全自動(dòng)固相萃取-高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定耕地周邊地表水中6種嘧啶類(lèi)殺菌劑的殘留量

倪 潔,孫志洪,毛 娜

(1.河北省衡水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心,衡水 053000;2.河北省滄州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心,滄州 061000;3.滄州市生態(tài)環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院,滄州 061000)

嘧啶類(lèi)殺菌劑是指含有嘧啶環(huán)的一類(lèi)農(nóng)藥,其作為一種新型內(nèi)吸性殺菌劑,具有低毒、高效、殘留少、殺菌廣譜等優(yōu)點(diǎn),與三唑類(lèi)、嗎啉類(lèi)等殺菌劑無(wú)交互抗性,并且對(duì)敏感性、抗性病原菌具有優(yōu)異的活性,兼具治療和保護(hù)效果,尤其對(duì)灰葡萄孢產(chǎn)生的各種病菌具有較好的防治效果[1-3]。我國(guó)是農(nóng)藥生產(chǎn)和使用大國(guó),嘧啶類(lèi)殺菌劑使用極為廣泛。據(jù)統(tǒng)計(jì),嘧啶類(lèi)殺菌劑在噴灑等施用過(guò)程中,僅20%～40%起到實(shí)際殺菌作用,而大部分殺菌劑會(huì)落入土壤、葉片、空氣等介質(zhì)中,隨著大氣、水循環(huán)等的作用,最終進(jìn)入到水系統(tǒng)中,尤其在耕地周邊地表水中有較大的殘留風(fēng)險(xiǎn)[4-6]。因此,加強(qiáng)對(duì)耕地周邊地表水中嘧啶類(lèi)殺菌劑殘留的監(jiān)測(cè),可以有效地監(jiān)控本地嘧啶類(lèi)殺菌劑的使用情況,從而保護(hù)農(nóng)產(chǎn)品、環(huán)境等的安全[7]。

文獻(xiàn)[8]采用氣相色譜-質(zhì)譜法檢測(cè)土壤中嘧菌環(huán)胺、乙嘧酚、嘧螨酯和嘧霉胺等4種嘧啶類(lèi)殺菌劑殘留;文獻(xiàn)[9]采用QuEChERS-氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定農(nóng)田土壤中嘧菌環(huán)胺、嘧霉胺、嘧菌腙等3種嘧啶類(lèi)殺菌劑的殘留量。但是,上述方法的檢測(cè)靈敏度較差,研究的嘧啶類(lèi)殺菌劑種類(lèi)較少,且研究對(duì)象均為土壤?，F(xiàn)階段關(guān)于地表水中的殺菌劑殘留檢測(cè)的研究報(bào)道較少,且研究的嘧啶類(lèi)殺菌劑種類(lèi)和數(shù)量偏少。因此,本工作提出了全自動(dòng)固相萃取-高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定耕地周邊地表水中乙嘧酚、嘧菌環(huán)胺、氟嘧菌胺、嘧菌腙、嘧霉胺、氯苯嘧啶醇等6種嘧啶類(lèi)殺菌劑殘留量的方法。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

LC-30A型液相色譜儀;LCMS-8030型三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜儀;Qdaura SPE-40型全自動(dòng)固相萃取儀;ME 203E型電子天平;L-148型水浴氮吹儀;Milli-plus 2150型超純水系統(tǒng);HLB固相萃取柱(500 mg/12 mL)。

乙嘧酚標(biāo)準(zhǔn)溶液：編號(hào)為1ST21158-100M,質(zhì)量濃度為100 μg·mL-1,溶劑為乙腈。

嘧菌環(huán)胺標(biāo)準(zhǔn)溶液：編號(hào)為BWN5268-2016,質(zhì)量濃度為100 μg·mL-1,溶劑為甲醇。

氟嘧菌胺標(biāo)準(zhǔn)溶液：編號(hào)為GBW(E)083777,質(zhì)量濃度為100 μg·mL-1,溶劑為乙腈。

嘧菌腙標(biāo)準(zhǔn)溶液：編號(hào)為BWN5574-2016,質(zhì)量濃度為100 μg·mL-1,溶劑為乙腈。

嘧霉胺標(biāo)準(zhǔn)溶液：編號(hào)為BWG083211-100,質(zhì)量濃度為100 μg·mL-1,溶劑為甲醇。

氯苯嘧啶醇標(biāo)準(zhǔn)溶液：編號(hào)為BWN5382-2016,質(zhì)量濃度為100 μg·mL-1,溶劑為甲醇。

單標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液：分別取1.0 mL上述標(biāo)準(zhǔn)溶液,用甲醇稀釋并定容至10 mL,搖勻,配制成6種殺菌劑質(zhì)量濃度均為10.00 μg·mL-1的單標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液。

甲醇、乙腈為色譜純;甲酸為分析純;試驗(yàn)用水為超純水。

1.2 儀器工作條件

1.2.1 色譜條件

Shimadzu Venusil MP C18色譜柱(50 mm × 2.1 mm, 3.0 μm);柱溫30 ℃;流動(dòng)相A為0.1%(體積分?jǐn)?shù))甲酸溶液,B為甲醇;流量0.25 mL·min-1;進(jìn)樣體積10 μL;梯度洗脫程序見(jiàn)表1。

1.2.2 質(zhì)譜條件

電噴霧離子(ESI)源,正離子(ESI+)模式;離子源溫度450 ℃;噴霧電壓5 500 V;離子傳輸管溫度450 ℃;氣簾氣壓力137.9 kPa;輔助氣壓力413.7 kPa;碰撞氣為氮?dú)?多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(MRM)模式;其他質(zhì)譜參數(shù)見(jiàn)表2,其中“*”代表定量離子。

表2 質(zhì)譜參數(shù)

1.3 試驗(yàn)方法

隨機(jī)采集耕地周邊地表水樣品,去除肉眼可見(jiàn)異物,用15 μm濾紙過(guò)濾,棄去初濾液,將續(xù)濾液置于棕色量瓶中,冷藏儲(chǔ)存。分取上述預(yù)處理后的地表水樣品500 mL,用0.01 mol·L-1的氫氧化鈉溶液或鹽酸溶液調(diào)節(jié)水樣酸度至pH (7.00±0.05)。分別用12 mL水、12 mL乙腈和12 mL三氯甲烷活化HLB固相萃取柱,活化完畢后,將上述水樣以18 mL·min-1流量過(guò)柱,最后用15 mL體積比1…1的甲醇-乙腈混合溶液洗脫,收集洗脫液,于45 ℃水浴氮吹至近干,加入1 mL甲醇復(fù)溶,渦旋混勻,按照儀器工作條件進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 質(zhì)譜條件的選擇

取1.0 mL乙嘧酚單標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液,置于100 mL棕色量瓶中,用乙腈定容,混勻;分取10 μL注入液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀,設(shè)置質(zhì)譜采集模式為Q1 SCAN(全掃描),得到乙嘧酚母離子m/z;再將質(zhì)譜采集模式設(shè)置為production SCAN(產(chǎn)物離子掃描),得到乙嘧酚母離子對(duì)應(yīng)的子離子m/z,選擇響應(yīng)較高的1個(gè)子離子作為定量離子,另選1個(gè)子離子作為定性離子,通過(guò)優(yōu)化碰撞電壓和去簇電壓,建立乙嘧酚的MRM方法。同法建立嘧菌環(huán)胺、氟嘧菌胺、嘧菌腙、嘧霉胺、氯苯嘧啶醇的MRM方法。優(yōu)化后的質(zhì)譜參數(shù)見(jiàn)表2。

2.2 色譜行為

6種殺菌劑的典型色譜圖見(jiàn)圖1。

1-乙嘧酚;2-嘧菌環(huán)胺;3-氟嘧菌胺;4-嘧菌腙;5-嘧霉胺;6-氯苯嘧啶醇圖1 典型色譜圖Fig.1 Typical chromatogram

2.3 提取方法的選擇

耕地周邊地表水樣品較為復(fù)雜,基質(zhì)中含有較多的有機(jī)質(zhì)和無(wú)機(jī)質(zhì),因此需要對(duì)耕地周邊地表水樣品進(jìn)行前處理,以消除基質(zhì)對(duì)待測(cè)物的干擾,提高檢測(cè)準(zhǔn)確度和靈敏度。試驗(yàn)分別采用地表水樣品中提取殺菌劑的常用方法液液萃取法[10]、固相萃取法[11]和凝膠凈化色譜法[12]對(duì)乙嘧酚、嘧菌環(huán)胺、氟嘧菌胺、嘧菌腙、嘧霉胺、氯苯嘧啶醇加標(biāo)量均為0.10 μg·mL-1的空白加標(biāo)樣品進(jìn)行提取,結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 提取方法對(duì)目標(biāo)物回收率的影響

由表3可知,固相萃取法得到的6種目標(biāo)物回收率均較大。并且該方法試劑用量少,提取快速,環(huán)境污染小,因此試驗(yàn)選擇采用固相萃取法進(jìn)行提取。

2.4 固相萃取柱的選擇

固相萃取法是基于液-固相色譜理論,通過(guò)選擇性吸附、洗脫的方式對(duì)待測(cè)物進(jìn)行富集、凈化的物理萃取過(guò)程。萃取過(guò)程中固定相種類(lèi)的選擇至關(guān)重要,它是檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度的關(guān)鍵影響因素。根據(jù)填料的不同,經(jīng)常使用的固相萃取柱有以C18為代表的硅膠填料柱(C18固相萃取柱),以弗羅里硅土(Florisil)為代表的無(wú)機(jī)填料柱(Florisil固相萃取柱)以及以HLB為代表的有機(jī)填料柱(HLB固相萃取柱)。保持其他條件不變,考察了以上3種固相萃取柱對(duì)乙嘧酚、嘧菌環(huán)胺、氟嘧菌胺、嘧菌腙、嘧霉胺、氯苯嘧啶醇加標(biāo)量均為0.10 μg·mL-1的空白加標(biāo)樣品回收率的影響,結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 固相萃取柱對(duì)目標(biāo)物回收率的影響

由表4可知：采用C18固相萃取柱和Florisil固相萃取柱時(shí),6種殺菌劑的回收率普遍偏低;采用HLB固相萃取柱時(shí),6種殺菌劑的回收率均較好。因此,試驗(yàn)選擇HLB固相萃取柱作為富集、凈化柱。

2.5 基質(zhì)效應(yīng)

耕地周邊地表水中除待測(cè)物以外的其他組分可能會(huì)對(duì)待測(cè)物響應(yīng)值產(chǎn)生影響,因此對(duì)基質(zhì)效應(yīng)(ME)進(jìn)行了考察。通過(guò)測(cè)定6種嘧啶類(lèi)殺菌劑在基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液中工作曲線的斜率(k1)與其在純?nèi)軇┘状紭?biāo)準(zhǔn)溶液中標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率(k2),按照(k1-k2)/k2×100%計(jì)算ME值,結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 基質(zhì)效應(yīng)

由表5可知,6種目標(biāo)物的ME絕對(duì)值均不大于10.00%,表明ME影響較小。因此,試驗(yàn)選擇以甲醇配制的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2.6 標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限

取適量的乙嘧酚、嘧菌環(huán)胺、氟嘧菌胺、嘧菌腙、嘧霉胺、氯苯嘧啶醇單標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液,用甲醇逐級(jí)稀釋,配制成質(zhì)量濃度為0.01,0.05,0.10,0.50,1.00,5.00 μg·mL-1的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列,按照儀器工作條件進(jìn)行測(cè)定。以目標(biāo)物的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),質(zhì)譜響應(yīng)值為縱坐標(biāo)進(jìn)行線性回歸。結(jié)果顯示：6種殺菌劑標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍均為0.01～5.00 μg·mL-1,線性回歸方程及相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表6。

表6 線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)和檢出限

以3倍信噪比(S/N)計(jì)算檢出限(3S/N),結(jié)果見(jiàn)表6。

2.7 精密度和回收試驗(yàn)

隨機(jī)采集耕地周邊地表水樣品(未檢出目標(biāo)物),按照試驗(yàn)方法進(jìn)行預(yù)處理后,分取水樣500 mL,共取5份,分別加入適量的單標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液,配制成6種目標(biāo)物加標(biāo)量為0.01,0.25,5.00 μg·mL-1的空白加標(biāo)樣品溶液,按照試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定,計(jì)算回收率和測(cè)定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD),結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 精密度和回收試驗(yàn)結(jié)果(n=5)

2.8 重復(fù)性試驗(yàn)

隨機(jī)采集耕地周邊地表水樣品,按照試驗(yàn)方法進(jìn)行預(yù)處理后,分取500 mL,共取6份,分別加入適量的單標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液,配制成6種目標(biāo)物加標(biāo)量均為0.10 μg·mL-1的重復(fù)性測(cè)試溶液,按照試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定,計(jì)算測(cè)定值的RSD。結(jié)果顯示：乙嘧酚、嘧菌環(huán)胺、氟嘧菌胺、嘧菌腙、嘧霉胺、氯苯嘧啶醇測(cè)定值的RSD分別為1.9%,2.1%,2.4%,2.3%,2.9%,2.7%,表明該方法重復(fù)性良好。

2.9 樣品分析

隨機(jī)采集5份耕地周邊地表水樣品(水樣1#～5#),按照試驗(yàn)方法進(jìn)行分析,結(jié)果見(jiàn)表8。

表8 樣品分析結(jié)果

本工作以耕地周邊地表水樣品為研究對(duì)象,提出了采用全自動(dòng)固相萃取儀富集、凈化耕地周邊地表水中乙嘧酚、嘧菌環(huán)胺、氟嘧菌胺、嘧菌腙、嘧霉胺、氯苯嘧啶醇等6種嘧啶類(lèi)殺菌劑,以高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法定性、定量的方法。結(jié)果表明,該方法快速、準(zhǔn)確、重復(fù)性好,適用于耕地周邊地表水樣品中嘧啶類(lèi)殺菌劑殘留的檢測(cè),為地表水中農(nóng)藥的監(jiān)測(cè)提供了方法參考。