賈 靜

廣東省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，廣東 廣州 510308

液相色譜-質(zhì)譜法同時(shí)快速測(cè)定地表水中13種農(nóng)藥殘留

賈 靜

廣東省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，廣東 廣州 510308

通過實(shí)驗(yàn)建立了一種同時(shí)、快速測(cè)定地表水中13種農(nóng)藥殘留的液相色譜-質(zhì)譜分析方法。該方法采用水樣直接進(jìn)樣，樣品僅需0.5 mL，8 min完成1個(gè)樣品13種農(nóng)藥的同時(shí)分析。方法檢出限為0.1～11.5 μg/L，當(dāng)樣品個(gè)數(shù)為7，加標(biāo)量依次為10.0、40.0、100.0 μg/L時(shí)，方法RSD為2.51%～12.9%、2.09%～11.4%、1.24%～9.79%，方法準(zhǔn)確度為82.1%～112%、92.2%～114%、93.7%～127%。對(duì)珠江三角洲地區(qū)典型的農(nóng)業(yè)面源、湖泊、地表水飲用水源地等共3大類65個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位取樣分析，以驗(yàn)證方法的實(shí)際可行性，監(jiān)測(cè)結(jié)果符合污染物分布規(guī)律，水質(zhì)整體狀況良好。除甲基對(duì)硫磷外，該方法可以完全滿足國(guó)家對(duì)于地表水、生活飲用水相關(guān)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)限值的要求，適合地表水水質(zhì)農(nóng)藥污染狀況的快速篩查監(jiān)測(cè)。

農(nóng)藥；液相色譜-質(zhì)譜法；直接進(jìn)樣；快速篩查

農(nóng)藥包括有機(jī)磷類農(nóng)藥、有機(jī)氯類農(nóng)藥、擬除蟲菊酯類農(nóng)藥、氨基甲酸酯類農(nóng)藥、除草劑等十幾類幾百種化合物，每種農(nóng)藥的水溶性、極性、化學(xué)穩(wěn)定性、毒性等性質(zhì)差異很大[1-2]。在環(huán)境水質(zhì)分析領(lǐng)域，長(zhǎng)期以來，由于無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分析方法、儀器靈敏度低和儀器更新滯后等原因，農(nóng)藥只能按照不同的化學(xué)性質(zhì)，分別采用不同的樣品富集濃縮方法、各種儀器分析手段進(jìn)行單化合物或幾種化合物的分析[3-8]。樣品富集濃縮不僅耗費(fèi)了大量的時(shí)間、人力、物力，而且對(duì)于像甲胺磷這類大極性、水溶性的農(nóng)藥萃取富集回收率很低(小于50%)，準(zhǔn)確度無法保證[6]；多數(shù)有機(jī)磷類農(nóng)藥采用氣相色譜法測(cè)定，對(duì)于敵百蟲這類熱不穩(wěn)定的農(nóng)藥在氣相色譜進(jìn)樣口處加熱發(fā)生分解，也很難保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確度，還有氨基甲酸酯類除草劑(如甲萘威、呋喃丹)雖然容易萃取富集，但需要采用液相色譜在線柱后衍生化的方法檢測(cè)，衍生化試劑的純度、衍生的反應(yīng)溫度等條件都會(huì)對(duì)測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生很大的影響，并且衍生化試劑極不穩(wěn)定，每次分析都要新鮮配制，也大大增加了分析工作量。

中國(guó)幅員遼闊，是典型的農(nóng)業(yè)大國(guó)，耕地面積廣闊，農(nóng)藥的生產(chǎn)量和使用量也居世界前列。大量農(nóng)藥噴灑在作物上勢(shì)必會(huì)通過降雨、刮風(fēng)等多種形式擴(kuò)散到空氣、沉降到土壤、滲透到地下水以及通過地表徑流等途徑匯入江河湖泊，對(duì)環(huán)境造成污染[9-10]。中國(guó)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)和《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749—2006)中對(duì)一些特定農(nóng)藥的排放限值都有要求。

筆者結(jié)合上述環(huán)境水質(zhì)分析中農(nóng)藥類化合物分析遇到的困難和存在的問題，分析目前地表水和生活飲用水中農(nóng)藥殘留限值的環(huán)境質(zhì)量管理需求；應(yīng)對(duì)當(dāng)前環(huán)境突發(fā)應(yīng)急事件頻發(fā)，且需要快速準(zhǔn)確確定污染物類型及污染物含量的嚴(yán)峻環(huán)境監(jiān)測(cè)形勢(shì)，建立了一種可以同時(shí)、快速測(cè)定水中13種農(nóng)藥的直接進(jìn)樣液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜測(cè)定方法[11-12]。該方法可以同時(shí)測(cè)定的化合物有13種(甲胺磷、甲萘威、阿特拉津、敵敵畏、呋喃丹、樂果、敵百蟲、內(nèi)吸磷、甲基對(duì)硫磷、對(duì)硫磷、馬拉硫磷、毒死蜱、乙硫磷)，把以前需要用氣相色譜不同檢測(cè)器、液相色譜、液相色譜在線衍生化等十幾次分析才能完成的測(cè)定指標(biāo)一次進(jìn)樣就可實(shí)現(xiàn)全部化合物的定性定量分析。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

ACQUITY 超高效液相色譜儀(英國(guó))配API 3200 質(zhì)譜儀(配備ESI+電離源，美國(guó))；甲醇、甲酸均為色譜純；水為Millipore純水機(jī)制備的超純水；0.22 μm 進(jìn)口水相聚醚砜針式過濾器，用于過濾實(shí)際水樣；標(biāo)準(zhǔn)品為13種農(nóng)藥的進(jìn)口單標(biāo)(濃度為100 mg/L，溶于甲醇)，使用前，分別取一定量的各個(gè)農(nóng)藥的單標(biāo)配制成濃度為1.0 mg/L的13種農(nóng)藥的混標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，溶劑為甲醇-水溶液(體積比為1∶1)，于-20 ℃冰箱避光保存。

1.2 樣品前處理

水樣過0.22 μm濾膜，準(zhǔn)確稱取0.5 mL用甲醇稀釋至1.0 mL，混勻。

1.3 儀器條件

1.3.1 色譜條件

色譜柱為ACQUITY UPLC HSS T3色譜柱(1.8 μm×2.1 mm×100 mm，美國(guó))；柱溫為35 ℃；進(jìn)樣量為5.0 μL。流動(dòng)相梯度見表1。

表1 流動(dòng)相梯度表

1.3.2 質(zhì)譜條件

質(zhì)譜參數(shù)見表2。

表2 質(zhì)譜參數(shù)

注：離子源為電噴霧電離源(ESI+)；源參數(shù)為CUR:20.0;IS:5500;TEM:600.0;GS1:50.0;GS2:50.0;CAD:6.0;EP:10.0;CXP:2.00。

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品稀釋溶劑的確定

分別用甲醇、0.1%甲酸-甲醇、乙腈3種溶劑稀釋樣品，配制成水樣-溶劑(體積比為9∶1)樣品溶液，添加13種農(nóng)藥混標(biāo)使得樣品溶液濃度為500 μg/L，進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明：選用甲醇作為稀釋溶劑時(shí)各化合物的色譜峰響應(yīng)最高。

又分別配制體積比為9∶1、4∶1、1∶1的水樣-甲醇樣品溶液，添加13種農(nóng)藥混標(biāo)使得樣品溶液濃度為500 μg/L，按照上述儀器條件進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明：體積比為1∶1的水樣-甲醇樣品溶液的色譜峰響應(yīng)最高。因此，最終確定水樣的稀釋溶劑為甲醇，稀釋比例為體積比1∶1。

2.2 色譜柱的選擇

分別使用ACQUITY UPLC HSS T3色譜柱(1.8 μm×2.1 mm×100 mm)和ACQUITY UPLC BEH C18色譜柱(1.7 μm×2.1 mm×50 mm)，測(cè)試樣品溶液濃度為100 μg/L，進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明：應(yīng)用HSS T3色譜柱時(shí)，大極性的甲胺磷的色譜峰形相對(duì)于使用常規(guī)的BEH C18色譜柱時(shí)得到很大的改善，色譜保留加強(qiáng)，并且其他12種化合物的色譜分離度和響應(yīng)也有不同程度的提高，因此最終確定色譜柱為ACQUITY UPLC HSS T3。

2.3 保留時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)曲線的確定

取質(zhì)量濃度為1.0 mg/L的13種農(nóng)藥的混標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，采用逐級(jí)稀釋的方法，用甲醇-水溶液(體積比為1∶1)作為稀釋溶劑，依次配制濃度為0.20、0.40、0.80、1.20、2.40、3.20、10.0、20.0、50.0、100.0 μg/L的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，分析測(cè)定，采用MRM(多反應(yīng)監(jiān)測(cè))的模式，每個(gè)化合物選擇1個(gè)母離子，2個(gè)碎片離子(1個(gè)定量、1個(gè)定性)，以此來定性，外標(biāo)校正曲線法定量。13種農(nóng)藥的保留時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍見表3。

2.4 方法檢出限、準(zhǔn)確度、精密度

以超純水作為樣品空白，加入適量13種農(nóng)藥的混標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，使得每種農(nóng)藥的色譜峰響應(yīng)值為預(yù)期方法檢出限的1～5倍，13種農(nóng)藥的加標(biāo)濃度為0.10～7.0 μg/L，平行測(cè)定10份樣品，計(jì)算方法檢出限(表4)。

以超純水作為樣品空白，加入13種農(nóng)藥的混標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，加標(biāo)濃度水平分別為5.0、20.0、50.0 μg/L，每個(gè)濃度水平平行測(cè)定7份樣品，計(jì)算方法準(zhǔn)確度和精密度(表5)。

表3 保留時(shí)間和線性范圍

表4 方法檢出限 μg/L

注：“—”表示無相應(yīng)化合物限值。

表5 方法準(zhǔn)確度、精密度 %

注：“—”表示無相應(yīng)值。

表4、表5結(jié)果表明：13種農(nóng)藥的方法檢出限除甲基對(duì)硫磷無法滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)限值(2 μg/L)要求外，其余均可滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)和《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749—2006)對(duì)于相應(yīng)化合物限值要求。樣品加標(biāo)量為5.0、20.0、50.0 μg/L 3種濃度水平時(shí)，13種農(nóng)藥的平均回收率依次為82.1%～112%、92.2%～119%、93.7%～127%，RSD依次為2.51%～12.9%、2.09%～11.4%、1.24%～12.8%，該方法檢出限低，準(zhǔn)確度和精密度良好，滿足地表水(包括生活飲用水)中農(nóng)藥殘留的快速篩查監(jiān)測(cè)要求。

2.5 方法應(yīng)用

應(yīng)用該方法對(duì)珠江三角洲地區(qū)典型的農(nóng)業(yè)面源、農(nóng)藥廠工業(yè)面源，廣州市周邊主要的湖泊、人工湖，廣州市地表水飲用水源地省控?cái)嗝孢M(jìn)行實(shí)地采樣監(jiān)測(cè)。采樣時(shí)間為2014年11—12月。珠江三角洲地區(qū)典型的農(nóng)業(yè)面源、農(nóng)藥廠工業(yè)面源監(jiān)測(cè)結(jié)果見表6；廣州市周邊主要的湖泊、人工湖監(jiān)測(cè)結(jié)果見表7；廣州市地表水飲用水源地省控?cái)嗝姹O(jiān)測(cè)結(jié)果見表8。

表6 珠江三角洲地區(qū)典型農(nóng)業(yè)面源、農(nóng)藥廠工業(yè)面源監(jiān)測(cè)結(jié)果 μg/L

注:“ND”表示未檢出(下同)。

表7 廣州市周邊主要湖泊、人工湖監(jiān)測(cè)結(jié)果 μg/L

表8 廣州市地表水飲用水源地省控?cái)嗝姹O(jiān)測(cè)結(jié)果 μg/L

表6～表8結(jié)果表明：珠江三角洲地區(qū)典型的農(nóng)業(yè)面源、農(nóng)藥廠工業(yè)面源中，只有甲胺磷、阿特拉津、呋喃丹3個(gè)化合物在部分監(jiān)測(cè)點(diǎn)位有檢出，其中有12個(gè)點(diǎn)位檢出阿特拉津，占所有32個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的37.5%，濃度為0.1～2.4 μg/L，最高點(diǎn)位為廣州市番禺區(qū)海鷗島沙筆村田溝(2.4 μg/L)；有1個(gè)點(diǎn)位(珠海市斗門區(qū)蓮州鎮(zhèn)石龍村河道)檢出甲胺磷，占所有32個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的3.13%，濃度為1.9 μg/L；在珠海市斗門區(qū)蓮州鎮(zhèn)蓮江村中草藥種植基地2個(gè)點(diǎn)位檢出呋喃丹和馬拉硫磷，占所有32個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的6.25%，呋喃丹濃度為0.5～1.0 μg/L，馬拉硫磷濃度為1.9～2.8 μg/L。廣州市周邊主要的湖泊、人工湖中，只有阿特拉津、呋喃丹2個(gè)化合物在部分監(jiān)測(cè)點(diǎn)位有檢出，其中有9個(gè)點(diǎn)位檢出阿特拉津，占所有19個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的47.4%，濃度為0.1～0.3 μg/L，含量較低；有1個(gè)點(diǎn)位(東莞觀瀾湖高爾夫球會(huì))檢出呋喃丹，濃度為0.2 μg/L。廣州市地表水、飲用水源地省控?cái)嗝嬷校挥邪⑻乩?個(gè)化合物在9個(gè)點(diǎn)位有檢出，占所有14個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的64.3%，濃度為0.1～0.3 μg/L，含量較低。

綜上所述，在上述3類主要監(jiān)測(cè)斷面中，珠江三角洲地區(qū)典型的農(nóng)業(yè)面源、農(nóng)藥廠工業(yè)面源中都存在典型的農(nóng)藥污染源，污染程度相對(duì)較大；而廣州市地表水、飲用水源地省控?cái)嗝婢挥谥饕慕痈闪魃?，水量充沛，且屬于飲用水源地流域，水質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格，污染最輕；廣州市周邊主要的湖泊、人工湖主要用于市民觀光休閑，主要的污染源來自環(huán)湖草坪的日常修葺和維護(hù)，此外無其他典型的農(nóng)藥污染源，水質(zhì)污染也相對(duì)較輕。在監(jiān)測(cè)的3類共65個(gè)監(jiān)測(cè)斷面中，13種化合物中僅有甲胺磷、阿特拉津、呋喃丹、馬拉硫磷4種化合物有檢出，濃度值均低于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)和《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749—2006)對(duì)于相應(yīng)化合物的限值要求，廣州市周邊主要的湖泊、人工湖和廣州市地表水、飲用水源地省控?cái)嗝嫠|(zhì)狀況良好。

3 結(jié)論

通過實(shí)驗(yàn)建立了一種同時(shí)、快速測(cè)定水中13種農(nóng)藥的液相色譜-質(zhì)譜分析方法。首先考察了甲醇、乙腈2種稀釋溶劑以及與水樣的不同稀釋比例對(duì)目標(biāo)物色譜峰響應(yīng)的影響，最終確定水樣稀釋溶劑為甲醇，稀釋比例為體積比1∶1；考察了2種不同極性的色譜柱：ACQUITY UPLC HSS T3(1.8 μm×2.1 mm×100 mm)和ACQUITY UPLC BEH C18(1.7 μm×2.1 mm×50 mm)在相同色譜條件下對(duì)目標(biāo)物色譜峰響應(yīng)的影響，最終選擇極性較強(qiáng)的ACQUITY UPLC HSS T3(1.8 μm×2.1 mm×100 mm)色譜柱；通過線性曲線、方法檢出限、準(zhǔn)確度和精密度等一系列方法學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法的可行性，該方法的線性范圍為0.2～100.0 μg/L(其中甲基對(duì)硫磷為3.2～100.0 μg/L)，線性相關(guān)系數(shù)均大于0.99，方法檢出限除甲基對(duì)硫磷無法滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)限值(2 μg/L)要求外，其余完全滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)和《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749—2006)對(duì)于相應(yīng)化合物限值要求，樣品加標(biāo)量為5.0、20.0、50.0 μg/L 3種濃度水平時(shí)，平均回收率為82.1%～127%，RSD為1.24%～12.9%之間，準(zhǔn)確度和精密度良好。應(yīng)用該方法選取了珠江三角洲地區(qū)典型的農(nóng)業(yè)面源、農(nóng)藥廠工業(yè)面源，廣州市周邊主要湖泊、人工湖和廣州市地表水、飲用水源地省控?cái)嗝?大類共65個(gè)地表水監(jiān)測(cè)斷面采樣分析，采樣斷面涵蓋了農(nóng)藥典型污染源、自然水體湖泊、人工湖、地表水和飲用水源地江河水、自來水廠進(jìn)水和出水，類型全面，13種農(nóng)藥中僅有甲胺磷、阿特拉津、呋喃丹、馬拉硫磷4種化合物有檢出，濃度值均低于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)和《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749—2006)對(duì)于相應(yīng)化合物的限值要求。該方法在地表水(包括飲用水)水質(zhì)農(nóng)藥殘留的快速篩查方面具有較大優(yōu)勢(shì)，可以為環(huán)境管理部門提供技術(shù)支持，也適用于地表水(包括飲用水)水質(zhì)農(nóng)藥殘留的突發(fā)應(yīng)急事故監(jiān)測(cè)。

[1] 苗水,郟征偉.液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定穿心蓮中敵克松、甲基托布津、甲萘威和敵百蟲的農(nóng)藥殘留[J].藥物分析雜志,2011,31(8): 529-533.

[2] 王國(guó)民,李應(yīng)國(guó).蜂蜜中多種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)[J].重慶大學(xué)學(xué)報(bào),2011,34(7)：131-136.

[3] 王蓉,付大友.液相色譜-電噴霧質(zhì)譜法測(cè)定白酒中5種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留[J].釀酒科技,2008(8)：103-105.

[4] 劉瑩雯,時(shí)超.高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法煙草中有機(jī)磷農(nóng)藥的殘留量[J].色譜,2006,24(2): 174-176.

[5] 梁達(dá)清,蘇肯明.高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定香菇中23種有機(jī)磷農(nóng)藥[J].食品科學(xué),2014，35(4)：159-162.

[6] 王朝虹,劉勇.超高效液相色譜-質(zhì)譜法測(cè)定人全血中甲胺磷、乙酰甲胺磷含量[J].中國(guó)法醫(yī)學(xué)雜志,2013,28(4):284-286.

[7] 劉慶斌,張睿. 高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法對(duì)梔子中11種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的檢測(cè)[J].分析測(cè)試學(xué)報(bào),2010,29(1):73-76.

[8] 王連珠,周昱.QuEChERS樣品前處理-液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定蔬菜中66種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量方法評(píng)估[J].色譜,2012,30(2):146-153.

[9] 羅孝俊,陳社軍.珠江三角洲河流及南海近海區(qū)域表層沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥含量及分布[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2005,25(9):1 272-1 279.

[10] 周慜,石雷.珠江河口水體有機(jī)磷農(nóng)藥的含量與季節(jié)變化[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué),2013,33(2):312-318.

[11] 國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).水果和蔬菜中450種農(nóng)藥及相關(guān)化學(xué)品殘留量的測(cè)定 液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法：GB/T 20769—2008[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

[12] 國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).果蔬汁、果酒中512種農(nóng)藥及相關(guān)化學(xué)品殘留量的測(cè)定 液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法：GB/T 23206—2008[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

Simultaneous Determination of 13 Pesticides Residue in Water and Its Application

JIA Jing

Guangdong Environmental Monitoring Centre,Guangzhou 510308,China

A simultaneously and quickly LC-MS-MS method for the determination of 13 kinds of pesticide-residues in surface water was established through experiment. It could complete a sample analysis in 8 minutes by driect-injection, and sample dosage was only 0.5 mL.The method detection limit(MDL) was 0.1-11.5 μg/L.When the sample number (n) is 7 and sample plus scalar was 10.0，40.0，100.0 μg/L in turn, the method precision (RSD)was 2.51%-12.9%，2.09%-11.4% and 1.24%-9.79%,also at the same time the recovery was 82.1%-112%，92.2%-114%，93.7%-127%,which reflected the accuracy of the method. Including typical agricultural surface source, lake, surface water and drinking water source etc. three monitoring sites with totally 65 monitoring points in the Pearl River Delta region in Guangdong province were sampled and analyzed for verifing the method. The monitoring result was in line with pollutant distribution, and the water quality on the whole was in good condition. The method could completely meet the requirement of standard limit in China law for 12 kinds of pesticides excepted methyl parathion. in surface water and drinking water, and it was very suitable for the rapid screening of pesticide pollution in surface water.

pesticide;LC-MS-MS method;direct injection;rapid screening

2015-08-18；

2015-12-01

賈 靜(1983-)，女，河北衡水人，碩士，工程師。

X832.02

A

1002-6002(2016)05- 0105- 06

10.19316/j.issn.1002-6002.2016.05.20