固相萃取-气相色谱质谱法测定饮用水中9种农药残留

固相萃取-气相色谱质谱法测定饮用水中
9种农药残留
邱姚瑶，谷贵章，曹秋虹，王新财*，曾 坤
（湖州市食品药品检验研究院，浙江湖州 313000）
摘 要：目的：建立气相色谱-质谱同时测定饮用水中常见9种农药残留的测定方法。

方法：农药组分经Oasis HLB固相萃取柱富集，乙酸乙酯/正己烷（1∶1）混合溶剂洗脱，气相色谱-质谱检测，标准工作曲线外标法定量。

结果：9种农药残留在0～5.000 mg·L-1线性关系良好，相关系数（R2）大于0.998，加标回收率为75.7～103.0%，9种农药的定量限为0.003～0.075 µg·L-1，精密度为1.1%～7.4%（n=6）。

结论：该方法操作简便、重复性好、准确度高，适用于饮用水中9种常见农药残留的测定。

关键词：固相萃取；气相色谱-质谱法；农药残留；饮用水
Determination of 9 Pesticide Residues of Drinking Water
by Solid Phase Extraction-Gas Chromatography Mass
Spectrometry
QIU Yaoyao, GU Guizhang, CAO Qiuhong, WANG Xincai*, ZENG Kun
(Huzhou Institute for Food and Drug Control, Huzhou 313000, China)
Abstract: Objective: To establish a method of simultaneous determination of 9 pesticide residues of drinking water by gas chromatography-mass spectrometry. Method: Pesticide residues were extracted by Oasis HLB solid phase extraction column, eluted by mixed solvent ethyl acetate/n-hexane (1∶1), detected by gas chromatography- mass spectrometry, and quantified by external standard method based on standard working curve. Result: The linear relationships of 9 analytes were good in the range of 0～5.000 mg·L-1, and their correlation coefficients (R2) were higher than 0.998, their average recoveries of the method ranged among 75.7～103.0%, the limits of quantitation of 9 pesticides were 0.003～0.075 µg·L-1, and the relative standard deviation was among was 1.1%～7.4%（n=6）. Conclusion: This method is easy to operate, has good precision and accuracy, and is suitable for determination of 9 common pesticide residues of drinking water.
Keywords: solid phase extraction; gas chromatography-mass spectrometry; pesticide residues; drinking water
我国是生产和使用农药最多的国家。

农药具有去杂草、除虫害等作用，在我国农业中发挥着不可或缺的作用。

然而，大量残留于土壤中的农药经渗入、溶解等途径进入水体，会造成水体严重污染，并随着食物链的逐级积累危害人们的健康[1-2]。

因此，做好水体中农药残留的检测意义重大。

日常检测发现，饮用水中的农药残留以敌敌畏、六氯苯、乐果、七氯、百菌清、甲基对硫磷、毒死蜱、马拉硫磷和对硫磷居多。

根据《生活饮用水标准检测方法农药指标》（GB/T 5750.9—2006），上述9种农药均采用液液萃取-气相色谱法测定，其中，6种有机磷农药使用火焰光度检测器，3种有机氯农药使用电子捕获检测器，且需要5种不同的预处理方法，存在操作烦琐、有机溶剂用量大、环境污染严重等问题[3]。

固相萃取技术具有操作简便、萃取效率高、溶剂消耗少和可自动化通量处理等优点，已
基金项目：湖州市科技计划项目“湖州地产包装饮用水及源水水质分析及评价研究”（2019GZ30）。

作者简介：邱姚瑶（1994—），女，浙江湖州人，本科，助理工程师。

研究方向：食品安全与检测。

通信作者：王新财（1979—），男，浙江湖州人，硕士，主任医师。

研究方向：食品药品分析。

E-mail:**************。

逐渐取代液液萃取，成为可靠有效的预处理方法[4]。

气相色谱-质谱具有灵敏度高、抗干扰能力强的优点，在多组分农药的快速筛查和定性定量方面表现优异[5]。

本文旨在以固相萃取技术结合气相色谱-质谱法为饮用水中9种常见农药建立一种灵敏度高、成本低廉、应用性强的快速测定方法，为饮用水的农药监管提供助力。

1 材料与方法
1.1 材料、试剂与仪器
46批包装饮用水为湖州市市场监督管理局随机抽检样品。

标准品：敌敌畏、六氯苯、乐果、七氯、百菌清、甲基对硫磷、毒死蜱、马拉硫磷和对硫磷（均为1 000 mg·L-1）；甲醇；丙酮；正己烷；乙酸乙酯；氯化钠；Oasis HLB固相萃取柱（1 g/6 mL）；ENVI-18固相萃取柱（1 g/6 mL）。

7890B-5977型气相色谱-质谱仪；Visiprep DL 型固相萃取仪；ME2002E型（精度为0.01 g）电子分析天平；N-EV AP-24型氮吹仪；Simplicity型超纯水仪。

1.2 仪器工作条件
1.2.1 色谱条件
DB-35MS石英毛细管色谱柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；柱初温50 ℃，保持1 min，25 ℃·min-1升至100 ℃，保持0 min，再以5 ℃·min-1升至250 ℃，保持0 min；载气（氦气）流速为1 mL·min-1，恒定流量模式；进样口温度250 ℃，不分流进样，吹扫时间0.75 min，进样量1.0 µL。

1.2.2 质谱条件
离子源：EI源；电离能量为（70 eV）；离子源温度230 ℃；四极杆温度150 ℃，辅助温度300 ℃；溶剂延迟5 min；增益因子1；选择性离子模式（SIM）。

1.3 溶液的制备
混合标准储备溶液：精密移取9种标准品各1 mL 于10 mL容量瓶中，用丙酮配制成浓度为100 mg·L-1的储备液，于-20 ℃下避光储存，保存期为3个月。

标准曲线工作溶液：分别吸取上述混合标准储备溶液0 μL、2.5 μL、10.0 μL、50.0 μL、250.0 μL和500.0 μL于10 mL容量瓶中，正己烷定容，配制成浓度为0 mg·L-1、0.025 mg·L-1、0.100 mg·L-1、0.500 mg·L-1、2.500 mg·L-1和5.000 mg·L-1的标准系列工作溶液。

1.4 固相萃取条件
在250 mL水样中加入1 g氯化钠、2 mL甲醇进行固相萃取处理，在固相萃取仪上安装Oasis HLB 固相萃取柱，经10 mL乙酸乙酯/正己烷（1∶1）、10 mL甲醇、10 mL超纯水依次淋洗活化，然后上样，流速均为10 mL·min-1；氮吹柱床2 min除水；用10 mL乙酸乙酯/正己烷（1∶1）洗脱，流速为2.0 mL·min-1；再用4 mL正己烷润洗样品瓶，与洗脱液收集至一起，经无水硫酸钠脱水处理后，40 ℃下将洗脱收集液浓缩，氮吹近干，正己烷定容至1 mL。

2 结果与分析
2.1 气相色谱-质谱检测条件的确认
对色谱和质谱条件进行优化，优化后的条件见1.2，9种农药的标准谱图见图1。

由图1可知，9种农药均能在30 min
内检测出来，图1 9种农药的标准谱图
其中敌敌畏、六氯苯、乐果、七氯、百菌清、甲基对硫磷和对硫磷能够很好地分离，毒死蜱和马拉硫磷保留时间极为接近未能完全分开，但两者的定量离子和定性离子均不相同，仍可采用SIM模式进行定性分析和定量分析。

2.2 固相萃取条件的确定
2.2.1 固相萃取柱类型的选取
固相萃取柱的选择直接影响目标物的萃取效率。

目前实验室富集水相中痕量农药残留的固相萃取柱主要为ENVI-18和Oasis HLB。

对1份农药加标超纯水样品分别进行5次前处理，其他条件保持不变，仅改变固相萃取柱类型，比较两种小柱的萃取效果。

上样结束后，固相萃取柱中残留较多水分，由于9种农药分子极性均较弱，根据“相似相溶”原理，为使弱极性溶剂更好地浸润柱床并解离目标物从而提高萃取效率，需要对柱床氮吹除水。

结果发现，两种固相萃取柱对六氯苯和七氯的萃取效率存在明显差异，六氯苯和七氯在ENVI-18上的萃取效率分别为45%和49%，在Oasis HLB上的萃取效率分别升至70%和63%；但敌敌畏等其余7种农药在两种固相萃取柱上的萃取效率相差不大，均在58%～84%。

这是由于ENVI-18的填料失去溶剂环境后，C18发生蜷缩导致其萃取活性下降，而Oasis HLB键合亲水基团N-吡咯烷酮具有极强的耐干涸性，保证了萃取活性的稳定。

因此，选择Oasis HLB 作为本试验的固相萃取柱。

2.2.2 洗脱溶剂类型的选取
试验检测的9种农药残留物的极性均处于弱极性范围。

按照相似相溶原理，洗脱剂的极性会直接影响萃取效率。

实验室常用的洗脱溶剂中，二氯甲烷和乙腈的毒性较强且价格昂贵，而丙酮和水互溶难以除水，所以选取正己烷、乙酸乙酯和乙酸乙酯/正己烷混合溶液（1∶1）作为洗脱溶剂。

结果表明，正己烷洗脱后，9种农药残留物回收率均偏低，除百菌清（83.1%）和甲基对硫磷（77.0%）外，其余7种农药的回收率均在60%以下；而乙酸乙酯较正己烷洗脱能力更强，除敌敌畏（77.2%）、六氯苯（68.7%）和七氯（62.4%）外，其余6种农药的回收率均超过80%；乙酸乙酯/正己烷混合溶液在3种洗脱溶剂中表现最佳，除乐果（71.3%）相对不高，其余8种农药的回收率均超过80%，且接近或超过乙酸乙酯相对应的回收率。

因此，选取乙酸乙酯/正己烷混合溶液作为本试验的洗脱溶剂。

2.2.3 洗脱溶剂体积的优化
过低的洗脱体积会导致萃取不完全，降低萃取效率，而过高的洗脱体积会增加工作量，浪费有机试剂。

试验分别用6 mL、8 mL、10 mL、12 mL和14 mL洗脱溶剂对农药残留物洗脱，考察洗脱体积对9种农药残留物回收率的影响，结果见图2。

对
硫
磷敌
敌
畏
六
氯
苯
乐
果
七
氯
百
菌
清
甲
基
对
硫
磷
毒
死
蜱
马
拉
硫
磷
农药种类
回
收
率
/
%
6 mL8 mL12 mL14 mL10 mL
120
100
80
60
40
20
图2 洗脱体积对9种农药残留物回收率的影响
由图2可知，随着洗脱体积的提高，9种农药残留物的回收率逐渐增加，当洗脱体积超过10 mL时，多数农药残留回收率提高不明显。

因此，为节省有机溶剂和工作时间，确定10 mL为最佳洗脱体积。

2.3 标准曲线、线性范围、检出限和定量限
6个标准曲线工作溶液依次进气相色谱-质谱仪测定，绘制标准曲线图，通过仪器软件线性拟合自动得到线性方程与相关系数，结果见表1。

由表1可知，目标物线性拟合良好，9种农药残留物的相关系数R2＞0.998，在较宽的浓度范围内均具有良好的线性。

依据信噪比（S/N）=3，通过降低进样浓度得出化合物的检出限，以3倍检出限来确定定量限，9种农药残留物的检出限和定量限的测定结果见表1。

由表1可知，试验方法的检出限在0.000 9～0.025 0 μg·L-1，定量限在0.003～0.075 μg·L-1，表明该方法灵敏度较高。

2.4 准确度和精密度
在超纯水中添加不同浓度水平的混合标准溶液进行加标回收，测定各农药组分的准确度和精密度，结果见表2。

由表2可知，各农药组分的回收率在75.7%～103.0%，RSD在1.1%～7.4%，均符合定量检测要求。

2.5 样品检测与分析
为验证所建立方法的实用性和可靠性，按照实验方法测定当地市场抽取的46批包装饮用水。

结果
表1 9种农药残留物的回归方程、线性范围、检出限与定量限
峰号化合物线性方程相关系数R2线性范围/mg·L-1检出限/μg·L-1定量限/μg·L-1 1敌敌畏Y=141 788X-1 365.20.998 90.025～5.0000.008 60.026
2六氯苯Y=250 616X-5 462.30.999 80.025～5.0000.000 90.003
3乐果Y=27 621X-7 893.30.999 30.025～5.0000.025 00.075
4七氯Y=36 451X-550.10.999 90.025～5.0000.002 00.006
5百菌清Y=47 812X+483.50.999 70.025～5.0000.004 00.012
6甲基对硫磷Y=10 567X-222.00.999 70.025～5.0000.005 00.015
7毒死蜱Y=19 277X-302.30.999 40.025～5.0000.010 00.030
8马拉硫磷Y=25 347X-394.40.999 50.025～5.0000.008 00.030
9对硫磷Y=9 241.3X-280.80.999 30.025～5.0000.010 00.030表2 各农药组分的准确度和精密度（n=6）
化合物加标量/mg·L-1回收率/%RSD/%
敌敌畏0.000 278.27.4 0.002 083.8 5.3 0.020 084.5 5.8
六氯苯0.000 280.6 3.2 0.00286.1 1.4 0.020 084.9 2.7
乐果0.000 279.5 6.1 0.002 082.3 4.7 0.020 080.2 4.5
七氯0.000 275.7 1.8 0.002 084.0 2.6 0.020 080.1 3.0
百菌清0.000 297.3 2.5 0.002 098.5 1.3 0.020 0103.0 1.7
甲基对硫磷0.000 294.6 1.8 0.002 096.9 1.2 0.020 094.2 1.1
毒死蜱0.000 293.7 4.7 0.002 092.5 6.3 0.020 091.8 6.6
马拉硫磷0.000 295.0 2.7 0.002 091.7 3.9 0.020 093.3 3.4
对硫磷0.000 297.9 3.8
0.002 094.3 3.6
0.020 092.8 4.0
发现，1号和3号水样检出了六氯苯，含量分别为
0.092 µg·L-1和0.093 µg·L-1，其余44份均未检出上
述9种农药。

3 结论
研究采用固相萃取提取、富集、浓缩和净化，
建立了GC/MS同时测定饮用水中常见的9种农药残
留物的分析方法。

与现有的国家标准方法相比，该方
法具备有机溶剂用量少、灵敏度高、多组分定性准确
和操作便捷等优点，同时洗脱溶剂正己烷和乙酸乙酯
较二氯甲烷等萃取溶剂毒性更低。

本方法实用性较
强，适用于饮用水中9种常见农药残留物的高通量
检测。

参考文献
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