我国是世界上使用和生产农药最多的国家,由于大部分农药毒性高,化学稳定性好,难降解,因而易在环境中和生物体内富集,且许多农药具有致癌、干扰生物体内分泌系统和致突变等作用。莠去津、灭草松和呋喃丹是应用较为广泛的3种杀菌剂农药,莠去津常用于防治蚊虫、苍蝇、臭虫等害虫;灭草松主要用于水稻、大豆、花生等农作物;呋喃丹对鸟类危害极大,受呋喃丹中毒致死的鸟类被其它动物误食后,可引起二次中毒致死因此加强对地表水中莠去津、灭草松和呋喃丹3类杀菌剂的检测具有重要意义。
地表水中杀菌剂的检测方法主要有气相色谱法、液相色谱法、液相色谱–质谱法和气相色谱–质谱法等。气相色谱法和液相色谱法灵敏度偏低,易出现假阳性结果,不适用于地表水中微量杀菌剂残留的检测;液相色谱–质谱法直接进样时检出限偏高,不适用于地表水中极微量的农残检测,且液相色谱–质谱仪价格较高,不利于推广应用。笔者采用全自动固相萃取仪对地表水样品进行富集,建立了固相萃取–气相色谱–质谱法测定地表水中莠去津、灭草松和呋喃丹的残留量。该方法操作简单,灵敏度高,重复性好,适用于地表水中微量杀菌剂残留的检测。
1实验部分
1.1主要仪器与试剂
气相色谱仪:2010plus型,日本岛津科技有限公司;
三重四级杆质谱仪:QP2010Ultra型,日本岛津科技有限公司;
全自动盘式固相萃取仪:SPE–DEX4790型,美国horizon公司;
毛细管色谱柱:DB–5MS(30m×0.25mm,0.25μm),美国安捷伦科技有限公司;
固相萃取柱:HLB型,规格1g/6mL,北京盈祥科技有限公司;
氮吹仪:N–EV[**]P36型,美国Organomation公司;纯水器:Milli-ROplus型,美国密理博科技有限公司;
莠去津、灭草松、呋喃丹标准物质溶液:100μg/mL,编号分别为GBW(E)082348,GBW(E)081714,GBW(E)082663,农业部环境保护科研检测所;
甲醇、乙腈、丙酮、环己烷、乙酸乙酯:优级纯,北京盈祥科技有限公司;
实验用水为纯化水。
1.2溶液配制
莠去津、灭草松、呋喃丹混合标准储备溶液:10μg/mL,精密移取莠去津、灭草松、呋喃丹标准物质溶液各1.0mL于10mL容量瓶中,加入丙酮定容至标线,摇匀。
系列混合标准工作溶液:分别吸取0.05,0.1,0.5,1.0,5.0,10.0mL混合标准储备溶液于10mL容量瓶中,用丙酮定容至标线,配制成莠去津、灭草松、呋喃丹的质量浓度分别为0.05,0.1,0.5,1.0,5.0,10.0μg/mL的系列混合标准工作溶液。
1.3仪器工作条件
1.3.1色谱仪
色谱柱:DB–5MS石英毛细管柱(30m×0.25mm,0.25μm,美国安捷伦科技有限公司);载气:氦气;碰撞气:氩气;尾吹气流量:65mL/min;柱流量:1.5mL/min;进样口温度:270℃;进样方式:不分流;进样体积:1.0μL;升温程序:初始温度为50℃,保持1min,以25℃/min升温至150℃,保持3min,然后以15℃/min升温至300℃,保持10min。
1.3.2质谱仪
离子源:ESI离子源;监测模式:多反应监测(MRM);离子源温度:250℃;电子能量:65eV;接口温度:280℃;溶剂延迟时间:3.0min。
1.4样品处理
随机选取地表水样品约2.0L,除去肉眼可见杂质,置于玻璃瓶中,用滤纸过滤,续滤液待用。将HLB型固相萃取柱依次用12.0mL纯化水、12.0mL乙酸乙酯、12.0mL环己烷活化,然后取续滤液过柱富集,流量为6.0mL/min。然后用15.0mL纯化水淋洗,用氮气吹干。最后用15.0mL丙酮洗脱,收集洗脱液,洗脱液用氮气吹至近干,残渣用丙酮定容至1mL,涡旋1min,过0.45μm滤膜,待测。
2结果与讨论
2.1固相萃取柱的选择
对于地表水中极微量杀虫剂的检测,固相萃取柱的选择至关重要。目前用于富集地表水中杀虫剂的固相萃取柱主要有弗罗里硅柱、HLB固相萃取柱和S[**]X固相萃取柱。取3份地表水样品,分别加入一定量的混合标准储备溶液,在其它前处理条件和仪器参数不变的条件下,分别考察3种固相萃取柱的萃取效果,不同固相萃取柱的萃取效果如图1所示。
由图1可以看出,S[**]X柱萃取效果最差,3种杀虫剂回收率均在60%以下;弗罗里硅柱萃取效果一般,呋喃丹回收率仅有65%;HLB柱萃取效果最好,3种杀虫剂回收率均在80%以上。故选择HLB固相萃取柱。
2.2洗脱溶剂的选择
洗脱溶剂是影响检测结果准确度和样品净化效果的重要因素。常用的洗脱溶剂主要有甲醇、丙酮、乙酸乙酯、环己烷等。取3份地表水样品,加入一定量的混合标准储备溶液,在其它前处理条件和仪器参数不变的条件下,分别考察4种洗脱溶剂的洗脱效果,不同洗脱溶剂的洗脱效果如图2所示。
由图2可以看出,乙酸乙酯作为洗脱溶剂时,呋喃丹回收率在60%以下;环己烷作为洗脱溶剂时,灭草松回收率在60%以下;甲醇和丙酮作为洗脱溶剂时,3种农药回收率均在80%以上,但丙酮洗脱最好,且丙酮比甲醇毒性小,对人体和环境影响也小。故选择丙酮为洗脱溶剂。
2.3质谱条件的优化
分别取适量莠去津、灭草松、呋喃丹标准物质溶液,加入丙酮稀释成各物质浓度约为8μg/mL的单标溶液。首选对莠去津、灭草松、呋喃丹在50~400u范围内全扫描,得到莠去津、灭草松、呋喃丹的保留时间和分子离子;然后对莠去津、灭草松、呋喃丹的分子离子进行产物离子扫描,得到分子离子对应的产物离子;最后对响应值较高的3个碎片离子分别进行碰撞电压、碰撞时间优化,得到3种杀菌剂的母离子、定性离子和定量离子,根据优化结果建立莠去津、灭草松、呋喃丹的多反应监测(MRM)分析方法。MRM分析方法见表1,选择离子色谱图如图3所示。
2.4线性方程及检出限
按1.3仪器工作条件,待基线稳定后,对系列混合标准工作溶液进行测定,以莠去津、灭草松、呋喃丹的质量浓度(x)为横坐标,以其对应的色谱峰面积(y)为纵坐标制标准工作曲线,并计算线性方程和相关系数。以3倍信噪比对应的浓度作为方法检出限。3种农药的线性范围、线性方程、相关系数及检出限见表2。
2.5加标回收试验
随机选取3份地表水样品各2.0L于玻璃瓶中,分别加入一定量的混合标准储备溶液,配制成莠去津、灭草松、呋喃丹终点浓度分别为0.005,0.05,0.5µg/L的3个加标样品,按1.4方法进行样品处理,在1.3仪器工作条件下进行测定,分别计算低、中、高3个浓度点的加标回收率,计算结果见表3。
由表3可知,莠去津、灭草松、呋喃丹3种农药在0.005,0.05,0.5µg/L3个添加水平下的回收率为82.0~106.0%,表明该方法具有较高的准确度。
2.6重复性与精密度试验
随机选取6份地表水样品各2.0L,除去肉眼可见杂质,置于玻璃瓶中,加入一定量的混合标准储备溶液,控制莠去津、灭草松、呋喃丹的终点浓度均为0.05µg/L,按1.4方法进行样品处理,在1.3仪器工作条件下进行测定,结果见表4。由表4可知莠去津、灭草松、呋喃丹重复性测定结果的相对标准偏差分别为3.91%,4.09%,4.73%(n=6)。另取任意一份待测溶液,连续测定6次,结果见表5。由表5可知,测定结果的相对标准偏差分别为2.16%,3.22%,1.84%(n=6),表明该方法具有较好的重复性和精密度。
3结语
建立了用自动固相萃取仪对地表水样品进行富集,气相色谱–质谱法检测莠去津、灭草松、呋喃丹残留量的分析方法。分别对固相萃取柱和洗脱溶剂进行选择,对质谱条件进行优化;对所建立的方法进行了线性、加标回收、重复性、检出限等考察。结果表明,该方法回收率高,检测结果准确,适用于地表水中莠去津、灭草松、呋喃丹3种杀虫剂的同时检测。
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