劉喜珍

(國(guó)家城市供水水質(zhì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)長(zhǎng)沙監(jiān)測(cè)站，湖南 長(zhǎng)沙 410015)

環(huán)境水體安全備受社會(huì)關(guān)注，我國(guó)是農(nóng)藥的生產(chǎn)和使用大國(guó)，環(huán)境中的農(nóng)藥殘留問題尤其需要重視[1]，以2,4-滴、滅草松、甲萘威、阿特拉津、呋喃丹等為代表的殺蟲劑和除草劑是國(guó)內(nèi)使用較多的農(nóng)藥之一[2]，它們的過量使用會(huì)對(duì)水源水造成污染，被人體攝入后，將對(duì)身體健康造成極其不利的影響。同時(shí)，我國(guó)也是苦味酸(2,4,6一三硝基苯酚)的使用大國(guó)，苦味酸廣泛應(yīng)用于燃料、炸藥、火柴、制藥和皮革等工業(yè)，長(zhǎng)期接觸可引起頭暈、頭痛、惡心、 嘔吐、腹瀉、發(fā)熱和食欲減退等癥狀。因此，我國(guó)的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749-2006)和《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)對(duì)常用農(nóng)藥和苦味酸做了限值規(guī)定。目前，針對(duì)水中2,4-滴、滅草松、甲萘威、阿特拉津、呋喃丹、樂果、敵百蟲、內(nèi)吸磷、苦味酸常用的分析方法有氣相色譜法[3]、氣相色譜質(zhì)譜法[4-5]、高效液相色譜法[6-7]、高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法[8-11]等。而現(xiàn)有的高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法均需在流動(dòng)相中加酸堿鹽來調(diào)節(jié)峰形和靈敏度，容易導(dǎo)致酸堿鹽的殘留問題，同時(shí)現(xiàn)有的方法均不能對(duì)苦味酸和農(nóng)藥進(jìn)行同時(shí)測(cè)定，這些物質(zhì)在實(shí)際檢測(cè)過程中需要采用不同的方法進(jìn)行分析，耗時(shí)費(fèi)力，效率不高。本方法采用直接進(jìn)樣，可在13 min內(nèi)實(shí)現(xiàn)苦味酸與8種農(nóng)藥的同時(shí)測(cè)定，流動(dòng)相僅需要用到乙腈和超純水，操作簡(jiǎn)單，選擇性強(qiáng)，靈敏度高，定性定量準(zhǔn)確可靠，適用于地表水和飲用水中農(nóng)藥和苦味酸的快速分析。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

乙腈、甲醇為色譜純(經(jīng)0.22 μm濾膜過濾)；超純水；2,4-滴、滅草松、甲萘威、阿特拉津、呋喃丹、樂果、敵百蟲、內(nèi)吸磷、苦味酸標(biāo)準(zhǔn)品；氮?dú)?純度99.999%，由氮?dú)獍l(fā)生器提供)；氬氣(純度99.999%)。

Thermo超高效液相色譜-串聯(lián)四級(jí)桿質(zhì)譜聯(lián)用系統(tǒng)；Milli-Q Gradient A10型超純水系統(tǒng)；一體式氮?dú)獍l(fā)生器。

1.2 色譜和質(zhì)譜條件

Hypersil GOLD(50 mm×2.1 mm×3 μm)色譜柱，流動(dòng)相：A超純水，B乙腈；梯度洗脫，總流速為0.35 mL/min，先以A:B為95:5保持3 min，再改變至70:30，保持2 min，再逐步改變至A:B為5:95保持3 min，最后調(diào)節(jié)A:B為95:5保持3 min；柱溫35 ℃；進(jìn)樣量10 μL。

質(zhì)譜離子源：HESI；鞘氣壓力：37 arb；輔助氣壓力：12 arb；離子傳輸毛細(xì)管溫度：300 ℃；霧化溫度：350 ℃；噴霧電壓：(+)3500 V，(-)3000 V；碰撞氣壓力：1.5 arb。采用多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式(MRM)檢測(cè)。

1.3 水樣的保存

水樣用2 L棕色磨口玻璃瓶采集，24 h內(nèi)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜條件的選擇

2.1.1 流動(dòng)相的選擇

在地表水、出廠水中各加入一定濃度的2,4-滴、滅草松、甲萘威、阿特拉津、呋喃丹、樂果、敵百蟲、內(nèi)吸磷、苦味酸9種標(biāo)樣，以該兩種加標(biāo)水樣為分析對(duì)象，考察甲醇、乙腈兩種有機(jī)溶劑分別與水以一定比例作為流動(dòng)相的色譜分離效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：當(dāng)采用甲醇與水為流動(dòng)相時(shí)，滅草松底部峰形較寬、2,4-滴和苦味酸的峰形開叉，無法準(zhǔn)確定量，并且隨著物質(zhì)濃度的降低，這種現(xiàn)象愈加明顯；通過調(diào)節(jié)甲醇與水的配比以及改變洗脫模式，仍然不能解決峰開叉的問題。當(dāng)采用乙腈與水為流動(dòng)相時(shí)，各物質(zhì)峰形有明顯改善，調(diào)節(jié)流動(dòng)相的配比、選擇恰當(dāng)?shù)南疵撃Ｊ?，能使各物質(zhì)都有較好的峰形和響應(yīng)。

2.1.2 洗脫模式的選擇

鑒于分離的物質(zhì)較多，等度洗脫會(huì)導(dǎo)致各物質(zhì)保留時(shí)間相近或分離時(shí)間較長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)采取梯度洗脫模式，先將流動(dòng)相乙腈(B相)的比例逐步提高再進(jìn)行條件優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，2,4-滴、滅草松、苦味酸3種物質(zhì)在流動(dòng)相比例保持不變時(shí)出峰峰形最好，而內(nèi)吸磷在乙腈比例逐步提高過程中出峰峰形最佳，其他物質(zhì)峰形均不受流動(dòng)相比例變化影響，因此，最終確定梯度洗脫模式見表1，保持30%的乙腈比例，待2,4-滴、滅草松、苦味酸3種物質(zhì)出峰后再緩慢提高乙腈比例到95%，使內(nèi)吸磷在此過程中出峰，該條件下各物質(zhì)分離效果較好，且峰形尖銳，無分叉和拖尾現(xiàn)象。

表1 梯度洗脫方式Table 1 Mode ofradient elution

2.2 質(zhì)譜條件的選擇

設(shè)置液相流速后，分別配制1 mg/L 2,4-滴、滅草松、甲萘威、阿特拉津、呋喃丹、樂果、敵百蟲、內(nèi)吸磷、苦味酸的標(biāo)準(zhǔn)溶液，不經(jīng)過色譜柱直接進(jìn)質(zhì)譜對(duì)化合物條件進(jìn)行逐個(gè)優(yōu)化，通過調(diào)整離子源參數(shù)，使目標(biāo)化合物信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到1e6以上，最終確定離子源參數(shù)如下：鞘氣壓力為37 arb；輔助氣壓力為12 arb；離子傳輸毛細(xì)管溫度為300 ℃；霧化溫度為350 ℃；噴霧電壓為(+)3500 V，(-)3000 V；碰撞氣壓力為1.5 arb。同時(shí)確定各物質(zhì)的掃描方式、母離子、子離子、定量子離子、管透鏡電壓，詳見表2 目標(biāo)化合物的多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(MRM)參數(shù)。

表2 目標(biāo)化合物的MRM參數(shù)Table 2 MRM Parameters of target compounds

2.3 線性范圍和測(cè)定下限

本實(shí)驗(yàn)采用外標(biāo)法依據(jù)各化合物定量子離子的峰面積來定量。將滅草松、2,4-滴、阿特拉津、呋喃丹、樂果、甲萘威、敵百蟲、內(nèi)吸磷、苦味酸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)用初始流動(dòng)相配制成系列復(fù)合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，滅草松、2,4-滴、樂果、甲萘威、苦味酸的濃度范圍均為5～50 μg/L，阿特拉津濃度范圍為0.5～3.0 μg/L、呋喃丹1.0～10 μg/L、敵百蟲10～50 μg/L、內(nèi)吸磷15～50 μg/L。本實(shí)驗(yàn)復(fù)合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液共配制6個(gè)濃度點(diǎn)，各濃度點(diǎn)分別抽取10 μL在超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀上進(jìn)樣分析。以各化合物含量為橫坐標(biāo)，峰面積為縱坐標(biāo)進(jìn)行回歸處理，得到各目標(biāo)化合物的回歸方程及相關(guān)系數(shù)見表3。

本實(shí)驗(yàn)按照美國(guó)EPA的規(guī)定，配制相當(dāng)于檢出限濃度1～3倍的標(biāo)準(zhǔn)溶液重復(fù)測(cè)定7次，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差及檢出限，再以四倍檢出限作為測(cè)定下限。計(jì)算公式為：MDL(檢出限)=3.14×SD(7次測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差)，RQL(測(cè)定下限)=4×MDL(檢出限)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)得到各目標(biāo)化合物的測(cè)定下限見表3。

表3 各目標(biāo)化合物分析方法的回歸方程及測(cè)定下限Table 3 The regression equation and minimum detection concentration of target compounds

2.4 回收率和精密度

表4 各目標(biāo)化合物分析方法的回收率、精密度及 實(shí)際樣品測(cè)定Table 4 The percent recovery and relative standard deviation of target compounds actual water samples’ determination

對(duì)湘江源水和出廠水進(jìn)行實(shí)際樣品測(cè)定和加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，湘江源水和出廠水均未檢出目標(biāo)化合物。于源水和出廠水中分別加入高、低濃度的目標(biāo)化合物，重復(fù)測(cè)定7次，計(jì)算其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差及回收率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4。結(jié)果表明，9種目標(biāo)化合物的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.7%～4.5%，加標(biāo)回收率在75.7%～99.7%之間，證明本方法的精密度和準(zhǔn)確度均能滿足實(shí)際樣品的分析要求。

3 結(jié) 論

本文建立了直接進(jìn)樣法測(cè)定地表水和飲用水中苦味酸和8種常用農(nóng)藥的超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法，方法測(cè)定下限遠(yuǎn)低于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》、《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中的限量值。該方法靈敏度高、精密度好，操作簡(jiǎn)便快捷，樣品經(jīng)0.22 μm濾膜過濾后直接上機(jī)檢測(cè)，無需萃取、濃縮等前處理過程；流動(dòng)相為乙腈和超純水，無需加入酸堿鹽調(diào)峰形和靈敏度，可以避免酸堿鹽的殘留的問題?？傮w而言，該方法操作簡(jiǎn)單，適用性強(qiáng)，具有較高的回收率、靈敏度和精密度，適用于地表水和飲用水中農(nóng)藥和苦味酸的快速分析。