氣相色譜質(zhì)譜法檢測(cè)地表水中5種咪唑類殘留

冉毅軍

定西市環(huán)境監(jiān)測(cè)站（定西 743000）

咪唑類殺菌劑是一類含有氮雜環(huán)類化合物，具有高效、廣譜、低毒、選擇性好和內(nèi)吸性高等優(yōu)點(diǎn)，常見(jiàn)的咪唑類殺菌劑主要有咪鮮胺、噻菌靈等[1-8]，得到大規(guī)模的商業(yè)化生產(chǎn)；自21世紀(jì)以來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平的不斷提高，中國(guó)已發(fā)展成為全世界最大的農(nóng)藥使用和生產(chǎn)大國(guó)，農(nóng)藥是保障農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)、豐收和糧食供應(yīng)不可或缺的生產(chǎn)資料；據(jù)調(diào)查，農(nóng)藥在農(nóng)作物噴灑等使用過(guò)程中，實(shí)際起殺菌作用的僅15%～20%，大部分的農(nóng)藥進(jìn)入土壤、空氣和水系統(tǒng)，土壤和空氣中的農(nóng)藥殘留隨著生態(tài)循環(huán)進(jìn)入地表水系統(tǒng)，地表水中農(nóng)藥殘留對(duì)人類生存環(huán)境帶來(lái)污染，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致人類、牲畜等的中毒，甚至導(dǎo)致死亡，因此加強(qiáng)對(duì)咪唑類殺菌劑殘留的方法研究[9-12]，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

地表水中農(nóng)藥檢測(cè)常用的提取方法主要有固相萃取法[13-14]、快速溶劑萃取法[15-16]和QuEChERS提取法[17-18]。固相萃取法和快速溶劑萃取法試劑用量大，提取步驟冗長(zhǎng)，成本高且環(huán)境污染較大；QuEChERS提取法是近些年發(fā)展起來(lái)的一種前處理方法，具有試劑用量少、提取速度快、操作簡(jiǎn)便、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)；試驗(yàn)建立采用QuEChERS提取方法對(duì)地表水中咪鮮胺等咪唑類殺菌劑提取、凈化，氣相色譜-三重四級(jí)桿質(zhì)譜法定量測(cè)定的分析方法，結(jié)果表明，此方法具有簡(jiǎn)便、快速、污染小、準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)，適用于地表水中咪唑類殺菌劑殘留的檢測(cè)。

1 材料與方法

1.1 儀器和試劑

TRACEISQ氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀（氣相色譜儀TRACE1300、質(zhì)譜儀ISQ-QD，賽默飛世爾科技有限公司）；色譜柱DB-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm，賽默飛世爾科技有限公司）；FA2004B型電子天平（精度0.000 1 g，上海天美天平儀器有限公司）；臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)（湖南湘儀儀器有限公司）。

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：環(huán)氧七氯（內(nèi)標(biāo)液）、噻菌靈、咪鮮胺、氟菌唑、咪唑菌酮、惡咪唑（100 μg/mL，農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所）；乙腈、丙酮（色譜純，德國(guó)默克化學(xué)試劑有限公司）；N-丙基乙二胺（PSA）、GCB、C18（上海安普試劑公司）；無(wú)水MgSO4，冰醋酸（分析純，上海國(guó)藥化學(xué)試劑有限公司）。

1.2 儀器參數(shù)

色譜參數(shù)：進(jìn)樣口溫度250 ℃；色譜質(zhì)譜專用柱DB-5 MS；進(jìn)樣方式，不分流；載氣，高純氦氣（純度99.999%）；氦氣流量1.8 mL/min；進(jìn)樣量1 μL；色譜柱溫度60 ℃，保持2 min；20 ℃/min升溫至180 ℃，保持3 min，15 ℃/min升溫至280 ℃，保持10 min。

質(zhì)譜參數(shù)：離子源，電子轟擊源（EI）；電子能量70 eV；離子源溫度250 ℃；接口溫度240 ℃；碰撞氣，高純氬氣（純度99.999%）；溶劑延遲時(shí)間3.2 min；掃描方式，多反應(yīng)監(jiān)測(cè)（MRM）。

1.3 樣品處理

將采集到的水樣置于干凈的試劑瓶中，靜置沉淀，上清液經(jīng)0.45 μm濾膜過(guò)濾。考慮到水質(zhì)的酸堿性對(duì)農(nóng)藥殘留穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，過(guò)濾后的水樣用低濃度的酸（0.5 mol/L鹽酸）或堿（0.5 mol/L氫氧化鈉）調(diào)至近中性，置于2～8 ℃冷藏箱中備用。

提取：用量筒量取500 mL水樣，在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上濃縮至近干。殘?jiān)?5 mL乙腈溶液溶解后轉(zhuǎn)移至50 mL離心管。加入1.5 g醋酸鈉、6 g硫酸鎂至離心管中，強(qiáng)力振搖1 min進(jìn)行萃取。將離心管放入離心機(jī)中以6 000 r/min的速度離心8 min。

凈化：取離心后的有機(jī)層溶液至放入預(yù)先裝有300 mg PSA、300 mg C18、300 mg GCB和1 g無(wú)水硫酸鎂的離心管，立即渦旋1 min對(duì)樣液進(jìn)行凈化，放入離心機(jī)中以6 000 r/min的速率離心5 min。取10 mL凈化后的溶液到刻度試管中，于水浴式氮吹儀中70 ℃并用氮?dú)獯抵两桑ㄈ葜? mL。經(jīng)0.2 μm濾膜過(guò)濾后，加入200 μL 10 μg/mL環(huán)氧七氯內(nèi)標(biāo)溶液，混勻，進(jìn)樣氣相色譜質(zhì)譜系統(tǒng)檢測(cè)。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液制備

內(nèi)標(biāo)液：精密移取1 mL的100 μg/mL環(huán)氧七氯標(biāo)準(zhǔn)品溶液至10 mL容量瓶中，用丙酮溶解、定容，得濃度10 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液，于2～8 ℃冷藏箱放置備用。

標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液：分別精密移取1 mL 100 μg/mL的噻菌靈、咪鮮胺、氟菌唑、咪唑菌酮、惡咪唑標(biāo)準(zhǔn)品溶液至10 mL容量瓶，用丙酮溶解、定容。搖勻后得濃度10 μg/mL的混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，于2～8 ℃冷藏箱放置備用。

標(biāo)準(zhǔn)線性溶液：精密移取適量混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，配制成質(zhì)量濃度分別為0.05，0.10，0.50，1.00，2.00和5.00 μg/mL標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液，各移取1 mL，加入200 μL 10 μg/mL環(huán)氧七氯內(nèi)標(biāo)溶液，混勻，進(jìn)樣色譜質(zhì)譜系統(tǒng)考察方法的線性。

2 結(jié)果與討論

2.1 質(zhì)譜條件的優(yōu)化

采用Q3SCAN全掃描模式對(duì)較高濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（10 μg/mL）進(jìn)行全掃描，得到5種咪唑類殺菌劑對(duì)應(yīng)的母離子及保留時(shí)間；對(duì)其母離子進(jìn)行碎片離子掃描，得到各自對(duì)應(yīng)的碎片離子；選擇豐度較高的離子對(duì)作為定量離子，另選擇2組離子對(duì)作為定性離子。保留時(shí)間、特征離子對(duì)以及相應(yīng)的碰撞能量、豐度比是串聯(lián)質(zhì)譜的定性基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)質(zhì)譜參數(shù)（碰撞電壓、碰撞時(shí)間、離子比率等）進(jìn)行優(yōu)化，各農(nóng)藥殘留的靈敏度得到很大的提升，使檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確性、可靠。5種待測(cè)農(nóng)藥對(duì)應(yīng)的化合物的標(biāo)準(zhǔn)譜圖見(jiàn)圖1，質(zhì)譜參數(shù)見(jiàn)表1。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)圖譜

表1 5種農(nóng)殘離子質(zhì)譜參數(shù)

2.2 色譜柱的選擇

合適的色譜柱是農(nóng)藥多殘留分析的前提，試驗(yàn)考察DB-5MS（美國(guó)安捷倫公司）、Rtx-5 MS（日本島津公司）2種極性相似而廠家不同的色譜柱，通過(guò)進(jìn)樣標(biāo)準(zhǔn)液比較不同廠家的色譜柱對(duì)5種農(nóng)藥的分離效果。結(jié)果顯示，DB-5MS色譜柱上5種農(nóng)藥分離效果好（見(jiàn)圖1），而噻菌靈和氟菌唑2種農(nóng)藥在Rtx-5 MS分離較差；環(huán)氧七氯內(nèi)標(biāo)物拖尾嚴(yán)重。因此，選擇DB-5MS色譜柱來(lái)分離5種咪唑類農(nóng)藥。

2.3 前處理方法的選擇

對(duì)于水中農(nóng)藥殘留的前處理方法主要有液液萃取法、固相萃取法。液液萃取法主要用二氯甲烷或石油醚對(duì)樣品中的農(nóng)藥殘留萃取，萃取過(guò)程中人工耗時(shí)較長(zhǎng)且大量消耗有機(jī)溶劑，對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的健康產(chǎn)生一定危害，對(duì)環(huán)境造成很大污染，而檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度不高。固相萃取法為近年來(lái)農(nóng)藥殘留常用的萃取方法。此方法檢測(cè)準(zhǔn)確度較高，但過(guò)柱時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。QuEChERS前處理方法使用1%冰醋酸乙腈溶劑萃取目標(biāo)物，采用PSA、C18和PCB分散固相萃取劑來(lái)凈化樣品。與上述2種前處理方式相比，此方法使用溶劑量少，萃取及凈化時(shí)間短且檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度高，顯著提高檢測(cè)效率。試驗(yàn)采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀先濃縮樣品，QuEChERS方法萃取和凈化水樣，5種咪唑類殺菌劑得到滿意的結(jié)果。

2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線方程及檢出限

按照1.2的儀器參數(shù)進(jìn)樣，按照1.4的方法配制0.05，0.10，0.50，1.00，2.00和5.00 μg/mL標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液，各1 μL。以各目標(biāo)物對(duì)應(yīng)的色譜峰面積為縱坐標(biāo)，相應(yīng)質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。在陰性樣品中添加5種殺菌劑農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品，計(jì)算3倍信噪比（S/N≥3）所對(duì)應(yīng)的樣品質(zhì)量濃度，作為方法的檢出限（LOD）。5種咪唑類殺菌劑對(duì)應(yīng)的線性方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限見(jiàn)表2。

結(jié)果表明，5種咪唑類農(nóng)藥在0.01～2.0 μg/mL質(zhì)量濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，檢出限在0.006～0.012 g/L之間。

表2 線性方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限

2.5 加標(biāo)回收與精密度測(cè)試

于地表水樣品中定量加入已知濃度的5種咪唑類殺菌劑的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，在標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度范圍內(nèi)選擇低（0.03 μg/mL）、中（0.1 μg/mL）、高（1.0 μg/mL）3個(gè)濃度點(diǎn)進(jìn)行加標(biāo)回收測(cè)試。3個(gè)濃度點(diǎn)的加標(biāo)樣品平行各進(jìn)樣6次，考察6次測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（即精密度測(cè)試）。測(cè)試結(jié)果詳見(jiàn)表3。

結(jié)果表明，3個(gè)不同水平的加標(biāo)回收率均在70.5%～97.0%之間，精密度測(cè)試相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.76%～4.32%，符合方法中關(guān)于分析測(cè)試的要求。

2.6 實(shí)際樣品測(cè)定

抽取定西市不同區(qū)域2份農(nóng)田水樣和2份小溪水，運(yùn)用QuEChERS前處理方式、氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法對(duì)5種咪唑類殘留進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果顯示，農(nóng)田水樣和小溪水樣中均有咪唑類農(nóng)藥檢出，但結(jié)果均在檢出限內(nèi)。詳細(xì)結(jié)果見(jiàn)表4。

表3 加標(biāo)回收率及精密度測(cè)試結(jié)果

表4 實(shí)際樣品測(cè)試結(jié)果

3 結(jié)論

建立QuEChERS前處理方法提取、凈化水樣，氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法測(cè)定地表水中5種咪唑類農(nóng)藥的殘留。擴(kuò)大QuEChERS法在地表水農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用。與傳統(tǒng)農(nóng)藥殘留方法相比，前處理方式溶劑使用量少，前處理時(shí)間短，結(jié)合氣相色譜質(zhì)譜的使用，檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確、可靠。試驗(yàn)對(duì)質(zhì)譜參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，對(duì)色譜柱的選擇和萃取方法進(jìn)行討論。考察方法的線性關(guān)系、檢出限、回收率與精密度等參數(shù)，并對(duì)實(shí)際樣品進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果表明，方法靈敏度高、選擇性好、檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確，適用于地表水中咪唑類殺菌劑監(jiān)測(cè)。