金衍健,郭遠明
(1.浙江海洋大學水產(chǎn)學院,浙江舟山 316022;2.浙江海洋大學海洋與漁業(yè)研究所,浙江省海洋水產(chǎn)研究所,浙江舟山 316021)
三唑磷是一種廣譜性的有機磷殺蟲、殺螨劑,兼有一定的殺線蟲作用。20 世紀70 年代以來,在很多國家曾被廣泛用于防治果樹及棉花、糧食等作物上的鱗翅目害蟲、害螨、蠅類幼蟲及地下害蟲等[1]。20 世紀80年代后,三唑磷在農(nóng)產(chǎn)品和環(huán)境中的殘留及其對人類健康和生態(tài)環(huán)境的影響日益受到關(guān)注。三唑磷在海洋養(yǎng)殖過程中,因其對灘涂養(yǎng)殖貝類毒性相對較小[2],對沿海魚類和蝦蟹類等節(jié)肢動物毒性較大[3-7],所以被廣泛用來清除灘涂,圍塘等水產(chǎn)養(yǎng)殖品種敵害生物清塘劑[7],從而提高養(yǎng)殖產(chǎn)量。雖然三唑磷被禁止在陸地農(nóng)業(yè)中使用,但還是存在不規(guī)范使用三唑磷[8],大量的被用于灘涂養(yǎng)殖業(yè)敵害生物的滅殺,致使三唑磷對沿海灘涂生態(tài)系統(tǒng)危害性非常嚴重。沿海灘涂環(huán)境與人類密切相關(guān),生態(tài)環(huán)境受人類活動干擾比較大,灘涂生物通過積蓄等方式也能影響人類食品安全等,所以建立一種高靈敏度快速檢測三唑磷在海洋環(huán)境底泥中殘留量是有必要的。
海洋環(huán)境中三唑磷的殘留分析通常儀器采用氣相色譜儀[9-12]氣相色譜質(zhì)譜儀[13],采用超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法[14]較少。超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜,集UPLC 的有效分離和MS 的高靈敏度、高精確度,具有分離能力強、靈敏度高和識別率準的特點。本文通過超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜建立一種快速準確測定海洋環(huán)境底泥中三唑磷含量方法。
1.1.1 儀器設(shè)備
超純水儀:Milli-Q,美國Millipore 公司;固定加液器:Research Plus,德國Eppendorf 公司;高速離心機:Avanti JXN-30,美國Beckman Coulter 公司;渦旋震蕩器:MS3 Digital,德國IKA 公司;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀:RE-5250,上海亞榮公司;恒溫氮吹儀:N-EVAP-112,美國Organomation 公司;超高效液相串聯(lián)質(zhì)譜儀:ACQUITYTM I-Class,美國Waters 公司;超聲波清洗器:SK8200H,上??茖С晝x器有限公司。
1.1.2 試劑
三唑磷標準溶液:購買于環(huán)境保護部標準樣品研究所有證標準物質(zhì),濃度為100 mg·L-1;三唑磷標準儲備溶液(乙腈,1 000 μg·L-1):取有證標準溶液,準確量取0.50 mL,以乙腈定容至50.0 mL,有效期1 個月;三唑磷標準中間溶液(乙腈水,50.0 μg·L-1):準確量取三唑磷標準使用溶液(乙腈,1 000 μg·L-1) 5.0 mL,以乙腈水(v/v,4:6)定容至100.0 mL,有效期7 d;三唑磷標準使用溶液(乙腈水,5.0 μg·L-1):準確量取三唑磷標準使用溶液(乙腈,100 μg·L-1) 5.0 mL,以乙腈水(v/v,4:6)定容至50.0 mL,有效期7 d;水:超純水儀制備的二次水;正己烷、甲酸、丙酮和乙腈均為色譜純。
實驗泥樣采自與樂清灣北部貝類養(yǎng)殖灘涂。稱取1 g 左右濕樣置于50 mL 離心管內(nèi),加入5 mL 純水,置于渦旋震蕩器2 000 r·min-1渦旋振蕩2 min 后,加入5 mL 正己烷,重新渦旋振蕩2 min,置于離心機,5 000 r·min-1,離心2 min,取上層有機相置于15 mL 離心管中,水層加入5 mL 正己烷重復提取一次;提取液置于40℃恒溫氮吹儀上氮吹至干,以乙腈水(v/v,4:6)定容至1.0 mL,過0.22 μm 有機相濾膜后供儀器分析。
1.3.1 色譜條件
色譜柱:ACQUITY UPLC BEH C18 柱2.1 rnm×50 mm,粒徑1.7 μm,柱溫40 ℃,樣品溫度10 ℃,進樣量:10 μL,流速0.3 mL·min-1,流動相A 為1%甲酸水溶液,B 為乙腈(色譜純)。梯度洗脫。梯度洗脫設(shè)置詳見表1。
表1 流動相洗脫梯度Tab.1 Gadient elution of mobile phase
1.3.2 質(zhì)譜條件
離子源:ESI+;檢測方式:MRM;毛細管電壓:3.0 kV;離子源溫度:110 ℃;錐孔氣流量:45 L·h-1;脫溶劑氣流量:550 L·h-1;脫溶劑氣溫度:300 ℃。質(zhì)譜多反應監(jiān)測(MRM)實驗條件見表2。
表2 質(zhì)譜多反應監(jiān)測質(zhì)譜參數(shù)Tab.2 Conditions of multiple reaction monitoring (MRM)
2.1.1 線性范及檢出限
三唑磷MRM 標準譜圖結(jié)果如圖1 所示,三唑磷在此條件下保留時間為1.58 min。以三唑磷標準使用液配制濃度分別為0.5、1.0、5.0、10.0、20.0、50.0 μg·L-1的標準工作溶液,外標法定量,結(jié)果如圖2 所示,結(jié)果在0.5~50.0 μg·L-1范圍內(nèi)線性關(guān)系良好,線性關(guān)系為y=500.628 8+3 170.7511,R2為0.999 1。
本次實驗取樣量為1.0 g 濕樣灘涂沉積物,再樣品中添加三唑磷標準物質(zhì),以樣品實際檢測10 倍信噪比(S/N)為定量限,方法定量限為0.5 μg·kg-1。
圖1 三唑磷MRM 標準譜圖Fig.1 MRM standard spectra of triazophos
圖2 三唑磷線性關(guān)系Fig.2 Linear relationship of triazophos
2.1.2 精密度與回收率
底泥中選擇2.0 μg·kg-1、5.0 μg·kg-1和10.0 μg·kg-1三個添加水平,每個水平平行測定3 份,測定其回收率并計算相對標準偏差,實驗結(jié)果見表3。結(jié)果加標回收率在94.8%~98.8%之間,RSD 在0.64%~3.17%之間。
表3 底泥中添加三唑磷回收率及相對標準偏差測定結(jié)果(UPLC-MS/MS)Tab.3 Recovery rate and relative standard deviation of triazophos in sediment (UPLC-MS/MS)
2.2.1 提取溶劑的確定
樣品的提取包括萃取和凈化等步驟。萃取劑的選擇較為重要,色譜分析中萃取劑的選擇考慮因素有:萃取劑是否會與被測物發(fā)生反應;欲分析目標化合物的極性;在不同溶劑中農(nóng)藥的溶解性;欲提取的樣品類型;溶劑的毒性、揮發(fā)性、純度、價格等。一般在提取三唑磷樣品大多數(shù)采用乙腈、正己烷、乙酸乙酯、二氯甲烷或混合溶劑提取[13-17]。
本次實驗以空白樣品中添加三唑磷標準物質(zhì),理論加標濃度為40 μg·kg-1,以正己烷、乙腈和乙酸乙酯考察了其對底泥中三唑磷的提取效率,以超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜進行分析,每組重復測定3 次平行樣品,回收率和RSD 如表4 所示。
表4 不同溶劑對底泥中三唑磷的提取效率影響Tab.4 Effect of different solvents on the extraction efficiency of triazophos from sediment
從表4 中看出,3 種溶劑都適合提取回收率在85.6%~97.2%之間,適合底泥中三唑磷提取分析;乙腈溶劑主要是毒性大,沸點相對較高,在對其濃縮時需要耗費大量時間;乙酸乙酯由于其極性與樣品中色素等相似,提取時會產(chǎn)生大量雜質(zhì),且乙酸乙酯在水中溶解度相對較大,對樣品提取液需要進行脫水處理,過程相對復雜且對目標物質(zhì)有損失,影響回收率;正己烷溶劑密度相對較小,沸點低,毒性相對較低等,樣品離心后靜置于上層,提取方便且相對雜質(zhì)較少,在確保實驗的準確性條件下,適合本次實驗進行分析。
2.2.2 取樣量的確定
沉積物中三唑磷檢測標準DB33/T 610-2017 中采用氣相色譜法檢測,取樣量為10 g 濕樣,檢出限為1.0 μg·kg-1,但其存在操作步驟繁瑣,需要固相萃取柱進行凈化除雜,不僅耗時長,而且分析成本高,本次實驗取樣為1.0 g,采用正己烷提取后,提取液雜質(zhì)相對較少,可以不用進行除雜就能滿足實驗分析;具有成本低,耗時短,能快速檢測灘涂沉積物中三唑磷的殘留量。
本文采用1.0 g 底泥,在加入5.0 mL 純水,以正己烷提取,以超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法進行分析,結(jié)果表明三唑磷在0.5~50.0 μg·L-1濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好(R2=0.999 1),方法檢出限為0.5 μg·kg-1。在2.0、5.0、10.0 μg·kg-1添加水平下,三唑磷回收率在94.8%~98.8%,相對標準偏差(RSD,N=3)在0.64%~3.17%之間。本方法具有成本低、快速、靈敏度高和重現(xiàn)性好等特點,適合海洋環(huán)境底泥中三唑磷殘留檢測分析。