吡嘧磺隆(pyrazosulfuron-ethyl,Ⅰ)，是1982年由日本日产化学工业株式会社开发的磺酰脲类除草剂^[1],在移栽和直播水稻芽前、芽后使用时可防除阔叶杂草和莎草^[2]，具有活性高、选择性好、对人和其他动物毒性低等特点^[3]。苯噻酰草胺(mefenacet，Ⅱ)是美国杜邦公司于20世纪80年代中期开发的酰胺类选择性内吸传导型除草剂，同样具有毒性低和活性高的特点^[4]，但其对阔叶草和莎草的防效不理想。将苯噻酰草胺与吡嘧磺隆复配可扩大杀草谱，延长持效期，且混剂对单一物种的防除效果高于其单剂^[5]。

在国家标准GB 2763—2014(食品中农药最大残留限量)中，吡嘧磺隆的最大残留限量(MRL)值为0.1 mg/kg，苯噻酰草胺的MRL值为0.05 mg/kg^[6]。但制定该MRL时所用的方法是凝胶渗透色谱法^{[7, 8]}、加速溶剂萃取^[9]或固相萃取^{[9, 10]}等前处理方法，溶剂用量大、耗时长、操作复杂。也有部分文献报道了这两种除草剂残留量的检测方法，如高效液相色谱法(HPLC)^[11]、高效液相色谱-质谱联用法(HPLC-MS)^[12]、高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)^{[13, 14]}和毛细管电泳法^[15]，但均未能同时检测两种除草剂，且需固相萃取、旋转蒸发等操作；虽然易丽君^[16]、刘琛^[17]等采用HPLC法实现了两种除草剂的同时测定，但前处理操作繁琐，且灵敏度不高，定量限分别为0.025 和0.01 mg/kg。

笔者结合QuEChERS前处理方法和HPLC-MS/MS检测技术，建立了简单、快速且可同时检测吡嘧磺隆和苯噻酰草胺残留量的方法，并采用该方法测定了26%吡嘧磺隆·苯噻酰草胺水面扩展粒剂在水稻田施用后两种有效成分的残留消解动态及最终残留量。

吡嘧磺隆(pyrazosulfuron-ethyl)标准品(纯度99.2%)、苯噻酰草胺(mefenacet)标准品(纯度98.5%)及26%吡嘧磺隆·苯噻酰草胺水面扩展粒剂(吡嘧磺隆质量分数2%，苯噻酰草胺质量分数24%)，均为江苏瑞邦农药厂有限公司产品。色谱纯乙腈(Thermo Fisher公司)；去离子水(MiliQ Pure water超纯水仪)；石墨化碳黑(GCB)及乙二氨基-N-丙基硅烷(PSA)和C₁₈购于Agela公司。

Agilent 6410B高效液相色谱与三重四级杆质谱联用仪(HPLC-MS/MS)及ZORBAX SB-C₁₈色谱柱(50 mm×2.1 mm，1.8 μm)，均为美国安捷伦公司产品。

电子分析天平(0.000 1 g和0.01 g,Sartorius)；QL-901涡旋仪(江苏省海门其林贝尔仪器制造公司)；RJ-TDL-40B低速台式大容量高速离心机(无锡市瑞江分析仪器公司)；Sigma3-18K高速离心机(博励行仪器有限公司)；H-C空气浴振荡器(哈尔滨东连电子科技开发有限公司)。

于2011—2012年分别在北京、湖北和浙江水稻田按照《农药残留试验准则》^[18]进行26%吡嘧磺隆·苯噻酰草胺水面扩展粒剂的田间试验。该混剂推荐有效成分用药量为：吡嘧磺隆22.5～30 g/hm² (南方)，苯噻酰草胺270～360 g/hm² (南方)；吡嘧磺隆30～45 g/hm² (北方)，苯噻酰草胺360～540 g/hm² (北方)，折合制剂用药量为1 119.5～1 492.5 g/hm² (南方)，1 492.5～2 238.8 g/hm² (北方)。施药方式为直接撒施。

于水稻移栽后5～7 d施药1次，施药剂量为最大推荐用药量的1.5倍，即吡嘧磺隆施药量(有效成分)为北京67.5 g/hm²、湖北和浙江45 g/hm²，苯噻酰草胺施药量(有效成分)为北京810 g/hm²、湖北和浙江540 g/hm²，分别于施药后0、1、3、5、7、10、14、21、30和45 d采集水、土壤及水稻植株样本。

分别设高剂量(最大推荐用药量的1.5倍)和低剂量(最大推荐用药量)两种处理，分别于水稻移栽后5～7 d施药1次。吡嘧磺隆施药量(有效成分)：高剂量，北京 67.5 g/hm²，湖北和浙江45 g/hm²；低剂量，北京 45 g/hm²，湖北和浙江30 g/hm²。苯噻酰草胺施药量(有效成分)：高剂量，北京810 g/hm²，湖北和浙江540 g/hm²；低剂量，北京540 g/hm²，湖北和浙江360 g/hm²。另设空白对照。于水稻收获期采集土壤、水稻植株和糙米样本。

准确称取一定量样品(10 g土壤或糙米，2 g水稻植株、稻秆或稻壳)于 50 mL 塑料离心管中，加入 20 mL V(乙腈)∶V(水)=70 ∶30的混合提取液，空气浴振荡1 h，加入氯化钠和无水硫酸镁各2.0 g，剧烈摇晃1 min，3 800 r/min 离心 5 min，取 1 mL 上清液加入装有20 mg GCB和30 mg PSA的2 mL塑料离心管中，涡旋1 min，10 000 r/min 离心3 min后，过 0.22 μm 有机系滤膜至进样瓶，待分析。

取1 mL水样，过水系滤膜后转移到进样瓶中，待分析。

在土壤、水稻植株、稻秆、稻壳及糙米的空白样品中，分别添加吡嘧磺隆和苯噻酰草胺标准工作溶液。设3个添加水平，每个水平重复5次，进行添加回收试验。

为避免基质效应，绘制标准曲线所用的溶液均由相应的基质空白提取液配制。

色谱柱：ZORBAX SB-C₁₈(2.1 mm×50 mm，1.8 μm)；流动相：V(甲醇)∶V(水)=90∶10；流速0.3 mL/min；柱温30 ℃；进样量5 μL。

ESI电离源；正离子电离模式；干燥气为N₂，流速8.0 L/min；雾化器压力35.0 psi(合0.24 MPa)；毛细管电压4.0 kV；MRM监测模式。吡嘧磺隆及苯噻酰草胺的保留时间、定量离子对、定性离子对以及碰撞能量见表 1。

表 1(Table 1)

表 1 串联质谱多反应监测模式下待测农药的检测条件 Table 1 MS conditions for the target pesticide residues in MRM mode 农药 Pesticide 保留时间 Retention time/min 碎裂电压 Fragmentor/V 定量离子对 Quantitative ion-pair (m/z) 碰撞能量 Collision energy/eV 定性离子对 Qualitative ion-pair (m/z) 碰撞能量 Collision energy/eV 苯噻酰草胺 mefenacet 1.1 90 299.1>148.2 10 299.1>120.0 12 吡嘧磺隆pyrazosulfuron-ethyl 1.2 110 437.2>178.1 12 437.2>282.1 14

表 1 串联质谱多反应监测模式下待测农药的检测条件 Table 1 MS conditions for the target pesticide residues in MRM mode

采用甲醇-水作为流动相时，吡嘧磺隆和苯噻酰草胺均可得到很好的色谱响应值；质谱中选用电喷雾离子源，在正离子模式下各子离子分离色谱图及选择离子色谱图见图 1和图 2。

图 1

Fig. 1

图 1 苯噻酰草胺选择离子色谱图Fig. 1 Selected ion chromatogram of mefenacet standard

图 2

Fig. 2

图 2 吡嘧磺隆选择离子色谱图Fig. 2 Selected ion chromatogram of pyrazosulfuron-ethyl standard

在所选条件下，苯噻酰草胺和吡嘧磺隆的保留时间分别为1.1和1.2 min。

本研究在QuEChERS方法基础上对样品前处理进行了改进。分别比较了20 mL乙腈以及20 mL乙腈与水的不同比例混合溶液对样品中苯噻酰草胺和吡嘧磺隆的提取效率。对于苯噻酰草胺，各提取溶液均能达到理想的提取效果，回收率在76%～104%之间；对于吡嘧磺隆，当V(乙腈)∶V(水)=70∶30时，其添加回收率在88%～96%之间，效果最好。

进一步研究了PSA及GCB的净化效果。文献报道GCB虽然能有效去除土壤、水稻植株中的色素^[19]，但容易吸附农药成分；PSA虽能有效去除脂肪酸类杂质^[20]，但对色素去除效果较差。本研究选用不同配比的GCB和PSA混合物对基质进行净化，发现当m(GCB)∶m(PSA)=2∶3时净化效果最好。

与前述文献对吡嘧磺隆和苯噻酰草胺在稻田样品中残留量的测定方法相比较，本方法省略了固相萃取等步骤，操作更简便，采用HPLC-MS/MS进行检测，更加快速。

根据HPLC-MS/MS信噪比(S/N)=3得到吡嘧磺隆和苯噻酰草胺的检出限(LOD)，根据最低添加水平得到定量限(LOQ)。结果见表 2。

表 2(Table 2)

表 2 基质匹配标准工作曲线的相关系数、检出限和定量限 Table 2 The linear correlation coefficient，limit of detection (LOD ) and limit of quantification (LOQ ) 农药 Pesticide 样品 Samples 线性范围 Linear range/(mg/L) 相关系数，r Correlation coefficient 检出限 LOD/ng 定量限 LOQ/(mg/kg) 吡嘧磺隆 pyrazosulfuron-ethyl 水Paddy water 0.01～0.5 0.999 8 0.005 0.01 土壤 Paddy soil 0.004～0.1 0.993 7 0.005 0.004 植株 Rice plant 0.005～0.1 0.997 2 0.025 0.005 稻秆 Rice straw 0.005～0.1 0.999 2 0.025 0.005 稻壳 Rice husk 0.005～0.1 0.999 5 0.025 0.005 糙米 Brown rice 0.004～0.1 0.991 5 0.005 0.004 苯噻酰草胺mefenacet 水 Paddy water 0.01～0.5 0.999 8 0.005 0.01 土壤 Paddy soil 0.001～0.1 0.996 5 0.01 0.001 植株 Rice plant 0.005～0.1 0.996 5 0.05 0.005 稻秆 Rice straw 0.005～0.1 0.999 9 0.05 0.005 稻壳 Rice husk 0.005～0.1 0.998 1 0.05 0.005 糙米 Brown rice 0.004～0.1 0.991 4 0.01 0.004

表 2 基质匹配标准工作曲线的相关系数、检出限和定量限 Table 2 The linear correlation coefficient，limit of detection (LOD ) and limit of quantification (LOQ )

通过相关系数对一元线性回归方程的显著性进行统计学检验，发现当线性方程的显著性水平α=0.01时，统计量r_0.99=0.958 7；由于在本研究得到的一元线性方程中r均大于r_0.99，可知所得到的线性方程是显著的，并可用于线性范围内的预测。

由表 3数据可见：吡嘧磺隆在各基质中的平均添加回收率在76%～107%之间，相对标准偏差(RSD)在1.5%～14%之间；苯噻酰草胺的平均添加回收率在77%～101%之间，RSD在2.4%～13%之间。准确度及精密度均满足农药残留测定的要求^[18]。

表 3(Table 3)

表 3 方法的添加回收率及相对标准偏差(n=5) Table 3 The fortified recovery and relative standard deviation of the method(n=5) 样品 Samples 吡嘧磺隆pyrazosulfuron-ethyl 苯噻酰草胺mefenacet 添加水平 Spiked level/(mg/kg) 平均回收率 Average recovery/% 相对标准偏差 RSD/% 添加水平 Spiked level/(mg/kg) 平均回收率 Average recovery/% 相对标准偏差 RSD/% 水Paddy Water 0.01 91 4.6 0.01 101 2.4 0.05 90 9.0 0.05 91 11 0.1 95 5.4 0.1 92 6.3 土壤Paddy soil 0.004 92 3.5 0.001 91 6.9 0.01 107 1.5 0.01 99 3.8 0.1 93 3.6 0.1 100 3.4 水稻植株Rice plant 0.005 100 10 0.005 77 12 0.01 82 7.0 0.01 96 5.5 0.05 76 13 0.05 83 7.8 稻秆Rice straw 0.005 78 2.0 0.005 99 9.5 0.01 94 8.8 0.01 87 2.5 0.1 96 4.4 0.1 83 6.3 稻壳Rice husk 0.005 91 12 0.005 101 13 0.01 81 14 0.01 87 13 0.1 93 3.5 0.1 87 10 糙米 Brown rice 0.004 86 4.8 0.004 97 5.2 0.01 97 4.7 0.01 101 8.2 0.1 91 5.8 0.1 93 3.3

表 3 方法的添加回收率及相对标准偏差(n=5) Table 3 The fortified recovery and relative standard deviation of the method(n=5)

利用本研究所建立的方法，对北京、湖北和浙江3地稻田水、土壤、水稻植株、稻壳及糙米等田间实际样品进行了测定。结果表明：吡嘧磺隆和苯噻酰草胺在稻田水中的半衰期分别为0.7～2.0 d和 0.9～1.6 d，在稻田土壤中的半衰期分别为2.5～9.9 d和 1.3～8.6 d；在植株中，由于两种除草剂的初始残留量均较低，故未能得到其消解趋势。刘琛等^[17]在北京、湖南和安徽进行的田间试验结果表明，吡嘧磺隆在田水、土壤及植株中的半衰期均低于5.2 d，苯噻酰草胺的半衰期均低于4.0 d，本研究结果与之相近。因此，可认为这两种除草剂在水稻环境中属易降解农药。收获期糙米样品中吡嘧磺隆的残留量为ND～[6]，说明该制剂用于稻田防治杂草是安全的。

采用HPLC-MS/MS 方法实现了稻田6种基质中吡嘧磺隆和苯噻酰草胺残留量的同时检测。与现有方法相比，本方法的前处理操作更便捷，准确度、精密度及灵敏度均满足农药残留检测要求。在推荐剂量下施用26%吡嘧磺隆·苯噻酰草胺水面扩展粒剂，采用本方法测定样品中两种有效成分的残留量，结果显示，糙米样品中吡嘧磺隆和苯噻酰草胺的最终残留量均低于我国制定的相关MRL标准(吡嘧磺隆MRL为0.1 mg/kg，苯噻酰草胺MRL0.05 mg/kg)。