安 靜

(海東市環(huán)境監(jiān)測(cè)站,青海 海東 810699)

0 引 言

我國(guó)是農(nóng)藥使用及生產(chǎn)大國(guó)，每年農(nóng)藥使用量在60萬(wàn)噸左右，據(jù)統(tǒng)計(jì)，實(shí)際起作用的農(nóng)藥約占10%～20%，大約75%以上直接進(jìn)入環(huán)境中；大部分農(nóng)藥由于其高毒性、難降解性、高穩(wěn)定性而易于在環(huán)境和生物體內(nèi)富集，有機(jī)磷類(lèi)農(nóng)藥屬于有機(jī)磷酸酯類(lèi)化合物，是我國(guó)目前應(yīng)用最為廣泛的殺蟲(chóng)劑，在保護(hù)農(nóng)作物的同時(shí)，大部分殘留在土壤、空氣和地表水中，大量有機(jī)磷農(nóng)藥隨著水系統(tǒng)的循環(huán)而進(jìn)入地表水中，從而造成地表水中有機(jī)磷類(lèi)農(nóng)藥污染，然而生產(chǎn)和使用的有機(jī)磷類(lèi)農(nóng)藥大多數(shù)屬于高毒性或中等毒性農(nóng)藥，人和牲畜誤食后，容易造成急性中毒等癥狀，嚴(yán)重危害人類(lèi)的生存環(huán)境和身體健康[1-5]。

由于地表水中有機(jī)磷類(lèi)農(nóng)藥殘留濃度很低，對(duì)地表水中殘留的農(nóng)藥一般在前處理都需要進(jìn)行分離、富集預(yù)處理[6-9]；固相萃取技術(shù)[10-12]是近年來(lái)發(fā)展逐步成熟的前處理方法，具有富集目標(biāo)物、剔除干擾物、提高檢測(cè)靈敏度等優(yōu)點(diǎn)，傳統(tǒng)的液液萃取，前處理過(guò)程冗長(zhǎng)，試劑用量大，對(duì)實(shí)驗(yàn)人員身體造成影響；凝膠凈化色譜萃取，儀器價(jià)格貴、實(shí)驗(yàn)成本高，不利于方法的推廣應(yīng)用；本實(shí)驗(yàn)建立一種利用全自動(dòng)固相萃取提取、凈化地表水中5種有機(jī)磷類(lèi)農(nóng)藥，GC-MS法[13-15]定性定量檢測(cè)的分析方法。鑒于水作為基質(zhì)外標(biāo)法與內(nèi)標(biāo)法對(duì)檢測(cè)結(jié)果影響不是很大，本文選擇外標(biāo)法定量。和其他方法相比，本文所建立的全自動(dòng)固相萃取結(jié)合氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)具有前處理簡(jiǎn)單、檢出限低、環(huán)境污染小、定性定量結(jié)果準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，適用于地表水中有機(jī)磷農(nóng)藥的監(jiān)測(cè)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

儀器：QP-2020型氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（日本島津）；HP-5MS石英毛細(xì)管色譜柱（美國(guó)安捷倫）；DSY-VI型氮吹儀（北京東方精華苑）；電子天平：BSA-224 型（德國(guó)賽多利斯）；horizon SPE-DEX4790型全自動(dòng)固相萃取儀（美國(guó)horizon公司）；H205 R型臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)（湖南湘儀）；Milli-Q型純水儀（美國(guó) Milli Pore）；Florisil固相萃取柱：容量為 500 mg/6 mL（上海安譜）；C18 柱，容量 500 mg/6 mL（天津博納艾杰爾）；HLB(Hydrophile Lipophilic Balance)固相萃取柱，500 mg/6 mL（天津博納艾杰爾）。

試劑：對(duì)硫磷、甲基對(duì)硫磷、馬拉硫磷、內(nèi)吸磷、樂(lè)果標(biāo)準(zhǔn)溶液：濃度為100 μg/mL（農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所）；丙酮、乙酸乙酯、甲醇、環(huán)己烷：均為色譜純（美國(guó)TEDIA公司）；氫氧化鈉、鹽酸：分析純（國(guó)藥化學(xué)試劑有限公司）。

1.2 溶液配制

標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液：分別準(zhǔn)確吸取100 μg/mL的對(duì)硫磷、甲基對(duì)硫磷、馬拉硫磷、內(nèi)吸磷、樂(lè)果標(biāo)準(zhǔn)溶液各1 mL到10 mL容量瓶中，用丙酮溶解并定容至刻度，得到 10 μg/mL 混標(biāo)液；精密移取 10 μg/mL混標(biāo)液適量，配制濃度分別為 0.02，0.05，0.1，0.2，1.0，2.0 μg/mL的系列標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液，用丙酮定容至刻度，搖勻。

1.3 儀器工作條件

色譜參數(shù)，進(jìn)樣口溫度：230 ℃；檢測(cè)器溫度：260 ℃；色譜柱：HP-5MS（30 m×0.25 mm，0.25 μm，美國(guó)安捷倫科技）； 柱流量：1.8 mL/min；載氣：高純氦氣（純度：99.999%）；恒流模式；升溫程序：初始溫度 60 ℃，保持 2 min，以 20 ℃/min 升至 180 ℃，保持 6 min；再以 15 ℃/min 升至 280 ℃，保持 12 min；進(jìn)樣方式：不分流進(jìn)樣；進(jìn)樣體積：1.0 μL。

質(zhì)譜參數(shù)，離子源：EI源；轟擊能量：70 eV；離子源溫度：240 ℃；接口溫度：270 ℃；碰撞氣：氬氣（純度：99.999%）；溶劑延遲時(shí)間：2.5 min；檢測(cè)方式：離子監(jiān)測(cè)模式，MRM(多反應(yīng)監(jiān)測(cè))。

1.4 樣品處理

樣品預(yù)處理：采集地表水樣 2 000 mL，放入棕色玻璃試劑瓶中靜置、過(guò)夜。將上清液用0.45 μm濾膜過(guò)濾。為防止水樣的酸堿度對(duì)待測(cè)農(nóng)殘的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，預(yù)先將過(guò)濾后的水樣用酸（0.1 mol/L的鹽酸）或堿（0.1 mol/L的氫氧化鈉）調(diào)至近中性。

樣品富集：依次用 10 mL 甲醇、10 mL 甲醇∶丙酮（V甲醇∶V丙酮=1∶3）溶液活化固相萃取柱；再取預(yù)處理好的地表水樣品500 mL，以流量為12 mL/min的速度過(guò)固相萃取柱；然后用20 mL甲醇：丙酮（V甲醇∶V丙酮=1∶3）洗脫，合并收集洗脫液；洗脫液于氮吹儀（50 ℃）吹至近干，用丙酮定容至 1 mL，即得。

2 結(jié)果與討論

2.1 質(zhì)譜參數(shù)的確定

選擇10 μg/mL對(duì)硫磷、甲基對(duì)硫磷、馬拉硫磷、內(nèi)吸磷、樂(lè)果的混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，采用全掃描模式進(jìn)行掃描，得到5種農(nóng)藥的母離子。對(duì)母離子進(jìn)行碎片離子掃描，同時(shí)，不停變換碰撞能量?jī)?yōu)化電壓，以便獲得較高的靈敏度。選擇響應(yīng)最高的一對(duì)離子作為定量離子對(duì)，再選擇2對(duì)離子作為定性離子對(duì)。同等實(shí)驗(yàn)條件下，水樣品中待測(cè)物質(zhì)的色譜保留時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)工作液相同，且在所選離子對(duì)均出現(xiàn),與標(biāo)準(zhǔn)品對(duì)應(yīng)離子的豐度比值在允許范圍內(nèi)則可判定樣品中存在某種農(nóng)藥。以排除假陽(yáng)性樣品的存在。5種農(nóng)藥的保留時(shí)間及相應(yīng)離子見(jiàn)表1。

表1 5種農(nóng)藥的保留時(shí)間和監(jiān)測(cè)離子

2.2 固相萃取柱的選擇

固相萃取是樣品通過(guò)萃取柱，待測(cè)物被吸附到小柱的固定相上，然后用溶劑將待測(cè)物洗脫下來(lái)進(jìn)行分析。萃取中選擇的固定相的種類(lèi)是影響萃取結(jié)果的重要因素。本文分別選擇萃取柱固定相類(lèi)型分別為C18柱、Florisil柱和HLB柱來(lái)考察5種農(nóng)殘的萃取效果。結(jié)果表明，C18柱萃取時(shí)5種有機(jī)磷類(lèi)農(nóng)藥回收率均偏低，F(xiàn)lorisil柱萃取時(shí)，對(duì)色素的凈化較好，但得到的回收率也不高。HLB固定相萃取時(shí)凈化效果好，且各農(nóng)藥的回收率均大于85%。原因可能是HLB基于PVB的聚合物填料，而C18是硅膠基的硅烷化填料，F(xiàn)lorisil柱填料主要為弗羅里矽土，后兩種填料對(duì)有機(jī)磷的吸附較大，從而導(dǎo)致回收率偏低。具體檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。因此，本文選擇HLB柱作為萃取5種農(nóng)藥的萃取柱。

表2 不同萃取柱的回收率結(jié)果

2.3 洗脫溶劑的選擇

洗脫溶劑是用于將吸附在萃取柱上的目標(biāo)待測(cè)物洗脫下來(lái)。洗脫溶劑的選擇至關(guān)重要，它直接決定樣品的凈化程度和待測(cè)物的洗脫效果。丙酮、乙酸乙酯、甲醇、環(huán)己烷是常用的洗脫溶劑。本實(shí)驗(yàn)對(duì)該4種洗脫溶劑均做了測(cè)試。乙酸乙酯萃取時(shí)共提取物較多，有干擾峰；環(huán)己烷提取時(shí)5種有機(jī)磷的回收率均較低；丙酮作為洗脫溶劑凈化效果好，而甲醇作為洗脫劑洗脫效果好且速度較快。用丙酮與甲醇的混合溶劑萃取結(jié)合了各自的優(yōu)點(diǎn)，且回收率也比單個(gè)溶劑回收率高，詳見(jiàn)表3。因此本文最終選擇甲醇∶丙酮（V甲醇∶V丙酮=1∶3）的混合溶劑作為最終的洗脫溶劑。

表3 不同溶劑萃取的回收率結(jié)果

2.4 線性范圍及檢出限

取1.2項(xiàng)下配制的標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液，待儀器穩(wěn)定30 min后，按照1.3色譜質(zhì)譜條件進(jìn)行分析。以5種農(nóng)藥的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),峰面積響應(yīng)值為縱坐標(biāo),做線性方程。以3倍信號(hào)與噪聲比（S/N）計(jì)算農(nóng)藥的檢出限。典型標(biāo)準(zhǔn)譜圖如圖1所示，農(nóng)藥線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)、方法檢出限見(jiàn)表4。

圖1 5種有機(jī)磷農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)譜圖

由表4可以看出，5種農(nóng)藥在0.02～2.0 μg/mL線性范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)均大于0.995，且靈敏度高，農(nóng)藥檢出限均在 0.008～0.018 μg/mL范圍內(nèi)。

表4 5種農(nóng)藥線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限

2.5 回收率和精密度測(cè)試

取地表水水樣500 mL，定量加入5種農(nóng)藥殘留的混標(biāo)液，在標(biāo)準(zhǔn)線性濃度范圍內(nèi)選擇低（0.05 μg/mL）、中（0.1 μg/mL）、高加標(biāo)量（1 μg/mL）3 個(gè)不同濃度點(diǎn)考察加標(biāo)回收結(jié)果。典型的樣品加標(biāo)譜圖及樣品測(cè)試譜圖分別如圖2與圖3所示?？梢钥闯?，5種有機(jī)磷農(nóng)藥分離度良好；水作為基質(zhì)其所含物質(zhì)對(duì)目標(biāo)物檢測(cè)基本無(wú)干擾,水樣中5種有機(jī)磷農(nóng)藥成分未檢出。按照1.4處理樣品，每個(gè)濃度水平的加標(biāo)樣品平行進(jìn)樣6次，考察精密度6次測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。 具體檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表5。由表5 可以看出，5種農(nóng)殘3個(gè)濃度點(diǎn)的加標(biāo)回收率在82.7%～94.8%之間，方法精密度RSD在1.62%～4.26%之間，表明該方法準(zhǔn)確度和精密度高，符合分析測(cè)試的要求。

圖2 樣品加標(biāo)譜圖

圖3 樣品測(cè)試譜圖

表5 加標(biāo)回收和精密度測(cè)試結(jié)果（n=6）

2.6 重復(fù)性測(cè)定

精密量取飲用水樣品500 mL，加入一定量混和標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液,使5種農(nóng)藥的最終濃度為0.1 μg/mL按照1.4平行處理6份水樣，按照1.3儀器參數(shù)設(shè)定好儀器，待儀器基線信號(hào)穩(wěn)定后進(jìn)樣色譜質(zhì)譜系統(tǒng)。計(jì)算6份樣品檢測(cè)結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，具體檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表6。 由表6可以看出：5種有機(jī)磷農(nóng)藥6次重復(fù)性測(cè)定結(jié)果RSD ＜ 5%，表明方法重復(fù)性較好。

2.7 實(shí)際樣品的測(cè)定

抽取本地區(qū)水庫(kù)蓄水5份，農(nóng)田水5份，小河水5份，運(yùn)用本文建立的方法對(duì)5種有機(jī)磷殘留進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果顯示：水庫(kù)水和小河水中5種有機(jī)磷農(nóng)藥均未檢出；農(nóng)田水中有兩份水樣分別檢出馬拉硫磷和內(nèi)吸磷，但結(jié)果均在檢出限以?xún)?nèi)。說(shuō)明本地區(qū)飲用水未受到污染，但是仍要注意預(yù)防農(nóng)田水的污染情況。

表6 重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)束語(yǔ)

本文利用固相萃取技術(shù)，建立全自動(dòng)固相萃取-氣相色譜質(zhì)譜法監(jiān)測(cè)地表水中的5種有機(jī)磷類(lèi)農(nóng)藥殘留量的檢測(cè)方法。文中對(duì)多反應(yīng)監(jiān)測(cè)（MRM）模式相關(guān)質(zhì)譜參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，對(duì)固相萃取柱和萃取溶劑的選擇進(jìn)行了討論。比較了3種固相萃取柱5種有機(jī)磷農(nóng)藥測(cè)定的影響；考察了方法的線性、檢出限、回收率與精密度、重復(fù)性等參數(shù)。結(jié)果表明，該方法線性范圍良好，方法的精密度與重復(fù)性測(cè)試結(jié)果均小于5%，回收率測(cè)試中5種農(nóng)藥的平均回收率均在82.7%～94.8%，該方法靈敏度高、選擇性好、檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確，滿(mǎn)足分析測(cè)試的要求，自動(dòng)化程度高，適用于地表水中有機(jī)磷農(nóng)藥的監(jiān)測(cè)。