氣相色譜質(zhì)譜法檢測(cè)水中5種甲氧基丙烯酸酯

黃麗麗，張慶, *，梁美娜, *，徐水萍

1. 桂林理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院（桂林 541006）；2. 巖溶地區(qū)水污染控制與用水安全保障協(xié)同創(chuàng)新中心（桂林 541006）

甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑是繼三唑類殺菌劑后，極具發(fā)展?jié)摿褪袌?chǎng)活力的一類廣譜殺菌劑[1-6]。2018年全球甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑產(chǎn)品銷售額約30億美元，占世界殺菌劑市場(chǎng)總銷售額的1/4。據(jù)統(tǒng)計(jì)，甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑增長(zhǎng)率每年仍保持在5%左右；甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑在噴灑過(guò)程中，起到殺菌作用的約15%，大部分的殺菌劑進(jìn)入空氣、土壤中，隨著雨水淋溶等方式進(jìn)入到農(nóng)耕水環(huán)境中，進(jìn)而影響水生生物及禽畜生物，從而通過(guò)食物鏈影響人類的健康[7-8]，如醚菌酯、肟菌酯等能影響魚(yú)類胚胎發(fā)育異常、引起大鼠肝細(xì)胞水腫等，因此加強(qiáng)對(duì)農(nóng)耕水環(huán)境中甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑殘留的監(jiān)測(cè)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

農(nóng)耕水環(huán)境中甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑殘留的檢測(cè)方法主要有：色譜法和質(zhì)譜法。色譜法分為氣相色譜（GC）法[9-10]和液相色譜（HPLC）法[11-12]，色譜法檢出限高，且專屬性較差，不適用于水中極微量殺菌劑殘留的監(jiān)測(cè)；質(zhì)譜法分為氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS/MS）法[13]和液相色譜-質(zhì)譜（HPLC-MS/MS）法[14]，HPLC-MS/MS價(jià)格較高，且對(duì)于低沸點(diǎn)的殺菌劑檢測(cè)準(zhǔn)確度偏低；試驗(yàn)開(kāi)發(fā)QuEChERS[15-16]提取-GC-MS/MS法檢測(cè)農(nóng)耕水環(huán)境中5種常見(jiàn)甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑殘留的分析方法，試驗(yàn)證明，該方法具有準(zhǔn)確度高、重復(fù)性好、速度快等特點(diǎn)，適用于農(nóng)耕水環(huán)境中甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑殘留的監(jiān)測(cè)。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器和試劑

SHIMADZU GCMS-2010氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（日本島津公司）；色譜柱Rtx-5 MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm，日本島津公司）；臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)（湖南湘儀）；24位N-EVAP氮吹儀（美國(guó)Organomation公司）。

嘧菌酯、醚菌酯、肟菌酯、吡唑醚菌酯、嘧菌胺：質(zhì)量濃度均為100 μg/mL（農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所）；乙腈、正己烷：色譜純（德國(guó)默克公司）；QuEChERS萃取包（4 g MgSO4，1 g乙酸鈉），純化管（1.2 g MgSO4，400 mg PSA，400 mg GCB和400 mg C18）（上海安普試劑公司）。

1.2 儀器參數(shù)

氣相色譜：進(jìn)樣口溫度，220 ℃；色譜柱，Rtx-5 MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；載氣，氦氣（純度：99.999%）；氦氣恒流流量，1.8 mL/min。柱溫箱升溫程序：初始溫度60 ℃保持2 min；以20 ℃/min的速率升至200 ℃，保持5 min，10 ℃/min升溫至300℃，保持8 min；進(jìn)樣方式，不分流；進(jìn)樣量，1 μ L。

質(zhì)譜參數(shù)：離子源，電子轟擊源（EI）；轟擊能量，70 eV；離子源溫度，250 ℃；接口溫度，280 ℃；碰撞氣，氬氣（純度：99.999%）；溶劑延遲時(shí)間，3.5 min。掃描方式，多反應(yīng)監(jiān)測(cè)（MRM）

1.3 樣品處理

預(yù)處理：將采集到的農(nóng)耕水樣置于干凈的試劑瓶中，除去漂浮于水面的植物莖葉后立即用快速定性濾紙過(guò)濾，然后經(jīng)0.45 μm濾膜過(guò)濾（除去水中的懸浮物、藻類等）。為避免水質(zhì)的酸堿性影響農(nóng)藥殘留穩(wěn)定性，將過(guò)濾后的水樣調(diào)至近中性，置于2～8 ℃的冷藏箱中，備用。

提?。毫咳☆A(yù)處理后的農(nóng)耕水樣500 mL，于減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上濃縮。濃縮后的殘?jiān)?0 mL乙腈溶液溶解后轉(zhuǎn)移至50 mL離心管中，加入一包QuEChERS萃取包（4 g MgSO4，1 g乙酸鈉），劇烈振蕩1 min。將離心管置于離心機(jī)中以8 000 r/min的速率離心5 min。

凈化：將離心后的萃取液全部轉(zhuǎn)移至純化管（1.2 g MgSO4，400 mg PSA，400 mg GCB和400 mg C18）中，劇烈振蕩1 min對(duì)樣液進(jìn)行凈化，然后以8 000 r/min的速率離心5 min。準(zhǔn)確量取10 mL凈化液到刻度試管中，于65 ℃水浴式氮吹儀中氮?dú)獯抵两?，殘?jiān)谜和槎ㄈ葜? mL。0.2 μm濾膜過(guò)濾后轉(zhuǎn)移至1 mL進(jìn)樣瓶中，進(jìn)樣氣相色譜質(zhì)譜系統(tǒng)檢測(cè)。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液制備

標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液：將100 μg/mL的嘧菌酯、醚菌酯、肟菌酯、吡唑醚菌酯、嘧菌胺標(biāo)準(zhǔn)溶液用正己烷稀釋，配制成質(zhì)量濃度為10 μg/mL的混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，于2～8 ℃放置，備用。

標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液：將10 μg/mL的混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液配制成質(zhì)量濃度分別為0.02，0.05，0.1，0.5，1.0和2.0 μ g/mL的標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液，取1 mL于進(jìn)樣瓶中，進(jìn)樣色譜質(zhì)譜儀考察方法的線性。

2 結(jié)果與討論

2.1 萃取溶劑的選擇

農(nóng)耕水成分復(fù)雜，干擾物質(zhì)較多，選擇一種合適的萃取溶劑至關(guān)重要。合適的洗脫溶劑要求既能對(duì)甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑有足夠的洗脫能力，又要對(duì)水樣中的雜質(zhì)有較低的溶解度。以乙酸乙酯、乙腈、甲醇為萃取溶劑，以5種甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑的回收率為指標(biāo)，考察不同提取溶劑對(duì)甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑檢測(cè)結(jié)果的影響。具體檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1?？梢钥闯觯３制渌鼦l件不變，以乙腈作為萃取溶劑時(shí)，5種甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑的回收率均高于其他2種溶劑；用乙腈提取時(shí)，乙腈對(duì)水樣中的脂肪、蛋白質(zhì)等雜質(zhì)溶解性差，且乙腈與水溶劑分離。因此，選擇乙腈作為萃取溶劑。

表1 不同萃取溶劑回收率結(jié)果

2.2 凈化條件的選擇

QuEChERS前處理方法中采用分散固相萃取劑對(duì)樣品進(jìn)行凈化。常用的分散固相萃取劑有N-丙基乙二胺（PSA）、C18和GCB。PSA是一種極性吸附劑，對(duì)農(nóng)耕水樣中極性成分如脂肪酸、色素、糖類等有很好的吸附作用。C18是一種廣譜的吸附劑和脫色劑，能去除共萃物中的一些親脂性雜質(zhì)和色素。選擇PSA、C18和GCB凈化水樣。5種甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑均得到滿意的結(jié)果。

2.3 質(zhì)譜參數(shù)的優(yōu)化

質(zhì)量濃度為10 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)樣氣相色譜質(zhì)譜儀，采用全掃描模式進(jìn)行掃描，得到5種甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑各自的母離子及保留時(shí)間；再對(duì)母離子進(jìn)行產(chǎn)物離子掃描，得到各自對(duì)應(yīng)的子離子；選擇碰撞后豐度較高的離子作為定量依據(jù)，另選擇2組離子定性。根據(jù)甲氧基丙烯酸酯類農(nóng)藥的保留時(shí)間，將待測(cè)物對(duì)應(yīng)的離子分時(shí)段進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)對(duì)碰撞電壓、碰撞時(shí)間、離子比率等質(zhì)譜參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化（多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式MRM），確保各農(nóng)藥對(duì)應(yīng)的豐度靈敏度達(dá)到最佳，使定性定量結(jié)果更加準(zhǔn)確、可靠。MRM模式下5種待測(cè)農(nóng)藥對(duì)應(yīng)的化合物的標(biāo)準(zhǔn)色譜圖見(jiàn)圖1，對(duì)應(yīng)的質(zhì)譜參數(shù)見(jiàn)表2。

2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線方程及檢出限

各取1 mL質(zhì)量濃度分別為0.02，0.05，0.1，0.5，1.0和2.0 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液至進(jìn)樣瓶中，進(jìn)樣色譜質(zhì)譜系統(tǒng)考察方法的線性。在1.2色譜質(zhì)譜參數(shù)下外標(biāo)法定量分析。

以5種農(nóng)藥各自對(duì)應(yīng)的定量離子峰面積對(duì)質(zhì)量濃度得出校正曲線，進(jìn)行回歸分析得出回歸方程、相關(guān)系數(shù)（表3）。在陰性樣品中定量加入5種殺菌劑的標(biāo)準(zhǔn)溶液，計(jì)算3倍信噪比對(duì)應(yīng)的樣品質(zhì)量濃度，即為方法的檢出限（LOD）；10倍信噪比對(duì)應(yīng)的樣品質(zhì)量濃度作為定量限（LOQ）。

結(jié)果表明：5種農(nóng)藥在0.02～2.0 μg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好（r2＞0.995），方法的檢出限（LOD）和定量限（LOQ）分別為0.012～0.019和0.036～0.057 μg/mL。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)圖譜

表2 5種農(nóng)殘離子質(zhì)譜參數(shù)

表3 線性方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限

2.5 加標(biāo)回收與精密度測(cè)試

于陰性樣品中添加不同濃度水平的混合農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)工作溶液（低，0.05 μg·mL-1；中，0.1 μg·mL-1；高，1.0 μg·mL-1），添加后按1.3所述樣品步驟進(jìn)行提取、凈化，分析，考察樣品的加標(biāo)回收；每個(gè)濃度水平的樣品平行測(cè)定6次，測(cè)試6次精密度結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差；樣品加標(biāo)回收率、精密度結(jié)果見(jiàn)表4。結(jié)果顯示，在3個(gè)加標(biāo)水平下，5種農(nóng)藥的平均回收率范圍為82.6%～103.2%，精密度測(cè)試相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.43%～4.12%，表明該分析方法準(zhǔn)確可靠。

2.6 實(shí)際樣品測(cè)定

抽取10份轄區(qū)內(nèi)不同種植的農(nóng)耕水樣，利用試驗(yàn)所建立的分析方法采用QuEChERS前處理方式、氣相色譜質(zhì)譜系統(tǒng)對(duì)5種殺菌劑殘留進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果顯示：10份水樣中有4份水樣有檢出甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑，檢出結(jié)果如下：嘧菌酯0.215 μ g/mL，肟菌酯0.412 μ g/mL，吡唑醚菌酯0.320 μg/mL，嘧菌胺0.511 μg/mL。

3 結(jié)論

建立了QuEChERS-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法檢測(cè)農(nóng)耕水環(huán)境中的5種甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑（嘧菌酯、醚菌酯、肟菌酯、吡唑醚菌酯、嘧菌胺）殘留的方法，擴(kuò)大了QuEChERS前處理技術(shù)在水質(zhì)中農(nóng)藥殘留測(cè)試領(lǐng)域的應(yīng)用。對(duì)萃取溶劑和凈化條件的選擇進(jìn)行了討論，并對(duì)質(zhì)譜參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。試驗(yàn)采用的QuEChERS處理方式溶劑使用量少，處理時(shí)間較短，選擇氣相色譜質(zhì)譜進(jìn)行測(cè)定，定性定量結(jié)果更加準(zhǔn)確、可靠。