陶勝康,段紹恒,覃世保,谷 雨,莫華永
(廣西壯族自治區(qū)環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院,廣西 南寧 530022)
綠化帶是城市園林綠地系統(tǒng)的重要組成部分,也是城市文明的重要標(biāo)志之一,其植株多以灌木、花卉、喬木類植物為主,這些種類植株在種植、生長過程中,為保持整齊、美觀等需要定期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng),即修剪、除雜草等[1,2]。除草劑是指可使雜草徹底地或有選擇地發(fā)生枯死的藥劑,又稱除莠劑,是用以消滅或抑制植物生長的一類物質(zhì),利谷隆、草甘膦、百草枯、氟樂靈、乙草胺是最為常用的幾種除草劑[3,4]。在綠化帶噴灑除草劑時(shí),大部分的除草劑殘留在空氣和土壤中,尤其在土壤中殘留較多[5]。因此,針對(duì)常用的幾種除草劑監(jiān)測其在綠化帶土壤中的殘留,具有重要的意義。
現(xiàn)階段,關(guān)于綠化帶土壤中多環(huán)芳烴污染和重金屬污染的研究較多,但關(guān)于土壤中常用的幾種除草劑多殘留同時(shí)測定的研究較少[6-8]。實(shí)驗(yàn)建立了液相色譜-三重四級(jí)桿串聯(lián)質(zhì)譜法檢測綠化帶土壤中微量除草劑(利谷隆、草甘膦、百草枯、氟樂靈、乙草胺)殘留,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,此方法具有靈敏度高、準(zhǔn)確度好等特點(diǎn),適用于綠化帶土壤中極微量除草劑殘留的檢測。
XEVO TQ-S Micro型液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國Waters公司);E-916型快速溶劑萃取儀(瑞士步琦公司);HSE-12B型固相萃取儀(天津恒奧科技有限公司);SQP型電子天平(雙量程:十萬分之一/萬分之一,賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司);HGC-12A型氮吹儀(天津市恒奧科技發(fā)展有限公司);TGL16M型高速冷凍離心機(jī)(湖南長沙湘智儀器有限公司);H2O-Ⅱ-1-TOC-T型超純水機(jī)(德國Sartorius公司)。
甲酸、甲醇、乙腈,均為HPLC級(jí),美國默克試劑有限公司;乙酸銨(AR上海化學(xué)試劑廠);實(shí)驗(yàn)用水為純化水,自制。
溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì):利谷隆溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(編號(hào)GBW(E)082000,相對(duì)不確定度1.8%,標(biāo)準(zhǔn)值100.0μg·mL-1)、草甘膦溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(編號(hào)GBW(E)081571,相對(duì)不確定度2.0%,標(biāo)準(zhǔn)值100.0μg·mL-1)、百草枯溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(編號(hào)GBW(E)083463,相對(duì)不確定度2.0%,標(biāo)準(zhǔn)值100.0μg·mL-1)、氟樂靈溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(編號(hào)GBW(E)083066,相對(duì)不確定度2.0%,標(biāo)準(zhǔn)值100.0μg·mL-1)、乙草胺溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(編號(hào)GBW(E)080871,相對(duì)不確定度2.0%,標(biāo)準(zhǔn)值100.0μg·mL-1),中國計(jì)量科學(xué)研究院。
稱取10.0g上述土壤樣品,置于加速溶劑萃取池中,加硅藻土約10.0g,混合均勻,按下述條件進(jìn)行提取:甲醇∶乙腈(V∶V=1∶2);加熱時(shí)間:8min;萃取溫度:85℃,萃取壓力:8.5kPa;提取時(shí)間:10min;循環(huán)次數(shù):4次,沖洗體積:70%;N2吹掃:2min。
取HLB固相萃取小柱凈化(規(guī)格500mg/6mL),分別用9mL甲醇、9mL乙腈和9mL正己烷活化,活化完畢后,設(shè)定程序,取上述提取液,上固相萃取儀,以10mL·min-1的流速,過固相萃取柱,最后用12mL甲醇洗脫,收集洗脫液;洗脫液氮吹至近干(控制水浴溫度:45℃),加丙酮1mL定容,渦旋混勻,0.22μm濾膜濾過,即得。
1.4.1 質(zhì)譜條件 離子源:ESI+(電噴霧離子源);噴霧電壓:4550V;離子源溫度:420℃;離子傳輸管溫度:430℃;氣簾氣壓力:23Psi;輔助氣壓力:68Psi;監(jiān)測方式:MRM(多反應(yīng)監(jiān)測模式);碰撞氣:高純N2(純度≥99.999%)。
1.4.2 色譜條件 色譜柱:Venusil XBP C18(規(guī)格:150×2.1mm,2.5μm);流速:0.5mL·min-1;柱溫:35℃;進(jìn)樣量:10μL;流動(dòng)相A:0.1%甲酸,流動(dòng)相B:甲醇;洗脫模式:梯度洗脫。梯度時(shí)間表見表1。
表1 梯度時(shí)間表Tab.1 Gradient schedule
固相萃取法常用的萃取柱填料類型有:C18萃取柱、NH2萃取柱和HLB萃取柱等,選擇適合的萃取柱類型,對(duì)提高待測除草劑檢測準(zhǔn)確度和靈敏度有重要的作用。利谷隆、草甘膦、百草枯、氟樂靈、乙草胺這5種除草劑極性偏強(qiáng),C18萃取柱因填料為十八烷基硅烷,屬非極性填料,因此,C18固相萃取柱適用性較差。實(shí)驗(yàn)取利谷隆、草甘膦、百草枯、氟樂靈、乙草胺加標(biāo)濃度均為0.1μg·mL-1的加標(biāo)樣,分別選擇NH2萃取柱和HLB萃取柱作為富集、凈化小柱,保持1.3.3樣品前處理?xiàng)l件不變,考察這兩種不同填料類型小柱,對(duì)檢測準(zhǔn)確性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,選擇HLB萃取柱對(duì)試驗(yàn)具有最佳的準(zhǔn)確性,兩種填粒小柱比較結(jié)果見表2。
表2 兩種填料小柱比較結(jié)果Tab.2 Comparison results of two kinds of packed columns
多反應(yīng)監(jiān)測(MRM)方法條件見表3。
表3 MRM方法條件Tab.3 MRM method conditions
取利谷隆溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),準(zhǔn)確移取1.0mL,置于100mL棕色容量瓶內(nèi),加甲醇定容至刻度,混勻;再準(zhǔn)確移取上述溶液1.0mL,置于10mL棕色容量瓶內(nèi),加甲醇定容至刻度,混勻,制備每1.0mL溶液中含利谷隆100ng·mL-1的測試液;同法配制草甘膦、百草枯、氟樂靈、乙草胺測試液。分別取上述測試液,通過全掃描模式(Q1 SCAN),得到上述待測除草劑對(duì)應(yīng)的母離子;再通過產(chǎn)物離子掃描(Prduct SCAN)模式,得到各母離子對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物離子;最后選擇響應(yīng)較強(qiáng)的兩個(gè)產(chǎn)物離子,分別作為定量離子和定性離子,對(duì)選擇的離子對(duì)進(jìn)行碰撞電壓(CE)和去簇電壓(DP)的優(yōu)化,建立上述5種待測除草劑的多反應(yīng)監(jiān)測,即MRM方法。
分別取1.3.1利谷隆、草甘膦、百草枯、氟樂靈、乙草胺儲(chǔ)備液,分別精密移取適量,加甲醇制備每1mL溶液含利谷隆、草甘膦、百草枯、氟樂靈、乙草胺分別為0.005、0.01、0.05、0.1、0.5、2.5μg的標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液,采用1.4色譜和質(zhì)譜條件分別進(jìn)樣,以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(x),峰面積為縱坐標(biāo)(y)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線;以樣品0.005μg·mL-1計(jì)算檢測限,以接近檢測限濃度的樣品計(jì)算檢測限,結(jié)果見表4,譜圖見圖1。
表4 標(biāo)準(zhǔn)曲線、曲線范圍及檢測限Tab.4 Standard curve,curve range and detection limit
圖1 典型譜圖Fig.1 Typical spectrum
取空白基質(zhì)土壤樣品,按1.3.3前處理方法,在取樣后,分別加入1.3.1利谷隆、草甘膦、百草枯、氟樂靈、乙草胺儲(chǔ)備液適量,制備含利谷隆、草甘膦、百草枯、氟樂靈、乙草胺加標(biāo)終點(diǎn)濃度分別為0.005、0.05和2.5μg·mL-1的溶液,每個(gè)濃度點(diǎn)加標(biāo)溶液平行制備5份;采用1.4色譜和質(zhì)譜條件分別進(jìn)樣,計(jì)算3水平加標(biāo)回收率,見表5。
由表5可知,5種除草劑的平均加標(biāo)回收率均在87.2%~101.5%之間,方法準(zhǔn)確度滿足測試要求。
表5 加標(biāo)回收率結(jié)果(%)Tab.5 Results of spiked recovery
取空白基質(zhì)土壤樣品,按1.3.3前處理方法,在取樣后,分別加入1.3.1利谷隆、草甘膦、百草枯、氟樂靈、乙草胺儲(chǔ)備液適量,制備含利谷隆、草甘膦、百草枯、氟樂靈、乙草胺加標(biāo)終點(diǎn)濃度為0.05μg·mL-1的溶液,平行制備6份;采用1.4色譜和質(zhì)譜條件分別進(jìn)樣,根據(jù)檢測結(jié)果計(jì)算精密度相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差,即RSD。結(jié)果利谷隆、草甘膦、百草枯、氟樂靈、乙草胺精密度RSD分別為3.2%、2.1%、2.8%、3.0%和4.1%,表明方法精密度良好。
本文建立了采用固相萃取法將綠化帶土壤中的利谷隆、草甘膦、百草枯、氟樂靈、乙草胺5種除草劑進(jìn)行富集、凈化和洗脫,液相色譜質(zhì)譜法進(jìn)行定量、定性檢測。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,此方法操作簡單,具有靈敏度高、檢測準(zhǔn)確度好等特點(diǎn),適用于綠化帶土壤中除草劑微量殘留的分析。