有机肥料是一种绿色、环保、高效的新型肥料，已经成为我国化肥行业的重要发展方向，也是改善土壤环境、防患环境污染、实现减肥增效的强力措施^[1]。以畜禽粪便为主要原料的有机肥料成为农田有害物污染的重要来源。在有机肥料生产过程中，部分不法生产商将含有农药、激素、除草剂、保水剂等化学药物添加其中，短期内起到了减肥增效的成果，但长期使用势必对环境造成污染和对人体产生伤害^[2]。

有机磷类药物作为一类含有磷酯键的有机化合物，主要为有机磷酸酯（脂）、磷酰胺、硫代磷酸酯等，品种繁多，理化性质相差较大。该类药物由于具有药效高、品种多、防治范围广、成本低、选择性强、易降解、农药残留时间短等特点，在全球范围内被广泛运用，也是国内三大农药之一，部分毒性相对较低的有机磷类药物被应用于畜牧养殖业作为杀虫药物，多数毒性较高，现已被禁用，但近些年的调查报告显示，违规使用有机磷农药的现象屡禁不止。长期使用能在蔬菜瓜果、动物源性食品以及环境中形成残留，进而对人的身体健康造成危害^[3]。GB 31650-2019《食品安全国家标准 食品中兽药最大残留限量》和GB 2763-2019《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》对有机磷农药的限量做了严格的规定^[4-5]。

目前，对有机肥料中有害物的检测研究开展的较少，多集中在抗生素的检测上^[6-11]，对于有机肥料中可能残留的农药检测方法研究未见报道。本研究利用QuEChERS分散萃取结合气相色谱技术，建立了有机肥料中23种有机磷类药物残留的分析检测方法。该分析方法操作简单，分析时间短，成本低，易于普及，为同时监控有机肥料中多种有机磷类药物提供了技术支持。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

使用的仪器有：Agilent 6890N GC-FPD（美国Agilent公司）；GM 200碾磨仪（德国RETSCH公司）； 高速分散均质器（IKA-T25）；电子天平（PB403-S，瑞士Mettler公司）；Eppendof 5810R离心机（德国Eppendof公司）；旋转蒸发仪（LABOROTA 4000）； MS3basic涡流混匀器（德国IKA公司）。

使用的试剂有：乙腈（色谱纯），丙酮（色谱纯），正己烷（色谱纯），乙酸乙酯（色谱纯），冰醋酸（分析纯），无水醋酸钠（分析纯），0.1%冰醋酸-乙腈溶液（加10mL冰醋酸到990mL的乙腈，4℃保存），无水硫酸镁（分析纯），使用前在500℃马弗炉内烘5h，200℃时取出贮存于干燥器中，冷却备用。C18吸附剂，乙二胺-N-丙基硅烷（PSA）吸附剂，氨丙基粉（NH₂），石墨炭黑粉 （GCB），均购于Agela Technologies inc公司。

标准物质：敌敌畏、甲胺磷、速灭磷、乙酰甲胺磷、灭线磷、甲拌磷、氧化乐果、地虫硫磷、乙拌磷、异稻瘟净、久效磷、乐果、毒死蜱、倍硫磷、甲基对硫磷、杀螟硫磷、对硫磷、异柳磷、喹硫磷、稻丰散、乙硫磷、三硫磷、三唑磷标准物质购于美国Sigma公司，纯度均≥ 98%。

1.2 实验方法

1.2.1 标准溶液配制

标准储备液：称取10mg（精确至0.1mg）标准物质分别置于100mL的棕色容量瓶中，用丙酮溶解，准确定容至100mL，得到100 μg/mL标准储备液单标，-18℃避光保存，

标准工作溶液：移取1mL的单个农药标准储备溶液于100mL容量瓶中，用丙酮定容至刻度，得到1 μg/mL混合标准工作溶液，避光4℃保存。 23种有机磷农药的信息见表1。

基质混合标准工作溶液：根据需要将混合标准中间溶液用空白基质稀释成适当浓度的基质标准工作液，现用现配。

1.2.2 实验步骤

准确称取3.00g有机肥料样品，置于50mL塑料离心管中，加入5mL水，冰醋酸乙腈溶液15mL，于超声振荡器中提取10min左右，加入无水硫酸镁4.0g，无水醋酸钠1.5g，涡混均匀后， 10000r/min高速离心10min。

分别称取100mg C18、150mg PSA、800mg无水硫酸镁于15mL塑料离心管中，取上清液8mL加入15mL离心管，涡混1.0min，静置1.0min，取5mL净化后的液体氮气吹干。加入1mL乙腈溶解残渣，静置取上层液过0.2μm滤膜，待上机测定。

1.2.3 仪器条件

（1）色谱柱：毛细管柱DB-1701（30m×0.32mm×0.25μm）；

（2）载气：N₂；载气流速：3mL/min；

（3）升温程序：初始柱温60℃保留1min，以25℃/min升至160℃保留2.0min，以20℃/min升至240℃并保留11min；

（4）进样口温度：240℃；

（5）检测器：FPD，温度250℃，氢气75mL/min，空气100mL/min，尾吹60mL/min。

2 结果与分析

2.1 前处理条件优化

2.1.1 提取溶剂的选择与优化

提取溶剂的选择在样品前处理过程中至关重要，不仅要考虑萃取效率，同时还要尽可能使其他基质或杂质干扰物不溶解或少溶解，本方法中23种有机磷农药，分子结构中均含有磷酸酯或硫代磷酸酯架构，均能溶解于甲醇、丙酮、乙腈、乙醇、二氯甲烷、乙酸乙酯等有机溶剂。通过在空白样品中加入一定浓度的有机磷混合标准工作液，分别选择甲醇、丙酮、乙腈、乙醇、二氯甲烷、乙酸乙酯作为提取溶剂，采用稀释法，将样品的提取液用流动相多倍稀释后采用气相色谱测定，比较不同有机溶剂的提取效果，发现乙酸乙酯和乙腈对有机肥料中的有机磷农药提取效率较高。考虑到有机肥料样品中蛋白含量较高，最终选择乙腈作为提取试剂。

有机磷农药易溶于酸性介质，在强碱性溶液中易发生水解，温度升高更易发生水解的特点在实验过程中通过加入0.1%冰醋酸，使提取试剂达到弱酸性介质，在保证了提取液中农药稳定性的同时，提高了提取效率。在提取过程中，考察了温度对提取效率的影响，通过对提取试剂冰醋酸/乙腈进行常温提取和4℃冷藏后提取，发现提取液冷藏后，无水硫酸镁放热较少，对敌敌畏、毒死蜱具有一定水溶性的农药效果较好^[12]。

2.1.2 净化粉的选择

基于样品的特性，选择了QuEChERS分散萃取方法来去除杂质干扰。将标准工作液，分别用不同溶剂（乙酸乙酯、乙腈、丙酮、正己烷）各自稀释成1.5mL浓度为0.1μg/mL的标准溶液，倒入分别盛有200mg C18、PSA、NH₂ 和石墨炭黑粉的4个10mL具塞塑料离心管中，涡混2min，静置2min后取上清液过膜进行气相色谱分析，计算其回收率。

上述参与净化粉选择实验考察的4种溶剂的极性顺序为：乙腈> 丙酮> 乙酸乙酯> 正己烷。试验表明，以非极性的正己烷为溶剂进行23种有机磷的净化粉吸附实验时，每种净化粉中，都有若干农药难以被洗脱，回收率接近0。以乙酸乙酯做溶剂通过4种不同的净化粉净化有机磷农药时，回收率普遍较高，丙酮次之，乙腈做溶剂时的回收率整体相对较低。

C18对化合物主要表现出非极性作用力，洗脱溶剂极性越弱，对应洗脱能力越强，而极性越强的溶剂对C18吸附物质的洗脱能力越弱。乙腈的极性强于丙酮和乙酸乙酯，因此，乙酸乙酯对C18的洗脱能力更强，所得化合物回收率更高。而PSA和NH₂ 的性质相似，与化合物的主作用力为极性、阴离子交换两种作用力同时进行，因此，大部分化合物经过PSA和NH₂ 净化时，回收率相近，而不同溶剂对PSA和NH₂ 的洗脱能力，也不能仅从溶剂极性分析，而是化合物结构性质、溶剂极性等与净化粉共同作用的结果。GCB为平面结构，平面结构的有机化合物对其洗脱能力最强（例如苯），丙酮和正己烷均是平面结构，对GCB的洗脱能力最强，但同时受化合物性质影响较大，造成部分化合物回收率为0。乙酸乙酯的羰基双键使其趋向于平面结构，而乙腈的电子云使其呈立体结构，因此，乙酸乙酯对GCB吸附化合物的洗脱能力优于乙腈。

为保证所有化合物的回收率在合理范围内，并兼顾理想的净化效果，本实验选择C18和PSA为净化粉。经过本文的实验条件净化后，有机肥料基质比较干净，对待检测的23种有机磷农药无干扰，能满足准确定量要求，在气相色谱上的色谱图如图1。

2.2 基质效应分析

测定有机磷农药在纯溶剂中的平均响应值 （A，n=3）和通过前处理获得的同浓度基质匹配标准溶液的平均响应值（B，n=3），通过二者比值来评价基质效应因子（ME），即公式：ME=B/A。若ME<1，说明基质对目标物响应产生抑制作用；ME>1，说明基质对目标物的响应为增强作用； ME=1表示无基质效应^[13]。

图2 为本实验条件下，有机肥料中23种有机磷农药（0.01mg/mL）的基质效应。可以看出，有机肥料基质对14种有机磷农药呈基质增强效应，对5种有机磷农药的基质抑制效应明显，剩余4种农药在土壤中基质效应因子接近1.0，基质效应不明显。

2.3 方法的线性范围和检出限

对质量浓度为0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 μg/mL的23种农药纯溶剂标准溶液，按本节方法提供的气相色谱条件进行分析，以峰面积 （y） 对质量浓度（x，μg/mL） 作回归曲线。结果表明，在0.05～0.5μg/mL浓度范围内，23种农药的纯溶剂标准溶液回归方程的相关系数为0.9990～0.9998，说明23种目标组分在0.05～0.5μg/mL浓度范围内线性关系良好。

以10倍信噪比（S/N=10）确定各农药化合物的定量限（LOQ），所有农药在气相色谱上的定量限为0.003～0.010mg/kg。

2.4 准确度和精密度试验

以空白有机肥料为样品，在0.01、0.02、0.10mg/kg3个水平下进行加标回收实验，每个样品重复测定6次，考察本方法的准确度和精密度，结果见表2。有机肥料中23种有机磷类药物的平均回收率在80.9%～114.6%之间，相对标准偏差为1.4%～9.5%（n=6），且回收率和精密度等均满足方法学要求。

注：y为峰面积，x为分析物浓度，μg/mL。

添加浓度为0.01mg/kg的有机肥料中23种有机磷农药在气相色谱仪上的典型色谱图如图3所示，表明本文建立的有机肥料中农药的检测方法，可实现较低浓度下23种有机磷农药的良好响应及分离。

注：图中数字为序号，同表1。

3 结论

本文采用QuEChERS分散固相萃取前处理方法结合气相色谱仪建立了有机肥料中23种有机磷类药物残留分析检测方法，样品前处理效率高，降低了环境污染，方法简便、成本低、易于普及，填补了有机肥料中农药残留检测方法研究的空白，为监控有机肥料中有机磷类药物残留提供了有力的技术支持。

参考文献