QuEChERSGC-MS快速分析土壤中的苯醚甲环唑残留.doc

专栏（排版稿）QuEChERS/GC-MS快速分析土壤中的苯醚甲环唑残留薛晓航，戴守辉，张璐珊，杨曙明，王 敏，邱 静*（中国农业科学院 农业质量标准与检测技术研究所，中国农业科学院 农产品质量与安全重点实验室，北京 100081）摘要: 采用QuEChERS方法结合气相色谱-质谱（GC-MS）建立了土壤中苯醚甲环唑残留的快速分析方法，用乙腈提取土壤中的苯醚甲环唑，基质固相分散净化后，GC-MS外标法定量。结果表明：方法具有快速、简便、高效、灵敏等优点，苯醚甲环唑在0.005 0.5 mg/mL浓度范围内呈线性关系，相关系数达0.999。土壤中苯醚甲环唑添加质量浓度0.010.5 mg/kg时，平均回收率为74.2%91.9%，相对标准偏差4.59%6.62%，检出测限（LOD）为0.002 mg/kg，定量限（LOQ）为0.005 mg/kg。田间土壤消解动态试验表明：苯醚甲环唑在北京土壤中的半衰期为17.4 d，属于易降解农药，对环境危害小。关键词：苯醚甲环唑；土壤；QuEChERS；气相色谱-质谱；消解动态DOI：10.3969/j.issn.1008-7303.2010.03.00中图分类号:O657.7;S482.2;X592 文献标志码：A 文章编号：1008-7303(2010)03-0000-00Rapid determination of difenoconazole residue in soil using QuEChERS/GC-MSXUE Xiao-hang, DAI Shou-hui, ZHANG Lu-shan, YANG Shu-ming, WANG Min, QIU Jing*(Institute of Quality Standards and Testing Technology for Agro-products, Key Laboratory of Agro-product Quality and Safety, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China)Abstract: A rapid analytical method was developed to detect difenoconazole residue in soil using QuEChERS with gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Difenoconazole was firstly extracted from soil with acetronitrile, and then detected by GC-MS with external standard method after being cleaned up with matrix solid- phase dispersion. The results showed that the developed method was rapid, simple, high efficient and sensitive. A good linearity ranged from 0.005 to 0.5 mg/mL was obtained and correlation coefficient was 0.999. The average recoveries_收稿日期：2010-07-02；修回日期：2010-08-25.作者简介：薛晓航（19？86-），实习？研究员，Email: ?; *通讯作者(Author for correspondence ): 邱静, ( 1979-), 男, 副研究员, 硕士生导师, 主要研究方向为农兽药残留分析及安全性评价, 电话: E-mail: .基金项目: 中国农业科学院院长基金.were 74.2%91.9% with RSD of 4.59%6.62% at spiked concentrations of 0.010.5 mg/kg. The limit of detection (LOD) and limit of quantification (LOQ) was 0.002 and 0.005 mg/kg, respectively. The results of residuedegradation dynamics in field experiment showed that the half-life of difenoconazole in Beijing soil was 17.4 d. , so it was easy to degradeDifenoconazole belonsbelongs to the type of easily degradatongdegradation compound in soil and lower harm to environment.Key words: difenoconazole; soil; QuEChERS; gas chromatography-mass spectrometry; degradationresidue dynamics苯醚甲环唑（difenoconazole，结构式见I）是一种内吸广谱杀菌剂，通过抑制麦角甾醇的生物合成而干扰病原菌的正常生长，除卵菌纲外，几乎对诸如担子菌、子囊菌和半知菌类病原菌等所有的真菌病害均有效。常用于香蕉、水稻、大豆、禾谷类作物、园艺作物以及各种蔬菜，防治小麦颖枯病、叶枯病、锈病、马铃薯早疫病、花生叶斑病、网斑病、苹果黑星病和葡萄白粉病等1-2。（I）苯醚甲环唑是新型的具有内吸性的低毒农药，目前对其在土壤中的多残留分析方法报道很多，主要采用溶剂提取后进行柱层析3-4、液液分配5或固相萃取（SPE）6净化后气相色谱-电子捕获检测器（GC-ECD）检测。这些方法前处理步骤较多，消耗的试剂量大，样品处理时间长，当用于大批量样品的检测时效率较低。而QuEchERS（Quick，Easy，Cheap，Effective，Rugged and Safe）方法7，以其快速、简便、价格低廉的优点在农药残留分析中得到了广泛应用，尤其是蔬菜水果样品中农药多残留检测方面8-10，而在土壤中农药残留检测方面的应用报道相对较少11-12。张卢军等13-14采用QuEchERS方法分析了土壤中的六氯苯和滴滴涕残留，由于土壤的含水量低和其基质的复杂性，使用了丙酮-正己烷（体积比1：1）提取，PSA（乙二胺-N-丙基硅烷）净化后上机测定。为了提高检测效率，本研究建立了土壤中苯醚甲环唑残留的QuEChERS/GC-MS快速分析方法，并应用此方法初步研究了苯醚甲环唑在土壤中的残留消解动态。1 材料与方法1.1 仪器与试剂Agilent 7890GC/5975C MSD气相色谱-质谱仪，HP-5MS色谱柱，规格30 m 0.25 mm 0.25 mm。TGL-16M高速冷冻离心机（湖南湘仪离心机厂），QL-901涡旋仪（江苏海门其林贝尔仪器厂）。苯醚甲环唑（difenoconazole）标准品（质量浓度1 mg/mL，购自农业部环境保护科研监测所），10%苯醚甲环唑水分散粒剂（北京燕化永乐农药有限公司生产）。乙腈（色谱纯）、无水硫酸镁（分析纯，550烘烤5 h，冷却备用）、氯化钠（分析纯）、PSA （乙二胺-N-丙基硅烷，孔径60 ，粒度45 mm，安捷伦公司）。1.2 提取与净化取5 g（准确到0.01g）土壤样品，加入5 mL乙腈，涡旋2 min。加入2 g无水硫酸镁和0.5 g氯化钠，涡旋2 min，以5000 r/min离心5 min。取1 mL土壤上清液于1.5 mL离心管中，加入50 mg无水硫酸镁、20 mg PSA，涡旋2 min，以5000 r/min离心5 min后上清液过0.45 mm滤膜，待气相色谱-质谱（GC-MS）测定。另称取土壤样品20 g（准确到0.01g），置于110C烘箱中干燥并称量过的坩埚中，于110C下烘干4 h，于干燥器中冷却至室温称量，根据干燥减量计算土壤样品的水分含量，而土壤中苯醚甲环唑的残留量则以扣除水分后的土壤干重进行计算。1.3仪器分析条件气相色谱条件：初始柱温200，保持2 min，以30/min升到290，保持5 min。进样口温度260。载气为氦气，柱流速1 mL/ min，线速度38.7 cm/s。质谱条件：离子源温度230，四级杆温度150，EI电离能70 eV，溶剂延迟6 min。选择离子监测（SIM）方式检测，苯醚甲环唑的定量离子为m/z 323, 定性离子为m/z 325和m/z 265，两个异构体的典型保留时间约为8.9 min和9.1 min。1.4 工作曲线采用外标法定量。用土壤空白基质溶液稀释将苯醚甲环唑标准溶液用经上述方法处理后的土壤空白基质溶液稀释，语言表达有误，建议修改配制成质量浓度为0.005, 0.01, 0.025, 0.05, 0.1, 0.5 mg/mL的基质标准工作溶液，用GC-MS测定。以峰面积Y为纵坐标，浓度为横坐标, 绘制标准工作曲线，其线性方程为Y=45389x-72.1，相关系数R2=0.999，结果表明苯醚甲环唑在0.0050.5 mg/mL范围内线性关系良好。1.5消解动态试验于2009年在北京昌平选取平坦地块，每小区15 m2，3次重复，用10%苯醚甲环唑水分散粒剂以150 g/hm2（制剂0.15 g/m2）的剂量分别对水喷雾施药，于施药后0（药后2 h）,及1, 3, 5, 7, 14, 21, 28, 45 d采集土壤样品，土壤采样深度010 cm，每小区随机采样不少于15个点，采样量不少于2 kg。另设不施苯醚甲环唑的对照小区，采集土壤作为空白对照样品。采集的土壤先粉碎、充分混匀、去除杂质、过1 mm孔径筛，用四分法缩分并取200 g样品，于-20冰箱内储存待测。2 结果与分析2.1 方法的选择性、准确度和灵敏度采用气相色谱-质谱/选择离子监测（GC-MS/SIM）模式检测土壤中的苯醚甲环唑，在苯醚甲环唑两个顺反才异构体请核实出峰处均无明显的杂质峰干扰，方法具有较好的选择性，可以获得良好的定性和定量结果，典型色谱图见图1。丰度(abundance)丰度(abundance)纵坐标加中英文对照图1添加苯醚甲环唑的土壤样品气相色谱-质谱图（添加浓度0.1 mg/kg）Fig. 1 The GC-MS chromatogram of soil spiked with difenoconazole at 0.1 mg/kg取空白土壤样品，分别添加0.01, 0.1, 0.5 mg/kg 3个水平的苯醚甲环唑，测定方法的回收率。结果（见表1）表明：土壤中苯醚甲环唑的平均回收率在74.2%91.9%之间，相对标准偏差为4.59%6.62%。另外，按3倍和10倍信噪比分别确定土壤中苯醚甲环唑的检测出限（LOD）和定量限（LOQ）为0.002 mg/kg和0.005 mg/kg，说明该方法的准确度和灵敏度较好，符合农药残留分析试验要求。表1 苯醚甲环唑在土壤中的添加回收率（n=5）Table 1 The recoveries of difenoconazole in soil（n=5）添加浓度Spiked level/（mg/kg）回收率Recovery/%平均回收率Average recovery/%相对标准偏差RSD/%123450.0194.790.586.384.089.489.04.590.193.784.494.192.295.091.94.710.579.070.574.26.622.2 苯醚甲环唑在土壤中的消解动态试验结果表明：苯醚甲环唑在土壤中的残留量随着时间的延长先升高后降低，沉积量到达最大值后的消解动态曲线（见图2）符合一级动力学方程，土壤内的原始沉积量为0.506 mg/kg，消解动态方程为c = 0.5817e-0.0398t，相关系数R2= 0.978 7， 其在土壤中的消解半衰期为17.4d，45d后已消解81.2%。图2 苯醚甲环唑在土壤中的消解动态曲线Fig. 2 The degradationresidue dynamics curve of difenoconazole in soil3文章排版后发现稍长一点儿，建议此段文字适当简化一些，大约删去两行文字即可。 小结与讨论为了提高样品分析效率，QuEchERS方法一般采用PSA对样品提取液进行简单净化，样品基质总体上不如通过固相萃取小柱（SPE）或层析柱净化后的基质干净，在质谱电离和检测过程中会产生基质效应，从而影响测定结果，因此一般常采用内标法或基质加标的方法定量，的方法来以降低基质效应的影响。本研究中也发现存在一定的基质效应，因此采用了空白基质加标进行定量后，获得了较好的定量测定结果。文献报道，用QuEChERS法测定土壤中的农药残留，取样量在2 g12, 5 g11, 10 g13时都可以获得较好的方法回收率和灵敏度，本方法选择的取样量为5 g，精密度测定和实际样品测定结果表明，平行样品间的重复性较好，说明在测定前充分混合样品的基础上，5 g取样量具有较好的样品代表性。本方法与现有方法35相比：提取溶剂只需现有方法的1/6到1/10，消耗的溶剂明显减少；无需浓缩、液液分配、过SPE小柱或层析柱等净化操作，使用逆固相基质分散净化法不但节省了大量溶剂而且使前处理步骤更加简单，样品分析速度也因此而加快。同时，采用GC-MS/SIM方式检测，与采用GC-ECD相比有效降低了基质杂质对目标物的干扰以及对样品前处理净化效果的要求，简化了样品前处理方法，提高了样品处理速度，而且可以对苯醚甲环唑同时进行定性和定量。因此，本方法相比现有方法而言样品检测效率得到了极大的提高，在大批量土壤样品的处理中具有明显的优势，而且也具有良好的准确度、精密度和灵敏度。消解动态结果显示：施药后苯醚甲环唑先在土壤中沉积，在第5天时沉积量达到最大值，随后开始降低，半衰期为17.4 d，与比已见报道的同剂型农药在北京地区土壤的消解半衰期（2006、2007年北京田间土壤半衰期分别为15.6 和11.6 d，安徽萧县为21.8和18.7 d, 浙江杭州为15.6和12.7 d，湖南长沙为18.0和12.3 d15；2007、2008年山东和河南土壤则分别为22.4、19.9 d和18.8、13.1 d16）相比，半衰期要长一些。文献报道2007、2008年苯醚甲环唑在山东和河南土壤中的降解半衰期分别为22.4、19.9 d和18.8、13.1 d16。对比而言，苯醚甲环唑在山东土壤中半衰期最长，降解最慢，然后为安徽萧县土壤，而在北京、浙江杭州、湖南长沙和河南土壤中的降解较为接近。原因可能是各地气候条件（温度、降水、光照）、以及不同土壤类型和性质（pH、有机质、含水量等）以及所使用农药剂型的差异所致。经45d后，苯醚甲环唑已消解81.2%，受本次试验最后一次采样时间为45d的影响，未监测到消解率达90%以上时所需的时间，而根据前述报道3，经100 d后，北京土壤的消解率达到92.24%。根据化学农药环境安全评价试验准则按土壤降解半衰期值的大小划分等级可知，苯醚甲环唑属于易降解农药，因此对环境的危害较小。谨以此文敬贺钱传范教授八十华诞！参考文献:1 LI Hai-hua (李海华), LIAO Fu-guang (廖福广), WANG Peng (王鹏), et al. 杀菌剂苯醚甲环唑的制备 J. 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