氣相色譜質(zhì)譜法檢測水中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褪袌龌盍Φ囊活悘V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，占世界殺菌劑市場總銷售額的1/4。據(jù)統(tǒng)計，甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑增長率每年仍保持在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，從而通過食物鏈影響人類的健康[7-8]，如醚菌酯、肟菌酯等能影響魚類胚胎發(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，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；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價格較高，且對于低沸點(diǎn)的殺菌劑檢測準(zhǔn)確度偏低；試驗(yàn)開發(fā)QuEChERS[15-16]提取-GC-MS/MS法檢測農(nóng)耕水環(huán)境中5種常見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。

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）；臺式高速冷凍離心機(jī)（湖南湘儀）；24位N-EVAP氮吹儀（美國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)測所）；乙腈、正己烷：色譜純（德國默克公司）；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%）；溶劑延遲時間，3.5 min。掃描方式，多反應(yīng)監(jiān)測（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濾，然后經(jīng)0.45 μm濾膜過濾（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，將過濾后的水樣調(diào)至近中性，置于2～8 ℃的冷藏箱中，備用。

提取：量取預(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。濃縮后的殘渣用20 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桑瑲堅谜和槎ㄈ葜? mL。0.2 μm濾膜過濾后轉(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。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液制備

標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液：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甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑有足夠的洗脫能力，又要對水樣中的雜質(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甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑檢測結(jié)果的影響。具體檢測結(jié)果見表1。可以看出，保持其它條件不變，以乙腈作為萃取溶劑時，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，乙腈對水樣中的脂肪、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間；再對母離子進(jìn)行產(chǎn)物離子掃描，得到各自對應(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)藥的保留時間，將待測物對應(yīng)的離子分時段進(jìn)行檢測，通過對碰撞電壓、碰撞時間、離子比率等質(zhì)譜參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化（多反應(yīng)監(jiān)測模式MRM），確保各農(nóng)藥對應(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種待測農(nóng)藥對應(yīng)的化合物的標(biāo)準(zhǔn)色譜圖見圖1，對應(yīng)的質(zhì)譜參數(shù)見表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)藥各自對應(yīng)的定量離子峰面積對質(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，計算3倍信噪比對應(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；每個濃度水平的樣品平行測定6次，測試6次精密度結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差；樣品加標(biāo)回收率、精密度結(jié)果見表4。結(jié)果顯示，在3個加標(biāo)水平下，5種農(nóng)藥的平均回收率范圍為82.6%～103.2%，精密度測試相對標(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5種殺菌劑殘留進(jìn)行檢測。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)藥殘留測試領(lǐng)域的應(yīng)用。對萃取溶劑和凈化條件的選擇進(jìn)行了討論，并對質(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，處理時間較短，選擇氣相色譜質(zhì)譜進(jìn)行測定，定性定量結(jié)果更加準(zhǔn)確、可靠。