘧磺隆残留的方法，为今后农药分析检测的方法学开发提供一定的参考价值。1.材料与方法(1)仪器Agilent 1290超高液相和Agilent 6470三重四极杆质谱仪，包含在线真空脱气机、自动进样器、恒温柱箱、四元高压梯度泵、二极管阵列检测器仪器工作站；分析天平（奥豪斯仪器有限公司-AX224ZH/E）；摇床震荡器（常州市中贝仪器有限公司）；旋转蒸发仪（瑞士步琦R-300）；氮吹仪（上海安普实验科技股份有限公司）。(2)材料与试剂甲嘧磺隆标准品（农业部环境保护科研监测所）；水样（鹰潭是信江新区水库）；泥水、土壤（鹰潭是信江新区稻田）；纯净水（娃哈哈纯净水）；乙腈（默克股份两合公司）；微孔滤膜（0.22m）；磷酸、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾（国药集团化学试剂有限公司）；甲酸（美国TEDIA公司）。(3)高效液相色谱操作条件色谱柱：C18，2.1100mm，2.7m；流动相：A为甲醇，B为0.1%甲酸水溶液；流速：0.3mL/min；进样量：5L，采用等度洗脱，流动相：90%A，10%B。(4)质谱操作条件离子源：ESI电离源；雾化气氮气：0.7L/h；气帘气氮气：0.1L/h；喷雾电压：4.5kV；毛细管温度：350；检测方式：多反应监测（MRM）正离子扫描模式：母离子365，子离子199/150，保留时间4.227，碎裂电压120V，碰撞能量20eV/15eV。图2 甲嘧磺隆的总离子流图(5)样品处理土壤提取净化法A.磷酸盐缓冲溶液的制备：分别称取称取41.70g磷酸氢二钾和2.30g磷酸二氢钾，之后溶于1000mL的水中，再与甲醇按体积分数为50%混合均匀。B.提取液的制备：取500mL磷酸盐缓冲溶液，加入甲醇人员定容至1000mL。称取10g左右土壤试样（准确至0.0001g）转移至200mL具塞锥形瓶中，加入80mL提取液。于150r/min摇床振荡器上振荡30min，再超声提取10min后抽滤，滤液转移到100mL的容量瓶中定容混匀。取20mL上述溶液减压浓缩至10mL左右，加磷酸盐缓冲溶液10mL并加入磷酸调节pH至2.5左右，得到待净化液。之后分别使用5mL甲醇、水、磷酸盐缓冲溶液依次淋洗固相萃取柱，之后将待净化液转移至萃取柱，抽干。再用10mL乙睛洗脱，收集至比色管中，至于40氮吹仪中吹至近干，加入50%甲醇水溶液2.00mL超声溶解样品，溶液过0.22m滤膜，直接进液相色谱串联质谱检测。水质净化法移取10mL水样加磷酸盐缓冲溶液10mL并加入磷酸调节pH至2.5左右，得到待净化液，之后采用与土壤样相同的方法处理样品。2.结果与分析(1)标准曲线取甲嘧磺隆的标准储备液，用乙腈进行系列稀释，得到质量浓度分别为5g/L、10g/L、20g/L、50g/L、100g/L的标准溶液进行测定，之后以质量浓度为横坐标、以对应峰面积为纵坐标，构建标准曲线，得到线性回归方程为Y=149.5X+77.592，相关系数R2=0.9984（图3）。结果显示本研究所采用的甲嘧磺202302分析与检测54Modern Chemical Research当代化工研究202302分析与检测54Modern Chemical Research当代化工研究隆分析方法线性关系良好，其检测方法可行。y=149.5x+77.592R2=0.99840200040006000800010000120001400016000020406080100120浓度/（gL-1）图3 甲嘧磺隆标准品的线性关系图(2)方法的准确度及精密度分别采用固相小柱提取净化法得到不同土壤的甲嘧磺隆不同浓度的各处理样品，采用固相小柱净化法得到了土壤和农田水中甲嘧磺隆不同浓度的处理样品。检测结果见表1。表1 加标回收率试验结果表样品(Sample)添加水平/(g/L)回收率/%相对标准偏差（RSD）/%123平均值土壤585.386.990.787.63.11087.488.685.987.31.52090.592.498.793.94.6农田水592.395.793.493.81.810103.2100.797.6100.52.920102.299.5100.3100.71.4(3)方法的灵敏度我们以S/N=3，计算方法检出限（LOQ），以S/N=10计算方法定量限（LOD）。结果见表2。表2 方法的灵敏度实验结果样品类型方法检出限方法定量限稻田土壤/(g/kg)0.100.40稻田水质/(g/L)0.080.304.讨论甲嘧磺隆是一款磺酰脲类除草剂的代表性药物，具有生物活性高、使用量低、使用时间相对较长、选择性强、杀草谱广、使用范围宽等显著除草效果。近年来，人们开发了一系列磺酰脲类除草剂在环境及农产品中的检测方法。不同的检测方法具有各自的优缺点，例：气相色谱法对目标物的热稳定性要求较高，所以检测前必须进行衍生化处理，导致适用范围较小；液相色谱法的虽重现性好,但灵敏度相对较低，基于以上多方面因素，加之磺酰脲类农药挥发性差、热稳定低及分子量较大的特点，人们检测重点被放在了高效液相色谱串联质谱法上。本研究参照农业部标准NY/T 2067-2011采用液-液萃取结合固相萃取法对稻田土壤及水质进行提取净化，采用超高效液相色谱串联质谱法进行检测，以S/N=3，计算方法检出限，以S/N=10计算方法定量限。实验结果显示本方法线性关系良好，土壤提取液及农田水中甲嘧磺隆的回收率分别为85.3%98.7%及92.3%103.2%，稻田土壤的检出限及定量限分别为0.10g/kg及0