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UPLC-MS/MS法测定地下水中涕灭威等4种农药类化合物*

2021-04-22邓昭祥杜作灵张安丰邓云江

广州化工 2021年7期
关键词:百威类化合物质谱

钟 蕾,杨 健,邓昭祥,杜作灵,张安丰,邓云江

(贵州省地质矿产中心实验室,贵州 贵阳 550018)

克百威、涕灭威为氨基甲酸酯类杀虫剂;莠去津为三嗪类除草剂、2,4-D为除草剂,4种农药高效低毒、广谱性强、易降解等特点,均广泛应用于农业病虫害防治和除草。近年来,农药滥用、乱排等现象屡禁不止,土壤等环境中的农药随雨水冲洗、灌溉水冲刷等多种渠道已或多或少渗透至地下水,对环境形成不同程度染物,同时影响人类健康[1-2]。目前,4种农药主要有GC-MS/MS[3-4]、HPLC[5-6]、LC-MS/MS[7-8]等分析方法。本文采用UPLC-MS/MS法测定涕灭威、克百威、莠去津、2,4-D 4种农药类有机污染物,该方法操作简捷、快速、高效;灵敏度高、重现性好、稳定性强等特点,同时小体积采样则有效降低地下水样品采集成本和提升检测效率等优势,为地下水农药类有机污染监测提供方法依据。

1 实 验

1.1 仪器及试剂

1.1.1 仪 器

Waters Xevo TQS超高效液相色谱/三重四级杆串联质谱仪,美国Waters公司;MassLynx 4.1数据处理系统,美国Waters公司;万分之一电子天平,梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;SK-1涡旋仪,常州澳华仪器有限公司;DZKW-4电子恒温水浴锅,北京市永光明医疗仪器有限公司。

1.1.2 试 剂

100 mg/L涕灭威标准品(溶剂为甲醇),北京坛墨质检有限公司;100 mg/L克百威标准品(溶剂为甲醇),北京坛墨质检有限公司;100 mg/L莠去津标准品(溶剂为甲醇),北京坛墨质检有限公司;100 mg/L 2,4-D标准品(溶剂为甲醇),农业部环境保护科研监测所;甲醇(色谱纯),默克集团公司(Merck KGaA);蒸馏水(质谱纯),广州屈臣氏食品饮料有限公司;甲酸(质谱纯),赛默飞世尔科技(中国)有限公司。

1.2 样品采集与存储

样品采集按GB/T 14848,HJ/T 164执行,即预先洗涤干净并烘干的磨口棕色玻璃瓶进行样品采集,满瓶采集,样品存储条件为4 ℃冷藏保存,采样体积为100 mL。运输过程中应做好防震工作,并防止样品被污染,样品应在7 d内完成检测。

1.3 样品前处理

水样恢复室温,5.0 mL一次性注射器吸取1.0 mL水样,过0.22 μm尼龙滤膜,待测。

1.4 仪器条件

1.4.1 液相条件

色谱柱ACQUITY UPLC©BEH C18(2.1×100 mm,1.7 μm);柱温40 ℃;采用二元梯度洗脱,4种农药类化合物具体洗脱程序见表1;流速 0.3 mL/min;进样量5.0 μL。

表1 4种农药类化合物梯度洗脱程序表

1.4.2 质谱条件

采用正负离子扫描模式;多反应监测(MRM);离子源温度150 ℃;脱溶剂气流量 1000 L/Hr;锥孔气流量150 L/Hr;脱溶剂气温度500 ℃,锥孔电压30 V;4种农药类化合物具体质谱测定参数见表2。

表2 4种农药类化合物质谱测定参数表

1.5 溶液配制及标准曲线绘制

涕灭威、克百威、莠去津、2,4-D等4种农药类化合物标准储备液配制:分别准确移取1.0 mL 100 mg/L上述4种农药类化合物单标于100 mL容量瓶中,蒸馏水定容至刻度,均配制成1000 μg/L混合标准储备液备用。

4种农药类化合物标准曲线绘制:分别移取混合标准储备液用蒸馏水配制成0.1、0.5、1.0、5.0、10.0、50.0 μg/L系列混标标准曲线,每个浓度重复3次,备用。

2 结果与讨论

2.1 质谱条件优化

本试验分别取50.0μg/L涕灭威、克百威、莠去津、2,4-D等4种农药类化合物混合标准溶液,4个化合物进行质谱条件探索及优化。对4种农药类化合物进行正负模式全扫描,其中,涕灭威、克百威、莠去津3种化合物正模式响应明显高于负模式响应,其全扫描得母离子[M+H]+分别为m/z=213.03、m/z=222.03、m/z=216.08;2,4-D负模式响应明显高于正模式响应,其全扫描得母离子[M+H]-m/z=218.90。依次对涕灭威、克百威、莠去津、2,4-D进行子离子扫描,分别得子离子为m/z=89.04/119.03、m/z=123.05/165.05、m/z=104.00/174.03、m/z=160.9/125.0。根据离子对丰度强弱确定定量离子对分别为213.03>89.04、222.03>165.05、216.08>174.03、216.08>174.03。本试验对4种化合物离子源温度、脱溶剂气流量、锥孔气流量、脱溶剂气温度、碰撞电压、锥孔电压等条件进行优化,最终确定为1.4.2及表2中所述。

2.2 色谱柱条件优化

本试验探索并比较了涕灭威、克百威、莠去津、2,4-D在ACQUITY UPLC©BEH C18(2.1×100 mm,1.7 μm)及ACQUITY UPLC©HSS T3 (2.1×100 mm,1.8 μm)两种不同液相色谱柱中分离效果及峰行,结果表明4种农药类化合物在C18色谱柱中均能良好分离效果、峰型对称且无拖尾;莠去津在T3柱中峰型对称性差、响应强度弱。因此,本试验选择ACQUITY UPLC©BEH C18(2.1×100 mm,1.7 μm)色谱柱。

2.3 流动相选择及优化

本试验探索了甲醇-纯水、甲醇-0.1%甲酸水、乙腈-纯水、乙腈-0.1%甲酸水作为流动相,对涕灭威、克百威、莠去津、2,4-D等4种农药类化合物响应强度及峰型变化情况,4种农药类化合物在甲醇-水体系中响应强度及峰型对称性优于在乙腈-水体系中,且甲醇-0.1%甲酸水优于甲醇-纯水。得出结论:甲醇-0.1%甲酸水作为4种农药类化合物流动相。优化流动相比例,发现采用表1所示流动相比例时,4种农药类化合物峰型出峰时间较为集中,均为2.4~3.0 min内出峰完毕,且峰型对称性良好。

2.4 线性范围、线性相关性、检出限

根据1.3操作步骤可得涕灭威、克百威、莠去津、2,4-D 4种农药类化合物系列混合标准液线性方程,见表3。由表3可知4种农药类化合物在0.1~50.0 μg/L之间,线性相关性系数R2>0.995,具有良好线性关系。以信噪比S/N≥3计算检出限,则涕灭威、克百威、莠去津、2,4-D 4种农药类化合物检出限分别为:0.02、0.04、0.01、0.01 μg/L。

表3 4种农药类化合物标准溶液线性范围、线性方程及相关系数表

2.5 方法准确度和精密度

取蒸馏水1.0 mL各7个,分别进行浓度为0.5、5.0、25.0 μg/L涕灭威、克百威、莠去津、2,4-D 4种农药类化合物添加回收试验,测定结果见表4。从表4可知:在3个添加级别中,涕灭威、克百威、莠去津、2,4-D 4种农药类化合物回收率范围分别为98.3%~106.9%、80.8%~108.0%、91.7%~107.4%、88.0%~108.9%,均在70.0%~110.0%范围内,相对标准偏差分别在1.76%~2.90%、7.26%~8.77%、1.56%~5.88%、2.10%~7.08%之间,均<10.00%,试验结果表明该检测方法准确度、精密度符合试验要求。

表4 4种农药类化合物地下水中平均添加回收率及相对标准偏差(n=7)

2.6 实际样品的检测

本试验利用已建立UPLC-MS/MS法测定地下水中涕灭威、克百威、莠去津、2,4-D 4种农药类化合物检测方法,对贵州省内10处地下水中4种农药类化合物残留量进行实际样品检测和分析,结果表明,10处地下水样品中,检测结果表明均未检测出4种农药类化合物。

3 结 论

本文建立了UPLC-MS/MS法痕量测定地下水中涕灭威、克百威、莠去津、2,4-D 4化合物,该方法检出限分别为0.02、0.04、0.01、0.01μg/L,4种农药类化合物在三个浓度添加级别,回收率分别为均在80.0%~110.0%之间,RSD<10.0%。对贵州省内10处地下水进行样品检测,实验结果表明均未检测出4种农药类化合物。该方法简捷、快速、高效、低成本;灵敏度高、重现性好、稳定性强、高精密度、低检出限、重现性良好等优点,为地下水监测提供方法依据;小体积采样则有效降低地下水样品采集成本和提升检测效率,有机试剂使用量少,绿色生态环保,因此该方法具有推广性。

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