主题:【第十五届原创】加压流体萃取-凝胶渗透净化-气质法测定土壤中的47种有机磷类和拟除虫菊酯类农药

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前言:



有机磷农药,是指含磷元素的有机化合物农药,主要用于防治植物病、虫、草害,如敌敌畏、乐果、敌百虫等。其在农业生产中的广泛使用,导致土壤、农作物中发生不同程度的残留拟除虫菊酯(Pyrethroids)是一类具有高效、广谱、低毒和能生物降解等特性重要的合成杀虫剂。

土壤中农药类物质的提取,传统的索式提取法耗时耗力,很难满足大量样品的检测需求;加压溶剂萃取提取技术具有提取时间短、效率高、消耗溶剂少的特点。现参考标准“HJ 1023-2019土壤和沉积物 有机磷类和拟除虫菊酯类等47种农药的测定 气相色谱-质谱法”来进行相关实验的分析。

本实验使用了全自动高效快速溶剂萃取仪提取土壤中的47种有机磷类和拟除虫菊酯类农药,全自动凝胶净化系统进行净化,定量平行浓缩仪浓缩后用气质联用仪进行检测的一整套方法,该方法能够高效、稳定地达到实验的要求,可以提供领域范围内的良好应用。

关键词:土壤  有机磷类 拟除虫菊酯类   

1实验部分

1.1仪器和设备

1.1.1全自动高效快速溶剂萃取系统;

1.1.2 全自动凝胶净化系统: 具可变波长紫外检测器,高效不锈钢凝胶净化柱;

1.1.3 MultiVap-10定量

1.1.4 7890B气相色谱-5977B质谱联用仪。

1.2 试剂和样品

1.2.1正己烷(色谱纯);

1.2.2丙酮(色谱纯);

1.2.3二氯甲烷(色谱纯);

1.2.4快速溶剂萃取溶剂:用正己烷(1.2.1)和丙酮(1.2.2)按1:1体积比混合;

1.2.5凝胶渗透色谱流动相:二氯甲烷(1.2.3);

1.2.6 47种有机磷和拟除虫菊酯标准使用液(50mg/L,溶剂为丙酮:正己烷1:1);

1.2.7内标使用液(10 mg/L,溶剂为正己烷);

1.2.8硅藻土:置于马弗炉中400℃烘4h,冷却后置于玻璃瓶中于干燥器内保存。

1.3土壤样品处理

1.3.1 提取

取研细过筛后的环境土壤样品10.0g,与5g硅藻土混合均匀,装填至22mL的萃取罐中。同样方法装填好两个萃取罐后,置于FLEX-HPSE样品架中(双通道运行,最多可连续萃取30个样品),萃取溶剂为丙酮正己烷混合溶剂(1.2.4),系统压力10.34Mpa,萃取温度80,加热平衡时间5min,静态萃取时间5min,冲洗体积45%,N2吹扫60s,循环运行三次,萃取液收集到50mL浓缩杯中,待浓缩,具体运行参数如图1所示。

图1 快速溶剂萃取运行界面



1.3.2 浓缩

将浓缩杯置于MultiVap-10定量平行浓缩仪中,浓缩温度30,在定容模式下浓缩至1mL,然后置换溶剂为二氯甲烷(1.2.3),最后样品溶液定容在5mL。

1.3.3 净化

净化过程采用凝胶渗透色谱净化的方式,具体方法如下:

按照图2方法进行净化实验,收集时间为8min~16min,收集液再浓缩至1mL以下,溶液转移至2mL进样瓶中,加入适量内标后,定容至1mL,待测。

图2 凝胶渗透净化方法



1.4土壤加标回收率实验

按1.3.1方法装填土壤样品,进行加标实验,10.0g样品添加目标物(1.2.6)1μg(加标量为0.1mg/Kg),然后按照1.3.1~1.3.3方法进行实验,分别进行三组6个平行样品,用来测定加标回收率。

1.5 分析步骤

1.5.1 气质条件

色谱柱:HP-5MS,30m*0.25mm*0.25μm;进样口温度:270;不分流进样;载气流速:1.4mL/min,恒流模式;进样量:1.0μL;柱温:40保持1min,以30/min升温至130,再以5/min升温至250,再以10/min升温至280,保持8min。

离子源:电子轰击源,70eV;四极杆温度:150℃;离子源温度:280℃;辅助加热温度:280℃;溶剂延迟时间:5.8min;扫描模式:选择离子扫描SIM(化合物保留时间,定量和定性离子见表1)。

表1目标化合物保留时间及定量、定性离子

序号

化合物名称

RT/min

定量离子/定性离子

1

敌敌畏

6.22

109/185/220

2

速灭磷

8.53

127/109192/193

3

苊-d10(内标1)

9.43

162/164/160

4

虫线磷

11.52

97/96/107/192

5

内吸磷(O+S)

11.64

88/89/171

6

灭克磷

12.00

158/200/139/126

7

治螟磷

13.03

322/266/238/202

8

甲拌磷

13.12

75/121/97/260

9

乐果

13.77

87/93/125/143

10

菲-d10(内标2)

14.64

188/94/80

11

二嗪农

15.21

179/137/152/199

12

乙拌磷

15.28

88/89/97/153

13

安硫磷

16.05

125/126/93/170

14

甲基对硫磷

16.82

109/125/263

15

皮蝇磷

17.35

285/287/125/167

16

马拉硫磷

18.37

127/173

17

甲拌磷砜

18.49

153/199

18

倍硫磷

18.59

278/125

19

毒死蜱

18.68

197/314

20

对硫磷

18.70

109/208

21

粉锈宁

18.79

208/181

22

毒壤磷

19.09

109/297/269

23

育畜磷

19.12

256/276/291

24

脱叶亚磷

19.94

169/202/170/57

25

地胺磷

20.12

196/140/168/227

26

反式丙烯菊酯

20.27

123/136/79

27

灭蚜磷

20.28

131/159/97

28

氟虫腈

20.35

367/369/213

29

杀虫畏

21.16

329/331/109

30

丙硫磷

21.79

267/309/311/162

31

丰索磷

23.37

293/308/141/97

32

倍硫磷砜

23.60

310/125/109

33

除虫菊酯

23.93

107/41/133/91

34

三硫磷

24.45

157/199/342

35

硫丹硫酸酯

24.61

157/342/387/422/272

36

增效磷

25.78

176/177/149

37

屈-d12(内标3)

26.40

240/241/236

38

胺菊酯

26.59;26.83

164/123/107

39

溴螨酯

26.66

341/343/339/183

40

苯硫磷

26.68

185/169/157

41

联苯菊酯

26.89

181/165/166

42

甲氰菊酯

27.08

97/125/55

43

溴苯磷

27.97

171/375/377

44

顺式氯氟氰菊酯

28.80

181/197/208

45

吡唑硫磷

29.29

194/360/139

46

氯菊酯

29.88;30.09

183/163

47

蝇毒磷

30.19

362/226/210/109

48

氯氰菊酯

31.21;31.35;31.46;31.51

165/163/181/209

49

苝-d12(内标4)

31.73

264/260/132/265

50

氰戊菊酯

32.63;32.98

125/167/152/225

51

溴氰菊酯

34.02

253/181/209/255



2实验结果

2.1  47种有机磷类和拟除虫菊酯类农药色谱图分离情况(含内标)

图3  47种有机磷类和拟除虫菊酯类农药总离子流图



图4  47种有机磷类和拟除虫菊酯类农药选择离子扫描色谱图(SIM)



2.2  土壤样品加标色谱图

图5 土壤样品加标色谱图(SIM)



2.3 土壤样品加标回收率

表2 土壤样品加标回收率

化合物名称

回收率(%)

平均值(%)

RSD

(%)

1

2

3

4

5

6

敌敌畏

64.5

58.1

62.6

50.7

59.4

65.8

60.2

9.1

速灭磷

66.9

56.9

63.0

62.9

60.0

56.8

61.1

6.5

虫线磷

72.8

66.6

68.0

65.0

63.9

65.1

66.9

4.8

内吸磷(O+S)

64.4

64.9

72.3

75.5

68.9

57.8

67.3

9.4

灭克磷

78.8

73.0

65.3

82.9

61.4

74.0

72.6

11.1

治螟磷

74.9

68.7

60.9

77.6

66.2

68.8

69.5

8.7

甲拌磷

68.7

64.4

63.6

68.5

61.2

64.4

65.1

4.5

乐果

92.9

97.6

89.0

94.0

87.0

99.8

93.4

5.2

二嗪农

82.5

79.9

70.7

89.6

70.9

78.9

78.8

9.1

乙拌磷

64.5

72.6

65.2

61.1

59.3

61.8

64.1

7.3

安硫磷

62.6

62.1

60.7

70.0

65.0

63.7

64.0

5.1

甲基对硫磷

77.0

77.3

72.1

85.6

72.1

81.1

77.5

6.8

皮蝇磷

86.6

85.0

74.5

94.5

77.2

84.8

83.8

8.5

马拉硫磷

87.1

89.5

75.2

96.4

82.2

87.6

86.3

8.3

甲拌磷砜

89.3

91.4

78.2

98.9

82.9

88.6

88.2

8.1

倍硫磷

83.7

88.0

73.6

90.5

80.1

82.1

83.0

7.2

毒死蜱

91.6

89.6

80.6

100.1

86.3

91.9

90.0

7.2

对硫磷

87.2

86.9

73.4

94.8

82.8

86.0

85.2

8.2

粉锈宁

88.8

91.8

79.9

101.5

85.1

88.3

89.2

8.1

毒壤磷

89.0

89.1

80.3

97.9

82.4

87.0

87.6

7.1

育畜磷

81.4

89.7

71.9

96.7

82.8

88.4

85.1

10.0

脱叶亚磷

72.3

74.7

71.7

86.2

64.7

67.6

72.9

10.2

地胺磷

81.9

84.2

81.5

99.0

83.5

87.1

86.2

7.6

反式丙烯菊酯

90.8

89.9

81.4

83.2

86.8

89.3

86.9

4.4

灭蚜磷

86.6

87.6

77.0

79.2

85.8

89.3

84.3

5.9

氟虫腈

83.7

86.7

85.2

98.7

84.0

89.9

88.0

6.5

杀虫畏

87.8

88.4

83.2

96.4

84.4

91.0

88.5

5.4

丙硫磷

89.8

88.7

85.9

99.5

84.9

89.1

89.6

5.8

丰索磷

73.7

80.1

78.5

90.9

79.1

88.6

81.8

8.1

倍硫磷砜

89.9

92.0

80.2

98.8

85.2

92.3

89.7

7.1

除虫菊酯

70.1

86.7

91.3

102.2

108.8

84.7

90.6

15.1

三硫磷

87.4

89.4

84.4

98.2

85.5

90.6

89.3

5.6

硫丹硫酸酯

87.4

89.3

84.8

98.2

85.5

90.6

89.3

5.5

增效磷

90.0

91.5

84.2

97.5

85.3

89.8

89.7

5.3

胺菊酯

89.0

90.7

82.7

97.2

87.2

90.8

89.6

5.3

溴螨酯

90.9

90.4

87.4

101.2

87.8

92.5

91.7

5.5

苯硫磷

85.0

88.3

84.6

97.9

86.1

91.5

88.9

5.7

联苯菊酯

94.8

88.0

80.2

101.7

86.5

91.3

90.4

8.2

甲氰菊酯

95.3

99.7

83.0

100.2

97.2

94.9

95.1

6.6

溴苯磷

92.0

87.8

82.6

98.4

86.5

92.0

89.9

6.1

顺式氯氟氰菊酯

89.0

85.4

81.2

96.8

86.1

90.9

88.2

6.1

吡唑硫磷

86.2

85.0

77.5

92.4

82.1

95.7

86.5

7.7

氯菊酯

95.9

91.9

83.4

105.5

96.5

103.8

96.1

8.4

蝇毒磷

92.2

89.0

81.7

97.3

88.0

101.1

91.5

7.6

氯氰菊酯

75.9

83.6

81.6

107.1

97.3

90.2

89.3

12.8

氰戊菊酯

71.6

84.0

75.9

85.2

73.0

78.7

78.1

5.6

溴氰菊酯

84.7

87.1

83.1

93.6

88.9

105.0

90.4

8.9



3结论

由表2可知,47种有机磷类和拟除虫菊酯类农药的土壤加标回收率为60.2%~96.1%,相对标准偏差RSD为4.4~15.1%。

参考标准:

1、HJ 1023-2019土壤和沉积物 47种有机磷类和拟除虫菊酯类农药的测定 气相色谱-质谱法
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