張文錦，李志華，陳曉琴，蓋建功，后小龍，李學(xué)科

(甘肅省定西生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，甘肅 定西 743000)

0 引 言

農(nóng)藥種類較多，主要有殺菌劑、殺蟲劑、除草劑等多種類型。其中除草劑[1-3]的使用可以上溯到19世紀(jì)。20世紀(jì)40年代，隨著2,4-滴[4]的出現(xiàn)，促進(jìn)了農(nóng)藥除草劑的快速發(fā)展。我國是種植業(yè)大國，農(nóng)藥除草劑使用量居世界前列，尤其在夏季，農(nóng)田的雜草生長繁茂，也是農(nóng)藥除草劑使用的高峰時期。除草劑類型較多，主要有：莖葉處理除草劑、土壤封閉處理劑等。苯達(dá)松是典型的莖葉處理除草劑，異丙隆、乙草胺是典型的土壤封閉處理劑。據(jù)統(tǒng)計(jì)，除草劑在使用的過程中，約60%～80%未起到除草的作用，進(jìn)入到土壤、空氣、地表水中，而隨著大氣循環(huán)、水系統(tǒng)循環(huán)作用，最終大部分進(jìn)入到地表水系統(tǒng)中[5-6]。因此加強(qiáng)對地表水中常用除草劑殘留的研究，有利于保護(hù)環(huán)境，合理指導(dǎo)當(dāng)?shù)剞r(nóng)藥除草劑的使用。

劉軍研究了氣相色譜法檢測生活飲用水中滅草松和2,4-二氯苯氧乙酸的殘留水平[7]；王霄等，研究了高效液相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用法測定飲用水中的乙草胺[8]。查閱國內(nèi)外期刊，關(guān)于地表水中除草劑殘留的研究較少。上述學(xué)者的研究對象分別為滅草松、2,4-二氯苯氧乙酸和乙草胺，除草劑種類研究較少，且采用的檢測方法分別為氣相色譜法[9-10]和高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法[11-14]，其中氣相色譜法靈敏度較差，易出現(xiàn)假陽性的檢測結(jié)果；高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法，因乙草胺沸點(diǎn)低，因此氣相色譜-質(zhì)譜法[15-19]具有更好的靈敏度。實(shí)驗(yàn)建立氣相色譜聯(lián)合三重四級桿串聯(lián)質(zhì)譜法檢測地表水中苯達(dá)松、乙草胺、異丙隆等7種常用除草劑殘留的分析方法，實(shí)驗(yàn)證明，此方法專屬性好、靈敏度高，適用于地表水中微量除草劑殘留的監(jiān)測。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以常用的7種除草劑為研究對象，除草劑種類覆蓋面更大，后續(xù)還將研究更多種類，包括除草劑、殺菌劑等在地表水中殘留的檢測。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

儀器：2010plus-TQ8050型氣相色譜三重四級桿串聯(lián)質(zhì)譜儀：購于日本島津公司；HP-5 MS毛細(xì)管色譜柱：購于美國安捷倫公司；Fotector-02HT高通量全自動固相萃取儀：購于睿科集團(tuán)股份有限公司；Millipore 純水儀，購于美國密理博公司。HLB固相萃取柱（500 mg/6 mL）：購于浙江合譜科技公司；Florisil固相萃取柱（500 mg/6 mL）購于浙江合譜科技公司；ENVI-Carb柱（500 mg/6 mL）：購于浙江合譜科技公司。

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：苯達(dá)松（編號：SB05-107-2008，質(zhì)量濃度：100 μg/mL）、乙草胺（編號：GSB05-2344-2008，質(zhì)量濃度：100 μg/mL）、異丙?。ň幪枺篏BW(E)081906，質(zhì)量濃度：100 μg/mL）、丁草胺（編號：GSB05-2314-2008，質(zhì)量濃度：100 μg/mL）、嗪草酮（編號：SPL-BG-019a，質(zhì)量濃度：100 μg/mL）、撲草凈（編號：GSB05-2350-2008，質(zhì)量濃度：100 μg/mL）、禾草靈（編號：SPL-BG-021a，質(zhì)量濃度：100 μg/mL）標(biāo)準(zhǔn)溶液，均購于北京海岸鴻蒙標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)有限公司；正己烷、二氯甲烷：均為色譜純，購于美國默克試劑公司）；鹽酸：分析純，購于中國國藥化學(xué)試劑有限公司；純化水：公司自制。

1.2 儀器條件

色譜參數(shù) 進(jìn)樣口溫度：220 ℃；檢測器溫度：240 ℃；色譜柱：HP-5 MS（Size:30 m×0.25 mm，0.25 μm）；進(jìn)樣方式：不分流進(jìn)樣；進(jìn)樣量：1 μL；柱流量：1.5 mL/min；載氣：高純氦氣（純度：99.999%）；升溫程序：初始溫度 65 ℃，以 30 ℃/min 升至 180 ℃，保持 6 min；再以 20 ℃/min 升至 230 ℃，保持 10 min。

質(zhì)譜參數(shù) 離子源：EI源；電子轟擊能量：70 eV；離子源溫度：240 ℃；接口溫度：260 ℃；溶劑延遲時間：4.2 min；碰撞氣：高純氬氣（純度：99.999%）；調(diào)諧方式：DFTPP調(diào)諧；離子監(jiān)測模式：多反應(yīng)監(jiān)測。

1.3 樣品處理

樣品預(yù)處理 水樣以本地養(yǎng)殖池塘、耕地周邊地表水為主，隨機(jī)采集2 000 mL地表水樣品，置于干凈的試劑瓶中。對水質(zhì)較差的水樣經(jīng)分液漏斗過濾以去除肉眼可見雜質(zhì)（如懸浮物、沉淀、水生藻類等）。由于大部分農(nóng)藥在酸性條件下較堿性條件更穩(wěn)定，因此，用鹽酸溶液（1+1）調(diào)節(jié)水樣pH至弱酸性或中性，備用。

量取500 mL上述已預(yù)處理好的水樣至預(yù)先用10 mL的二氯甲烷、10 mL的正己烷和10 mL的純化水活化的HLB固相萃取柱中。上樣完畢后用10 mL純化水潤洗小柱。最后用10 mL的正己烷將吸附在萃取柱上的農(nóng)藥洗脫下來，于45 ℃水浴中氮?dú)獯抵两?，用正己烷定容? mL，待進(jìn)樣氣相色譜質(zhì)譜系統(tǒng)。

2 結(jié)果與討論

2.1 質(zhì)譜參數(shù)的確定

由于水樣中農(nóng)藥殘留量較低，若是直接進(jìn)樣處理后的水樣，三重四級桿質(zhì)譜檢測不到母離子。本文選擇10 μg/mL的7種農(nóng)藥殘留的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液以全掃描模式掃描，得出苯達(dá)松、乙草胺、異丙隆、丁草胺、嗪草酮、撲草凈和禾草靈7種農(nóng)藥的保留時間和母離子。選擇產(chǎn)物離子掃描方法（Production ion），對7種農(nóng)藥的母離子分時間、分時段進(jìn)行二級掃描。得到各母離子對應(yīng)的碎片離子。一般選擇豐度比較高的一對離子對定量，另選擇兩組離子對定性。設(shè)定一定范圍內(nèi)的碰撞電壓范圍和電壓間隔，打開“ MRM_Optimization_Tool ”表中的“ MRM Optimization ”工作表，設(shè)定 MRM Transition 數(shù)（MRM 定量離子和定性離子對數(shù)）及產(chǎn)物離子質(zhì)量數(shù)范圍，點(diǎn)擊“開始”按鈕對以上參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，得到最佳優(yōu)化電壓及高靈敏度下的離子豐度比。對以上方法參數(shù)進(jìn)行保存，確立7種除草劑的MRM掃描方法。具體質(zhì)譜參數(shù)見表1；定量離子圖見圖1。

表1 7種除草劑的保留時間和監(jiān)測離子

圖1 典型標(biāo)準(zhǔn)譜圖

2.2 萃取方法的選擇

地表水樣品中的苯達(dá)松、乙草胺、異丙隆等7種常用除草劑含量較低，因此選擇高效率的萃取方法對于分析結(jié)果的準(zhǔn)確可靠和靈敏度具有決定性的作用。目前，常用于水樣中除草劑提取的方法主要有：液液萃取法、全自動固相萃取法等方法。液液萃取法，是通過選用合適的萃取溶劑，根據(jù)相似相溶原理，將除草劑從地表水樣品中萃取出來的方法，此方法通常適用地表水基質(zhì)中除草劑含量較高的樣品；全固相萃取法，是通過選用合適的固定相，將除草劑富集在固定相上，再利用不同極性的溶劑，將吸附在固定相上的待測物凈化、洗脫的方法，將待測物從地表水樣品中提取出來的方法，因此更適用于地表水基質(zhì)中待測物含量較低的樣品。因?qū)嶒?yàn)對象為地表水樣品，且待測物含量較低，故實(shí)驗(yàn)選擇提取方法為全自動固相萃取法。

2.3 固相萃取柱的選擇

固相萃取柱的核心在于吸附材料。吸附材料中親水性和親脂性差異的選擇應(yīng)根據(jù)待測農(nóng)藥和干擾基質(zhì)的性質(zhì)來確定。常用的萃取小柱為C18柱、NH2柱和HLB柱。C18固相萃取柱的吸附材料為非極性，同時兼具親水和親酯性(親脂性大于親水性），適用于富集親脂性農(nóng)藥。NH2柱填料的主要結(jié)構(gòu)為氨丙基，該結(jié)構(gòu)亦同時兼具親水親酯性，對氨基甲酸酯類的富集效果最好。HLB柱由于其填料結(jié)構(gòu)的特殊性，不但對極性農(nóng)藥有很好的萃取效果，對多類型農(nóng)藥殘留也能很好地富集。本文在保持其他檢測條件不變的情況下，對相同濃度水平的加標(biāo)水樣進(jìn)行萃取，考察以上三種萃取小柱對加標(biāo)回收結(jié)果的影響。研究發(fā)現(xiàn)；選擇C18柱萃取時，嗪草酮和撲草凈回收率偏低；NH2柱萃取時，7種農(nóng)藥回收率均較低；HLB柱柱萃取時，7種農(nóng)藥加標(biāo)回收均得到滿意的結(jié)果。因此，實(shí)驗(yàn)選擇HLB柱萃取樣品。比較結(jié)果見表2。

表2 三種萃取柱的回收率測試結(jié)果

2.4 線性范圍及檢出限

將100 μg/mL的苯達(dá)松、乙草胺、異丙隆、丁草胺、嗪草酮、撲草凈和禾草靈標(biāo)準(zhǔn)液配制成濃度均為10 μg/mL的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。移取該混合標(biāo)準(zhǔn)溶液適量，配制成質(zhì)量濃度依次為 0.02，0.1，0.5，1.0，2.0，5.0 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液。待色譜質(zhì)譜條件準(zhǔn)備就緒后，進(jìn)樣以上標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液各1 μL，采集相應(yīng)的色譜質(zhì)譜圖。以譜圖中除草劑響應(yīng)值為縱坐標(biāo)（Y），對應(yīng)的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)（X）繪制7種除草劑工作曲線。以3倍信號噪聲的比值（S/N）定義方法檢出限。具體結(jié)果見表3。

表3 線性方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限

結(jié)果表明： 7種殺蟲劑在0.02～5.0 μg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，對應(yīng)檢出限均在0.046～0.087 μg/L 范圍內(nèi)。

2.5 回收率和精密度測試

取500 mL預(yù)處理后的空白水樣，加入已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，使其最終濃度處在線性濃度內(nèi)低（0.1 μg/mL）、中（0.5 μg/mL）、高加標(biāo)量（2.0 μg/mL）三個不同濃度點(diǎn)。加標(biāo)樣品中按照1.3.1同法處理樣品，做加標(biāo)回收測試。每個濃度點(diǎn)做6個平行樣，考察7種殺蟲劑精密度6次測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差( RSD )(n=6 ) 。加標(biāo)回收與精密度測試結(jié)果見表4。

表4 加標(biāo)回收和精密度測試結(jié)果（ n=6 ）%

由表4可以看出：3濃度水平的加標(biāo)情況下，7種殺蟲劑的平均加標(biāo)回收率均在90.2%～102.3%之間，精密度6次測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.58%～4.18%之間。說明該方法的準(zhǔn)確度和精密度均滿足分析測試的要求。

2.6 實(shí)際樣品檢測

隨機(jī)采集本地養(yǎng)殖池塘、耕地周邊地表水樣品，按1.3方法進(jìn)行處理，制備樣品溶液，每個樣品制備2份；按1.2方法條件，分別取上述溶液進(jìn)樣，采集譜圖。根據(jù)譜圖中苯達(dá)松、乙草胺、異丙隆、丁草胺、嗪草酮、撲草凈和禾草靈的響應(yīng)值，計(jì)算樣品中7種待測除草劑的含量。結(jié)果見表5，典型譜圖見圖2。

表5 樣品檢測結(jié)果

圖2 典型樣品譜圖

3 結(jié)束語

本文利用全自動固相萃取技術(shù)，建立了氣相色譜聯(lián)合三重四級桿串聯(lián)質(zhì)譜法檢測地表水中苯達(dá)松、乙草胺、異丙隆等7種常用除草劑殘留的分析方法。文中對前處理方法和固相萃取柱的選擇進(jìn)行了相關(guān)討論，優(yōu)化了質(zhì)譜參數(shù)，考察了方法的線性、靈敏度、準(zhǔn)確度與精密度等參數(shù)。研究表明：該方法前處理簡單、自動化程度高，結(jié)合氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，定性定量結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠，適用于地表水中微量除草劑殘留的監(jiān)測。