土壤中六种新烟碱类农药残留的分离及光谱研究
孙宝利，陕
红，李艳华，曾娅玲，申秀丽，仝乘风
中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所。农业部农业环境与气候变化重点开放实验室，北京１０００８１
摘要建立了一种可同时检测土壤中吡虫啉、啶虫脒、噻虫嗪、噻虫啉、噻虫胺、烯啶虫胺六种新烟碱类
农药残留的方法，该方法操作简单、成本低廉且重现性好，符合环境研究过程中实验量大、样品量多的特点。土壤样品经乙腈：二氯甲烷（２：ｌ９）提取后，进一步用分散液液微萃取处理。分析方法采用ＡｌｌｔｉｍａＴＭ
Ｃ１８色谱柱（４．６
ｍｍ×２５０咖，５肛ｍ）分离，ＰＤＡ检测器检测，外标法定量。六种农药在０．５～２００昭・Ｌ＿１
浓度范围内线性关系良好，相关系数为０．９９８２～Ｏ．９９９９，检测限为０．０００５～０．００３心・ｍＬｌ（ｓ／Ｎ２３）。以五种土壤为代表，在０．０５，０．１，１．０ｍｇ・ｌ【ｇ＿三个添加水平的平均加标回收率为５５．３％～９５．６％，相对标准偏差为１．４～７．ｏ％。同时应用紫外分光光度法对净化效果进行考察，证明本实验所建立的方法具有明显的净化作用，因此满足土壤中六种新烟碱类农药残留检测的要求。关键词ＨＰＬＣ＋紫外光谱；分散液液微萃取；新烟碱类农药；土壤中图分类号：０６５７．７
文献标识码：Ａ
ＤＯＩ：１０．３９６４／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－０５９３｛２０１３）０９—２５５３—０５
药多残留同时检测的方法研究还鲜有报道。
引言
新烟碱类杀虫剂是继有机氯、有机磷、拟除虫菊酯、氨
分散液液微萃取（ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅｌｉｑｕｉｄｌｉｑｕｉｄｍｉｃｒｏｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ，
ＤＬＬＭＥ）是由Ａｓｓａｄｉ等于２００６年提出的一种新型微萃取技术［１引。这种技术操作简便、试剂消耗量少，是一种环境友好的分离富集技术。近年来，众多学者已经积极将该技术应用到水体有机污染物检测领域中［１８．１９｜，将该技术应用到土壤样品研究中的甚少伽］。
实验主要针对环境研究过程中，实验量大，样品量多的特点，建立了一种操作简单、成本低廉、通用性强的土壤中六种新烟碱类农药同时检测的分析方法。此方法使用有机溶剂将目标物从土壤样品中提取出来，然后应用分散液液微萃取技术对其进行富集和净化，最后通过ＨＰＬＣ－ＰＤＡ进行检测。将所建立的方法应用于有机质、ｐＨ值各不相同的五种土壤中，三个添加水平的回收率为５５．３％～９５．６％，相对标准偏差为１．４％～７．ｏ％，能够满足测定土壤中六种新烟碱类农药残留的要求。
基甲酸酯之后，推出的一类高效、高选择性的新型杀虫剂，在国内外市场发展很快。据预测，今后５年内，新烟碱类杀虫剂将占全球农药总量的１５％～２０％［１］。新烟碱类杀虫剂主要品种有：吡虫啉、啶虫脒、烯啶虫胺、氯噻啉、噻虫啉、噻虫嗪、噻虫胺、呋虫胺等。这类杀虫剂的作用机制是作为后突触烟碱乙酰胆碱受体（ｎＡＣｈＲｓ）的激动剂，作用于昆虫中枢神经系统，阻断昆虫中枢神经系统的正常传导，从而导致害虫出现麻痹进而死亡［２］。目前农业上通常有茎叶处理、种子处理及土壤处理三种使用方法。然而，随着这类农药产品的推出和大量投入使用，不可避免的会在土壤中残留。它们长期大量存在于土壤中，不仅会破坏土壤的结构，阻碍或抑制土壤中微生物的生命活动，也会随着渗透和降水的作用进
一步污染生态环境，甚至危害到人类。因此，土壤中新烟碱
类农药残留的研究已备受关注。
目前，对新烟碱类农药残留分析方法的研究主要涉及大米、药材、蜂蜜、蔬菜、水果、水体、茶叶降１６］等基质，检测农药种类也比较少，最多可同时检测六种。而对于以土壤为基质的新烟碱类农药残留分析方法，目前有报道的只有吡虫啉农药的单一残留检测方法［１７。，而关于土壤中新烟碱类农
收稿日期：２０１２－１１—３０。修订日期：２０１３－０３—１２
基金项目：国家循环农业污染控制关键技术项目（２０１２ＢＡＤｌ４Ｂ（）２）和国家自然科学基金项目（４１２０１２３４）资助作者简介：孙宝利，１９７５年生，中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所副研究员
ｅ－ｍａｉｌ：ｂａｏｌｉｓｕｎ６＠１２６．ｔｏｍ
１实验部分
１．１仪器与试剂
Ｗａｔｅｒｓ２６９５Ａｌｌｉａｎｃｅ
Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎｓ
Ｍｏｄｕｌｅ高效液相色谱
仪，配备２９９６光电二极管阵列检测器（ＰＤＡ，ｗａｔｅｒｓ，美国）；ＡｌｌｔｉｍａＴＭＣｌ８色谱柱（４．６
ｍｍＸ２５０
ｍｍ，５岬。美
光谱学与光谱分析—！竺
—————————————————————————————————————————————————————一国Ｇｒａｃｅ公司）；光谱仪为Ｇｅｎｅｓｙｓ
１０
Ｓ
第３３卷
Ｕｖ＿Ｖｉｓ（Ｔｈｅｒｌｌｌｏ，美
和甲醇与乙腈相比，对六种目标物的提取效率均较低；二氯
甲烷对烯啶虫胺的提取效率较高，能达到６０％左右，但对其他农药的提取效率较低，而三氯甲烷对六种目标物的提取效率均在５０％以下。因此，为兼顾全部农药的提取效率，考虑在乙腈中添加一定比例的二氯甲烷来改善提取效果。进一步考察乙腈与二氯甲烷组成比例（９）为１：１，２：１，３：１，５：１，１；２的混合溶剂对六种目标物的提取效率。结果表明，当乙腈与二氯甲烷的比例为２：１时，对土壤中六种目标物均有较高的提取效率，在６０％～８０％之间。
Ｏ．ＯｌＯＯ．００８０．００６
国），配备一个高亮度氙灯和双光束光路，检测波长范围为１９０～ｉ１００ｍ；ＢｕｃｈｉＲｏｔａｒｙＥｖａｐｏｒａｔｏｒ－Ｒ２１５旋转蒸发仪（瑞士，Ｂｕｃｈｉ公司）；ＳＥ８１２恒温水浴氮吹仪（帅恩科技公
司，北京）；Ｈｅｒａｅｕｓ离心机（德国）；ＫＱ－７００Ｄ数控超声仪（中国昆山市）。
吡虫啉、啶虫脒、噻虫嗪、噻虫啉、噻虫胺、烯啶虫胺（Ｄｒ．Ｅｈｒｅｎｓｔｏｒｆｅｒ，德国）。乙腈、丙酮、甲醇、二氯甲烷、三
氯甲烷、甲酸等试剂均为色谱纯（安徽时联，北京），去离子水。六种农药标准品由１０００旭・ＨｌＬ－１的储备液配制成１００旭・仃１Ｌ＿１混合母液，并逐级稀释成２．０，１．０，０．５，０．１，０．０５，０．０２５和０．０１旭・ｍＬ－１的工作标准溶液，放置于４
℃冰箱储存备用。１．２色谱条件
ＡｌｌｔｉｍａＴＭ
；ｏ．００４
Ｏ．００２
Ｃ１８色谱柱（４．６ｍｍ×２５０
１Ｔｌｒｎ，５
ｇｍ）；柱
ｎｒｎ；
０
温４０℃；进样体积２０止；ＰＤＡ检测器，检测波长２６０
流动相：乙腈，０．３％甲酸水溶液；流速１ｍＬ・ｍｉｎｌ；梯度洗脱程序：ｏ～３ｍｉｎ，５％～５％乙腈；３～１０ｒａｉｎ，５％～４０％乙腈；１０～１５ｍｉｎ，４０％～６０％乙腈；１５～２０ｍｉｎ，６０％～６０％乙腈；２０～２５ｍｉｎ，６０％～５％乙腈；２５～３０ｍｉｎ，５％～５％乙腈。１．３样品处理
土壤样品风干后，过１００目筛。准确称取５．００ｇ于５０ＩＴＩＬ带密封盖的塑料瓶中，加入２０ｍＬ乙腈：二氯甲烷（２：ｌ，９）混合溶液，涡旋振荡１ｍｉｎ后，超声提取１５ｍｉｎ。以
５０００
９００１０．００ｌｉ００１２ｏｏｌ３００１４００
ｔ／ｍｉｎ
Ｊ５００１６ｏｏｌ７．００
Ｆｉｇ．１
ＨＰＬＣｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｍｏｆｓｉｘｎｅｏｎｉｃｏｔｉｎｏｉｄｉｎｓｅｃｔｉｃｉｄｅｓａｔ
０．５峭・ｍＬ一１
２．３分散液液微萃取条件的优化２．３．１萃取剂和分散荆的选择
比较了二氯甲烷和三氯甲烷作为萃取剂，乙腈、丙酮和甲醇作为分散剂的富集效率。取１０ｍＬ去离子水，添加浓度为０．１越・ｍＬ～，以分散剂１ｎ１Ｌ，萃取剂２ｎｌＬ的实验条件，按照１．４进行操作。上述萃取剂与分散剂两两组合，考察富集提取效率。其中乙腈、丙酮、甲醇作为分散剂，都能获得乳化效果较好的沉淀液珠。由于提取溶剂为乙腈和二氯甲烷，因此选用乙腈作为分散剂。由于二氯甲烷对这六种农药萃取能力均好于三氯甲烷，故选用二氯甲烷作为萃取剂。２．３．２萃取剂体积的选择
以１ｎ１Ｌ乙腈作为分散剂，比较了二氯甲烷体积分别为
０．５，０．８，１．０，１．５，ｚ．０，２．５，３．０
ｒ・ＩＩｌｉｎ－１转速离心５ｍｉｎ，将溶液转移到梨形瓶中，浓
缩至干，用１ｍＬ乙腈定容，待用。１．４分散液液微萃取过程
将上述１ｍＬ乙腈提取液转入１０ｍＬ去离子水中（ｐＨ７），依次加入０．８ｇＮａＣＩ和２ｎ儿二氯甲烷，涡旋振荡１ｍｉｎ后，超声萃取１ｒｎｉｎ，然后用注射器取走沉底的乳化液珠，氮气吹干后用１ｍＬ乙腈定容，上机测试。
ｍＬ时的萃取富集效率。
２结果与讨论
２．１色谱条件优化
对于新烟碱类农药的分离，文献报道多采用反相柱作为固定相，乙腈一水或者甲醇一水作为流动相［９’１“１６］。本研究采用的ＡｌｌｔｉｍａＴＭＣ，８色谱柱（４．６
ｍｍ×２５０
实验结果表明，当二氯甲烷体积小于１ｍＬ时，需要加入１００弘Ｌ三氯甲烷才能获得较稳定的沉淀液珠。随着萃取剂体积的逐渐增加，萃取能力逐渐增强，当萃取剂体积为２ｎ１Ｌ时，萃取能力最强。但是，随着萃取剂体积继续增加，沉淀液珠
体积逐渐增大，乳化效果会减弱，从而降低萃取能力［图２
（ａ）］。因此，选择２ｍＬ作为最佳萃取剂体积。２．３．３分散剂体积的选择
固定二氯甲烷体积为２ｒｒｌＬ，考察了乙腈体积为０．２，０．５，０．８，１．０，１．２，１．５ｍＬ时的萃取能力。由图２（ｂ）可知，当乙腈体积为０．８～１．０ｍＬ时，液液微萃取体系的富集萃取效率最高。
２．３．４水溶液ｐＨ值的影响
比较了水溶液ｐＨ值为２．２，４，６，７，８，１０，１２时，分
１Ｔｆｆｎ，５炉）对六
种新烟碱类农药都具有较好的保留，且具有良好的分离效果和对称的峰形，可满足定量分析的要求。由于流动相的选择和组成对化合物的分离影响较大，研究还考察了不同流动相体系及添加剂对六种新烟碱类农药色谱分离效果的影响，结果表明乙腈一Ｏ．３％甲酸水溶液作为流动相，并采用梯度洗脱时，六种目标物都能达到较好的分离，见图１。２．２提取条件的选择
应用加标实验来选择土壤样品的提取条件。首先对乙腈、丙酮、甲醇、二氯甲烷和三氯甲烷作为提取溶剂的提取效果进行了考察。乙腈对五种目标物的提取效率最高，在６２％～８０％之间，但对烯啶虫胺的提取效率低于５０％；丙酮
散液液微萃取体系的萃取效率。如图２（ｃ）所示，ｐＨ变化对
六种农药的萃取效率影响不同。随着ｐＨ增加，烯啶虫胺的回收率降低，其他五种农药的回收率却有所增加，在ｐＨ值７时，六种农药都有较好的回收率。当ｐＨ值大于８时，所有
第９期
光谱学与光谱分析
●２●Ｏ
１．２
Ｏ８Ｏ６Ｏ４
０．４
Ｏ２Ｏ０
Ｏ．５
１
１．５”ｍＬ
●２●Ｏ０８Ｏ６Ｏ４Ｏ２Ｏ０
２
４
６
ＰＨ
８
１０
１２
１４
４２
２
２．５
３
３．５
００
Ｏ．５
ｌＶ／ｍＬ
ｌ５
Ｏ．８１．６
２５５５
¨心ｍＯ
摹旮
＞
ｏ
呲８¨６¨４眦２
ｏＤ０
５
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１５
２０
Ｓａｌｔ／％
２５
３０
３５
出
Ｆｉｇ．２Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ
ｏｆ
ＤＬＬＭＥ（ａ）Ｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅ
ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｓｏｌｖｅｎｔｖｏｌｕｍｅ；（ｂ）Ｅｆｆｅｃｔｏｆｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅｓｏｌｖｅｎｔ
ｖｏｌｕｍｅ；
（ｃ）ＥｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎＰＨ；（ｄ）Ｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｓａｌｔａｄｄｉｔｉｏｎ
农药的回收率都降低。
２．３．５盐效应的研究
通过在水相中加入盐可以调节离子强度，改变萃取目标
物在水中的溶解度，从而改变萃取效率和检出限。实验考察
了加入一定量氯化钠盐对六种农药萃取率的影响。当盐的加
入量从４％增加到３２％（ｗ／ｖ）时，烯啶虫胺的回收率增加明显，但其他五种农药的回收率变化不大，当盐的浓度为８％时，烯啶虫胺的回收率最好［（图２ｄ）ｌ。因此最终选择８％作为盐最佳浓度。２．４净化效果的考察
Ｆｉｇ．３
Ｗａｖｃｌｃｎｇｔｈ／ｎｍ
Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔｓｐｅｃｔｒａｏｆ
ａ
ｔｗｏ
ｓｏｌｖｅｎｔｓ．
为了考察分散液液微萃取方法对土壤提取物的净化效
果，将处理前后的提取液稀释５倍后，进行紫外光谱分析。由图３可以看出分散液液微萃取过程具有明显的净化作用。２．ｓ方法的线性关系与检出限
用空白样品提取液配置浓度为０．０１，０．０２５，０．０５，０．１，０．５，１．０，２．０弘ｇ・ｍＬ＿１的混合标准溶液，以浓度为横坐标
Ｎｏｎｅｃｌｅａｎｉｎｇｕｐ；ｂｃｌｅａｎｉｎｇｕｐ
（ｚ），峰面积为纵坐标（ｙ）进行线性回归计算，所得相关系数均大于０．９９。根据３倍和１０倍信噪比确定化合物的检出限
（慨）和定量限（ＬＯＱｓ）。样品中六种农药的ＬＯＤｓ为
０．０００
５～０．００３ｆ｜ｇ・ｍＬ～，ＬＯＱｓ为０．００５～０．０３
ｐｇ・
ｍＬ一１（表１）。
ＬＯＱｓ
ｆｏｒ６ｎｅｏｎｉｃｏｔｉｎｏｉｄｉｎｓｅｃｔｉｃｉｄｅｓ
Ｔａｂｌｅ１
Ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｅｑｎａｔｉｏｎｓ，ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｆ＇ｌｃｉｅｎｔｓ，ＬＯＩ）ｓａｎｄ
２．６方法的准确度与精密度
分别在０．０５，０．１，１．０ｎａｇ・ｋｇ＿１浓度水平下，选取黑
色土（四Ｊｑ）五种具有代表性的土壤进行加标回收实验。其有
机质含量分别为：２３．２，２４．８，４７．８、６．９和１７．６
ｇ・ｋｇ～，
土（吉林）、潮土（北京）、石灰岩土（贵州）、红壤（湖北）、紫ｐＨ值分别为５．６，７．６，５．６，６．６和５．３。五种土壤中六种农
２５５６
光谱学与光谱分析
测的要求（表２）。
第３３卷
药在三个浓度水平上的加标回收率为５５．３％～９５．６％，ＲＳＤ为３．２％～１１．８％，均符合土壤中六种新烟碱类农药残留检
Ｔａｂｌｅ２
Ａｖｅｒａｇｅ
ｒｅｃｏｖｅｒｉｅｓ（％）（以２３），ＲＳＤｓ（％）ｏｆ６ｎｅｏｎｉｃｏｆｉｎｏｉｄｓａｔｔｈｒｅｅｓｐｉｋｅｌｅｖｅｌｉｎｆｉｖｅｋｉｎｄｓｏｆｓｏｉｌ
２．０越・ｍＬ－１范围，六种新烟碱类农药的线性均在０．９９以
３结论
建立了一种同时检测土壤中六种新烟碱类农药残留的方法。通过对提取溶剂及分散液液微萃取实验参数的优化，确
定了最佳的提取净化条件。ＨＰＬＣ方法以乙腈一ｏ．３％甲酸水溶液为流动相，实现了六种目标物的完全分离。在０．０５～
上，可以满足定量分析的要求。按Ｓ／Ｎ＝３计算土壤中六种新烟碱类农药的检出限为０．０００５～０．００３Ｐｇ・ｍＬ－１（Ｓ／Ｎ＝３），在三个添加水平的回收率为５５．３％～９５．６％，相对标准偏差为１．４～７．ｏ％，满足土壤中六种新烟碱类农药残留检测的要求。本方法操作简单、成本低廉、通用性强，可以作为土壤样品中新烟碱类农药残留常规检测的方法。
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ａ１．Ｊ．Ｃｈｍｎｍｔｏｇｒ．Ａ・２００９，１２１６：５５０４．
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ＤＬＬＭＥ—ＨＰＬＣ
ａｎｄＵＶ
ＳＵＮＥｅｏ－ｌｉ，ＳＨＡＮＨｏｎｇ，ＵＹａｒｒｈｕａ，ＺＥＮＧＹａ－ｌｉｎｇ，ＳＨＥＮＸｉｕ－ｌｉ，ＴＯＮＧＣｈｅｎｇ－ｆｅｎｇ
ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄＳｕｓｔａｉｎａｂｌｅＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ；ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏ—
ｒｙ
ｏｆＡｇｒｏ－ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄＣｌｉｍａｔｅＣｈａｎｇｅｏｆＭｉｎｉｓｔｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ
１０００８１，Ｃｈｉｎａ
Ａｌ墨ｔｒａｅｔ
Ａｓｉｍｐｌｅ，ｃｈｅａｐａｎｄｒｕｇｇｅｄｍｅｔｈｏｄｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｆｏｒｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆ６ｎｅｏｎｉｃｏｔｉｎｏｉｄｒｅｓｉｄｕｅｓｉｎｓｏｉｌ，
ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｉｍｉｄａｃｌｏｐｒｉｄ。ａｃｅｔａｍｉｐｒｉｄ，ｔｈｉａｍｅｔｈｏｘａｍ，ｔｈｉａｃｌｏｐｒｉｄ，ｅｌｏｔｈｉａｎｉｄｉｎａｎｄｎｉｔｅｎｐｙｒａｍ．ＴｈｅｓｏｉＩｓａｍｐｌｅＷａｓｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｄｉｓｐｅｒｓｉｒｅｌｉｑｕｉｄ－ｌｉｑｕｉｄｍｉｃｒｏ－ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ（ＤＬＬＭＥ）ａｆｔｅｒｅｘｔｒａｃｔｅｄｂｙｔｈｅｍｉｘｅｄｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆａｅｅｔｏｎｉｔｒｉｌｅａｎｄＣＨ２Ｃｈ（２：１，９）．Ｔｈｅ
ａｍｌｙｔｅｓ
ｗｅｒｅｓｅｐａｒａｔｅｄｂｙＨＰＬＣｗｉｔｈＡｌｌｔｉｍａ
ＴＭ
Ｃ１８ｃｏｌｕｍｎ（４．６ｍｍ＞（２５０
ｎｍ，５
ｇｉｎ）ａｎｄｄｅｔｅｃｔｅｄｂｙＰＤＡ
ａｔ２６０
ｎｎ
ＥｘｔｅｍａＩｓｔａｎｄａｒｄｍｅｔｈｏｄｗａｓｕｓｅｄｆｏｒｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｇｏｏｄＩｉｎｅａｒｉｔｙｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｗｉｔｈｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆ—ｆｉｃｌｅｎｔｓｂｅｔｗｅｅｎ０．９９８２ａｎｄ０．９９９９ｉｎｔｈｅ
ｒａｎｇｅ
ｏｆ０．５～２００ｌｌｇ・Ｌ～．Ｔｈｅｌｉｍｉｔｓｏｆｄｅｔｅｃｔｉｏｎ（ＬＯＤｓ）ｗｅｒｅｉｎｔｈｅｒａｎｇｅｂｅ－
ｔｗｅｅｎ０．０００５ａｎｄ０．００３
ｕｇ・ｍＬ一１（ｓ／Ｎ＝３）．Ｔｈｅ
ｍｅｔｈｏｄｗａｓｖａｌｉｄａｔｅｄｗｉｔｈｆｉｖｅｓｏｉｌｓａｍｐｌｅｓｓｐｉｋｅｄａｔｔｈｒｅｅｆｏｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｌｅｖ‘
ｅｌｓ（ｏ．０５，０．１，１．０ｎａｇ・ｋｇ－，）ａｎｄｒｅｃｏｖｅｒｉｅｓｗｅｒｅｉｎｔｈｅｒａｎｇｅｏｆ５５．３％～９５．６％ｗｉｔｈＩ氇Ｄｏｆ１．４％～７．０％．１飞ｅｅｆｆｅｃｔｏｆ
ｃｌｅａｎ－ｕｐｗａｓｅｖａｌｕａｔｅｄｂｙＵＶｓｐｅｃｔｒａ
ａｎｄ
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ｍｅｔｈｏｄｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ
ｉＳｅｆｆｅｃｔｉｖｅ．Ｉｎｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ，ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｉｓ
ｃｏｍｐｅｔｅｎｔｆｏｒｔｈｅｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓａｎａｌｙｓｉｓｏｆ６ｎｅｏｎｉｃｏｔｉｎｏｉｄｒｅｓｉｄｕｅｓｉｎｓｏｉｌ．
ＫｅｙｗｏｒｄｓＨＰＬＣ；ＵＶ：Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅｌｉｑｕｉｄ－ｌｉｑｕｉｄｍｉｃｒｏ－ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；Ｎｅｏｎｉｃｏｔｉｎｏｉｄ；Ｓｏｉｌ
（ＲｅｃｅｉｖｅｄＮｏｖ．３０．２０１２；ａｃｃｅｐｔｅｄＭａｒ．１２，２０１３）
土壤中六种新烟碱类农药残留的分离及光谱研究
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
孙宝利， 陕红， 李艳华， 曾娅玲， 申秀丽， 仝乘风， SUN Bao-li， SHAN Hong， LI Yan-hua，ZENG Ya-ling， SHEN Xiu-li， TONG Cheng-feng
中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所,农业部农业环境与气候变化重点开放实验室,北京100081光谱学与光谱分析
Spectroscopy and Spectral Analysis2013,33(9)
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引用本文格式：孙宝利. 陕红. 李艳华. 曾娅玲. 申秀丽. 仝乘风. SUN Bao-li. SHAN Hong. LI Yan-hua. ZENG Ya-ling. SHEN Xiu-li. TONG Cheng-feng 土壤中六种新烟碱类农药残留的分离及光谱研究[期刊论文]-光谱学与光谱分析 2013(9)
土壤中六种新烟碱类农药残留的分离及光谱研究
孙宝利，陕
红，李艳华，曾娅玲，申秀丽，仝乘风
中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所。农业部农业环境与气候变化重点开放实验室，北京１０００８１
摘要建立了一种可同时检测土壤中吡虫啉、啶虫脒、噻虫嗪、噻虫啉、噻虫胺、烯啶虫胺六种新烟碱类
农药残留的方法，该方法操作简单、成本低廉且重现性好，符合环境研究过程中实验量大、样品量多的特点。土壤样品经乙腈：二氯甲烷（２：ｌ９）提取后，进一步用分散液液微萃取处理。分析方法采用ＡｌｌｔｉｍａＴＭ
Ｃ１８色谱柱（４．６
ｍｍ×２５０咖，５肛ｍ）分离，ＰＤＡ检测器检测，外标法定量。六种农药在０．５～２００昭・Ｌ＿１
浓度范围内线性关系良好，相关系数为０．９９８２～Ｏ．９９９９，检测限为０．０００５～０．００３心・ｍＬｌ（ｓ／Ｎ２３）。以五种土壤为代表，在０．０５，０．１，１．０ｍｇ・ｌ【ｇ＿三个添加水平的平均加标回收率为５５．３％～９５．６％，相对标准偏差为１．４～７．ｏ％。同时应用紫外分光光度法对净化效果进行考察，证明本实验所建立的方法具有明显的净化作用，因此满足土壤中六种新烟碱类农药残留检测的要求。关键词ＨＰＬＣ＋紫外光谱；分散液液微萃取；新烟碱类农药；土壤中图分类号：０６５７．７
文献标识码：Ａ
ＤＯＩ：１０．３９６４／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－０５９３｛２０１３）０９—２５５３—０５
药多残留同时检测的方法研究还鲜有报道。
引言
新烟碱类杀虫剂是继有机氯、有机磷、拟除虫菊酯、氨
分散液液微萃取（ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅｌｉｑｕｉｄｌｉｑｕｉｄｍｉｃｒｏｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ，
ＤＬＬＭＥ）是由Ａｓｓａｄｉ等于２００６年提出的一种新型微萃取技术［１引。这种技术操作简便、试剂消耗量少，是一种环境友好的分离富集技术。近年来，众多学者已经积极将该技术应用到水体有机污染物检测领域中［１８．１９｜，将该技术应用到土壤样品研究中的甚少伽］。
实验主要针对环境研究过程中，实验量大，样品量多的特点，建立了一种操作简单、成本低廉、通用性强的土壤中六种新烟碱类农药同时检测的分析方法。此方法使用有机溶剂将目标物从土壤样品中提取出来，然后应用分散液液微萃取技术对其进行富集和净化，最后通过ＨＰＬＣ－ＰＤＡ进行检测。将所建立的方法应用于有机质、ｐＨ值各不相同的五种土壤中，三个添加水平的回收率为５５．３％～９５．６％，相对标准偏差为１．４％～７．ｏ％，能够满足测定土壤中六种新烟碱类农药残留的要求。
基甲酸酯之后，推出的一类高效、高选择性的新型杀虫剂，在国内外市场发展很快。据预测，今后５年内，新烟碱类杀虫剂将占全球农药总量的１５％～２０％［１］。新烟碱类杀虫剂主要品种有：吡虫啉、啶虫脒、烯啶虫胺、氯噻啉、噻虫啉、噻虫嗪、噻虫胺、呋虫胺等。这类杀虫剂的作用机制是作为后突触烟碱乙酰胆碱受体（ｎＡＣｈＲｓ）的激动剂，作用于昆虫中枢神经系统，阻断昆虫中枢神经系统的正常传导，从而导致害虫出现麻痹进而死亡［２］。目前农业上通常有茎叶处理、种子处理及土壤处理三种使用方法。然而，随着这类农药产品的推出和大量投入使用，不可避免的会在土壤中残留。它们长期大量存在于土壤中，不仅会破坏土壤的结构，阻碍或抑制土壤中微生物的生命活动，也会随着渗透和降水的作用进
一步污染生态环境，甚至危害到人类。因此，土壤中新烟碱
类农药残留的研究已备受关注。
目前，对新烟碱类农药残留分析方法的研究主要涉及大米、药材、蜂蜜、蔬菜、水果、水体、茶叶降１６］等基质，检测农药种类也比较少，最多可同时检测六种。而对于以土壤为基质的新烟碱类农药残留分析方法，目前有报道的只有吡虫啉农药的单一残留检测方法［１７。，而关于土壤中新烟碱类农
收稿日期：２０１２－１１—３０。修订日期：２０１３－０３—１２
基金项目：国家循环农业污染控制关键技术项目（２０１２ＢＡＤｌ４Ｂ（）２）和国家自然科学基金项目（４１２０１２３４）资助作者简介：孙宝利，１９７５年生，中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所副研究员
ｅ－ｍａｉｌ：ｂａｏｌｉｓｕｎ６＠１２６．ｔｏｍ
１实验部分
１．１仪器与试剂
Ｗａｔｅｒｓ２６９５Ａｌｌｉａｎｃｅ
Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎｓ
Ｍｏｄｕｌｅ高效液相色谱
仪，配备２９９６光电二极管阵列检测器（ＰＤＡ，ｗａｔｅｒｓ，美国）；ＡｌｌｔｉｍａＴＭＣｌ８色谱柱（４．６
ｍｍＸ２５０
ｍｍ，５岬。美
光谱学与光谱分析—！竺
—————————————————————————————————————————————————————一国Ｇｒａｃｅ公司）；光谱仪为Ｇｅｎｅｓｙｓ
１０
Ｓ
第３３卷
Ｕｖ＿Ｖｉｓ（Ｔｈｅｒｌｌｌｏ，美
和甲醇与乙腈相比，对六种目标物的提取效率均较低；二氯
甲烷对烯啶虫胺的提取效率较高，能达到６０％左右，但对其他农药的提取效率较低，而三氯甲烷对六种目标物的提取效率均在５０％以下。因此，为兼顾全部农药的提取效率，考虑在乙腈中添加一定比例的二氯甲烷来改善提取效果。进一步考察乙腈与二氯甲烷组成比例（９）为１：１，２：１，３：１，５：１，１；２的混合溶剂对六种目标物的提取效率。结果表明，当乙腈与二氯甲烷的比例为２：１时，对土壤中六种目标物均有较高的提取效率，在６０％～８０％之间。
Ｏ．ＯｌＯＯ．００８０．００６
国），配备一个高亮度氙灯和双光束光路，检测波长范围为１９０～ｉ１００ｍ；ＢｕｃｈｉＲｏｔａｒｙＥｖａｐｏｒａｔｏｒ－Ｒ２１５旋转蒸发仪（瑞士，Ｂｕｃｈｉ公司）；ＳＥ８１２恒温水浴氮吹仪（帅恩科技公
司，北京）；Ｈｅｒａｅｕｓ离心机（德国）；ＫＱ－７００Ｄ数控超声仪（中国昆山市）。
吡虫啉、啶虫脒、噻虫嗪、噻虫啉、噻虫胺、烯啶虫胺（Ｄｒ．Ｅｈｒｅｎｓｔｏｒｆｅｒ，德国）。乙腈、丙酮、甲醇、二氯甲烷、三
氯甲烷、甲酸等试剂均为色谱纯（安徽时联，北京），去离子水。六种农药标准品由１０００旭・ＨｌＬ－１的储备液配制成１００旭・仃１Ｌ＿１混合母液，并逐级稀释成２．０，１．０，０．５，０．１，０．０５，０．０２５和０．０１旭・ｍＬ－１的工作标准溶液，放置于４
℃冰箱储存备用。１．２色谱条件
ＡｌｌｔｉｍａＴＭ
；ｏ．００４
Ｏ．００２
Ｃ１８色谱柱（４．６ｍｍ×２５０
１Ｔｌｒｎ，５
ｇｍ）；柱
ｎｒｎ；
０
温４０℃；进样体积２０止；ＰＤＡ检测器，检测波长２６０
流动相：乙腈，０．３％甲酸水溶液；流速１ｍＬ・ｍｉｎｌ；梯度洗脱程序：ｏ～３ｍｉｎ，５％～５％乙腈；３～１０ｒａｉｎ，５％～４０％乙腈；１０～１５ｍｉｎ，４０％～６０％乙腈；１５～２０ｍｉｎ，６０％～６０％乙腈；２０～２５ｍｉｎ，６０％～５％乙腈；２５～３０ｍｉｎ，５％～５％乙腈。１．３样品处理
土壤样品风干后，过１００目筛。准确称取５．００ｇ于５０ＩＴＩＬ带密封盖的塑料瓶中，加入２０ｍＬ乙腈：二氯甲烷（２：ｌ，９）混合溶液，涡旋振荡１ｍｉｎ后，超声提取１５ｍｉｎ。以
５０００
９００１０．００ｌｉ００１２ｏｏｌ３００１４００
ｔ／ｍｉｎ
Ｊ５００１６ｏｏｌ７．００
Ｆｉｇ．１
ＨＰＬＣｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｍｏｆｓｉｘｎｅｏｎｉｃｏｔｉｎｏｉｄｉｎｓｅｃｔｉｃｉｄｅｓａｔ
０．５峭・ｍＬ一１
２．３分散液液微萃取条件的优化２．３．１萃取剂和分散荆的选择
比较了二氯甲烷和三氯甲烷作为萃取剂，乙腈、丙酮和甲醇作为分散剂的富集效率。取１０ｍＬ去离子水，添加浓度为０．１越・ｍＬ～，以分散剂１ｎ１Ｌ，萃取剂２ｎｌＬ的实验条件，按照１．４进行操作。上述萃取剂与分散剂两两组合，考察富集提取效率。其中乙腈、丙酮、甲醇作为分散剂，都能获得乳化效果较好的沉淀液珠。由于提取溶剂为乙腈和二氯甲烷，因此选用乙腈作为分散剂。由于二氯甲烷对这六种农药萃取能力均好于三氯甲烷，故选用二氯甲烷作为萃取剂。２．３．２萃取剂体积的选择
以１ｎ１Ｌ乙腈作为分散剂，比较了二氯甲烷体积分别为
０．５，０．８，１．０，１．５，ｚ．０，２．５，３．０
ｒ・ＩＩｌｉｎ－１转速离心５ｍｉｎ，将溶液转移到梨形瓶中，浓
缩至干，用１ｍＬ乙腈定容，待用。１．４分散液液微萃取过程
将上述１ｍＬ乙腈提取液转入１０ｍＬ去离子水中（ｐＨ７），依次加入０．８ｇＮａＣＩ和２ｎ儿二氯甲烷，涡旋振荡１ｍｉｎ后，超声萃取１ｒｎｉｎ，然后用注射器取走沉底的乳化液珠，氮气吹干后用１ｍＬ乙腈定容，上机测试。
ｍＬ时的萃取富集效率。
２结果与讨论
２．１色谱条件优化
对于新烟碱类农药的分离，文献报道多采用反相柱作为固定相，乙腈一水或者甲醇一水作为流动相［９’１“１６］。本研究采用的ＡｌｌｔｉｍａＴＭＣ，８色谱柱（４．６
ｍｍ×２５０
实验结果表明，当二氯甲烷体积小于１ｍＬ时，需要加入１００弘Ｌ三氯甲烷才能获得较稳定的沉淀液珠。随着萃取剂体积的逐渐增加，萃取能力逐渐增强，当萃取剂体积为２ｎ１Ｌ时，萃取能力最强。但是，随着萃取剂体积继续增加，沉淀液珠
体积逐渐增大，乳化效果会减弱，从而降低萃取能力［图２
（ａ）］。因此，选择２ｍＬ作为最佳萃取剂体积。２．３．３分散剂体积的选择
固定二氯甲烷体积为２ｒｒｌＬ，考察了乙腈体积为０．２，０．５，０．８，１．０，１．２，１．５ｍＬ时的萃取能力。由图２（ｂ）可知，当乙腈体积为０．８～１．０ｍＬ时，液液微萃取体系的富集萃取效率最高。
２．３．４水溶液ｐＨ值的影响
比较了水溶液ｐＨ值为２．２，４，６，７，８，１０，１２时，分
１Ｔｆｆｎ，５炉）对六
种新烟碱类农药都具有较好的保留，且具有良好的分离效果和对称的峰形，可满足定量分析的要求。由于流动相的选择和组成对化合物的分离影响较大，研究还考察了不同流动相体系及添加剂对六种新烟碱类农药色谱分离效果的影响，结果表明乙腈一Ｏ．３％甲酸水溶液作为流动相，并采用梯度洗脱时，六种目标物都能达到较好的分离，见图１。２．２提取条件的选择
应用加标实验来选择土壤样品的提取条件。首先对乙腈、丙酮、甲醇、二氯甲烷和三氯甲烷作为提取溶剂的提取效果进行了考察。乙腈对五种目标物的提取效率最高，在６２％～８０％之间，但对烯啶虫胺的提取效率低于５０％；丙酮
散液液微萃取体系的萃取效率。如图２（ｃ）所示，ｐＨ变化对
六种农药的萃取效率影响不同。随着ｐＨ增加，烯啶虫胺的回收率降低，其他五种农药的回收率却有所增加，在ｐＨ值７时，六种农药都有较好的回收率。当ｐＨ值大于８时，所有
第９期
光谱学与光谱分析
●２●Ｏ
１．２
Ｏ８Ｏ６Ｏ４
０．４
Ｏ２Ｏ０
Ｏ．５
１
１．５”ｍＬ
●２●Ｏ０８Ｏ６Ｏ４Ｏ２Ｏ０
２
４
６
ＰＨ
８
１０
１２
１４
４２
２
２．５
３
３．５
００
Ｏ．５
ｌＶ／ｍＬ
ｌ５
Ｏ．８１．６
２５５５
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Ｓａｌｔ／％
２５
３０
３５
出
Ｆｉｇ．２Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ
ｏｆ
ＤＬＬＭＥ（ａ）Ｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅ
ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｓｏｌｖｅｎｔｖｏｌｕｍｅ；（ｂ）Ｅｆｆｅｃｔｏｆｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅｓｏｌｖｅｎｔ
ｖｏｌｕｍｅ；
（ｃ）ＥｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎＰＨ；（ｄ）Ｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｓａｌｔａｄｄｉｔｉｏｎ
农药的回收率都降低。
２．３．５盐效应的研究
通过在水相中加入盐可以调节离子强度，改变萃取目标
物在水中的溶解度，从而改变萃取效率和检出限。实验考察
了加入一定量氯化钠盐对六种农药萃取率的影响。当盐的加
入量从４％增加到３２％（ｗ／ｖ）时，烯啶虫胺的回收率增加明显，但其他五种农药的回收率变化不大，当盐的浓度为８％时，烯啶虫胺的回收率最好［（图２ｄ）ｌ。因此最终选择８％作为盐最佳浓度。２．４净化效果的考察
Ｆｉｇ．３
Ｗａｖｃｌｃｎｇｔｈ／ｎｍ
Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔｓｐｅｃｔｒａｏｆ
ａ
ｔｗｏ
ｓｏｌｖｅｎｔｓ．
为了考察分散液液微萃取方法对土壤提取物的净化效
果，将处理前后的提取液稀释５倍后，进行紫外光谱分析。由图３可以看出分散液液微萃取过程具有明显的净化作用。２．ｓ方法的线性关系与检出限
用空白样品提取液配置浓度为０．０１，０．０２５，０．０５，０．１，０．５，１．０，２．０弘ｇ・ｍＬ＿１的混合标准溶液，以浓度为横坐标
Ｎｏｎｅｃｌｅａｎｉｎｇｕｐ；ｂｃｌｅａｎｉｎｇｕｐ
（ｚ），峰面积为纵坐标（ｙ）进行线性回归计算，所得相关系数均大于０．９９。根据３倍和１０倍信噪比确定化合物的检出限
（慨）和定量限（ＬＯＱｓ）。样品中六种农药的ＬＯＤｓ为
０．０００
５～０．００３ｆ｜ｇ・ｍＬ～，ＬＯＱｓ为０．００５～０．０３
ｐｇ・
ｍＬ一１（表１）。
ＬＯＱｓ
ｆｏｒ６ｎｅｏｎｉｃｏｔｉｎｏｉｄｉｎｓｅｃｔｉｃｉｄｅｓ
Ｔａｂｌｅ１
Ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｅｑｎａｔｉｏｎｓ，ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｆ＇ｌｃｉｅｎｔｓ，ＬＯＩ）ｓａｎｄ
２．６方法的准确度与精密度
分别在０．０５，０．１，１．０ｎａｇ・ｋｇ＿１浓度水平下，选取黑
色土（四Ｊｑ）五种具有代表性的土壤进行加标回收实验。其有
机质含量分别为：２３．２，２４．８，４７．８、６．９和１７．６
ｇ・ｋｇ～，
土（吉林）、潮土（北京）、石灰岩土（贵州）、红壤（湖北）、紫ｐＨ值分别为５．６，７．６，５．６，６．６和５．３。五种土壤中六种农
２５５６
光谱学与光谱分析
测的要求（表２）。
第３３卷
药在三个浓度水平上的加标回收率为５５．３％～９５．６％，ＲＳＤ为３．２％～１１．８％，均符合土壤中六种新烟碱类农药残留检
Ｔａｂｌｅ２
Ａｖｅｒａｇｅ
ｒｅｃｏｖｅｒｉｅｓ（％）（以２３），ＲＳＤｓ（％）ｏｆ６ｎｅｏｎｉｃｏｆｉｎｏｉｄｓａｔｔｈｒｅｅｓｐｉｋｅｌｅｖｅｌｉｎｆｉｖｅｋｉｎｄｓｏｆｓｏｉｌ
２．０越・ｍＬ－１范围，六种新烟碱类农药的线性均在０．９９以
３结论
建立了一种同时检测土壤中六种新烟碱类农药残留的方法。通过对提取溶剂及分散液液微萃取实验参数的优化，确
定了最佳的提取净化条件。ＨＰＬＣ方法以乙腈一ｏ．３％甲酸水溶液为流动相，实现了六种目标物的完全分离。在０．０５～
上，可以满足定量分析的要求。按Ｓ／Ｎ＝３计算土壤中六种新烟碱类农药的检出限为０．０００５～０．００３Ｐｇ・ｍＬ－１（Ｓ／Ｎ＝３），在三个添加水平的回收率为５５．３％～９５．６％，相对标准偏差为１．４～７．ｏ％，满足土壤中六种新烟碱类农药残留检测的要求。本方法操作简单、成本低廉、通用性强，可以作为土壤样品中新烟碱类农药残留常规检测的方法。
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光谱学与光谱分析
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ＤＬＬＭＥ—ＨＰＬＣ
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ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄＳｕｓｔａｉｎａｂｌｅＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ；ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏ—
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Ａｓｉｍｐｌｅ，ｃｈｅａｐａｎｄｒｕｇｇｅｄｍｅｔｈｏｄｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｆｏｒｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆ６ｎｅｏｎｉｃｏｔｉｎｏｉｄｒｅｓｉｄｕｅｓｉｎｓｏｉｌ，
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（ＲｅｃｅｉｖｅｄＮｏｖ．３０．２０１２；ａｃｃｅｐｔｅｄＭａｒ．１２，２０１３）
土壤中六种新烟碱类农药残留的分离及光谱研究
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
孙宝利， 陕红， 李艳华， 曾娅玲， 申秀丽， 仝乘风， SUN Bao-li， SHAN Hong， LI Yan-hua，ZENG Ya-ling， SHEN Xiu-li， TONG Cheng-feng
中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所,农业部农业环境与气候变化重点开放实验室,北京100081光谱学与光谱分析
Spectroscopy and Spectral Analysis2013,33(9)
参考文献(20条)
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引用本文格式：孙宝利. 陕红. 李艳华. 曾娅玲. 申秀丽. 仝乘风. SUN Bao-li. SHAN Hong. LI Yan-hua. ZENG Ya-ling. SHEN Xiu-li. TONG Cheng-feng 土壤中六种新烟碱类农药残留的分离及光谱研究[期刊论文]-光谱学与光谱分析 2013(9)