初步探究土壤及水質(zhì)中甲嘧磺隆的殘留及其檢測(cè)技術(shù)的研究進(jìn)展

＊易永 胡海山 劉永林 盛天露 陳冠宜 蔡鵬

（1.江西省檢驗(yàn)檢測(cè)認(rèn)證總院 檢測(cè)認(rèn)證技術(shù)發(fā)展研究院 江西 330052 2.南昌醫(yī)學(xué)院 江西 330004）

前言

甲嘧磺隆為磺酰脲類的長(zhǎng)效滅生性除草劑，曾經(jīng)被譽(yù)為除草劑發(fā)展史上具有里程碑意義的超高效除草劑，化學(xué)結(jié)構(gòu)如圖1所示，由于其持效期長(zhǎng)及對(duì)哺乳動(dòng)物安全的特點(diǎn)，故常用于各類林地、荒地、森林防火帶、機(jī)場(chǎng)、鐵路及部分針葉苗圃地的除草[1-2]。

圖1 甲嘧磺隆的結(jié)構(gòu)式

甲嘧磺隆在土壤中具有較強(qiáng)的移動(dòng)性，由于其不易揮發(fā)，熱穩(wěn)定性強(qiáng)等特性，其在土壤中殘留期較長(zhǎng)，主要通過(guò)水解和微生物降解作用而消失[5-6]。通過(guò)查閱文獻(xiàn)我們發(fā)現(xiàn)在25℃，pH=5時(shí)，甲嘧磺隆在水中的溶解度達(dá)到8mg/L，pH=7時(shí)更是高達(dá)70mg/L[7]，因此甲嘧磺隆很容易通過(guò)淋溶或徑流的方式對(duì)其他植物造成傷害。對(duì)此，建立一種用于測(cè)定土壤及水體中甲嘧磺隆殘留的分析方法便顯得十分具有現(xiàn)實(shí)意義。目前人們關(guān)注此類農(nóng)藥檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，主要圍繞前處理方法和儀器檢測(cè)方法兩個(gè)方面進(jìn)行。

前處理方法是指將殘留農(nóng)藥從各種基質(zhì)中有效地分離提取出來(lái)，之后對(duì)目標(biāo)分析物有干擾的雜質(zhì)進(jìn)行去除的過(guò)程，步驟主要包括提取、凈化和濃縮三個(gè)方面[8]。由于磺酰脲類除草劑在各種介質(zhì)中的殘留量比較低，目前常用前處理方法主要是固相萃取法，相較于其他前處理方法，固相萃取法具有簡(jiǎn)單快速、重現(xiàn)性好、省溶劑及回收率高等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)則是吸附劑選擇性不強(qiáng)、提取液凈化不完全、檢測(cè)時(shí)基質(zhì)效應(yīng)明顯且回收率偏低[9,11]。儀器檢測(cè)方法主要有高效液相色譜法（HPLC）及液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（LC-MS/MS）、氣相色譜法（GC）、毛細(xì)管電泳法（CE）、熒光分析法（PCE）及生物測(cè)定法[14-15]。其中HPLC法是測(cè)定磺酰脲類除草劑常用的方法，使用的較多的分離柱主要是C18和C8柱，流動(dòng)相一般選酸性流動(dòng)相，如乙腈乙酸水溶液、甲醇乙酸水溶液等。HPLC法的優(yōu)點(diǎn)是重現(xiàn)性好,缺點(diǎn)是靈敏度相對(duì)較低，相較于HPLC法，LC-MS/MS則大大提高了分析敏感度[16-17]。本課題組參照農(nóng)業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)NY/T 2067-2011，建立了用超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法檢測(cè)不同土壤及水質(zhì)中甲嘧磺隆殘留的方法，為今后農(nóng)藥分析檢測(cè)的方法學(xué)開發(fā)提供一定的參考價(jià)值。

1.材料與方法

(1)儀器

Agilent 1290超高液相和Agilent 6470三重四極桿質(zhì)譜儀，包含在線真空脫氣機(jī)、自動(dòng)進(jìn)樣器、恒溫柱箱、四元高壓梯度泵、二極管陣列檢測(cè)器儀器工作站；

分析天平（奧豪斯儀器有限公司-AX224ZH/E）；

搖床震蕩器（常州市中貝儀器有限公司）；

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（瑞士步琦R-300）；

氮吹儀（上海安普實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司）。

(2)材料與試劑

甲嘧磺隆標(biāo)準(zhǔn)品（農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所）；

水樣（鷹潭是信江新區(qū)水庫(kù)）；

泥水、土壤（鷹潭是信江新區(qū)稻田）；

純凈水（娃哈哈純凈水）；

乙腈（默克股份兩合公司）；

微孔濾膜（0.22μm）；

磷酸、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀（國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；

甲酸（美國(guó)TEDIA公司）。

(3)高效液相色譜操作條件

色譜柱：C18，2.1×100mm，2.7μm；

流動(dòng)相：A為甲醇，B為0.1%甲酸水溶液；

流速：0.3mL/min；

進(jìn)樣量：5μL，采用等度洗脫，流動(dòng)相：90% A，10% B。

(4)質(zhì)譜操作條件

離子源：ESI電離源；

霧化氣氮?dú)猓?.7L/h；

氣簾氣氮?dú)猓?.1L/h；

噴霧電壓：4.5kV；

毛細(xì)管溫度：350℃；

檢測(cè)方式：多反應(yīng)監(jiān)測(cè)（MRM）正離子掃描模式：母離子365，子離子199/150，保留時(shí)間4.227，碎裂電壓120V，碰撞能量20eV/15eV。

圖2 甲嘧磺隆的總離子流圖

(5)樣品處理

①土壤提取凈化法

A.磷酸鹽緩沖溶液的制備：分別稱取稱取41.70g磷酸氫二鉀和2.30g磷酸二氫鉀，之后溶于1000mL的水中，再與甲醇按體積分?jǐn)?shù)為50%混合均勻。

B.提取液的制備：取500mL磷酸鹽緩沖溶液，加入甲醇人員定容至1000mL。

稱取10g左右土壤試樣（準(zhǔn)確至0.0001g）轉(zhuǎn)移至200mL具塞錐形瓶中，加入80mL提取液。于150r/min搖床振蕩器上振蕩30min，再超聲提取10min后抽濾，濾液轉(zhuǎn)移到100mL的容量瓶中定容混勻。取20mL上述溶液減壓濃縮至10mL左右，加磷酸鹽緩沖溶液10mL并加入磷酸調(diào)節(jié)pH至2.5左右，得到待凈化液。之后分別使用5mL甲醇、水、磷酸鹽緩沖溶液依次淋洗固相萃取柱，之后將待凈化液轉(zhuǎn)移至萃取柱，抽干。再用10mL乙睛洗脫，收集至比色管中，至于40℃氮吹儀中吹至近干，加入50%甲醇水溶液2.00mL超聲溶解樣品，溶液過(guò)0.22μm濾膜，直接進(jìn)液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)。

②水質(zhì)凈化法

移取10mL水樣加磷酸鹽緩沖溶液10mL并加入磷酸調(diào)節(jié)pH至2.5左右，得到待凈化液，之后采用與土壤樣相同的方法處理樣品。

2.結(jié)果與分析

(1)標(biāo)準(zhǔn)曲線

取甲嘧磺隆的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，用乙腈進(jìn)行系列稀釋，得到質(zhì)量濃度分別為5μg/L、10μg/L、20μg/L、50μg/L、100μg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定，之后以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)、以對(duì)應(yīng)峰面積為縱坐標(biāo)，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到線性回歸方程為Y=149.5X+77.592，相關(guān)系數(shù)R2=0.9984（圖3）。結(jié)果顯示本研究所采用的甲嘧磺隆分析方法線性關(guān)系良好，其檢測(cè)方法可行。

圖3 甲嘧磺隆標(biāo)準(zhǔn)品的線性關(guān)系圖

(2)方法的準(zhǔn)確度及精密度

分別采用固相小柱提取凈化法得到不同土壤的甲嘧磺隆不同濃度的各處理樣品，采用固相小柱凈化法得到了土壤和農(nóng)田水中甲嘧磺隆不同濃度的處理樣品。檢測(cè)結(jié)果見表1。

表1 加標(biāo)回收率試驗(yàn)結(jié)果表

(3)方法的靈敏度

我們以S/N=3，計(jì)算方法檢出限（LOQ），以S/N=10計(jì)算方法定量限（LOD）。結(jié)果見表2。

表2 方法的靈敏度實(shí)驗(yàn)結(jié)果

4.討論

甲嘧磺隆是一款磺酰脲類除草劑的代表性藥物，具有生物活性高、使用量低、使用時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)、選擇性強(qiáng)、殺草譜廣、使用范圍寬等顯著除草效果。近年來(lái)，人們開發(fā)了一系列磺酰脲類除草劑在環(huán)境及農(nóng)產(chǎn)品中的檢測(cè)方法。不同的檢測(cè)方法具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，例：氣相色譜法對(duì)目標(biāo)物的熱穩(wěn)定性要求較高，所以檢測(cè)前必須進(jìn)行衍生化處理，導(dǎo)致適用范圍較小；液相色譜法的雖重現(xiàn)性好,但靈敏度相對(duì)較低，基于以上多方面因素，加之磺酰脲類農(nóng)藥揮發(fā)性差、熱穩(wěn)定低及分子量較大的特點(diǎn)，人們檢測(cè)重點(diǎn)被放在了高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法上。

本研究參照農(nóng)業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)NY/T 2067-2011采用液-液萃取結(jié)合固相萃取法對(duì)稻田土壤及水質(zhì)進(jìn)行提取凈化，采用超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法進(jìn)行檢測(cè)，以 S/N=3，計(jì)算方法檢出限，以S/N=10計(jì)算方法定量限。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示本方法線性關(guān)系良好，土壤提取液及農(nóng)田水中甲嘧磺隆的回收率分別為85.3%～98.7%及92.3%～103.2%，稻田土壤的檢出限及定量限分別為0.10μg/kg及0.40μg/kg，稻田水質(zhì)的檢出限及定量限分別為0.08μg/L及0.30μg/L，這些均符合農(nóng)藥殘留的測(cè)定要求，且本方法的前處理簡(jiǎn)單、有效，可為后續(xù)建立土壤中其他磺酰脲類農(nóng)藥殘留檢測(cè)提供參考。