气相色谱-质谱法同时检测饮用水中6种常见农药残留论文_张晓莉

鄂尔多斯市神东检测有限责任公司 内蒙古自治区鄂尔多斯市 017209

摘要:目的:建立了测定饮用水中的微量敌敌畏、治螟磷、乐果、二嗪磷、甲基对硫磷、杀螟硫磷残留的气相色谱-质谱法检测。方法:饮用水样经固相萃取柱富集, 以乙酸乙酯洗脱, 经气相色谱质谱联用仪定性定量检测。敌敌畏、治螟磷、乐果、二嗪磷、甲基对硫磷和杀螟硫磷的质量浓度在0.01-5.0 μg/mL范围内与其色谱峰面积均呈良好线性关系, 线性相关系数不低于0.995, 敌敌畏、治螟磷、乐果、二嗪磷、甲基对硫磷和杀螟硫磷的检出限分别为0.01,0.01, 0.01, 0.005, 0.005和0.01 mg/kg。结果:敌敌畏、治螟磷、乐果、二嗪磷、甲基对硫磷和杀螟硫磷测定结果的相对标准偏差均小于5% (n=6), 重现性均小于10% (n=6), 加标回收率在80%-100%之间。结论:试验证明该方法具有操作简单、准确度高、灵敏度高等优点。

关键词:气相色谱质谱;饮用水;农药残留

近年来,对于水中有机农药残留量检测的研究,国内外报道较多。农药在保护农业生产、提高粮食产量方面发挥着重要作用,但农药进入自然环境后,会通过湿沉降、地表径流等途径进入水环境,影响水环境质量,一些高毒性农药的使用,使我国面临严峻的农药环境污染问题。杀虫剂和除草剂是两类最常见的农用化学药品,其在预防或控制危害农、林业的病、虫、草和其他有害生物方面起着十分重要的作用,但同时农药又会残留在环境中,造成对环境的污染。大量散失的农药挥发到空气中,并伴随雨水流入水体中,通过水体的循环造成饮用水的污染。饮用水中农药污染在整个环境污染中占有重要的地位,人和牲畜误食被污染的饮用水后,容易造成急性中毒等症状,所以加强对饮用水中农药残留分析方法的研究,具有非常重要的意义。现代农业生产中,常用的农药主要有敌敌畏、治螟磷、乐果、二嗪磷、甲基对硫磷和杀螟硫磷等6种,在农药的使用中占比达到70%以上。因此有必要针对这常见的6种农药开发一种快速有效的测定方法。此次试验建立了一种利用气相色谱-质谱法同时测定饮用水中常用的6种农药残留的方法,试验证明该方法具有操作简单、灵敏度高、准确度好等优点。

一、材料与方法

1、仪器、设备与试剂。气相色谱-质谱联用仪,该公司氮吹仪,DSY-VI型,电子天平,XS-205型,0.01 mg,梅特勒-托利多公司;纯水器,Milli-Q,Milli Pore科技有限公司;固相萃取柱,HLB型,容量为2 g/12 mL,月旭科技有限公司;数控超声波清洗机,KQ型,昆山市超声仪器有限公司;漩涡混合器,T10,10 000 r/min,艾卡技术有限公司。乙醇、乙腈、丙酮、乙酸乙酯、正己烷:色谱纯,美国Tidea公司。纯化水:自制。

2、方法

色谱条件。色谱柱,HP-5 MS石英毛细管色谱柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm);进样方式,不分流;色谱柱升温程序,60 ℃保持1 min,以30 ℃/min升至150 ℃,保持0 min,再以5 ℃/min升至300 ℃,保持15 min;载气,氦气;碰撞气,氩气;进样口温度,200 ℃;柱流量,1.2 mL/min;进样体积,1 μL。

质谱条件。离子源,EI源;离子源温度,220 ℃;接口温度,240 ℃;溶剂延迟时间,1.5 min。

3、标准储备溶液的配制。标准溶液储备溶液:分别取100 μg/mL的敌敌畏、治螟磷、乐果、二嗪磷、甲基对硫磷、杀螟硫磷标准溶液各1.0 mL至10 mL容量瓶中,用乙酸乙酯定容至刻度,摇匀,即为10 μg/mL的标准储备溶液。

4、标准工作曲线的绘制。取0.1,0.2,0.5,1.0,2.0和5.0 mL上述已配制好的标准储备溶液到10 mL容量瓶中,用丙酮定容至刻度,得质量浓度分别为0.1,0.2,0.5,1.0,2.0和5.0μg/mL的线性标准工作溶液,按“1.2”项下检测仪器参数设定仪器,待系统稳定后,各进样1.0 μL,根据各标准物质浓度与其所对应的峰面积作标准曲线,即得标准工作曲线。

5、样品处理。固相萃取柱活化:依次取15 mL超纯水、15 mL乙醇、15 mL乙腈分别通过HLB固相萃取柱,并保持浸润2 min,再将饮用水水样经滤膜(0.45 μm)过滤,取续滤液1 L过固相萃取小柱;流速控制在10~15 mL/min;然后用15 mL乙酸乙酯浸泡、洗脱,收集洗脱液,用氮气吹至近干,残渣用乙酸乙酯定容至1 mL。

二、结果与讨论

1、质谱条件的优化。离子对的选择:分别取10 μg/mL敌敌畏、治螟磷、乐果、二嗪磷、甲基对硫磷和杀螟硫磷标准溶液,按“1.2”色谱条件设置气相色谱仪器参数,仪器稳定后,分别对敌敌畏、治螟磷、乐果、二嗪磷、甲基对硫磷、杀螟硫磷进行Q3SCAN扫描,找到母离子;再分别对母离子进行碎片离子扫描,得到敌敌畏、治螟磷、乐果、二嗪磷、甲基对硫磷、杀螟硫磷对应的碎片离子;分别选取响应较高的两个碎片离子对,进行质谱条件优化。最终得到敌敌畏、治螟磷、乐果、二嗪磷、甲基对硫磷、杀螟硫磷定量离子和对应的两个碎片定性离子对,结果见表。

2、固相萃取条件优化。取饮用水水样,加入一定量的6种常见农药混合标准溶液,以6种常见农药检测结果回收率作为考察指标,分别考察不同固相萃取柱、不同洗脱溶剂对6种常见农药检测结果回收率的影响。

(1)固相萃取柱选择。分别取C18固相萃取柱、WAX固相萃取柱及HLB固相萃取柱,再取饮用水水样各1 L,分别过上述三种固相萃取柱进行富集、乙酸乙酯洗脱,洗脱液浓缩至近干,再用乙酸乙酯定容至1 mL;上样分析,结果表明,使用HLB固相萃取柱,6种常见农药回收率最高,故选择HLB固相萃取柱。

(2)洗脱溶剂的选择。取4 L饮用水水样,分成4份,每份1 L。每份均按照“1.5”条件进行前处理,洗脱溶剂分别选择甲醇、乙腈、正己烷、丙酮作为洗脱溶剂,洗脱液浓缩至近干,再分别用洗脱溶剂定容至1 mL;上样分析,结果表明,当乙酸乙酯作为洗脱溶剂时,6种常见农药回收率最高,故选择乙酸乙酯作为洗脱溶剂。

3、方法标准曲线及检出限。取0.1,0.2,0.5,1.0,2.0和5.0 μg/mL混合标准工作溶液,按“1.2”设置仪器参数,待仪器稳定后,各进样1.0 μL,根据各农药残留物的浓度与其所对应的峰面积作图,即得标准线性曲线。以3倍信噪比计算检出限。结果见表。

4、方法加标回收率。在预先过滤好的待测水样中定量加入敌敌畏、治螟磷、乐果、二嗪磷、甲基对硫磷、杀螟硫磷(质量浓度分别为0.1,0.5和2.0 μg/mL),按1.2色谱条件上样分析。以外标法计算检测结果,得3个浓度点的加标回收率,结果可知,敌敌畏、治螟磷、乐果、二嗪磷、甲基对硫磷、杀螟硫磷的3个浓度点的加标回收率均在80%-120%之间,分析准确度满足测定要求。

5、方法精密度试验。在预先过滤好的待测水样中定量加入敌敌畏、治螟磷、乐果、二嗪磷、甲基对硫磷、杀螟硫磷(质量浓度均为1.0 μg/mL)的标准溶液,待仪器稳定后按照1.2色谱条件进样1.0 μL,连续进样6次。

6、方法重复性试验。在预先过滤好的待测水样中定量加入敌敌畏、治螟磷、乐果、二嗪磷、甲基对硫磷、杀螟硫磷适量浓度的混合标准溶液,按照同样方法处理6份样品溶液。待仪器稳定后按照1.2色谱条件进样1.0 μL,重复性结果见表。

  

三、结论

根据饮用水基质比较干净的特点,试验建立了GC-MS方法同时测定水质中的6种常见的农药残留(敌敌畏、治螟磷、乐果、二嗪磷、甲基对硫磷、杀螟硫磷)。试验首先对6种常见农药的质谱检测条件进行了系统的优化,选择合适的定性定量离子进行检测;然后对前处理条件进行了优化,优化固相萃取柱与洗脱溶剂,并对方法的检出限、线性、精密度、重复性等进行了考察。试验证明该方法具有前处理简单、准确度高、精密度高、重复性高等优点,可以为饮用水中农药残留的监测提供技术依据,并为国家标准制定提供技术参考。

参考文献:

[1]范华锋, 刘祥萍, 李登昆. 固相萃取-气相色谱法测定饮用水中11种有机磷阻燃剂[J]. 江苏预防医学, 2015, 26(6): 32-34.

[2]赵凤英, 万益群. 液液萃取气相色谱法测定饮用水中百菌清等12种农药残留[J]. 中国卫生检验杂志, 2014,24(23): 35.

[3]李娟, 赵永刚, 丁曦宁. 固相萃取/高效液相色谱法测定地表水中氨基甲酸酯类农药[J]. 环境监测管理与技术, 2013,18(1): 27-28.

论文作者:张晓莉

论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期

论文发表时间:2019/5/6

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