超高效液相色譜－串聯質譜法快速測定地表水中20種氨基甲酸酯類農藥殘留

張 明，唐訪良，徐建芬，陳 峰，范曉開，吳志旭

（1.杭州市環境監測中心站，浙江 杭州 310007；2.淳安縣環境保護監測站，浙江 杭州 311700）

氨基甲酸酯類農藥具有分解快、殘留期短、高效、選擇性強等特點，而且原料易得，合成簡單，成為繼有機磷、有機氯農藥后廣泛使用的殺蟲劑[1－2]。此類殺蟲劑進入體內可抑制乙酰膽堿酯酶，造成急性中毒[3－4]。氨基甲酸酯類農藥殘留由于地表徑流、大氣干濕沉降等環境遷移行為進入地表水體，勢必造成水環境及水產動物的污染，進而通過飲水或食物鏈直接或間接影響人體健康。因此，氨基甲酸酯類農藥在水中的殘留問題引起人們廣泛的關注。

我國地表水環境質量標準[5]中，氨基甲酸酯農藥中最典型的甲萘威為集中式生活飲用地表水源地80個特定項目之一，其標準限值為50 μg/L。生活飲用水衛生標準[6]中規定克百威（呋喃丹）的限值為7μg/L。目前關于氨基甲酸酯類農藥殘留檢測的研究已有大量文獻報道[7－19]以及相關標準[20]，但是這些方法，特別是針對地表水中氨基甲酸酯類農藥殘留檢測的方法尚存以下問題[10，12，14，18]：由于方法檢出限不能滿足相關要求，需要較復雜的前處理技術富集樣品；檢測農藥品種單一，適用范圍窄。因此，為了更準確的定性和定量分析水中種類繁多的氨基甲酸酯類農藥殘留，需要有更加高效準確、快速靈敏的多組分同時監測的分析方法。

本工作以目前使用最為廣泛的20種氨基甲酸酯類農藥作為待測目標化合物，利用超高效液相色譜－串聯四極桿質譜聯用技術，建立地表水中該類農藥殘留的快速檢測方法。

1 試驗部分

1.1 主要儀器與裝置

超高效液相色譜－串聯四極桿質譜儀（UPLC－Xevo TQMS：美國Waters公司產品，配有電噴霧離子源（ESI）及Masslynx 4.1數據處理系統）；超純水機：Milli－Q Advantage A10，美國密理博公司產品；移液槍：1mL，法國吉爾森公司產品。

1.2 主要材料與試劑

甲醇：色譜純，德國 Merck公司產品；乙酸銨：色譜純，美國TEDIA公司產品；氨基甲酸酯農藥標準品（S－22828－01，100mg/L）：美國 Accu Standard公司產品。

1.3 標準溶液配制

取適量氨基甲酸酯農藥標準品，用甲醇稀釋并定容，配制成1mg/L標準儲備液。用50%甲醇水溶液分別將其稀釋成相應的標準工作溶液。因氨基甲酸酯類化合物易降解，標準溶液及標準儲備液需在－20℃條件下冷凍保存，標準工作溶液現用現配。

1.4 試驗條件

1.4.1 色譜條件 色譜柱：Waters Acquity UPLC BEH C18（1.7μm，2.1mm×50mm）柱；流動相：5mM乙酸銨水溶液（A）和甲醇（B）；梯度洗脫程序：0～0.5min、40%B，0.5～5.0 min、40%～80%B，5.0～6.5min、80%～90%B，6.5～7.0min、40%B；柱溫45℃；流速0.4 mL/min；進樣量5μL。分析流程用時7.5min。

1.4.2 質譜條件 電噴霧電離源（ESI）；正離子掃描；多反應監測（MRM）模式；毛細管電壓：3.5kV；離子源溫度：150℃；脫溶劑溫度：500℃；脫溶劑氣流量（氮氣）：800L/h；錐孔氣流量（氮氣）：30L/h；碰撞氣流量（氬氣）：0.15mL/min。在分析過程中，以離子對（母離子和兩個子離子）信息比較和保留時間進行定性分析；以母離子和響應高的子離子通道進行定量分析。

1.5 實際樣品采集和分析

選取合適的采樣日期，確保地表水樣品采集前2天未下大雨。對于水庫水，采樣點位于水庫中間；對于河流水，采樣點位于河流中垂線上。水樣采集后置于棕色玻璃瓶中，錫箔紙包裹后用冰塊保存，當天送回實驗室，24h之內完成儀器分析。

2 結果與討論

2.1 色譜條件和質譜條件的選擇

超高效液相色譜中流動相的選擇對目標物離子化效率具有非常顯著的影響。綜合文獻報道以及試驗結果，選擇甲醇/水作為流動相體系。在流動相中加入緩沖鹽調節系統的pH值，增加氨基甲酸酯在色譜柱上的保留并改善峰形，本試驗比較了添加不同緩沖鹽（甲酸、乙酸、甲酸銨、乙酸銨）條件下，目標物的離子化效率以及色譜峰形。試驗中發現，選用5mM乙酸銨作為緩沖鹽，目標物的離子化效率佳，色譜峰形對稱且無拖尾。20種氨基甲酸酯類農藥混合標準溶液進樣分析，甲醇起始濃度為40%，最終濃度為90%，運行7.5min，梯度洗脫，通過調節在不同分析時間里流動相的配比，20種目標化合物分離良好，混合標準溶液（10μg/L）的 MRM離子流圖示于圖1。

根據氨基甲酸酯類化合物的結構特征，選擇正離子模式。采用流動注射泵進樣，分別對20種標準溶液（濃度為100μg/L）進行一級質譜掃描，確定各種氨基甲酸酯的準分子離子峰，并分別優化其錐孔電壓。然后分別以其準分子離子為母離子，通過氬氣碰撞產生碎片離子進行二級質譜掃描，同時優化碰撞能量，選擇豐度較高的2種碎片離子作為定量與定性特征離子。為了保證每種化合物的靈敏度，采用分時段分別監測的方法。通過試驗優化，20種氨基甲酸酯類農藥的定性與定量特征離子及優化的質譜參數列于表1。

2.2 標準曲線和檢出限

用50%甲醇水溶液配制氨基甲酸酯標準溶液，濃度系列為0.10、0.50、1.0、10、50、100μg/L，進樣5μL檢測。以目標組分響應值y對相應的質量濃度x繪制標準曲線。目標化合物的質量濃度在0.10～100μg/L范圍內線性關系良好，相關系數r在0.995 6～0.999 7之間。以3倍信噪比（S/N＝3）和10倍信噪比（S/N＝10）確定方法的最低檢出限和定量限，結果列于表2。結果表明，該方法的檢出限遠低于我國相關標準[5－6]中該類化合物的控制標準，能滿足直接進樣測定地表水樣品中氨基甲酸酯類農藥殘留的要求。

2.3 回收率和精密度

選用不含20種待測組分的地表水樣品，分別添加3個濃度水平（0.50、10和50μg/L）的混合標準溶液，按照上述方法進行前處理，每個水平平行測定6次，考察方法的回收率和精密度，結果列于表3。高、中、低3個添加水平的回收率多在72.2%～117%之間，相對標準偏差在1.82%～14.2%之間，說明該方法有較好的回收率且具有較高的精密度，適合實際樣品的檢測分析。

圖1 20種氨基甲酸酯的MRM圖Fig.1 MRM of 20carbamates

2.4 實際樣品檢測

2011年1～12月，按照上述方法，對杭州市集中式生活飲用水水源地8個取水點水質進行每月一次的監測，所有樣品均未檢出氨基甲酸酯類農藥殘留。另外分別于平水期（2011年4月）、豐水期（2011年7月）和枯水期（2011年10月）在千島湖布點采樣對湖水中氨基甲酸酯含量進行監測，也未檢出氨基甲酸酯類化合物。

表1 20種氨基甲酸酯類農藥的保留時間和優化的質譜分析參數Table 1 UPLC retention time and optimized MS/MS parameters for 20kinds of carbamates

表2 20種化合物的線性關系、相關系數和檢出限Table 2 Linear range，correlation coefficient and limits of detection of 20compounds

表3 方法的回收率和精密度（n＝6）Table 3 Test of recoveries and precision（n＝6）

3 結 論

本研究建立的超高效液相色譜－串聯質譜同時檢測地表水中20種氨基甲酸酯類農藥殘留的方法，選擇性好、靈敏度高，線性關系、回收率和重現性等方法學指標較好。與原有的檢測方法相比，方法的靈敏度大大提高，無需前處理程序直接進樣檢測即可滿足相關法規對地表水中氨基甲酸酯類農藥殘留的控制標準要求，避免了繁冗的前處理程序，降低了實驗人員因前處理過程中使用強毒性溶劑所面臨的健康威脅。特別是檢測范圍廣、分析時間短，僅用時7.5min即能同時檢測水中的20種氨基甲酸酯，是一種高效、快速的適于實際水樣中氨基甲酸酯類農藥殘留檢測分析的方法。在杭州市集中式生活飲用水水源地及千島湖水質監測中，成功應用本方法對來自各個點位的水樣進行了分析測定。結果顯示，杭州市集中式生活飲用水水源地及千島湖的水中，未檢出氨基甲酸酯類農藥。

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