氣相色譜質譜法檢測灌溉地表水中5種殺菌劑殘留

楊 彬， 吳 偉， 石俊永

(1. 河北省滄州生態環境監測中心，河北 滄州 061000; 2. 滄州燕趙環境監測技術服務有限公司，河北 滄州 061000)

0 引 言

白粉病是由白粉病菌引起，主要危害小麥、大麥等糧食作物，以及葡萄、蘋果、黃瓜等經濟作物，自作物幼苗到結果均可能發病[1]。氟硅唑、苯醚甲環唑、氟菌唑、氯苯嘧啶醇和嘧菌酯等殺菌劑在我國常用于防治白粉病[2-3]，據實驗統計，殺菌劑在噴灑、涂膜等過程中，實際起作用的僅約10%～ 20%，大部分的殺菌劑隨著雨水、淋洗等進入到地表水環境中，尤其是農作物灌溉地表水中殘留濃度較高，人畜誤食用被污染的地表水，會導致腹瀉、嘔吐等癥狀[4-5]。因此灌溉用地表水中殺菌劑殘留已成為學者關注的話題，通過監測灌溉用地表水中殺菌劑殘留，可以了解當地白粉病和地表水污染情況，有方向的指導農業投入品的使用[6-8]。

灌溉地表水中殺菌劑殘留的檢測方法，主要有：色譜法和質譜法，色譜法分為GC法和HPLC法，質譜法分為GC-MS/MS法和HPLC-MS/MS法等[9-15]。GC法和HPLC法，專屬性相對較差，易出現假陽性的檢測結果，且靈敏度相對較差，不適用于地表水中痕量殺菌劑殘留的檢測；HPLC-MS/MS法，專屬性好，但對于沸點較低的殺菌劑如氯苯嘧啶醇、苯醚甲環唑，靈敏度較差；GC-MS/MS法，相比較HPLC-MS/MS法操作更為簡便，不僅專屬性好，且對于低沸點的殺菌劑靈敏度更高。實驗開發研究一種QuEChERS法-GC-三重四級桿串聯質譜法檢測灌溉地表水中常用的5種防治白粉病用殺菌劑殘留的分析方法。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

1.1.1 儀器

氣相色譜-三重四級桿質譜儀：島津2010 plus型，配備柱溫箱、自動進樣器、TQ 8040型質譜檢測器（日本島津科技公司）；毛細管色譜柱：HP-5 MS質譜專用柱 (30 m×0.25 mm，0.25 μm，美國安捷倫科技公司）；電子天平：XS 205型（精度：萬分之一，瑞士梅特勒科技公司）；水浴氮吹儀：JC-WD-24S型(青島聚創環保集團有限公司)。

1.1.2 標準物質和試劑

氟硅唑（產品編號：GBW(E)081710）、苯醚甲環唑（產品編號：GBW(E)081913）、氟菌唑（產品編號：BWQ8059-2016）、氯苯嘧啶醇（產品編號：GBW(E)082754）和嘧菌酯（產品編號：GBW(E)082390），質量濃度為100 μg/mL（農業部環境保護科研監測所）；N-丙基乙二胺 (PSA)、C18 (天津博納艾杰爾科技公司)；凈化包（1 g MgSO4, 500 mg PSA 和 500 mg C18）（浙江合譜試劑公司）；乙腈、乙酸乙酯、丙酮、甲醇：色譜純（美國Tedia試劑公司）；無水MgSO4，冰醋酸、乙酸鈉等：分析純（國藥集團上海化學試劑廠）。

1.2 溶液配制

1.2.1 標準儲備溶液的配制

取氟硅唑（100 μg/mL）、苯醚甲環唑（100 μg/mL）、氟菌唑（100 μg/mL）、氯苯嘧啶醇（100 μg/mL）和嘧菌酯（100 μg/mL）標準溶液，分別精密量取 1.0 mL，置同一個10 mL容量瓶中，加丙酮定容至刻度，搖勻，即得。氟硅唑、苯醚甲環唑、氟菌唑、氯苯嘧啶醇和嘧菌酯質量濃度均為10.0 μg/mL。

1.2.2 標準曲線系列溶液的配制

取1.2.1項下標準儲備溶液，分別精密移取一定量，配制含氟硅唑、苯醚甲環唑、氟菌唑、氯苯嘧啶醇和嘧菌酯質量濃度依次為：0.04，0.1，0.5，1.0，4.0，8.0 μg/mL的系列標準溶液，加丙酮定容至刻度，搖勻，即得。

1.2.3 樣品溶液的配制

隨機采集2.0 L灌溉地表水樣品，除去表面懸浮物，濾紙過濾，棄掉初濾液，取續濾液，于棕色瓶中儲存（如需過夜，則儲存于2～ 8 ℃環境中）。

1）QuEChERS法

提取和凈化：量取預處理后的水樣100 mL，置旋轉蒸發儀減壓濃縮至近干（溫度控制50 ℃）。再用 30 mL 1% 的冰醋酸-乙腈溶液（V∶V=1∶1）分 3次溶解殘渣，合并溶解液至50 mL離心管中；在離心管中加入2.0 g乙酸鈉、5.0 g硫酸鎂進行提取，渦旋3 min后，置高速冷凍離心機中離心 5 min（10000 r/min），取出；將離心后的上清液全部轉移至 25 mL 凈化管（1 g MgSO4、500 mg PSA 和 500 mg C18）中，渦旋 2 min 后，置冷凍離心機中離心 5 min（10000 r/min）；將離心后的凈化液轉移至刻度試管中，氮吹至近干（控制水浴溫度：45 ℃），加丙酮 1.0 mL溶解殘渣，渦旋 1 min 后，0.22 μm 濾膜過濾，即得樣品溶液。

2）固相萃取法

取采集后的水樣，加酸（0.1 mol/L的鹽酸）或堿（0.1 mol/L 的氫氧化鈉）將水樣調至中性（pH7.0）；取HLB固相萃取柱，分別用10 mL純化水、10 mL甲醇、10 mL乙酸乙酯活化；再取預處理好的地表水樣 500 mL，過柱流量為 15 mL/min；再用 15 mL丙酮洗脫，收集洗脫液，置氮吹儀氮吹至近干，加丙酮 1 mL，渦旋 30 s，即得樣品溶液。

1.3 實驗方法

1.3.1 色譜參數

色譜柱：HP-5 MS質譜專用柱 (規格：30 m×0.25 mm，0.25 μm）；載氣：高純氦氣（純度≥99.9999%）；流量：1.2 mL/min；進樣口溫度：230 ℃；不分流進樣；進樣量1 μL。升溫程序見表1。

表1 GC升溫程序

1.3.2 質譜參數

開啟質譜儀，過夜抽真空，用全氟三丁胺自動調諧儀器至最佳檢測條件。調諧后質譜參數見表2。

表2 質譜儀參數

2 結果與討論

2.1 前處理方法的確定

地表水樣品中殺菌劑的含量極低，現階段用于灌溉地表水中前處理方法有：直接濃縮法、固相萃取法和QuEChERS提取法等方法。直接濃縮法是將地表水樣品置水浴鍋或旋轉蒸發儀中直接濃縮至一定體積上機檢測的方法，此方法采用直接濃縮，地表水樣品中含有的有機物、無機物等基質對待測殺菌劑會產生抑制或增強，導致檢測準確度偏低。固相萃取法是通過固相萃取柱，對地表水樣進行凈化、富集、洗脫的方式進行，方法處理步驟冗長，凈化、洗脫過程會造成待測物的損失，方法回收率偏低；QuEChERS提取法是近年來發展最為迅速的地表水樣前處理方法，其具有試劑用量少，凈化效果好，處理步驟簡單等特點。實驗通過比較上述3種前處理方法，最終確定選擇QuEChERS提取法作為前處理方法。比較結果見表3。

表3 前處理方法準確度比較

2.2 MRM方法的建立

取氟硅唑標準溶液，精密移取1.0 mL，置20 mL容量瓶中，加丙酮稀釋至刻度，制備1 mL溶液中含有氟硅唑5 μg/mL的單標溶液；取上述溶液，設置質譜儀采集模式為全掃描模式，得到氟硅唑母離子峰，再設置質譜儀采集模式為碎片離子掃描模式，即將氟硅唑母離子擊碎，得到氟硅唑碎片離子，選擇響應較高的3個碎片離子，其中1個作為定量離子，2個作為定性離子，再對選擇的離子對進行碰撞電壓、碰撞能量的優化，即建立氟硅唑的MRM方法；同法得到苯醚甲環唑、氟菌唑、氯苯嘧啶醇和嘧菌酯的MRM方法。質譜參數如表4所示，5種農藥的典型圖譜如圖1所示。

表4 5種殺菌劑質譜參數

圖1 5種農藥典型標準圖譜

2.3 曲線方程、檢測限和范圍

取1.2.1項下標準儲備溶液，分別精密移取一定量，配制含氟硅唑、苯醚甲環唑、氟菌唑、氯苯嘧啶醇和嘧菌酯濃度依次為：0.04，0.1，0.5，1.0，4.0，8.0 μg/mL的系列標準溶液，加丙酮定容至刻度，搖勻，按1.3項下實驗方法設置色譜、質譜條件，分別進樣上述標準溶液，以各殺菌劑濃度為橫坐標（x），與其對應的響應值為縱坐標（y），以3倍信號噪聲比值（S/N）計算檢測限。結果見表5。

表5 曲線方程、檢測限和范圍

2.4 加標回收試驗

隨機采集2.0 L灌溉地表水樣品，于水樣中定量加入已知濃度的氟硅唑、苯醚甲環唑、氟菌唑、氯苯嘧啶醇和嘧菌酯的標準儲備溶液，后續按1.2項下溶液制備方法進行處理，在標準曲線范圍內選擇三水平濃度點（0.05，0.2，1.0 μg/mL）進行加標回收率測試，每個加標濃度點配制6份測試溶液，按1.3項下實驗方法設置色譜、質譜條件，分別進樣上述溶液，根據測定結果與實際加入量計算回收率，根據6次檢測結果計算RSD。結果見表6。

表6 回收率試驗結果

3 結束語

實驗開發研究一種QuEChERS法-氣相色譜質譜法檢測灌溉地表水中常用的5種防治白粉病殺菌劑殘留的分析方法，對實驗的前處理方法進行了優化，確定QuEChERS法作為提取方法，針對待測目標物進行了多反應監測（MRM）方法的優化，考察了方法的線性曲線、檢出限、重復性等，結果線性范圍在0.04～ 8.0 μg/mL范圍內，5種殺菌劑線性關系良好，檢出限在0.010～ 0.024 μg/mL范圍內，三水平加標回收率在87.4%～ 105.3%之間。實驗結果證明，此方法檢測速度快、準確性高、檢測效率高，可以用于檢測灌溉地表水中常見殺菌劑殘留的監測，為指導當地農業投入品的使用提供技術參考。