一种同时测定土壤中五种不同结构除草剂残留量的方法
【专利摘要】本发明公开了一种同时测定土壤中五种不同结构除草剂残留量的方法，属于土壤中农药残留的理化检测【技术领域】。具体来说就是采用分散固相萃取结合分散液液微萃取，以高效液相色谱仪直接测定土壤中三类五种不同结构除草剂的残留量。本发明克服了现有技术的缺陷和条件的限制，对土壤样品前处理方法和仪器检测条件进行了优化，建立了DSPE-DLLME-HPLC法同时检测土壤中三类五种不同结构除草剂甲磺隆、苄嘧磺隆、扑草净、莠去津和二氯喹啉酸，该方法线性相关系数均大于0.99，检出限为1.5-3.1ngg-1,平均回收率在74.9-90.1％之间，相对标准偏差(RSD)在4.0-5.7％范围内，方法的准确度和精密度都符合残留检测的要求，且具有有机溶剂用量少、净化和浓缩效果好、灵敏度高易操作等特点。
【专利说明】-种同时测定土壤中五种不同结构除草剂残留量的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及土壤中农药残留的理化检测【技术领域】，尤其涉及一种同时测定土壤中 五种不同结构除草剂残留量的方法。
【背景技术】
[0002] 喹啉羧酸类、磺酰脲类和三嗪类作为常用的除草剂，在农业生产中得到了广泛的 应用，但也造成了土壤、水、大气和农产品的污染。并且喹啉羧酸类、磺酰脲类和三嗪类化合 物化学性质相对稳定，在环境中降解困难，残效期长，对后茬敏感作物造成药害严重影响其 产量和品质，因此对耕田土壤和农产品等复杂基质中的喹啉羧酸类、磺酰脲类和三嗪类除 草剂残留的检测非常重要，不仅可以有效规避作物药害的发生，提高土壤的经济效益，而且 也可以降低除草剂对人和动物的危害。
[0003] 由于喹啉羧酸类、磺酰脲类和三嗪类除草剂在土壤中能够存在较长时间，因此既 可能迁移到地表水和地下水中，也会被农作物吸收，进入到农产品如花生、烟叶中，从而影 响人类健康，因此，对土壤样品中喹啉羧酸类、磺酰脲类和三嗪类除草剂的监测非常重要。 土壤样品中除草剂浓度较低的现实情况和基质的复杂性，都对分析方法提出了更高的要 求，如高灵敏度、选择性、较强的净化效果和分辨能力等（Macutkiewicz et al，2003)。而土 壤样品中除草剂的萃取既是分析过程的初始阶段，也是相对困难的过程，常常伴随有净化 或者富集的步骤（Wu et al，2009)。
[0004] 样品的前处理是关系到分析结果准确性的重要步骤，也是花费时间最多，步骤最 繁杂的，LC-GC杂志调查了 1000多个实验室，在色谱分析过程中，实际的仪器分析仅占6% 的时间，而样品前处理花费时间高达61% (陈小华等，2009)。而且在整个色谱分析过程中， 30%的误差来源于样品前处理。由此可见，要保证分析结果的准确性，提高分析效率，必须 从样品前处理入手。近年来，国内外学者发展了多种土壤中喹啉羧酸类、磺酰脲类和三嗪类 除草剂的样品前处理技术，主要包括固相萃取、溶剂萃取、加速溶剂萃取、加压液体萃取、超 声波辅助萃取、微波辅助萃取等等，但存在固相萃取的装置较贵，操作比较繁琐，不同批次 生产的固相萃取装置重现性差且样品用量很大，溶剂萃取有机溶剂消耗较大的且分析时间 较长，加压液体萃取由于需要较高的压力，对实验设施有较高的要求等缺点，且主要集中在 同类除草剂的分析上。
[0005] 由于土壤样品的复杂性和除草剂残留浓度较低的现实问题，对样品前处理技术提 出了更高的要求（如高效、廉价、灵敏、低溶剂使用量和低检出限等）。针对上述问题和要 求，本发明将分散固相萃取（DSPE)结合分散液液微萃取（DLLME)作为土壤样品的前处理技 术，并利用高效液相色谱（High performance liquid chromatography, HPLC)进行甲横隆 (磺酰脲类）、苄嘧磺隆（磺酰脲类）、扑草净（三嗪类）、莠去津（三嗪类）和二氯喹啉酸 (喹啉羧酸类）五种不同结构除草剂的同时检测。
[0006] 目前，国内外对喹啉羧酸类、磺酰脲类和三嗪类除草剂在土壤中的残留检测 主要集中在同类除草剂的分析上。Wu等（Wu et al，2009)人采用DSPE-DLLME-HPLC 法对土壤中四种磺酰脲类除草剂进行检测；Zhang等（Zhang et al，2011)人采用 DSPE-DLLME-MEKC(Micellar Electrokinetic Chromatography)测定土壤中五种横醜脈类 除草剂；Wu等（Wu et al，2010)人采用超声乳化悬浮微萃取结合高效液相色谱测定土壤中 五种三嗪类除草剂；Van Der Velde等（Van Der Velde et al, 1994)人采用超临界流体萃 取技术（SFE)检测土壤中五种三嗪类除草剂。然而，目前国内外有关土壤中几类除草剂甲 磺隆（磺酰脲类）、苄嘧磺隆（磺酰脲类）、扑草净（三嗪类）、莠去津（三嗪类）和二氯喹 啉酸（喹啉羧酸类）五种不同结构除草剂同时检测的方法尚未见报道。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的旨在克服现有技术缺陷，提供一种同时测定土壤中三类五种不同结 构除草剂甲磺隆（磺酰脲类）、苄嘧磺隆（磺酰脲类）、扑草净（三嗪类）、莠去津（三嗪类） 和二氯喹啉酸（喹啉羧酸类）残留量的方法。本发明采用分散固相萃取（DSPE)结合分散 液液微萃取（DLLME)作为土壤样品的前处理技术，并利用高效液相色谱（High performance liquid chromatography, HPLC)进行测定，克服了现有的方法有机溶剂消耗较大、分析时间 较长、成本高以及检出限高等问题，能够快速、准确检测土壤中甲磺隆、苄嘧磺隆、扑草净、 莠去津、二氯喹啉酸五种不同结构除草剂的残留，测定结果准确，干扰少。
[0008] 本发明采用如下技术方案：
[0009] 本发明的同时测定土壤中五种不同结构除草剂残留量的方法，测定的五种除草剂 是甲磺隆（磺酰脲类）、苄嘧磺隆（磺酰脲类）、扑草净（三嗪类）、莠去津（三嗪类）和二 氯喹啉酸（喹啉羧酸类），具体步骤如下：
[0010] ⑴称取样品：
[0011] 称取风干土壤样品；
[0012] (2)乙腈提取：
[0013] 往土壤样品中加入含有乙酸的乙腈混合液，混合液与土壤样品的体积重量比为 10-30:10ml/g，混合均匀，再加入氯化钠和无水硫酸镁，氯化钠和无水硫酸镁与土壤样品的 重量比为〇. 5-2:2-6:10,然后振荡混合均匀后进行离心；
[0014] (3)固相萃取：
[0015] 将步骤（2)离心得到的上清液转移到含有C18和无水硫酸镁的离心管中，C18和 无水硫酸镁与上清液的重量体积比为〇. 05-0. 1:0. 5-2:5g/ml，然后涡旋振荡均匀，再离心， 上清液经0. 22 μ m的有机滤膜过滤，得到提取液；
[0016] (4)分散液液微萃取：
[0017] 取pH为2. 0的双蒸水溶液置于装有氯化钠的带塞锥形玻璃离心管中，氯化钠与双 蒸馏水溶液的重量体积比为〇. l-o. 5:5g/ml，用注射器将含有步骤（3)制备的提取液和三 氯甲烷-氯苯混合溶液快速注入离心管中，提取液和三氯甲烷-氯苯混合溶液与双蒸馏水 的体积比为0. 5-2:0. 1-0. 2:5,涡旋振荡，然后离心，萃取相沉积到离心管底部，将上层水相 移去，用微量注射器吸取有机相，并完全转移到另一个锥形试管中，用氮气缓慢吹干，残余 物用甲醇溶解，甲醇与双蒸馏水的体积比为〇. 05-0. 1:5,得到萃取物备用；
[0018] (5)标准工作溶液配制：
[0019] 分别准确称取二氯喹啉酸、苄嘧磺隆、甲磺隆、扑草净、莠去津标准品，用乙腈稀释 为lOOmg/L的单独标准储备液，将单独标准储备液配成浓度为5mg/L的混合标准储备液，将 上述所配标准储备液均放在4°C的黑暗条件下保存；精确量取浓度为5mg/L标准储备液，通 过逐级稀释配制成浓度分别 2. Omg/L、l. 0mg/L、0. 5mg/L、0. 2mg/L、0. Img/L、0. 05mg/L 的标 准系列溶液；
[0020] (6)高效液相色谱分析：
[0021] 将步骤⑷得到的萃取物进行色谱分析，色谱条件如下：高效液相色谱仪： Agilent 型；色谱柱：Agilent TC-C18 柱；流速：0· 5-1. 5mL/min ;检测波长：200-250nm ;柱 温：25-35°C ;进样体积：20μ L ;流动相：流动相为乙腈、甲醇和水，梯度洗脱；
[0022] (7)除草剂残留量测定结果的计算：
[0023] 以外标法进行除草剂残留量的定量分析，即以已知浓度的除草剂标准溶液的色谱 峰面积比对其相应浓度进行回归分析，得到标准曲线，对样品进行测定，测得检出除草剂的 色谱峰面积，代入标准曲线，求得样品中甲磺隆、苄嘧磺隆、扑草净、莠去津、二氯喹啉酸除 草剂的残留量。
[0024] 步骤（1)中，风干土壤样品称取之前过250 μ m筛。
[0025] 步骤（2)中，含有乙酸的乙腈混合液中乙酸占混合液体积的5%，优选混合液与土 壤样品的体积重量比为20:10ml/g，氯化钠和无水硫酸镁与土壤样品的重量比为1:4:10。
[0026] 步骤（3)中，优选C18和无水硫酸镁与上清液的重量体积比为0. 075: l:5g/ml。
[0027] 步骤（4)中，优选氯化钠与双蒸馏水溶液的重量体积比为0. 3: 5g/ml，提取液和三 氯甲烷-氯苯混合溶液与双蒸馏水的体积比为1: 〇. 15:5,三氯甲烷-氯苯混合溶液中两者 的体积比为1:1，甲醇与双蒸馏水的体积比为0. 08:5。
[0028] 步骤（6)中，高效液相色谱仪型号为AgilentllOO型，配二极管阵列检测器（DAD)。
[0029] 步骤（6)中，色谱柱的规格为5 μ m，4. 6mmX 250mm。
[0030] 步骤（6)中，优选流速：1. OmL/min ;检测波长：230nm ;柱温：30°C。
[0031] 步骤（6)中，流动相水的pH = 3,用lmol/L HC1调节。
[0032] 步骤（6)中，梯度洗脱程序如下：
[0033]
【权利要求】
1. 一种同时测定土壤中五种不同结构除草剂残留量的方法，其特征在于：测定的五种 除草剂是甲磺隆、苄嘧磺隆、扑草净、莠去津和二氯喹啉酸，具体步骤如下： (1) 称取样品： 称取风干土壤样品； (2) 乙臆提取： 往土壤样品中加入含有乙酸的乙腈混合液，混合液与土壤样品的体积重量比为 10-30:10ml/g，混合均匀，再加入氯化钠和无水硫酸镁，氯化钠和无水硫酸镁与土壤样品的 重量比为〇. 5-2:2-6:10,然后振荡混合均匀后进行离心； (3) 固相萃取： 将步骤（2)离心得到的上清液转移到含有C18和无水硫酸镁的离心管中，C18和无水 硫酸镁与上清液的重量体积比为〇. 05-0. 1:0. 5-2: 5g/ml，然后涡旋振荡均匀，再离心，上清 液经0. 22 μ m的有机滤膜过滤，得到提取液； (4) 分散液液微萃取： 取pH为2. 0的双蒸水溶液置于装有氯化钠的带塞锥形玻璃离心管中，氯化钠与双蒸 馏水溶液的重量体积比为〇. 1-0. 5:5g/ml，用注射器将含有步骤（3)制备的提取液和三氯 甲烷-氯苯混合溶液快速注入离心管中，提取液和三氯甲烷-氯苯混合溶液与双蒸馏水的 体积比为0. 5-2:0. 1-0. 2:5,涡旋振荡，然后离心，萃取相沉积到离心管底部，将上层水相移 去，用微量注射器吸取有机相，并完全转移到另一个锥形试管中，用氮气缓慢吹干，残余物 用甲醇溶解，甲醇与双蒸馏水的体积比为〇. 05-0. 1:5,得到萃取物备用； (5) 标准工作溶液配制： 分别准确称取甲磺隆、苄嘧磺隆、扑草净、莠去津、二氯喹啉酸标准品，用乙腈稀释为 100mg/L的单独标准储备液，将单独标准储备液配成浓度为5mg/L的混合标准储备液，将上 述所配标准储备液均放在4°C的黑暗条件下保存；精确量取浓度为5mg/L标准储备液，通过 逐级稀释配制成浓度分别 2. 0mg/L、l. 0mg/L、0. 5mg/L、0. 2mg/L、0. Img/L、0. 05mg/L 的标准 系列溶液； (6) 高效液相色谱分析： 将步骤（4)得到的萃取物进行色谱分析，色谱条件如下：高效液相色谱仪:Agilent型； 色谱柱：AgilentTC-C18 柱；流速：0· 5-L 5mL/min ;检测波长：200-250nm ;柱温：25-35°C ; 进样体积：20 μ L ;流动相：流动相为乙腈、甲醇和水，梯度洗脱； (7) 除草剂残留量测定结果的计算： 以外标法进行除草剂残留量的定量分析，即以已知浓度的除草剂标准溶液的色谱峰面 积比对其相应浓度进行回归分析，得到标准曲线，对样品进行测定，测得检出除草剂的色谱 峰面积，代入标准曲线，求得样品中甲磺隆、苄嘧磺隆、扑草净、莠去津、二氯喹啉酸除草剂 的残留量。
2. 如权利要求1所述的同时测定土壤中五种不同结构除草剂残留量的方法，其特征在 于：步骤（1)中，风干土壤样品称取之前过250μπι筛。
3. 如权利要求1所述的同时测定土壤中五种不同结构除草剂残留量的方法，其特征在 于：步骤（2)中，含有乙酸的乙腈混合液中乙酸占混合液体积的5%，混合液与土壤样品的 体积重量比为20:10ml/g,氯化钠和无水硫酸镁与土壤样品的重量比为1:4:10。
4. 如权利要求1所述的同时测定土壤中五种不同结构除草剂残留量的方法，其特征在 于：步骤（3)中，C18和无水硫酸镁与上清液的重量体积比为0. 075: l:5g/ml。
5. 如权利要求1所述的同时测定土壤中五种不同结构除草剂残留量的方法，其特征 在于：步骤（4)中，氯化钠与双蒸馏水溶液的重量体积比为0.3:5g/ml，提取液和三氯甲 烷-氯苯混合溶液与双蒸馏水的体积比为1:0. 15:5,三氯甲烷-氯苯混合溶液中两者的体 积比为1:1, 甲醇与双蒸馏水的体积比为0. 08:5。
6. 如权利要求1所述的同时测定土壤中五种不同结构除草剂残留量的方法，其特征在 于：步骤（6)中，高效液相色谱仪为AgilentllOO型，配二极管阵列检测器。
7. 如权利要求1所述的同时测定土壤中五种不同结构除草剂残留量的方法，其特征在 于：步骤（6)中，色谱柱的规格为5 μ m，4. 6mmX 250mm。
8. 如权利要求1所述的同时测定土壤中五种不同结构除草剂残留量的方法，其特征在 于：步骤（6)中，流速：1. OmL/min ;检测波长：230nm ;柱温：30°C。
9. 如权利要求1所述的同时测定土壤中五种不同结构除草剂残留量的方法，其特征在 于：步骤（6)中，流动相水的pH = 3,用lmol/LHCl调节。
10. 如权利要求1所述的同时测定土壤中五种不同结构除草剂残留量的方法，其特征 在于：步骤（6)中，梯度洗脱程序如下：
【文档编号】G01N30/88GK104251897SQ201410512978
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】钟秋瓒, 申昌优, 唐明, 刘小平, 彭耀东, 陈荣华, 肖先仪, 张超群, 刘毅, 杨庆根 申请人:赣州市烟草科学研究所