欒晶華,戴春陽(yáng),于海龍,田亮

(1.威海威職國(guó)有資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)有限公司,山東 威海 264200;2.中農(nóng)康正技術(shù)服務(wù)有限公司,江蘇 揚(yáng)州 225600)

均三氮苯類除草劑作為內(nèi)吸型農(nóng)藥,能夠通過(guò)植物根系吸收,抑制植物的光合作用以達(dá)到殺滅植物、去除雜草的目的。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,均三氮苯類除草劑已經(jīng)廣泛用于大豆[Glycinemax(Linn.)Merr.]、麥類(Triticumspp)、花生(ArachishypogaeaLinn.)、果樹(shù)、蔬菜和水稻田等去除稗草[Echinochloacrusgalli(L.)Beauv]、野莧菜(Amaranthustricolor)、馬齒莧(PortulacaoleraceaL.)、車前草(PlantagoasiaticaL.)等1年生禾本科及闊葉草,是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)常用除草劑[1]。近年來(lái)海洋水質(zhì)惡化,導(dǎo)致大量藻類無(wú)序繁殖,部分養(yǎng)殖戶在水產(chǎn)養(yǎng)殖中利用除草劑來(lái)清除魚(yú)、蝦、蟹、貝、海參(Stichopusjaponicus)等養(yǎng)殖水體中的絲狀藻類(青苔)以及大型有害藻類。而在蛤蜊(MeretrixmeretrixL.)和縊蟶(Sinonovaculaconstricta)等海生動(dòng)物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)撲草凈等均三氮苯類農(nóng)藥,這說(shuō)明均三氮苯類除草劑不僅已經(jīng)由陸地污染到海水資源[10-11],而且對(duì)海洋環(huán)境和養(yǎng)殖業(yè)均造成一定影響[29]。雖然均三氮苯類農(nóng)藥對(duì)人體的危害作用還未見(jiàn)明確報(bào)道,但是美國(guó)、歐盟、日本等主要發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)將部分均三氮苯類農(nóng)藥(莠去津、撲草凈)列入內(nèi)分泌干擾化合物名單。鑒于均三氮苯類除草劑對(duì)人類健康和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生的影響,中國(guó)、美國(guó)以及歐盟等陸續(xù)建立了淡水和飲用水中均三氮苯類除草劑的殘留限量,對(duì)淡水和飲用水中均三氮苯類農(nóng)藥進(jìn)行監(jiān)控和管理。

目前均三氮苯類農(nóng)藥的殘留檢測(cè)方法主要以植物、土壤、淡水等基質(zhì)的研究為主[12-13],并且局限在撲草凈、莠去津兩類農(nóng)藥的檢測(cè)方法研究?，F(xiàn)有研究文獻(xiàn)缺乏對(duì)均三氮苯類農(nóng)藥的多殘留同時(shí)檢測(cè)的方法。此外,由于海水含鹽量高,對(duì)其檢測(cè)分析相對(duì)困難,這也不利于海洋環(huán)境的調(diào)查。因此,建立海水中均三氮苯類除草劑藥物多殘留同時(shí)檢測(cè)的方法,不僅能夠了解和掌握均三氮苯類除草劑在海水中的殘留情況,還能為海洋環(huán)境的監(jiān)控和治理提供數(shù)據(jù)支撐,同時(shí)也對(duì)其他基質(zhì)中三氮苯類除草劑藥物多殘留同時(shí)檢測(cè)具有重要指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 主要儀器與試劑

液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀(液相色譜:1200,美國(guó)安捷倫,質(zhì)譜:ABI3200,美國(guó));均質(zhì)器(FS-1,蘇州國(guó)華儀器有限公司);萬(wàn)分之一天平(FA3204B,上海精密科學(xué)儀器有限公司);旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(金葉牌RE-3000D,上海亞榮生化儀器廠);凈化過(guò)濾柱 Cleanert NANO(1 mL,天津博納艾杰爾科技有限公司);乙腈、甲酸、氯化鈉(色譜純,美國(guó)Baker 公司);水為電導(dǎo)率18.2 Ω的純水;標(biāo)準(zhǔn)品:莠去津純度99.5%、莠滅凈純度99.0%、西瑪津純度98.5%、撲草凈純度96.0%、氰草津純度97.5%、異戊乙凈純度97.5%(德國(guó)Dr.Ehrestorfer公司)。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

稱取莠去津5.00 mg、莠滅凈5.10 mg、西瑪津5.10 mg、撲草凈5.20 mg、氰草津5.10 mg、異戊乙凈5.10 mg,分別于50 mL容量瓶中,用甲醇溶解,配制成100 μg/mL的單標(biāo)儲(chǔ)備液,避光4 ℃保存,有效期半年。

從單標(biāo)儲(chǔ)備液中分別準(zhǔn)確移取1 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液于10 mL容量瓶中,用甲醇定容,配制成10.0 μg/mL的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,并逐級(jí)稀釋至20.0、10.0、5.0、1.0和0.5 μg/L的工作液。

1.3 儀器測(cè)試條件

1.3.1 液相色譜儀參數(shù)

色譜柱:C18色譜柱(日本東曹TOSHO, 2.1 mm×150 mm,4.6 μm);柱溫:40 ℃;流動(dòng)相A:乙腈;流動(dòng)相B:含1‰甲酸溶液(洗脫程序見(jiàn)表1);流速:0.2 mL/min;進(jìn)樣量:10 μL。

表1 液相色譜流動(dòng)相洗脫程序Tab.1 HPLC mobile phase gradient table

1.3.2 質(zhì)譜參數(shù)

電噴霧離子源(ESI),正離子模式掃描;質(zhì)譜掃描方式:多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式(MRM);離子源噴霧電壓(IS)5 500 V;離子源霧化氣溫度(TEM) 600 ℃;霧化氣壓力(GS1) 80 psi;氣簾氣壓力(CUR) 30 psi;6種除草劑質(zhì)譜參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 6種除草劑的質(zhì)譜參數(shù)Tab.2 Ion parameters of 6 herbicides

1.4 樣品處理方法

取5 mL海水于20 mL聚乙烯離心管中,加入5 mL乙腈,在渦旋振蕩器上混合2 min,向離心管中加入2 g氯化鈉(要求達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)),振蕩1 min,靜置5 min分層,取上層溶液(乙腈層)于25 mL旋蒸瓶中;再向聚乙烯離心管中加入5 mL乙腈,在渦旋振蕩器上混合2 min,靜置5 min分層,合并上層溶液(乙腈層)于25 mL旋蒸瓶中,旋轉(zhuǎn)蒸干。用1 mL乙腈定容,再用NANO過(guò)濾小柱上下推吸4次得到的溶液供LC-MS/MS檢測(cè)。

1.5 膠東地區(qū)主要城市近海環(huán)境調(diào)查

在青島、煙臺(tái)和威海隨機(jī)采取了7個(gè)點(diǎn)位對(duì)海水取樣檢測(cè),青島3個(gè)點(diǎn)位、威海3個(gè)點(diǎn)位、煙臺(tái)1個(gè)點(diǎn)位,取樣點(diǎn)位標(biāo)記如圖1。樣品處理和測(cè)試參數(shù)參照1.4。

圖1 膠東半島海區(qū)取樣位置示意圖Fig.1 Schematic Diagram of Sampling Location in Jiaodong Peninsula Sea Area

2 結(jié)果與分析

2.1 液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)條件選擇

根據(jù)均三氮苯類除草劑的化學(xué)電離性質(zhì),采用了ESI+離子化模式,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:6種均三氮苯類農(nóng)藥可獲得豐度較高的[M+H]+母離子、分子離子。采用表1 中液相色譜儀流動(dòng)相洗脫程序、表2中質(zhì)譜參數(shù),用 0.5 μg/L 標(biāo)準(zhǔn)溶液、進(jìn)樣量為 10 μL,獲得 MRM質(zhì)譜圖,莠去津、莠滅凈、西瑪津、撲草凈、氰草津、異戊乙凈[14]在此質(zhì)譜條件下的總離子流圖和提取離子流圖見(jiàn)圖2至圖8。

圖2 0.5 μg/L標(biāo)準(zhǔn)品總離子流圖Fig.2 Total ion chromatography of 0.5 μg/L standard

圖4 0.5 μg/L莠去津定量/定性離子流圖Fig.4 Quantitative/qualitative ion chromatography of 0.5 μg/L atrazine

圖5 0.5 μg/L莠滅凈定量/定性離子流圖Fig.5 Quantitative/qualitative ion chromatography of 0.5 μg/L amethyne

圖6 0.5 μg/L氰草津定量/定性離子流圖Fig.6 Quantitative/qualitative ion chromatography of 0.5 μg/L cyanazine

圖7 0.5 μg/L西瑪津定量/定性離子流圖Fig.4 Quantitative/qualitative ion chromatography of 0.5 μg/L simazine

圖8 0.5 μg/L異戊乙凈定量/定性離子流圖Fig.8 Quantitative/qualitative ion chromatography of 0.5 μg/L dimethametryn

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

配制了0、0.5、1.0、5.0、10.0和20.0 μg/L的6種均三氮苯類農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品的混合溶液進(jìn)行儀器分析。結(jié)果表明,均三氮苯類除草劑各組分的標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)均在0.997以上。信噪比(Signal-noise ratio,S/N)>10時(shí)的方法添加濃度確定為儀器的定量限,通過(guò)方法的5倍濃縮比例計(jì)算出最終的方法定量限(Limit of quantitation,LOQ)(表3)。

表3 標(biāo)準(zhǔn)曲線和方法定量限Tab.3 Standard curve and LOQ

2.3 樣品提取方法和凈化方法的選擇

本研究考察了正己烷、甲醇、乙腈對(duì)海水中均三氮苯類除草劑的提取效果,結(jié)果表明,甲醇和海水互溶,達(dá)到鹽過(guò)飽和也不能夠分層,起不到提取作用,所以棄用;采用正己烷為溶劑提取平均回收率在29.3%～76.2%,不如乙腈作為提取溶劑的效果,因此決定采用乙腈作為提取溶劑,提取出的雜質(zhì)最少,且提取效率高。使用新型納米材料進(jìn)行凈化[15-16],整個(gè)提取時(shí)間30 min就能夠完成,不僅極大地提高了工作效率,且降低了檢測(cè)成本。

2.4 方法的回收率和精密度

真實(shí)海水基質(zhì)中,分別添加0.2、1.0和20.0 μg/L濃度的6種均三氮苯類除草劑混合標(biāo)準(zhǔn)品,按照前面的前處理方法進(jìn)行試驗(yàn),最后經(jīng)過(guò)LC-MS/MS測(cè)試,進(jìn)行8次重復(fù)試驗(yàn),測(cè)得6種均三氮苯類除草劑的回收率和精密度,計(jì)算得到他們的平均回收率和精密度。海水樣品的平均回收率為65.4%～97.4%;相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.89%～5.86%(表4)。

表4 平均回收率和精密度Tab.4 Average recovery rate and Precision n=8

2.5 膠東地區(qū)主要城市近海環(huán)境調(diào)查

通過(guò)調(diào)查膠東半島海區(qū)情況,可以發(fā)現(xiàn)撲草凈、莠去津兩種藥品在膠東半島使用比較廣泛,相應(yīng)海區(qū)存在藥物殘留情況,這與中國(guó)農(nóng)藥生產(chǎn)情況相符合。此次調(diào)查農(nóng)藥殘留量比較低,可能由于調(diào)查樣品為3月份采集,屬于膠東半島地區(qū)農(nóng)藥使用的停滯期。除草劑農(nóng)藥使用的高峰期,海洋環(huán)境的殘留情況是否有變化,還需以后進(jìn)一步驗(yàn)證。

表5 膠東半島海區(qū)污染情況調(diào)查T(mén)ab.5 Investigation on the pollution in the sea area of Jiaodong Peninsula (μg·L-1)

3 結(jié)論

均三氮苯類除草劑農(nóng)藥的大量使用,導(dǎo)致近海環(huán)境嚴(yán)重惡化,影響了人們?nèi)粘５纳a(chǎn)生活。本研究建立了海水中均三氮苯類農(nóng)藥LC-MS/MS檢測(cè)分析方法,通過(guò)使用NANO小柱快速前處理技術(shù)簡(jiǎn)化了樣品前處理方法,節(jié)省了時(shí)間,節(jié)約了檢驗(yàn)費(fèi)用,實(shí)現(xiàn)了均三氮苯類農(nóng)藥的同步快速檢測(cè)。此方法的6種均三氮苯類除草劑在0.2 μg/L和1.0 μg/L水平下的平均添加回收率為65.4%～97.4%之間,方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.89%～5.86%,方法的定量限為0.03～0.05 μg/L。海水中均三氮苯類農(nóng)藥同步檢測(cè)方法的建立,不僅為近海海洋環(huán)境調(diào)查和治理提供科學(xué)有效的檢測(cè)手段,也為其他基質(zhì)中三氮苯類藥物殘留同步檢測(cè)提供參考。