超高效液相色譜-質譜法檢測水中微量馬拉硫磷

趙萬里(煙臺大學土木工程學院，山東 煙臺 264005)

0 引言

馬拉硫磷是(Malathion)是我國乃至世界目前主要生產銷售的有機磷農藥(OPPs)之一，屬于低毒性有機磷殺蟲劑，具有良好的觸殺，胃毒和熏蒸作用[1]。US EPA統計數據顯示，馬拉硫磷每年的使用量約為1.36萬t[2]，由于其用量大，且具有水溶性強的特性，所以其易隨降水、淋溶、徑流、滲透等作用由土壤遷移至水體中，導致天然水體中的馬拉硫磷檢出率較高[3]。2017年，世界衛生組織國際癌癥研究機構發布的致癌物清單中，馬拉硫磷位列2A類致癌物，并且對心臟、腎臟等脊椎動物器官有特異性毒性[4]。GB 3838—2002《地表水環境質量標準》中集中式生活飲用水地表水水源地特定項目標準和GB 5749—2006《生活飲用水衛生標準》水質非常規標準分別規定，Malathion濃度不得超過0.05 mg/L和 0.25 mg/L，而有機磷農藥在混凝—沉淀—過濾工藝的常規水處理工藝中的去除效率通常不足20%[5]，水體中殘余的微量馬拉硫磷農藥的含量檢測需引起人們的重視。

水中馬拉硫磷的測定多采用高效液相色譜法、氣相色譜法和氣相色譜-質譜法等，因其在地表水中以痕量、微量存在，在測定前需進行富集前處理[6]。地表水中農藥的測定一般通過吹掃捕集法、固相萃取法、液液萃取法等方法進行樣品前處理，其中液液萃取法處理操作繁瑣，有機試劑用量大。因此，急需一種精準高效且快速的馬拉硫磷檢測法來完成對水中微量馬拉硫磷的檢測。

本研究目的建立一種基于超高效液相-質譜聯用儀(UPLCMS/MS)的微量馬拉硫磷檢測方法。與傳統的高效液相色譜(HPLC)相比，UPLC的速度、靈敏度和分離度是HPLC的9倍、3倍和1.7倍，具有精確高效快速的特點，可以達到檢測水體中微量痕量馬拉硫磷的要求。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

主要藥劑：馬拉硫磷(Malathion)，產自AccuStandard，純度≥97.9%，制備成100 mg/L標準貯備液備用；甲醇(Methanol)，產自J&K，HPLC級，純度≥99.9%；乙腈(Acetonitrile)，產自J&K，HPLC級，純度≥99.9%。

主要儀器：超高效液相色譜-電噴霧-三重四極桿質譜聯用儀(UPLC-MS/MS，Waters美國)，MS型號為TQD，采用ACQUITYTM UPLC BEN C8色譜柱(2.1 mm×50 mm×1.7 μm)；氮氣發生器(Peak氣體)，制備純度≥99.9%。

1.2 儀器工作參數

質譜條件：采用電噴霧離子源(ESI+)；多反應監測(MRM)模式；碰撞氣為氬氣；脫溶劑氣為氮氣；離子源溫度120 ℃；脫溶劑氣溫度350 ℃；脫溶劑氣流量300 L/h；錐孔氣流量50 L/h。

色譜條件：流動相為甲醇和超純水；柱溫：35 ℃；樣品室溫度：20 ℃；多元泵總流量為0.2 mL/min。

2 結果與分析

2.1 參數優化

質譜參數優化：通過MS Scan模式確定母離子質荷比為330.96；通過MS/MS模式調整碰撞能量，獲得三個特征子離子參數如表1所示。當毛細管電壓為2.70 kV，錐孔電壓為17.00 V時峰面積信號值強，靈敏度高。

表1 質譜MRM檢測方式參數

色譜參數優化：通過改變流動相的比例及各時段A、B兩相梯度關系，最終確定如表2的液相色譜流動相參數，使出峰時間保持在甲醇比例增長的時間段內，且初始比例設為60%甲醇40%水時可以使出峰時間適中，峰型對稱，檢測時間為6.5 min，簡潔快速。

表2 液相色譜流動相參數

2.2 標準曲線

將100 mg/L標準貯備液配置成0.1 μg/L、1 μg/L、5 μg/L、10 μg/L、30 μg/L、50 μg/L、70 μg/L、100 μg/L的標準試劑，其中以標準液濃度為x軸，峰面積為y軸，分別測定各濃度對應峰面積繪制標準曲線，得到曲線如圖1所示。結果表明，在0.100～150.000 μg/L范圍內，馬拉硫磷的方法響應值與質量濃度線性良好，標準曲線方程為：y=593.05x+773.6，相關系數R2為0.9951，該方法線性良好。

圖1 標準曲線

2.3 精密度驗證

為檢驗方法的精密度，配置10 μg/L、50 μg/L、100 μg/L的低、中、高三個代表性濃度分別進行日內與日間的標準回收測定。在一日內將10 μg/L、50 μg/L、100 μg/L濃度3個標準液連續測定5次完成日內標準回收。如表3所示，三個標準品日內相對標準偏差RSD在0.5%～3.12%之間。在連續的五日內將10 μg/L、50 μg/L、100 μg/L濃度3個標準液每日測定完成日內標準回收。如表4所示，三個標準品日間相對標準偏差RSD在2.41%～6.09%之間。日內日間加標回收率及相對標準偏差RSD都小于10%，標準回收表現良好，該方法準確精度高。

表3 日內標準回收率及RSD

表4 日間標準回收率及RSD

2.4 檢出限與定量限

以3倍信噪比(S/N)作為檢出限，以10倍信噪比(S/N)作為定量限。以0.1 μg/L的標準液為信噪比測定樣本連續測定3次，信噪比模式為PTP，測量并計算的該方法檢出限為0.028 μg/L，定量限為0.091 μg/L。本方法遠低于GB 3838—2002《地表水環境質量標準》與GB 5749—2006《生活飲用水衛生標準》規定的0.05 mg/L和0.25 mg/L限值。本方法檢出限與定量限低，適合測定馬拉硫磷微量與痕量污染的水體。

2.5 實際樣品分析

2020年11月2號，采用本方法檢測山東省煙臺市煙臺大學三元湖湖水，峰面積低于檢出限，未在湖水中檢測出馬拉硫磷。

3 結語

通過進行質譜與液相色譜參數的優化和精密度試驗驗證，建立了一種簡單快速且高效的水體中微量痕量的馬拉硫磷檢測方法。該方法具有在0.100～150.000 μg/L范圍內，馬拉硫磷的方法響應值與質量濃度線性良好檢測精準，精確性高，檢出限與定量限低且簡便快速的特點，適用于馬拉硫磷痕量微量污染的水體。