馬 瑩,劉 喜,馬 超

(新疆維吾爾自治區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測總站,烏魯木齊 830011)

百菌清被廣泛應用于蔬菜、果樹、豆類、水稻、小麥等熱帶農作物及森林多種作物病害的防治,對作物的真菌病害有良好的預防作用。國家標準GB 3838－2002?地表水環(huán)境質量標準?已將其列為應用水源地的測定項目之一,GB/T 5749－2006?生活飲用水衛(wèi)生標準?和GB 3838－2002中對百菌清規(guī)定的統(tǒng)一限值是0.01 mg·L－1,同時規(guī)定的分析方法的檢出限為0.000 4 mg·L－1。

百菌清的前處理方法有液液萃取法[1-5]、中空纖維膜液相微萃取法[6]、固相萃取法[7-8]、頂空固相微萃取法[9]等。儀器測定方法有附電子捕獲檢測器的氣相色譜法[10]、氣相色譜-質譜法[6-7,11]和液相色譜法[12]。其中,電子捕獲檢測器由于其高靈敏度,可以滿足百菌清的檢測,但也容易因雜質峰較多而產生干擾,當百菌清有檢出時,需要用不同極性色譜柱定性確認以消除干擾;百菌清在液相色譜中響應不高,并且反向色譜中需要用到大量的有機溶劑,對環(huán)境不友好;氣相色譜-質譜法靈敏度高,選擇性好,適于環(huán)境中痕量百菌清的檢測,檢出限比附電子捕獲檢測器的氣相色譜法更低,且不存在假陽性。本工作以4種類型水體為研究對象,通過優(yōu)化前處理過程,提出了全自動固相萃取-氣相色譜-質譜法測定百菌清含量的方法,可為控制水中百菌清的污染、方法測定提供技術支撐。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

Fotector-08HT 型全自動固相萃取儀;Turbo Vap Ⅱ型樣品濃度儀;TRACE 1310型氣相色譜-質譜儀;HLB固相萃取柱(200 mg/6 mL);C18固相萃取柱(1 000 mg/6 mL)。

百菌清標準溶液:1 000 mg·L－1,BWQ7079-2016。

百菌清標準儲備溶液:100 mg·L－1,移取1 000 mg·L－1百菌清標準溶液1.00 mL 置于10.00 mL棕色容量瓶中,用正己烷定容,現(xiàn)用現(xiàn)配。

內標儲備溶液:氘代菲質量濃度為100 mg·L－1,CDAA-S-630030-KD。使用時用正己烷稀釋至所需質量濃度。

質譜調諧溶液:十氟三苯基膦(DFTPP)質量濃度為1 000 mg·L－1。

氮氣、氦氣的純度均不小于99.999%;二氯甲烷、甲醇、正己烷均為色譜純;試驗用水為超純水。

1.2 儀器工作條件

1.2.1 色譜條件

TG-5MS色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25μm);不分流進樣;進樣量1.0μL;流量1.0 mL·min－1;柱升溫程序:初始溫度70 ℃,保持2 min;以速率30 ℃·min－1升溫至220 ℃,保持3 min;以速率5 ℃·min－1升溫至280 ℃,保 持5 min;以速率20 ℃·min－1升溫至300 ℃。

1.2.2 質譜條件

電子轟擊離子(EI)源;離子源溫度230℃;四極桿溫度150 ℃;傳輸線溫度300 ℃;離子化能量70 eV。選擇離子掃描模式;百菌清定量離子 質荷比(m/z)266,輔助定量離子m/z264,268,氘代菲定量離子m/z188,輔助定量離子m/z187。

1.3 試驗方法

1.3.1 固相萃取柱的活化

依次用10 mL 二氯甲烷、10 mL 甲醇、10 mL水以約2 mL·min－1的流量通過C18固相萃取柱,保持柱床處于濕潤和活化狀態(tài),待水剩約2 mL時,停止活化,保持柱頭濕潤。

1.3.2 水樣的富集、凈化與濃縮

取500 mL水樣以約2 mL·min－1的流量通過活化后的固相萃取柱,再用10 mL水沖洗樣品瓶內壁,一起富集,隨后用氮氣吹5 min,使柱子干燥。用12.0 mL 二氯甲烷沖洗樣品瓶后洗脫固相萃取柱,洗脫液經無水硫酸鈉干燥后收集于接收管中,通過K-D 氮吹濃縮器將二氯甲烷全部置換為正己烷,最終濃縮至1.0 mL,加入內標溶液(使內標質量濃度為100μg·L－1)至棕色樣品瓶中,按儀器工作條件測定。

2 結果與討論

2.1 色譜行為

按照儀器工作條件測定150μg·L－1百菌清標準溶液(含100μg·L－1內標),所得色譜圖見圖1。

圖1 150μg·L－1百菌清標準溶液的色譜圖Fig.1 Chromatogram of 150μg·L－1 chlorothalonil standard solution

2.2 前處理條件的優(yōu)化

常用的有機污染物的固相萃取柱是C18柱(硅膠鍵合十八烷基填料,適用于非極性到中等極性化合物)、HLB柱(親脂性二乙烯基苯和親水性N-乙烯C18柱基吡咯烷酮單體聚合的填料,反向萃取,適用于非極性到極性化合物)[8]。試驗考察了分別使用C18柱和HLB柱進行固相萃取時對加標樣品(加標量為0.2μg·L－1)中百菌清回收率的影響。結果表明:使用HLB柱時,百菌清的回收率為70.5%～78.8%;使用C18柱時,百菌清的回收率為80.1%～103%,C18柱的選擇性更強,具有富集和凈化兩個功能,所得回收率更為滿意。因此,試驗最終選擇C18柱進行后續(xù)試驗。

當上樣速率為10 mL·min－1時,百菌清的回收率低,上樣速率為2 mL·min－1時既滿足了全自動固相萃取儀對流量的要求,又能得到較好的回收率。

洗脫溶劑的種類對固相萃取法的回收率有直接影響,由于百菌清屬于弱極性化合物,為保證百菌清回收率及凈化效果,應選擇弱極性或中極性的洗脫溶劑。試驗考察了正己烷、乙酸乙酯、乙腈、二氯甲烷、丙酮等5種洗脫溶劑對百菌清的回收率的影響。結果發(fā)現(xiàn):使用二氯甲烷時,百菌清的回收率為90.1%;使用乙酸乙酯時,百菌清的回收率為55.0%;使用其他洗脫溶劑時,百菌清的回收率均小于10%。因此,試驗最終選擇二氯甲烷為洗脫溶劑。試驗進一步考察了洗脫溶劑二氯甲烷的用量(2.0,4.0,6.0,8.0,10.0,12.0,15.0 mL)對百菌清的回收率的影響。結果表明:百菌清的回收率隨著洗脫溶劑用量的增大而增大;當洗脫溶劑的用量不小于12.0 mL時,回收率不再變化。從環(huán)境友好和節(jié)省時間考慮,試驗最終選擇洗脫溶劑的用量為12.0mL。

2.3 標準曲線、檢出限和測定下限

分別取適量的百菌清標準儲備溶液,用正己烷逐級稀釋,配制成質量濃度分別為5.00,10.0,25.0,50.0,125,250,500,1 000μg·L－1的百菌清標準溶液系列,加入內標溶液,使得內標質量濃度為100μg·L－1。按照儀器工作條件測定上述標準溶液系列,以百菌清的質量濃度為橫坐標,以其對應色譜峰的峰面積和內標峰面積的比值與對應內標質量濃度的乘積為縱坐標建立兩條標準曲線,分別用于定量分析百菌清質量濃度不大于100μg·L－1和大于100μg·L－1的樣品。具體線性參數(shù)見表1。

表1 線性參數(shù)Tab.1 Linearity parameters

根據HJ 168－2020?環(huán)境監(jiān)測分析方法標準制訂技術導則?要求,按照樣品分析的全步驟,對含量為預估計方法檢出限3～5倍的樣品進行n(n≥7)次平行測定。本試驗選用加標量為0.020μg·L－1的空白加標樣品作為檢出限測定的樣品,按照試驗方法平行測定7 次,以t(n－1,0.99)×s[當n＝7 時,t(n－1,0.99)取值3.143,s為標準偏差]計算方法的檢出限(3.143s),測定下限為檢出限的4倍。結果表明,方法的檢 出限為0.004 μg·L－1,測定下限為0.016μg·L－1。

2.4 精密度和回收試驗

按照試驗方法分別對百菌清質量濃度為0.020,0.100,0.250,0.800μg·L－1的空白加標樣品(濃縮進樣后質量濃度相當于10.0,50.0,125,400μg·L－1)進行6次平行測定,計算百菌清的回收率和相對標準偏差(RSD),結果見表2。

表2 精密度和回收試驗結果(n＝6)Tab.2 Results of tests for precision and recovery(n＝6)

2.5 樣品分析

按照試驗方法測定烏魯木齊周邊地表水、地下水、工業(yè)廢水、生活污水等4 種類型水體。結果表明,地表水、地下水、工業(yè)廢水、生活污水中百菌清的質量濃度均低于檢出限。

對上述4種類型水體進行加標測定,每組樣品做6個平行試驗,加標量為0.050μg·L－1,計算百菌清的回收率和測定值的RSD,進一步驗證方法的精密度和準確度。結果表明:地表水、地下水、工業(yè)廢水、生活污水加標后的測定值依次為0.048,0.048,0.036,0.035μg·L－1;回收率依次為96.0%,96.0%,72.0%,70.0%;測定值 的RSD 依次為5.6%,3.5%,3.9%,3.4%。

本工作采用全自動固相萃取進行前處理,與氣相色譜-質譜法聯(lián)用,提出了測定水中百菌清含量的方法,其線性范圍、精密度和可靠性均符合相關技術要求。方法簡單、平行性良好,能夠在短時間內實現(xiàn)樣品批量處理,節(jié)約了分析人員的時間成本,提高了工作效率,為準確測定地表水中百菌清含量提供了一種簡便、快捷、準確的分析方法,為環(huán)境有機污染物的風險評價奠定了堅實的基礎。