全自動固相萃取-高效液相色譜-串聯質譜法測定耕地周邊地表水中6種嘧啶類殺菌劑的殘留量

倪 潔,孫志洪,毛 娜

(1.河北省衡水生態環境監測中心,衡水 053000;2.河北省滄州生態環境監測中心,滄州 061000;3.滄州市生態環境保護科學研究院,滄州 061000)

嘧啶類殺菌劑是指含有嘧啶環的一類農藥,其作為一種新型內吸性殺菌劑,具有低毒、高效、殘留少、殺菌廣譜等優點,與三唑類、嗎啉類等殺菌劑無交互抗性,并且對敏感性、抗性病原菌具有優異的活性,兼具治療和保護效果,尤其對灰葡萄孢產生的各種病菌具有較好的防治效果[1-3]。我國是農藥生產和使用大國,嘧啶類殺菌劑使用極為廣泛。據統計,嘧啶類殺菌劑在噴灑等施用過程中,僅20%～40%起到實際殺菌作用,而大部分殺菌劑會落入土壤、葉片、空氣等介質中,隨著大氣、水循環等的作用,最終進入到水系統中,尤其在耕地周邊地表水中有較大的殘留風險[4-6]。因此,加強對耕地周邊地表水中嘧啶類殺菌劑殘留的監測,可以有效地監控本地嘧啶類殺菌劑的使用情況,從而保護農產品、環境等的安全[7]。

文獻[8]采用氣相色譜-質譜法檢測土壤中嘧菌環胺、乙嘧酚、嘧螨酯和嘧霉胺等4種嘧啶類殺菌劑殘留;文獻[9]采用QuEChERS-氣相色譜-串聯質譜法測定農田土壤中嘧菌環胺、嘧霉胺、嘧菌腙等3種嘧啶類殺菌劑的殘留量。但是,上述方法的檢測靈敏度較差,研究的嘧啶類殺菌劑種類較少,且研究對象均為土壤?，F階段關于地表水中的殺菌劑殘留檢測的研究報道較少,且研究的嘧啶類殺菌劑種類和數量偏少。因此,本工作提出了全自動固相萃取-高效液相色譜-串聯質譜法測定耕地周邊地表水中乙嘧酚、嘧菌環胺、氟嘧菌胺、嘧菌腙、嘧霉胺、氯苯嘧啶醇等6種嘧啶類殺菌劑殘留量的方法。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

LC-30A型液相色譜儀;LCMS-8030型三重四極桿串聯質譜儀;Qdaura SPE-40型全自動固相萃取儀;ME 203E型電子天平;L-148型水浴氮吹儀;Milli-plus 2150型超純水系統;HLB固相萃取柱(500 mg/12 mL)。

乙嘧酚標準溶液：編號為1ST21158-100M,質量濃度為100 μg·mL-1,溶劑為乙腈。

嘧菌環胺標準溶液：編號為BWN5268-2016,質量濃度為100 μg·mL-1,溶劑為甲醇。

氟嘧菌胺標準溶液：編號為GBW(E)083777,質量濃度為100 μg·mL-1,溶劑為乙腈。

嘧菌腙標準溶液：編號為BWN5574-2016,質量濃度為100 μg·mL-1,溶劑為乙腈。

嘧霉胺標準溶液：編號為BWG083211-100,質量濃度為100 μg·mL-1,溶劑為甲醇。

氯苯嘧啶醇標準溶液：編號為BWN5382-2016,質量濃度為100 μg·mL-1,溶劑為甲醇。

單標準儲備溶液：分別取1.0 mL上述標準溶液,用甲醇稀釋并定容至10 mL,搖勻,配制成6種殺菌劑質量濃度均為10.00 μg·mL-1的單標準儲備溶液。

甲醇、乙腈為色譜純;甲酸為分析純;試驗用水為超純水。

1.2 儀器工作條件

1.2.1 色譜條件

Shimadzu Venusil MP C18色譜柱(50 mm × 2.1 mm, 3.0 μm);柱溫30 ℃;流動相A為0.1%(體積分數)甲酸溶液,B為甲醇;流量0.25 mL·min-1;進樣體積10 μL;梯度洗脫程序見表1。

1.2.2 質譜條件

電噴霧離子(ESI)源,正離子(ESI+)模式;離子源溫度450 ℃;噴霧電壓5 500 V;離子傳輸管溫度450 ℃;氣簾氣壓力137.9 kPa;輔助氣壓力413.7 kPa;碰撞氣為氮氣;多反應監測(MRM)模式;其他質譜參數見表2,其中“*”代表定量離子。

表2 質譜參數

1.3 試驗方法

隨機采集耕地周邊地表水樣品,去除肉眼可見異物,用15 μm濾紙過濾,棄去初濾液,將續濾液置于棕色量瓶中,冷藏儲存。分取上述預處理后的地表水樣品500 mL,用0.01 mol·L-1的氫氧化鈉溶液或鹽酸溶液調節水樣酸度至pH (7.00±0.05)。分別用12 mL水、12 mL乙腈和12 mL三氯甲烷活化HLB固相萃取柱,活化完畢后,將上述水樣以18 mL·min-1流量過柱,最后用15 mL體積比1…1的甲醇-乙腈混合溶液洗脫,收集洗脫液,于45 ℃水浴氮吹至近干,加入1 mL甲醇復溶,渦旋混勻,按照儀器工作條件進行測定。

2 結果與討論

2.1 質譜條件的選擇

取1.0 mL乙嘧酚單標準儲備溶液,置于100 mL棕色量瓶中,用乙腈定容,混勻;分取10 μL注入液相色譜-質譜聯用儀,設置質譜采集模式為Q1 SCAN(全掃描),得到乙嘧酚母離子m/z;再將質譜采集模式設置為production SCAN(產物離子掃描),得到乙嘧酚母離子對應的子離子m/z,選擇響應較高的1個子離子作為定量離子,另選1個子離子作為定性離子,通過優化碰撞電壓和去簇電壓,建立乙嘧酚的MRM方法。同法建立嘧菌環胺、氟嘧菌胺、嘧菌腙、嘧霉胺、氯苯嘧啶醇的MRM方法。優化后的質譜參數見表2。

2.2 色譜行為

6種殺菌劑的典型色譜圖見圖1。

1-乙嘧酚;2-嘧菌環胺;3-氟嘧菌胺;4-嘧菌腙;5-嘧霉胺;6-氯苯嘧啶醇圖1 典型色譜圖Fig.1 Typical chromatogram

2.3 提取方法的選擇

耕地周邊地表水樣品較為復雜,基質中含有較多的有機質和無機質,因此需要對耕地周邊地表水樣品進行前處理,以消除基質對待測物的干擾,提高檢測準確度和靈敏度。試驗分別采用地表水樣品中提取殺菌劑的常用方法液液萃取法[10]、固相萃取法[11]和凝膠凈化色譜法[12]對乙嘧酚、嘧菌環胺、氟嘧菌胺、嘧菌腙、嘧霉胺、氯苯嘧啶醇加標量均為0.10 μg·mL-1的空白加標樣品進行提取,結果見表3。

表3 提取方法對目標物回收率的影響

由表3可知,固相萃取法得到的6種目標物回收率均較大。并且該方法試劑用量少,提取快速,環境污染小,因此試驗選擇采用固相萃取法進行提取。

2.4 固相萃取柱的選擇

固相萃取法是基于液-固相色譜理論,通過選擇性吸附、洗脫的方式對待測物進行富集、凈化的物理萃取過程。萃取過程中固定相種類的選擇至關重要,它是檢測結果準確度的關鍵影響因素。根據填料的不同,經常使用的固相萃取柱有以C18為代表的硅膠填料柱(C18固相萃取柱),以弗羅里硅土(Florisil)為代表的無機填料柱(Florisil固相萃取柱)以及以HLB為代表的有機填料柱(HLB固相萃取柱)。保持其他條件不變,考察了以上3種固相萃取柱對乙嘧酚、嘧菌環胺、氟嘧菌胺、嘧菌腙、嘧霉胺、氯苯嘧啶醇加標量均為0.10 μg·mL-1的空白加標樣品回收率的影響,結果見表4。

表4 固相萃取柱對目標物回收率的影響

由表4可知：采用C18固相萃取柱和Florisil固相萃取柱時,6種殺菌劑的回收率普遍偏低;采用HLB固相萃取柱時,6種殺菌劑的回收率均較好。因此,試驗選擇HLB固相萃取柱作為富集、凈化柱。

2.5 基質效應

耕地周邊地表水中除待測物以外的其他組分可能會對待測物響應值產生影響,因此對基質效應(ME)進行了考察。通過測定6種嘧啶類殺菌劑在基質匹配標準溶液中工作曲線的斜率(k1)與其在純溶劑甲醇標準溶液中標準曲線的斜率(k2),按照(k1-k2)/k2×100%計算ME值,結果見表5。

表5 基質效應

由表5可知,6種目標物的ME絕對值均不大于10.00%,表明ME影響較小。因此,試驗選擇以甲醇配制的混合標準溶液繪制標準曲線。

2.6 標準曲線和檢出限

取適量的乙嘧酚、嘧菌環胺、氟嘧菌胺、嘧菌腙、嘧霉胺、氯苯嘧啶醇單標準儲備溶液,用甲醇逐級稀釋,配制成質量濃度為0.01,0.05,0.10,0.50,1.00,5.00 μg·mL-1的混合標準溶液系列,按照儀器工作條件進行測定。以目標物的質量濃度為橫坐標,質譜響應值為縱坐標進行線性回歸。結果顯示：6種殺菌劑標準曲線的線性范圍均為0.01～5.00 μg·mL-1,線性回歸方程及相關系數見表6。

表6 線性回歸方程、相關系數和檢出限

以3倍信噪比(S/N)計算檢出限(3S/N),結果見表6。

2.7 精密度和回收試驗

隨機采集耕地周邊地表水樣品(未檢出目標物),按照試驗方法進行預處理后,分取水樣500 mL,共取5份,分別加入適量的單標準儲備溶液,配制成6種目標物加標量為0.01,0.25,5.00 μg·mL-1的空白加標樣品溶液,按照試驗方法進行測定,計算回收率和測定值的相對標準偏差(RSD),結果見表7。

表7 精密度和回收試驗結果(n=5)

2.8 重復性試驗

隨機采集耕地周邊地表水樣品,按照試驗方法進行預處理后,分取500 mL,共取6份,分別加入適量的單標準儲備溶液,配制成6種目標物加標量均為0.10 μg·mL-1的重復性測試溶液,按照試驗方法進行測定,計算測定值的RSD。結果顯示：乙嘧酚、嘧菌環胺、氟嘧菌胺、嘧菌腙、嘧霉胺、氯苯嘧啶醇測定值的RSD分別為1.9%,2.1%,2.4%,2.3%,2.9%,2.7%,表明該方法重復性良好。

2.9 樣品分析

隨機采集5份耕地周邊地表水樣品(水樣1#～5#),按照試驗方法進行分析,結果見表8。

表8 樣品分析結果

本工作以耕地周邊地表水樣品為研究對象,提出了采用全自動固相萃取儀富集、凈化耕地周邊地表水中乙嘧酚、嘧菌環胺、氟嘧菌胺、嘧菌腙、嘧霉胺、氯苯嘧啶醇等6種嘧啶類殺菌劑,以高效液相色譜-串聯質譜法定性、定量的方法。結果表明,該方法快速、準確、重復性好,適用于耕地周邊地表水樣品中嘧啶類殺菌劑殘留的檢測,為地表水中農藥的監測提供了方法參考。