直接進(jìn)樣-超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定水中乙草胺

黃允河，吳春玲，張立亞

(杭州市水務(wù)集團(tuán)有限公司，浙江杭州 310014)

乙草胺是一種酰胺類農(nóng)藥，是我國(guó)使用量最大的除草劑之一，廣泛應(yīng)用于玉米、棉花、豆類等多種農(nóng)作物。乙草胺不僅具有直接毒性，還具有不易光解、易殘留等特點(diǎn)[1]。殘留于土壤的乙草胺則通過(guò)降雨、徑流等方式進(jìn)入地表水、地下水等水體中，造成水源污染，并對(duì)飲用水安全造成威脅[2]。在全國(guó)重點(diǎn)城市水源水和出廠水乙草胺殘留調(diào)查中，水源水中檢出率達(dá)66.9%，而水廠處理對(duì)乙草胺的去除效果有限[3]。國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)20201948-Q-361項(xiàng)目中對(duì)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行了修訂，在飲用水標(biāo)準(zhǔn)中增加了乙草胺指標(biāo)[4]。

目前，水中乙草胺的檢測(cè)方法主要有液液微萃取-氣相色譜法、固相萃取-氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法、固相膜萃取-氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法、固相萃取-液相色譜法等[5-8]。這些檢測(cè)方法均需進(jìn)行萃取富集后才能達(dá)到較高的靈敏度，前處理過(guò)程復(fù)雜，處理時(shí)間長(zhǎng)。

本文建立了直接進(jìn)樣-超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定水源水和生活飲用水中乙草胺。該方法前處理簡(jiǎn)單，具有快速、簡(jiǎn)便、穩(wěn)定等特點(diǎn)，為生活飲用水的安全把關(guān)提供技術(shù)保障。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

ACQUITY UPLC H Class/XEVO TQ-Smicro 超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀(美國(guó)Waters公司)；Milli-Q超純水儀(美國(guó)Millipore公司)；0.22 μm針式聚偏氟乙烯(PVDF)濾膜(天津津騰公司)。

乙草胺標(biāo)準(zhǔn)溶液，1 000 mg/L(北京壇墨質(zhì)檢)；乙腈，色譜純(Fisher Scientific)；甲醇，色譜純(Fisher Scientific)；甲酸，LC-MS級(jí)(Fisher Scientific)；次氯酸鈉(寧波萬(wàn)華化學(xué)有限公司)；抗壞血酸(國(guó)藥)。

1.2 色譜條件

色譜柱：ACQUITY UPLC BEH C18 (2.1 mm × 50 mm, 1.7 μm)；柱溫為30 ℃；進(jìn)樣量為5 μL；流速為0.25 mL/min；流動(dòng)相A 0.05%甲酸水溶液，流動(dòng)相B乙腈，梯度洗脫程序如表1所示。

表1 梯度洗脫程序Tab.1 Gradient Elution Program

1.3 質(zhì)譜條件

離子源：電噴霧離子源(ESI+)；離子源溫度為120 ℃；毛細(xì)管電壓為3.5 kV；脫溶劑氣溫度為350 ℃；脫溶劑氣流量為400 L/h。掃描方式：多反應(yīng)離子檢測(cè)(MRM)。表2為乙草胺的MRM參數(shù)。

表2 乙草胺的MRM參數(shù)Tab.2 MRM Conditions of Acetochlor

1.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

將1 000 mg/L的乙草胺標(biāo)準(zhǔn)溶液用甲醇稀釋至1.0 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)使用溶液。然后，將此標(biāo)準(zhǔn)使用溶液用甲醇水溶液(1+1)逐級(jí)稀釋成濃度分別為0.10、0.20、0.50、1.00、2.00、5.00 μg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。

1.5 水樣前處理

水樣經(jīng)0.22 μm 針式PVDF濾膜過(guò)濾后，加入等體積的甲醇，直接進(jìn)超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 質(zhì)譜條件的優(yōu)化

用乙腈水溶液(1+1)配制100 μg/L的乙草胺標(biāo)準(zhǔn)溶液，直接灌注于質(zhì)譜，在ESI正離子模式下，進(jìn)行母離子全掃描，調(diào)節(jié)灌注流速、毛細(xì)管電壓使母離子m/z 270信號(hào)穩(wěn)定。然后進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)諧，優(yōu)化錐孔電壓、碰撞能量等質(zhì)譜參數(shù)，找到豐度最高、干擾最小的兩個(gè)子離子，分別為270>224和270>148，將其作為多反應(yīng)離子檢測(cè)的監(jiān)測(cè)離子。

2.2 色譜條件的優(yōu)化

比較了乙腈和甲醇兩種有機(jī)相與水溶液組成的流動(dòng)相體系對(duì)樣品的分離效果。結(jié)果顯示，在相同條件下，以乙腈-水體系為流動(dòng)相時(shí)，保留時(shí)間較短，峰型較好，且靈敏度較甲醇-水體系高。因此，有機(jī)相選擇乙腈作為流動(dòng)相。

在液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜分析中，流動(dòng)相常加入適量的添加劑提高離子化效率。正離子模式檢測(cè)時(shí)，以甲酸為常用添加劑，考察了純水、0.05%甲酸水(V/V)、0.1%甲酸水(V/V)作為流動(dòng)相時(shí)對(duì)乙草胺檢測(cè)的影響。結(jié)果表明，在純水中加入適量甲酸后，乙草胺靈敏度明顯增強(qiáng)，隨著甲酸濃度的加大，0.1%甲酸水流動(dòng)相的乙草胺響應(yīng)信號(hào)較0.05%甲酸水流動(dòng)相已有所下降。因此，選擇在水相中加入0.05%甲酸。

在最優(yōu)試驗(yàn)條件下，乙草胺的色譜圖如圖1所示，保留時(shí)間在2.50 min。

圖1 乙草胺特征離子質(zhì)量色譜圖(270>224)Fig.1 Characteristic Ion Mass Chromatogram of Acetochlor

2.3 方法線性關(guān)系和檢出限

取1.4中配制的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，在最優(yōu)試驗(yàn)條件下對(duì)其進(jìn)行測(cè)定，并以峰面積和濃度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果顯示，乙草胺的質(zhì)量濃度在0.10～5.00 μg/L時(shí)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.999 8。

依據(jù)《環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修技術(shù)導(dǎo)則》(HJ 168—2010)中方法檢出限指標(biāo)的確定方法[9]，當(dāng)空白試驗(yàn)中未檢測(cè)出目標(biāo)物質(zhì)時(shí)，對(duì)濃度值為估計(jì)方法檢出限2～5倍的樣品進(jìn)行7次平行測(cè)定后，計(jì)算方法檢出限(LOD)，以4倍檢出限作為方法定量限(LOQ)，結(jié)果如表4所示。乙草胺檢出限為0.02 μg/L，定量限為0.08 μg/L。

2.4 干擾

飲用水在生產(chǎn)過(guò)程中常添加次氯酸鈉等消毒劑對(duì)水樣進(jìn)行消毒，這些消毒劑可氧化水中痕量的有機(jī)物。考察了水中余氯對(duì)本方法測(cè)定水中乙草胺的影響，通過(guò)在實(shí)際水樣中添加不同體積的次氯酸鈉溶液，配制成總氯分別為0.30、1.20、3.00 mg/L的水樣，取一份實(shí)際水樣加入抗壞血酸進(jìn)行脫氯。在水樣中加入0.20 μg/L乙草胺，不同時(shí)間后進(jìn)行測(cè)定。分析結(jié)果表明，在24 h檢測(cè)時(shí)間內(nèi)，飲用水中余氯未對(duì)乙草胺的測(cè)定產(chǎn)生影響。

表3 乙草胺的回歸方程Tab.3 Regression Equations of Acetochlor

表4 乙草胺的檢出限和定量限Tab.4 Limit of Detection (LOD) and Limit of Quantitative (LOQ) of Acetochlor

表5 不同濃度余氯水樣的乙草胺測(cè)定結(jié)果Tab.5 Results of Acetochlor with Different Concentration of Residual Chlorine in Water

2.5 方法準(zhǔn)確度

為驗(yàn)證方法準(zhǔn)確度，進(jìn)行了實(shí)際樣品加標(biāo)試驗(yàn)。在地下水、地表水、出廠水、管網(wǎng)水、樣品中分別添加了低(0.20 μg/L)、中(1.00 μg/L)、高(4.00 μg/L)3種濃度的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，每個(gè)濃度水平平行測(cè)定6次，加標(biāo)回收率及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)結(jié)果如表6所示。分析結(jié)果表明，本方法平均加標(biāo)回收率為93.8%～105%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.6%～5.9%，可滿足實(shí)際檢測(cè)要求。

2.6 實(shí)際水樣測(cè)定

采用本文建立的方法，對(duì)錢塘江、千島湖、苕溪3個(gè)地表水、杭州市不同區(qū)域內(nèi)各2個(gè)地下水、出廠水、管網(wǎng)水共9個(gè)水樣進(jìn)行了分析，均未有乙草胺的檢出。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)建立了直接進(jìn)樣-超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定水源水和生活飲用水中乙草胺的檢測(cè)方法。水樣經(jīng)過(guò)濾后可直接進(jìn)樣，操作簡(jiǎn)便，5 min內(nèi)可完成測(cè)定，分析速度快，方法檢出限為0.02 μg/L，加標(biāo)回收率在93.8%～105%，靈敏度和準(zhǔn)確度均可滿足水中痕量乙草胺的分析測(cè)定，適用于水源水和生活飲用水中乙草胺的常規(guī)檢測(cè)。

表6 不同水樣的加標(biāo)回收率和精密度 (n=6)Tab.6 Recovery and Precision of Different Water Samples (n=6)