氣相色譜質(zhì)譜法測定水中6 種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留

李旭霞

（山東科泰環(huán)境監(jiān)測有限公司，山東臨沂 276007）

有機(jī)磷農(nóng)藥是我國使用量較多的一類農(nóng)藥，因具有殺蟲效果快、速效時(shí)間短、持效性強(qiáng)和易于使用等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中病蟲害的防治。有機(jī)磷農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)使用中大部分會(huì)殘留在農(nóng)作物、土壤中，并通過降雨、地表徑流等方式進(jìn)入地表水和地下水中，對環(huán)境造成一定的污染。有機(jī)磷農(nóng)藥毒性較強(qiáng)，可經(jīng)過呼吸道、食物鏈等方式進(jìn)入人體，對人體神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、肝臟和腎臟功能等造成損害，嚴(yán)重影響人的身體健康[1，2]。因此，準(zhǔn)確測定地表水、地下水等水體中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留對保護(hù)人類健康和水環(huán)境安全具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

目前，水中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留分析主要有氣相色譜法、高效液相色譜法、高效液相色譜質(zhì)譜法和氣相色譜質(zhì)譜法等，其中氣相色譜質(zhì)譜法因具有良好的分辨率和選擇性而廣泛應(yīng)用于食品、環(huán)境和藥品等樣品的檢測[3-6]。水中多種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留分析時(shí)，提取方法有液液萃取法、凝膠凈化色譜法和固相萃取法等，而自動(dòng)固相萃取法具有操作自動(dòng)化水平高、一次性萃取樣品數(shù)量多、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)[7-10]。本實(shí)驗(yàn)研究建立了自動(dòng)固相萃取法聯(lián)合氣相色譜質(zhì)譜法檢測水中久效磷、氯唑磷、殺螟硫磷、嘧啶磷、丙溴磷和噠嗪硫磷6 種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的分析方法，并對實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行了優(yōu)化。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器和試劑

7890 B 型氣相色譜-串聯(lián)5975C 型質(zhì)譜儀（美國安捷倫公司）；AutoTrace 280 型全自動(dòng)固相萃取儀（美國賽默飛有限公司）；JP-120S 型氮吹儀（深圳潔盟科技公司）；XKC-10TJ 型純水機(jī)（南京軒科公司）。

久效磷、氯唑磷、殺螟硫磷、嘧啶磷、丙溴磷和噠嗪硫磷標(biāo)準(zhǔn)溶液（濃度均為100mg·L-1農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究所）；HLB 固相萃取柱（500mg·6mL-1浙江合譜科技有限公司）；二氯甲烷、甲醇、乙酸乙酯、丙酮，色譜純，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技公司。

1.2 儀器條件

色譜條件 載氣為高純He，流速1.0mL·min-1；進(jìn)樣口溫度250℃；進(jìn)樣模式為不分流進(jìn)樣，進(jìn)樣量1.0μL；DB-5MS 毛細(xì)管色譜柱（30m×0.32mm×0.25μm）升溫程序：初始溫度50℃，保持1min，以15℃·min-1升至180℃，保持1min；再以20℃·min-1升至280℃，保持10min。

質(zhì)譜參數(shù) EI 離子源；離子源溫度230℃；四極桿溫度150℃；轟擊能量70eV；接口溫度250℃；溶劑延遲5min；監(jiān)測模式為多反應(yīng)監(jiān)測（MRM）模式[11]。

1.3 水樣處理流程

將HLB 固相萃取柱置于全自動(dòng)固相萃取儀中，依次用10mL 超純水、5mL 二氯甲烷和5mL 甲醇對HLB 柱進(jìn)行活化。取500mL 經(jīng)過濾的待測水樣至固相萃取樣品瓶中，水樣以10mL·min-1的速度流過HLB 柱，用15mL 二氯甲烷洗脫。將收集的洗脫液置于氮吹儀中氮吹至近干，加入1mL 丙酮，混勻后進(jìn)行氣相色譜質(zhì)譜分析。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)系列溶液

準(zhǔn)確移取標(biāo)準(zhǔn)溶液各1mL 于50mL 容量瓶中，用丙酮定容，配制6 種有機(jī)磷農(nóng)藥濃度均為2mg·L-1的標(biāo)準(zhǔn)中間液。移取一定量的久效磷、氯唑磷、殺螟硫磷、嘧啶磷、丙溴磷和噠嗪硫磷混合標(biāo)準(zhǔn)中間液，用丙酮配制質(zhì)量濃度分別為3.00、6.00、15.0、30.0、60.0、100、300μg·L-1的標(biāo)準(zhǔn)曲線系列溶液。

2 結(jié)果與討論

2.1 提取方法的選擇

水樣有機(jī)物的富集前處理對測試結(jié)果的準(zhǔn)確度和靈敏度影響較大，目前，水樣前處理應(yīng)用較多的方法有液液萃取法、凝膠凈化色譜法和固相萃取法等。液液萃取法提取過程復(fù)雜，有機(jī)試劑用量較多，常用于樣品中濃度較高的有機(jī)物的提??；凝膠凈化色譜法提取率較高，但儀器成本也較高，方法推廣性不高；固相萃取法操作簡便，提取率高，試劑耗用量較少，廣泛應(yīng)用于各類樣品中有機(jī)物的富集提取。本文采用上述3 種提取方法對濃度為30.0μg·L-1的久效磷、氯唑磷、殺螟硫磷、嘧啶磷、丙溴磷和噠嗪硫磷水樣提取后進(jìn)行氣相色譜質(zhì)譜分析，考察3 種提取方法對6 種有機(jī)磷農(nóng)藥測試結(jié)果的影響，見表1。

表1 不同提取方法的6 種有機(jī)磷農(nóng)藥回收率Tab.1 Recovery rates of six organophosphorus pesticides using different extraction methods

由表1 可見，采用固相萃取法時(shí)，6 種有機(jī)磷農(nóng)藥的測試回收率最高，因此，本實(shí)驗(yàn)提取方法選擇為固相萃取法。

2.2 固相萃取柱的選擇

固相萃取柱對待測有機(jī)物的富集、凈化及測試結(jié)果影響較大，目前，用于水樣萃取的常用固相萃取柱主要有HLB 柱、C18柱和氨基柱。本文以上述3 種不同固相萃取柱分別對濃度為30.0μg·L-1的久效磷、氯唑磷、殺螟硫磷、嘧啶磷、丙溴磷和噠嗪硫磷水樣進(jìn)行萃取分析，考察不同固相萃取柱對6 種有機(jī)磷農(nóng)藥萃取效果的影響，見表2。

表2 固相萃取柱對6 種有機(jī)磷農(nóng)藥回收率的影響Tab.2 Effect of solid phase extraction column on the recovery of six organophosphorus pesticides

由表2 可見，采用HLB 固相萃取柱時(shí)，6 種有機(jī)磷農(nóng)藥所得的回收率均高于C18固相萃取柱和氨基固相萃取柱，因此，本實(shí)驗(yàn)選擇HLB 固相萃取柱對水樣進(jìn)行提取。

2.3 洗脫溶劑的選擇

將濃度為30.0μg·L-1的久效磷、氯唑磷、殺螟硫磷、嘧啶磷、丙溴磷和噠嗪硫磷水樣按上述步驟過HLB 固相萃取柱，分別選擇二氯甲烷、甲醇、乙酸乙酯3 種有機(jī)試劑對萃取柱進(jìn)行洗脫后分析，考察洗脫溶劑對樣品測試結(jié)果的影響，見表3。

表3 洗脫溶劑對6 種有機(jī)磷農(nóng)藥回收率的影響Tab.3 Effect of eluting solvents on the recovery rates of six organophosphorus pesticides

由表3 可見，二氯甲烷為洗脫溶劑時(shí)，6 種有機(jī)磷農(nóng)藥的測試回收率較理想，因此，實(shí)驗(yàn)選擇二氯甲烷對HLB 固相萃取柱進(jìn)行洗脫。

2.4 質(zhì)譜方法的選擇

在50～500m/z 范圍內(nèi)對濃度為100μg·L-1的久效磷、氯唑磷、殺螟硫磷、嘧啶磷、丙溴磷和噠嗪硫磷的標(biāo)準(zhǔn)混合液進(jìn)行全掃描，確定6 種有機(jī)磷農(nóng)藥的主要特征離子和保留時(shí)間。以離子掃描模式對6 種有機(jī)磷農(nóng)藥主要特征離子進(jìn)行二次掃描，建立選擇性離子掃描方法，各化合物的質(zhì)譜參數(shù)見表4，標(biāo)準(zhǔn)譜圖見圖1。

圖1 6 種有機(jī)磷農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)譜圖Fig.1 Standard spectra of six organophosphorus pesticides

表4 質(zhì)譜參數(shù)Tab.4 Mass spectrometry parameters

由表4、圖1 可見，本實(shí)驗(yàn)所選擇的定量定性離子的質(zhì)譜響應(yīng)均較高，各待測化合物分離較好，滿足實(shí)驗(yàn)測試要求。

2.5 線性范圍和檢出限

在上述優(yōu)化的氣相色譜質(zhì)譜儀器條件下對久效磷、氯唑磷、殺螟硫磷、嘧啶磷、丙溴磷和噠嗪硫磷的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液進(jìn)行測定，以待測化合物的質(zhì)量濃度對應(yīng)其峰面積繪制校準(zhǔn)曲線。采用本方法對濃度為3.0μg·L-1的6 種有機(jī)磷農(nóng)藥水樣進(jìn)行重復(fù)測定，以3 倍信號(hào)噪比對應(yīng)的待測化合物的質(zhì)量濃度作為其檢出限[12]。

由表5 可知，6 種有機(jī)磷農(nóng)藥在較寬的濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)為0.9975～0.9993，方法檢出限滿足水中低濃度有機(jī)磷農(nóng)藥殘留分析。

2.6 精密度

采用本方法對濃度為20.0μg·L-1的久效磷、氯唑磷、殺螟硫磷、嘧啶磷、丙溴磷和噠嗪硫磷的水樣進(jìn)行6 次平行樣測試，考察方法的精密度，見表6。

表6 6 種有機(jī)磷農(nóng)藥精密度Tab.6 Precision test for six organophosphorus pesticides

由表6 可見，6 種有機(jī)磷農(nóng)藥的6 次測定值的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.3%～4.1%，說明本方法的精密度良好。

2.7 加標(biāo)回收率

在空白水樣中加入低、中、高3 種不同濃度的久效磷、氯唑磷、殺螟硫磷、嘧啶磷、丙溴磷和噠嗪硫磷混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，配制對應(yīng)的加標(biāo)量為2.00μg·L-1、10.00μg·L-1和50.0μg·L-1的水樣，按此方法進(jìn)行測試，考察方法的加標(biāo)回收率，見表7。

表7 6 種有機(jī)磷農(nóng)藥加標(biāo)回收率Tab.7 Recovery rates of six organophosphorus pesticides with added standards

由表7 可見，6 種有機(jī)磷農(nóng)藥的3 種濃度加標(biāo)水樣的加標(biāo)回收率在88.0%～104.0%之間，說明本方法的準(zhǔn)確度良好。

3 結(jié)論

本方法采用全自動(dòng)固相萃取技術(shù)提取水中久效磷、氯唑磷、殺螟硫磷、嘧啶磷、丙溴磷和噠嗪硫磷，建立了氣相色譜質(zhì)譜法測定水中6 種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的測試方法。本方法前處理自動(dòng)化程度高，操作簡便，有機(jī)試劑用量少，檢出限低，方法的精密度與準(zhǔn)確度良好，適用于地表水、地下水等水體中多種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的分析。