氣相色譜質(zhì)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(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，河北 滄州 061000; 2. 滄州燕趙環(huán)境監(jiān)測技術(shù)服務(wù)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(jīng)濟(jì)作物，自作物幼苗到結(jié)果均可能發(fā)病[1]。氟硅唑、苯醚甲環(huán)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(jù)實(shí)驗統(tǒng)計，殺菌劑在噴灑、涂膜等過程中，實(shí)際起作用的僅約10%～ 20%，大部分的殺菌劑隨著雨水、淋洗等進(jìn)入到地表水環(huán)境中，尤其是農(nóng)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(dǎo)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(xué)者關(guān)注的話題，通過監(jiān)測灌溉用地表水中殺菌劑殘留，可以了解當(dāng)?shù)匕追鄄『偷乇硭廴厩闆r，有方向的指導(dǎo)農(nóng)業(yè)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(zhì)譜法，色譜法分為GC法和HPLC法，質(zhì)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(xiàn)假陽性的檢測結(jié)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(diǎn)較低的殺菌劑如氯苯嘧啶醇、苯醚甲環(huán)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(diǎn)的殺菌劑靈敏度更高。實(shí)驗開發(fā)研究一種QuEChERS法-GC-三重四級桿串聯(lián)質(zhì)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(shí)驗材料

1.1.1 儀器

氣相色譜-三重四級桿質(zhì)譜儀：島津2010 plus型，配備柱溫箱、自動進(jìn)樣器、TQ 8040型質(zhì)譜檢測器（日本島津科技公司）；毛細(xì)管色譜柱：HP-5 MS質(zhì)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(chuàng)環(huán)保集團(tuán)有限公司)。

1.1.2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和試劑

氟硅唑（產(chǎn)品編號：GBW(E)081710）、苯醚甲環(huán)唑（產(chǎn)品編號：GBW(E)081913）、氟菌唑（產(chǎn)品編號：BWQ8059-2016）、氯苯嘧啶醇（產(chǎn)品編號：GBW(E)082754）和嘧菌酯（產(chǎn)品編號：GBW(E)082390），質(zhì)量濃度為100 μg/mL（農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)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(tuán)上?；瘜W(xué)試劑廠）。

1.2 溶液配制

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液的配制

取氟硅唑（100 μg/mL）、苯醚甲環(huán)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(biāo)準(zhǔn)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(huán)唑、氟菌唑、氯苯嘧啶醇和嘧菌酯質(zhì)量濃度均為10.0 μg/mL。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線系列溶液的配制

取1.2.1項下標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液，分別精密移取一定量，配制含氟硅唑、苯醚甲環(huán)唑、氟菌唑、氯苯嘧啶醇和嘧菌酯質(zhì)量濃度依次為：0.04，0.1，0.5，1.0，4.0，8.0 μg/mL的系列標(biāo)準(zhǔn)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(jī)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(xù)濾液，于棕色瓶中儲存（如需過夜，則儲存于2～ 8 ℃環(huán)境中）。

1）QuEChERS法

提取和凈化：量取預(yù)處理后的水樣100 mL，置旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)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(jìn)行提取，渦旋3 min后，置高速冷凍離心機(jī)中離心 5 min（10000 r/min），取出；將離心后的上清液全部轉(zhuǎn)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(jī)中離心 5 min（10000 r/min）；將離心后的凈化液轉(zhuǎn)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(diào)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(yù)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(shí)驗方法

1.3.1 色譜參數(shù)

色譜柱：HP-5 MS質(zhì)譜專用柱 (規(guī)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(jìn)樣口溫度：230 ℃；不分流進(jìn)樣；進(jìn)樣量1 μL。升溫程序見表1。

表1 GC升溫程序

1.3.2 質(zhì)譜參數(shù)

開啟質(zhì)譜儀，過夜抽真空，用全氟三丁胺自動調(diào)諧儀器至最佳檢測條件。調(diào)諧后質(zhì)譜參數(shù)見表2。

表2 質(zhì)譜儀參數(shù)

2 結(jié)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(xiàn)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(zhuǎn)蒸發(fā)儀中直接濃縮至一定體積上機(jī)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(jī)物、無機(jī)物等基質(zhì)對待測殺菌劑會產(chǎn)生抑制或增強(qiáng)，導(dǎo)致檢測準(zhǔn)確度偏低。固相萃取法是通過固相萃取柱，對地表水樣進(jìn)行凈化、富集、洗脫的方式進(jìn)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(fā)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(diǎn)。實(shí)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(jié)果見表3。

表3 前處理方法準(zhǔn)確度比較

2.2 MRM方法的建立

取氟硅唑標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)溶液；取上述溶液，設(shè)置質(zhì)譜儀采集模式為全掃描模式，得到氟硅唑母離子峰，再設(shè)置質(zhì)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(yīng)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(jìn)行碰撞電壓、碰撞能量的優(yōu)化，即建立氟硅唑的MRM方法；同法得到苯醚甲環(huán)唑、氟菌唑、氯苯嘧啶醇和嘧菌酯的MRM方法。質(zhì)譜參數(shù)如表4所示，5種農(nóng)藥的典型圖譜如圖1所示。

表4 5種殺菌劑質(zhì)譜參數(shù)

圖1 5種農(nóng)藥典型標(biāo)準(zhǔn)圖譜

2.3 曲線方程、檢測限和范圍

取1.2.1項下標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液，分別精密移取一定量，配制含氟硅唑、苯醚甲環(huán)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(biāo)準(zhǔn)溶液，加丙酮定容至刻度，搖勻，按1.3項下實(shí)驗方法設(shè)置色譜、質(zhì)譜條件，分別進(jìn)樣上述標(biāo)準(zhǔn)溶液，以各殺菌劑濃度為橫坐標(biāo)（x），與其對應(yīng)的響應(yīng)值為縱坐標(biāo)（y），以3倍信號噪聲比值（S/N）計算檢測限。結(jié)果見表5。

表5 曲線方程、檢測限和范圍

2.4 加標(biāo)回收試驗

隨機(jī)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(huán)唑、氟菌唑、氯苯嘧啶醇和嘧菌酯的標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液，后續(xù)按1.2項下溶液制備方法進(jìn)行處理，在標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍內(nèi)選擇三水平濃度點(diǎn)（0.05，0.2，1.0 μg/mL）進(jìn)行加標(biāo)回收率測試，每個加標(biāo)濃度點(diǎn)配制6份測試溶液，按1.3項下實(shí)驗方法設(shè)置色譜、質(zhì)譜條件，分別進(jìn)樣上述溶液，根據(jù)測定結(jié)果與實(shí)際加入量計算回收率，根據(jù)6次檢測結(jié)果計算RSD。結(jié)果見表6。

表6 回收率試驗結(jié)果

3 結(jié)束語

實(shí)驗開發(fā)研究一種QuEChERS法-氣相色譜質(zhì)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(shí)驗的前處理方法進(jìn)行了優(yōu)化，確定QuEChERS法作為提取方法，針對待測目標(biāo)物進(jìn)行了多反應(yīng)監(jiān)測（MRM）方法的優(yōu)化，考察了方法的線性曲線、檢出限、重復(fù)性等，結(jié)果線性范圍在0.04～ 8.0 μg/mL范圍內(nèi)，5種殺菌劑線性關(guān)系良好，檢出限在0.010～ 0.024 μg/mL范圍內(nèi)，三水平加標(biāo)回收率在87.4%～ 105.3%之間。實(shí)驗結(jié)果證明，此方法檢測速度快、準(zhǔn)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(jiān)測，為指導(dǎo)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)投入品的使用提供技術(shù)參考。