于 佩， 甘志永， 徐 蕾

（江蘇省徐州環(huán)境監(jiān)測(cè)中心， 江蘇 徐州 221018）

0 引言

有機(jī)氯農(nóng)藥是殺蟲(chóng)劑中使用最廣泛的一類，它的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，有強(qiáng)脂溶性、吸附性等特質(zhì)，不易分解、殘效期長(zhǎng)，容易在生物體內(nèi)積蓄，能夠傷害人的神經(jīng)和實(shí)質(zhì)臟器，嚴(yán)重危及人體健康[1]。 在環(huán)境中它可以用以下形式擴(kuò)散：溶解、懸浮、揮發(fā)、沉降和滲透等，進(jìn)入水環(huán)境的農(nóng)藥被懸浮物吸附，土壤中的農(nóng)藥也可以通過(guò)滲透進(jìn)入到地下土層， 繼續(xù)污染地下水[2]。雖然我國(guó)早已禁用該農(nóng)藥，但是在某些土壤和水質(zhì)樣品中仍能檢出。 由于持續(xù)性的污染日益受到關(guān)注。

有機(jī)氯農(nóng)藥的物理和化學(xué)性質(zhì)都比較穩(wěn)定，沸點(diǎn)高、水溶性低，屬于低極性物質(zhì)[3]。因此相對(duì)于液液萃取、固相萃取等技術(shù)，固相微萃取利用涂有吸附劑的熔融石英纖維吸附樣品中的有機(jī)污染物而達(dá)到萃取和富集的目的，能夠直接完成取樣、萃取和富集步驟，操作簡(jiǎn)便快速，并且減少有機(jī)溶劑的大量使用，對(duì)于突發(fā)環(huán)境事件， 能夠縮短前處理時(shí)間盡快得到分析結(jié)果[4-7]。有機(jī)物的分析方法已經(jīng)成熟多樣，有機(jī)氯農(nóng)藥主要有氣相色譜法（GC-ECD）、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（GC-MS），液相色譜-質(zhì)譜法（LC-MS），然而這些方法在各自分析中都有一定缺點(diǎn)， 氣相色譜法容易出現(xiàn)假陽(yáng)性，氣質(zhì)聯(lián)用法的靈敏度較低等。氣相色譜-三重四極桿質(zhì)譜儀比單桿質(zhì)譜有更強(qiáng)的特征離子選擇性，痕量檢測(cè)能力大大提高，能有效排除樣品基質(zhì)干擾，采用多重反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式（MRM）定量，有效提高了分析靈敏度，降低了檢出限[8-10]。因此本文綜合了兩者優(yōu)點(diǎn)，開(kāi)發(fā)SPME-GC-QQQ-MS/MS直接測(cè)定水中有機(jī)氯農(nóng)藥，具有萃取效率高、靈敏度高、選擇性好的特點(diǎn)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1．1 儀器設(shè)備、試劑

7890B 氣相色譜，7000C 三重四極桿質(zhì)譜（美國(guó)安捷倫）， 色譜柱：HP-5MS 石英毛細(xì)管柱 （30 m×0．25 mm×0．25 μm，美國(guó)安捷倫）。CTC CombiPAL 自動(dòng)進(jìn)樣器 （瑞士CTC 公司， 含SPME），SPME 裝置（美國(guó)Supelco 公司） 及100 μm 聚二甲基硅氧烷（PDMS）和85 μm 聚丙烯酸酯（PA）萃取頭，20 mL頂空瓶（美國(guó)安捷倫）。 8 種有機(jī)氯標(biāo)準(zhǔn)溶液（100 mg/L， 美國(guó)百靈威公司）。 屈臣氏蒸餾水， 正己烷HPLC 級(jí)。

1．2 實(shí)驗(yàn)條件

色譜柱：HP-5MS， 進(jìn)樣口溫度280 ℃，1 μL 進(jìn)樣，分流比為5 ∶1；色譜柱流速為1．2 mL/min。程序升溫：60 ℃保持2 min， 以8 ℃/min 升溫至180 ℃，保持4 min，以10 ℃/min 升溫至290 ℃。

離子源：采集方式：多重反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式（MRM），溶劑延遲5 min，碰撞氣：N2，淬滅氣：He。EI 離子源，離子化能量70 eV；離子源溫度230 ℃，四級(jí)桿溫度150 ℃，接口溫度280 ℃。

1．3 實(shí)驗(yàn)操作

1．3．1 SPME 操作

設(shè)置自動(dòng)固相微萃取條件：萃取溫度：50 ℃；萃取轉(zhuǎn)速：350 r/min；萃取時(shí)間：40 min。 解吸6 min，溫度280 ℃。 下一次進(jìn)樣前需280 ℃下高溫除殘5 min。必要時(shí)需要空白實(shí)驗(yàn)，避免干擾下一針樣品。在20 mL 頂空瓶中加入10 mL 純水， 加入一定量標(biāo)準(zhǔn)溶液，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 配制50 μg/L 的樣品，用于SPME萃取條件、色譜質(zhì)譜條件優(yōu)化。

1．3．2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

取適量的8 種有機(jī)氯混合標(biāo)準(zhǔn)溶液溶于純水中，配制成2．0，5．0，10．0，20．0，50．0 μg/L 混合標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。以目標(biāo)物定量子離子的峰面積為y 軸，質(zhì)量濃度為x 軸繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，定量方法：外標(biāo)法。

2 結(jié)果與討論

2．1 SPME 條件的選擇

2．1．1 萃取纖維頭的選擇

SPME 涂層的選擇， 對(duì)萃取選擇性和靈敏度是最重要的步驟， 纖維頭的選擇主要根據(jù)分析物的化學(xué)性質(zhì)，由其極性和揮發(fā)性決定，根據(jù)相似相溶原理選擇相同極性的涂層纖維頭。 萃取纖維頭對(duì)萃取量的影響見(jiàn)圖1。 對(duì)比PDMS（100 μm），PA（85 μm）2個(gè)萃取頭對(duì)8 種有機(jī)氯的萃取效果，分別對(duì)50 μg/L的有機(jī)氯混標(biāo)溶液進(jìn)行萃取分析， 實(shí)驗(yàn)表明PDMS的萃取效果明顯優(yōu)于PA。 因此，最終選擇PDMS 涂層（100 μm）的纖維頭進(jìn)行方法的開(kāi)發(fā)。

圖1 萃取纖維頭對(duì)萃取量的影響

2．1．2 萃取溫度的選擇

配制5 份混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（50 μg/L），設(shè)置萃取時(shí)間為40 min， 進(jìn)行30，40，50，60，70 ℃5 組對(duì)比實(shí)驗(yàn)。 萃取溫度對(duì)萃取量的影響見(jiàn)圖2。 對(duì)比5 組譜圖，實(shí)驗(yàn)證明，萃取量隨萃取溫度升高而增加，而50，60，70 ℃的3 幅譜圖，萃取量變化不大，70 ℃的萃取量甚至有所下降。 因此選擇50 ℃為優(yōu)化萃取溫度。

圖2 萃取溫度對(duì)萃取量的影響

2．1．3 萃取時(shí)間和攪拌速度的選擇

根據(jù)分配平衡原理， 萃取量與萃取時(shí)間密切相關(guān)，選擇合理的時(shí)間，使實(shí)驗(yàn)效率最優(yōu)化。 選擇萃取溫度50 ℃，配制5 份混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（50 μg/L），分別進(jìn)行10，20，30，40，50 min 5 組對(duì)比實(shí)驗(yàn)， 對(duì)比萃取量。萃取時(shí)間對(duì)萃取量的影響見(jiàn)圖3。對(duì)于相對(duì)分子量較小的六六六系列萃取較快，只要20 ～30 min。對(duì)于分子量較大的滴滴涕系列，需要時(shí)間較長(zhǎng)，總體上萃取量隨萃取時(shí)間增加而增加， 比較萃取時(shí)間為30，40，50 min 的3 幅譜圖，萃取量變化不大，因此設(shè)定40 min 為萃取時(shí)間。對(duì)比了250，350，400 r/min的攪拌速度，萃取量隨攪拌速度的增加而增加，但是攪拌速度過(guò)快會(huì)損壞萃取頭， 因此選擇儀器默認(rèn)的350 r/min。

圖3 萃取時(shí)間對(duì)萃取量的影響

2．1．4 熱解吸溫度和時(shí)間的選擇

待SPME 萃取頭吸附萃取過(guò)樣品后， 插入進(jìn)樣口，對(duì)待測(cè)物進(jìn)行熱解吸，這一步驟對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果至關(guān)重要。設(shè)置熱解吸溫度280 ℃與進(jìn)樣口溫度一致。分別設(shè)定4，6，8 min 熱解吸時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)， 對(duì)比樣品峰值變化，6 和8 min 的實(shí)驗(yàn)峰面積變化不大， 略高于4 min 的實(shí)驗(yàn)峰面積，為了實(shí)驗(yàn)效率，因此選定熱解吸的時(shí)間為6 min，溫度280 ℃。

2．2 質(zhì)譜條件的選擇

配制質(zhì)量濃度50 μg/L 的有機(jī)氯混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，首先用全掃（Scan）模式掃描，選擇響應(yīng)值最高的離子為前級(jí)離子，確定保留時(shí)間。8 種有機(jī)氯的總離子流圖見(jiàn)圖4。 由圖4 可見(jiàn)，峰形良好、分離度良好。用離子掃描模式對(duì)前級(jí)離子掃描，優(yōu)化碰撞能量，選擇出2 個(gè)豐度最大的離子為特征離子。 豐度最高的為定量離子，第二為定性離子。8 種有機(jī)氯的質(zhì)譜參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 8 種有機(jī)氯的保留時(shí)間、特征離子及其碰撞能量

圖4 8 種有機(jī)氯的總離子流

2．3 標(biāo)準(zhǔn)曲線和實(shí)樣測(cè)試

根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件， 在2．0 ～50．0 μg/L 的線性范圍內(nèi)， 該方法對(duì)水中8 種有機(jī)氯所得的回歸方程均具有較好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)R 值均在0．995 以上。根據(jù)檢出限MLD=t（n-1，0．99）S，S 為n 次平行測(cè)定的RSD，n=7 時(shí)取t=3．143，計(jì)算檢出限，檢出限為1．9 ～3．9 μg/L。

對(duì)3 份自來(lái)水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，8 種有機(jī)氯均未檢出；選取1 號(hào)水樣，配制加標(biāo)質(zhì)量濃度為20．0 μg/L 的加標(biāo)水樣，進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，平行測(cè)定6 次。 該方法的回收率為79．2%～112．8%，6 次平行測(cè)定的RSD為6．9%～10．9%。其準(zhǔn)確度和精密度均滿足要求。方法的標(biāo)準(zhǔn)曲線、相關(guān)系數(shù)、檢出限、準(zhǔn)確度及精密度見(jiàn)表2。

表2 方法的標(biāo)準(zhǔn)曲線、相關(guān)系數(shù)、檢出限、準(zhǔn)確度及精密度

3 小結(jié)

（1）建立了固相微萃取和氣相色譜-三重四極桿質(zhì)譜直接測(cè)定8 種有機(jī)氯的方法， 固相微萃取快速無(wú)污染，三重四極桿質(zhì)譜具有更高的靈敏度，更強(qiáng)的選擇性，可以減少集體的干擾。

（2）該方法可以直接用于實(shí)際水樣的測(cè)定，減少前處理時(shí)間，減少有機(jī)溶劑的使用，綠色高效，能滿足飲用水中痕量有機(jī)氯的檢測(cè)要求。