王霄 馬清書 李宗坪 王蘭 宋長遠 王研
乙草胺是一類氯乙酰苯胺類除草劑(化學結構如圖1所示),由美國孟山都公司于1971年開發(fā),被廣泛應用于闊葉雜草和禾本科雜草。由于除草效果良好,幾十年間乙草胺的使用面積不斷擴大,自20世紀70年代開始年使用量就超過10000t,目前仍是我國生產量和使用量最多的除草劑之一。但是乙草胺在農業(yè)生產使用過程中只有不足20%發(fā)揮除草活性,剩余的80%會殘留在植物葉片、根莖或土壤中,并隨著降雨過程和地表徑流遷移到地表水、地下水,進而隨著水循環(huán)遷移到各個環(huán)境介質中。已有研究表明,松花江一帶的沉積物中乙草胺含量可達0.47-11.76 ?μg/kg、土壤中含量可達0.03-709.37μg/kg,淮河流域的沉積物中乙草胺含量高達3900-6600μg/kg。
乙草胺的較大環(huán)境存量會對人體健康及生態(tài)環(huán)境造成危害。毒理學研究表明,存在于環(huán)境中的乙草胺能夠引起人體的生殖系統、循環(huán)系統以及內分泌系統的毒性效應。一項針對鯉魚、白鰱和虹鱒等水產品的研究發(fā)現,這些生物體內已殘留乙草胺,說明該種農藥可以通過生物鏈的富集作用產生生態(tài)毒性。同時,乙草胺的廣泛使用和環(huán)境遷移已經對飲用水安全造成威脅,2020年國家衛(wèi)生健康委員會對《生活飲用水衛(wèi)生標準》(20201948-Q-361)進行了修訂,在飲用水標準中增加了乙草胺的檢驗項目。
目前針對乙草胺的檢測方法較為復雜,主要表現在萃取及富集等繁瑣的前處理過程,相應的前處理技術包括液液微萃取、固相萃取、固相膜萃取等,處理時間長,操作難度大,不利于實際的檢測需要。為此,本文建立了過聚醚砜PES濾膜的前處理方式,運用液相色譜質譜聯用法直接測定飲用水中的乙草胺。結果發(fā)現,在0.5-50μg/L的線性范圍內,測得的乙草胺相關系數達到0.9990,說明該檢測方法線性良好;該方法的檢出限為1.10μg/L,也低于國標方法提供的4.74μg/L。實驗證明,本文構建的飲用水中乙草胺的高效液相色譜質譜聯用測定方法,不僅簡化了操作流程,大大減少了操作時間,檢測結果也很準確,非常適用于日常飲用水的檢測工作。
一、材料與方法
1.儀器與試劑。液相色譜質譜聯用儀,規(guī)格型號:API3200,儀器出廠編號:AA29381405;乙草胺標準品,濃度為1000mg/L,農業(yè)農村部環(huán)境保護科研檢測所;甲醇,長春金泰;聚醚砜PES濾膜,0.22μm,φ13mm,天津津騰公司。
2.色譜條件。色譜柱是kinetex 2.6u C18 100A(New Column 100mm×2.1mm),柱溫為40℃,進樣量為10μL,流速為0.4mL/min,流動相A為純水,流動相B為甲醇,梯度洗脫程序如表1所示。
3.質譜條件。離子源:電噴霧離子源(ESI+);電離源極性:正模式;離子噴霧電壓:5500V;掃描方式:多反應離子檢測(MRM)。表2為乙草胺的MRM參數。
4.標準溶液的配制。(1)吸取乙草胺標準溶液0.1mL至100mL容量瓶中,用純水稀釋并定容至刻度,混合均勻,配制成濃度為0.1mg/L的標準使用液。(2)分別吸取標準使用液0.05mL、0.10mL、0.20mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、5.00mL至10mL容量瓶中,用丙酮稀釋并定容至刻度,配制成濃度分別為0.5μg/L、1.0μg/L、2.0μg/L、5.0μg/L、10.0μg/L、20.0μg/L、50.0μg/L的標準系列。
5.水樣前處理。水樣中的乙草胺過聚醚砜PES濾膜后,直接經液相色譜質譜聯用儀檢測,外標法定量。
二、結果與討論
1.色譜及質譜條件的優(yōu)化。將乙草胺標準使用液注入儀器中,在ESI正離子模式下對母離子進行全掃描,調節(jié)母離子m/z至270.2并使得該信號穩(wěn)定,然后經過碰撞得到豐度最高、干擾最小的子離子,分別為270.2>224.3和270.2>148.3,其中224.3為定量離子,148.3為定性離子。在該方法條件下,乙草胺的保留時間為1.07min,其特征離子色譜圖如圖2所示。
2.線性范圍、回歸方程。為了精準測定樣品中目標化學品的濃度,本實驗首先進行了標準曲線的測定,用以擬合回歸方程、相關系數。運用高效液相色譜-質譜聯用儀對標準序列進行測定,以目標化合物濃度為橫坐標,以相應的峰面積為縱坐標,在0.5-50μg/L的線性范圍內擬合線性回歸方程及相關系數,結果如表3所示。
3.方法檢出限、測定下限。按照《環(huán)境監(jiān)測分析方法標準制訂技術導則》HJ168-2020,以7組平行樣品的平行實驗進行檢出限、測定下限的測定,結果如表4所示,乙草胺的檢出限(MDL)為1.10μg/L,測定下限為4.40μg/L(以4倍的檢出限作為該方法的測定下限)。相關計算公式如下所示:
MDL=T(VA+VB,0.99)×SP=2.681×0.41≈1.10μg/L
在上述公式中,VA是方差較大批次的自由度nA-1,VB是方差較小批次的自由度nB-1,SP是組合標準偏差,T是自由度為VA+VB、置信度為99%時的t分布。
4.方法精密度、準確度實驗。為了驗證方法的精密度和準確度,對10μg/L、20μg/L和30μg/L這3個不同濃度的乙草胺標準樣品進行測定,同時也對實驗樣品進行測定。分別選取原料水、成品水及生活水進行加標回收的測試,加標量控制在7μg/L,在同等條件下進行6次處理,通過統計計算得出精密度數據,結果詳見表5。在該實驗條件下,標準物質精密度(RSD)的范圍為-0.64%--6.2%,試樣精密度(RSD)范圍為5.4%-7.4%,樣品的加標回收范圍為92.5%-105%,證明該方法精密可靠。
本研究對乙草胺的檢測方法進行了驗證,系統性地對檢出限、測定下限、精密度與準確度進行了考察,在0.5-50μg/L的線性范圍內,測得的乙草胺的相關系數達到0.9990,線性良好,檢出限為1.10μg/L,檢測下限為4.40μg/L,標準偏差為4.1%-4.6%,標準物質精密度(RSD)的范圍為-0.64%--6.2%,加標回收范圍為92.5%-105%,最終結果表明各性能指標均達到標準檢測方法要求。
作者簡介:王霄(1990-),女,實驗員,研究方向為理化檢驗。