分散液液微萃取-氣相色譜-質譜法測定魚塘水中24種農藥

徐仿敏，徐若淪，劉凌云，魏萬里

近年來，魚塘投毒案件經常發生，而對所用毒物的檢驗是該類案件的最直接證據。但是，一般魚塘面積較大，水體中毒物的濃度很低，這就給毒物的提取和檢驗帶來很多困難。

目前魚塘水中毒物提取常用的方法有液液萃?。?-5］、液 液 微 萃 ?。?－8］、固 相 萃 ?。?－16］、固 相 微 萃?。?7－19］等。液液萃取作為最早使用的提取方法，需要使用大量的水樣以及大體積的有機溶劑，檢出限較高，而且大量的有機溶劑對人員和環境造成一定的傷害。固相萃取可以富集大體積水樣而降低方法的檢出限，但是操作繁瑣，耗時太長；分子印跡固相萃取技術由于其只對特定目標物具有很高的富集效果導致其使用范圍狹窄。固相微萃取采用不同材質的萃取頭，具有對目標分析物富集效率高，不使用有機溶劑等優點，但是萃取頭的成本高、容易損壞，解析不完全，易污染等缺點限制了其使用。分散液液微萃取技術是2006年由BERIJANI等［20］提取，因其具有耗時短、富集效率高、操作簡便、綠色無污染等優點而被廣泛應用。

本工作建立一種分散液液微萃取-氣相色譜-質譜檢測方法來測定魚塘水中的農藥，分別挑選7種農藥（甲草胺、毒死蜱、甲氰菊酯、呋喃丹、馬拉硫磷、硫丹α、硫丹β）作為目標分析物建立方法，并使用24種常見農藥對方法進行評價。

1 試驗部分

1．1 儀器與試劑

Varian 3800 Sat ur n 2200型氣相色譜-質譜儀；TDL-802B型臺式離心機；BP 190S型分析天平。

24種農藥單標準儲備溶液：1．000 g·L－1，分別稱取24種農藥標準品各10 mg，用甲醇溶解并定容至10 mL。

7種農藥混合溶液：分別移取呋喃丹標準儲備溶液40μL，甲草胺、毒死蜱、甲氰菊酯、呋喃丹、馬拉硫磷、硫丹α、硫丹β標準儲備溶液各8μL至100 mL容量瓶中，用去離子水稀釋至刻度。

甲醇、乙醇、丙酮、乙腈、四氯化碳、氯苯、四氯乙烯均為色譜純。

1．2 儀器工作條件

1）色譜條件 VF-5 MS毛細管色譜柱（30 m×0．25 mm，0．25μm）。柱升溫程序：初始溫度80℃，保持1 min；以10℃·min－1速率升溫至260℃，保持2 min；以20℃·min－1速率升溫至280℃，保持13 min。載氣為氦氣，流量1．0 mL·min－1；進樣口溫度280℃；進樣量1μL，不分流進樣。

2）質譜條件 電子轟擊（EI）離子源；離子阱溫度150℃；歧管溫度45℃；傳輸線溫度220℃；溶劑延遲3．3 min；選擇離子監測（SI M）模式，掃描范圍50～450 amu；EI電壓70 e V。

1．3 試驗方法

在尖底離心試管中，加入樣品5．00 mL，然后快速加入乙醇1．0 mL、四氯乙烯30μL，形成乳濁液體系，室溫放置5 min后，以4 000 r·min－1的轉速離心5 min，提取離心試管底部的沉積相，在儀器工作條件下進樣分析。

2 結果與討論

2．1 分散液液微萃取條件的選擇

在分散液液微萃取過程中，分散劑和萃取劑的種類、用量，萃取時間等影響因素都需要進行選擇，試驗中使用呋喃丹質量濃度為400μg·L－1，其余6種農藥的質量濃度均為80μg·L－1的7種農藥混合溶液，按照試驗方法進樣分析，計算目標物的峰面積。

2．1．1 分散劑和萃取劑

在分散液液微萃取中，要求分散劑既要能與樣品溶液互溶，同時還要與萃取劑互溶，萃取劑的要求是密度必須比水大。試驗分別以甲醇、乙醇、丙酮、乙腈作為分散劑，以氯苯、四氯化碳、四氯乙烯作為萃取劑，根據目標物的峰面積來選擇最優的分散劑和萃取劑。不同分散劑和萃取劑對萃取效果的影響見圖1。

圖1 不同分散劑和萃取劑對萃取效果的影響Fig．1 Effect of different dispersant and extraction solvent on t he extraction efficiency

由圖1可知：萃取劑選擇四氯乙烯的時候，所有目標分析物的峰面積都較大，表明目標分析物的回收率較好；再對所使用的4種分散劑進行比較，發現選用乙醇作為分散劑時，目標分析物的峰面積均較大。因此，試驗選擇乙醇和四氯乙烯分別作為分散劑和萃取劑。

2．1．2 分散劑的用量

在分散液液微萃取中，分散劑乙醇的用量，直接影響“水-乙醇-四氯乙烯乳濁液”體系的形成，導致萃取劑在水中的分散程度發生改變而影響萃取效率。試驗考察了乙醇用量（0．25，0．5，0．75，1．0，1．5 mL）對萃取效率的影響，結果見圖2。

圖2 分散劑用量對萃取效果的影響Fig．2 Effect of t he dosage of dispersant on t he extraction efficiency

由圖2可知：大部分目標分析物的峰面積先隨乙醇用量的增加而增大，在乙醇用量為1．0 mL時達到最大，而后又隨乙醇用量的增加而減小。這是因為在乙醇用量小的情況下，萃取劑不能均勻地分散在水相中，回收率較低導致峰面積較??；隨著乙醇用量的增加，回收率逐漸增大，相應的峰面積也變大；但是乙醇用量繼續增加，會使得目標分析物在水中的分配增加，從而導致回收率降低。試驗選擇乙醇用量為1．0 mL。

2．1．3 萃取劑的用量

萃取劑的用量直接影響沉積相的體積，從而影響萃取效率。試驗考察了四氯乙烯用量（10，20，30，40，50μL）對沉積相以及回收率的影響，結果見圖3、圖4。

圖3 四氯乙烯用量對沉積相體積的影響Fig．3 Effect of t he dosage of C2 Cl 4 on t he vol u me of sedi ment phase

由圖3和圖4可知：隨著四氯乙烯用量的增加，沉積相的體積增大，但是回收率卻在增大到一定量的時候基本無變化或者略有下降。因此，試驗選取四氯乙烯的用量為30μL。

2．1．4 萃取時間

圖4 四氯乙烯用量對萃取效果的影響Fig．4 Effect of the dosage of C2 Cl 4 on the extraction efficiency

分散液液微萃取過程是一個能快速達到平衡的萃取過程。分散劑和萃取劑被快速注入樣品溶液中，整個溶液體系迅速形成乳濁液，萃取劑被分散在整個溶液中，很快達到萃取平衡。試驗考察萃取時間分別為0．5，1，2，5，10 min時對萃取效果的影響，結果見圖5。

圖5 萃取時間對萃取效果的影響Fig．5 Effect of t he extraction ti me on t he extraction efficiency

由圖5可知：隨著萃取時間的增加，萃取能迅速達到平衡，一些目標分析物在2 min就能達到較好的萃取效果；當萃取時間達到5 min時，大部分目標分析物都能達到較好的萃取效果，而且隨著萃取時間的繼續增加，萃取效果基本沒有太大變化。因此，試驗選擇萃取時間為5 min。

2．2 色譜行為及質譜參數

在優化的試驗條件下，24種農藥混合標準溶液的總離子流色譜圖見圖6，各農藥的保留時間、定性離子和定量離子見表1，其中“＊”為含有同分異構體的農藥。

2．3 工作曲線與檢出限

以空白水樣為基體配制不同質量濃度的24種農藥混合標準溶液系列，按試驗方法進行測定，每個樣品平行進樣2次，取平均值。分別以各農藥的峰面積為縱坐標，質量濃度為橫坐標繪制工作曲線，各農藥的線性范圍、線性回歸方程和相關系數見表2。

圖6 24種農藥混合標準溶液的總離子流色譜圖Fig．6 TIC chr o mat ogra m of mixed standard solution of 24 pesticides

表1 24種農藥的保留時間及定性、定量離子Tab．1 Retention ti mes，qualitative ions and quantitative ions of 24 pesticides

根據3倍信噪比計算檢出限（3S／N），結果見表2。

表2 線性參數與檢出限Tab．2 Linearity parameters and detection li mits

表2 （續）

2．4 精密度與回收試驗

根據不同農藥的檢出限和線性關系，取空白魚塘水2份，分別加入高、低兩種濃度水平的農藥混合標準溶液，呋喃丹的加標量為200，1 000μg·L－1，其余23種農藥的加標量均為80，400μg·L－1，按試驗方法平行測定6次，計算加標回收率和測定值的相對標準偏差（RSD），結果見表3。

表3 精密度與回收試驗結果（n＝6）Tab．3 Results of tests f or precision and recovery（n＝6）

2．5 樣品分析

按照試驗方法對發生魚中毒死亡的兩個魚塘水樣進行分析。樣品1中檢出硫丹α和硫丹β，其中硫丹α質量濃度為22μg·L－1，硫丹β質量濃度為18μg·L－1。樣品2中檢出甲氰菊酯，其質量濃度為21μg·L－1。兩個樣品的色譜圖見圖7。

本工作采用分散液液微萃取結合氣相色譜-質譜法同時快速測定魚塘水中24種常見農藥，方法操作簡單、快捷、高效、經濟、綠色環保，成功應用于魚塘投毒案件中硫丹α、硫丹β和甲氰菊酯的檢測，可為魚塘水中常見毒物的篩查提供技術方向。

圖7 陽性樣品的色譜圖Fig．7 Chr o matogra ms of positive samples

［1］ 郭璟琦，許江萍，郭浩．氣相色譜-質譜聯用檢測稻田水中的雙甲脒農藥殘留［J］．化學通報，2014，77（1）：90-92．

［2］ 王帥，李忠海，付湘晉，等．魚塘養殖水中5種擬除蟲菊酯類農藥的測定［J］．食品與機械，2013，29（3）：83-85．

［3］ 陳遠華，劉東應，汪佳佳．柱前衍生化GC／MS分析魚塘水中五氯酚［J］．刑事技術，2013，38（3）：54-55．

［4］ 王娜．液-液萃取富集-氣相色譜法測定水中有機氯農藥和多氯聯苯［J］．理化檢驗-化學分冊，2011，47（3）：327-330．

［5］ 張雪梅，楊華梅．液液萃取-氣相色譜-質譜聯用法測定飲用水中19種農藥殘留量［J］．理化檢驗-化學分冊，2014，50（7）：774-777．

［6］ 謝洪學，何麗君，吳秀玲，等．分散液液微萃取-氣相色譜法測定水樣中甲拌磷農藥［J］．分析化學，2008，36（11）：1543-1546．

［7］ 徐仿敏，李海波，劉凌云．GC／MS法快速分析魚塘水中的硫丹［J］．刑事技術，2015，40（1）：45-48．

［8］ 李剛，張占恩．中控纖維膜液相微萃取-氣相色譜-質譜法測定水樣中擬除蟲菊酯類農藥［J］．理化檢驗-化學分冊，2010，46（3）：227-229．

［9］ 郭浩，郭東東，李恒，等．固相萃?。合嗌V-串聯質譜法測定魚塘水中雙甲脒及其代謝產物［J］．分析測試學報，2014，33（12）：1416-1420．

［10］ 徐仿敏，劉凌云，姜兆林．分子印跡固相萃取技術-液相色譜法測定魚塘水中2甲4氯苯氧乙酸［J］．刑事技術，2011（4）：36-37．

［11］ 崔艷華．固相萃取-氣相色譜法測定魚塘投毒案件水樣中硫丹的含量［J］．理化檢驗-化學分冊，2015，51（8）：1199-1202．

［12］ 陳祥國，姜兆林，汪淑真，等．氣相色譜法測定魚塘水中2，4-二氯-6-硝基苯酚和五氯酚含量［J］．理化檢驗-化學分冊，2012，48（5）：587-589．

［13］ 藺大偉，張艷，孫紅雷，等．SPE-GC／MS法分析魚塘水中的5種農藥［J］．法醫學雜志，2015，31（1）：41-43．

［14］ 崔艷華，姚偉宣，張素玲，等．石墨烯／聚二甲基硅氧烷涂層頂空固相微萃取與氣相色譜聯用測定環境水和果汁中菊酯農藥殘留［J］．分析測試學報，2015，34（4）：375-380．

［15］ 郭浩，張松，宋勝利，等．親水性相互作用色譜-串聯質譜聯用法檢驗魚塘水中的草甘膦［J］．分析試驗室，2013，32（6）：93-96．

［16］ 劉民，張世楠，尹娟，等．固相吸附-GC／MS法檢驗魚塘水中農藥氰戊菊酯［J］．刑事技術，2012，37（3）：34-36．

［17］ 郭震，常靖，楊瑞琴，等．固相微萃取氣相色譜質譜聯用同時測定魚塘水中26種常見投毒農藥［J］．分析試驗室，2015，34（6）：635-639．

［18］ 吳升武，林堅，郭建，等．應用微萃取技術檢驗魚塘甲氰菊酯投毒案件1例［J］．海峽科學，2014（11）：12-13．

［19］ 陳燁，刀谞，譚麗，等．頂空固相微萃取-氣相色譜法測定水中5種農藥殘留量［J］．理化檢驗-化學分冊，2015，51（8）：1174-1177．

［20］ BERIJANI S，ASSADI Y，ANBIA M，et al．Dispersive liquid-liquid microextraction co mbined with gas chromatography-flame photometric detection：Very si mple，rapid and sensitive met hod for the deter mination of organophosphorus pesticides in water［J］．Jour nal of Chro matography A，2006，1123（1）：1-9．