气相色谱质谱法检测地表水中5种咪唑类残留

冉毅军

定西市环境监测站（定西 743000）

咪唑类杀菌剂是一类含有氮杂环类化合物，具有高效、广谱、低毒、选择性好和内吸性高等优点，常见的咪唑类杀菌剂主要有咪鲜胺、噻菌灵等[1-8]，得到大规模的商业化生产；自21世纪以来，随着农业现代化水平的不断提高，中国已发展成为全世界最大的农药使用和生产大国，农药是保障农业稳产、丰收和粮食供应不可或缺的生产资料；据调查，农药在农作物喷洒等使用过程中，实际起杀菌作用的仅15%～20%，大部分的农药进入土壤、空气和水系统，土壤和空气中的农药残留随着生态循环进入地表水系统，地表水中农药残留对人类生存环境带来污染，严重时可能导致人类、牲畜等的中毒，甚至导致死亡，因此加强对咪唑类杀菌剂残留的方法研究[9-12]，具有重要的现实意义。

地表水中农药检测常用的提取方法主要有固相萃取法[13-14]、快速溶剂萃取法[15-16]和QuEChERS提取法[17-18]。固相萃取法和快速溶剂萃取法试剂用量大，提取步骤冗长，成本高且环境污染较大；QuEChERS提取法是近些年发展起来的一种前处理方法，具有试剂用量少、提取速度快、操作简便、环境污染小等优点；试验建立采用QuEChERS提取方法对地表水中咪鲜胺等咪唑类杀菌剂提取、净化，气相色谱-三重四级杆质谱法定量测定的分析方法，结果表明，此方法具有简便、快速、污染小、准确度高等特点，适用于地表水中咪唑类杀菌剂残留的检测。

1 材料与方法

1.1 仪器和试剂

TRACEISQ气相色谱串联质谱联用仪（气相色谱仪TRACE1300、质谱仪ISQ-QD，赛默飞世尔科技有限公司）；色谱柱DB-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm，赛默飞世尔科技有限公司）；FA2004B型电子天平（精度0.000 1 g，上海天美天平仪器有限公司）；台式高速冷冻离心机（湖南湘仪仪器有限公司）。

标准物质：环氧七氯（内标液）、噻菌灵、咪鲜胺、氟菌唑、咪唑菌酮、恶咪唑（100 μg/mL，农业部环境保护科研监测所）；乙腈、丙酮（色谱纯，德国默克化学试剂有限公司）；N-丙基乙二胺（PSA）、GCB、C18（上海安普试剂公司）；无水MgSO4，冰醋酸（分析纯，上海国药化学试剂有限公司）。

1.2 仪器参数

色谱参数：进样口温度250 ℃；色谱质谱专用柱DB-5 MS；进样方式，不分流；载气，高纯氦气（纯度99.999%）；氦气流量1.8 mL/min；进样量1 μL；色谱柱温度60 ℃，保持2 min；20 ℃/min升温至180 ℃，保持3 min，15 ℃/min升温至280 ℃，保持10 min。

质谱参数：离子源，电子轰击源（EI）；电子能量70 eV；离子源温度250 ℃；接口温度240 ℃；碰撞气，高纯氩气（纯度99.999%）；溶剂延迟时间3.2 min；扫描方式，多反应监测（MRM）。

1.3 样品处理

将采集到的水样置于干净的试剂瓶中，静置沉淀，上清液经0.45 μm滤膜过滤。考虑到水质的酸碱性对农药残留稳定性产生影响，过滤后的水样用低浓度的酸（0.5 mol/L盐酸）或碱（0.5 mol/L氢氧化钠）调至近中性，置于2～8 ℃冷藏箱中备用。

提取：用量筒量取500 mL水样，在旋转蒸发仪上浓缩至近干。残渣用25 mL乙腈溶液溶解后转移至50 mL离心管。加入1.5 g醋酸钠、6 g硫酸镁至离心管中，强力振摇1 min进行萃取。将离心管放入离心机中以6 000 r/min的速度离心8 min。

净化：取离心后的有机层溶液至放入预先装有300 mg PSA、300 mg C18、300 mg GCB和1 g无水硫酸镁的离心管，立即涡旋1 min对样液进行净化，放入离心机中以6 000 r/min的速率离心5 min。取10 mL净化后的溶液到刻度试管中，于水浴式氮吹仪中70 ℃并用氮气吹至近干，丙酮定容至1 mL。经0.2 μm滤膜过滤后，加入200 μL 10 μg/mL环氧七氯内标溶液，混匀，进样气相色谱质谱系统检测。

1.4 标准溶液制备

内标液：精密移取1 mL的100 μg/mL环氧七氯标准品溶液至10 mL容量瓶中，用丙酮溶解、定容，得浓度10 μg/mL的标准溶液，于2～8 ℃冷藏箱放置备用。

标准储备溶液：分别精密移取1 mL 100 μg/mL的噻菌灵、咪鲜胺、氟菌唑、咪唑菌酮、恶咪唑标准品溶液至10 mL容量瓶，用丙酮溶解、定容。摇匀后得浓度10 μg/mL的混合标准储备溶液，于2～8 ℃冷藏箱放置备用。

标准线性溶液：精密移取适量混合标准溶液，配制成质量浓度分别为0.05，0.10，0.50，1.00，2.00和5.00 μg/mL标准曲线溶液，各移取1 mL，加入200 μL 10 μg/mL环氧七氯内标溶液，混匀，进样色谱质谱系统考察方法的线性。

2 结果与讨论

2.1 质谱条件的优化

采用Q3SCAN全扫描模式对较高浓度的混合标准溶液（10 μg/mL）进行全扫描，得到5种咪唑类杀菌剂对应的母离子及保留时间；对其母离子进行碎片离子扫描，得到各自对应的碎片离子；选择丰度较高的离子对作为定量离子，另选择2组离子对作为定性离子。保留时间、特征离子对以及相应的碰撞能量、丰度比是串联质谱的定性基础，通过对质谱参数（碰撞电压、碰撞时间、离子比率等）进行优化，各农药残留的灵敏度得到很大的提升，使检测结果更加准确性、可靠。5种待测农药对应的化合物的标准谱图见图1，质谱参数见表1。

图1 标准图谱

表1 5种农残离子质谱参数

2.2 色谱柱的选择

合适的色谱柱是农药多残留分析的前提，试验考察DB-5MS（美国安捷伦公司）、Rtx-5 MS（日本岛津公司）2种极性相似而厂家不同的色谱柱，通过进样标准液比较不同厂家的色谱柱对5种农药的分离效果。结果显示，DB-5MS色谱柱上5种农药分离效果好（见图1），而噻菌灵和氟菌唑2种农药在Rtx-5 MS分离较差；环氧七氯内标物拖尾严重。因此，选择DB-5MS色谱柱来分离5种咪唑类农药。

2.3 前处理方法的选择

对于水中农药残留的前处理方法主要有液液萃取法、固相萃取法。液液萃取法主要用二氯甲烷或石油醚对样品中的农药残留萃取，萃取过程中人工耗时较长且大量消耗有机溶剂，对实验人员的健康产生一定危害，对环境造成很大污染，而检测结果的准确度不高。固相萃取法为近年来农药残留常用的萃取方法。此方法检测准确度较高，但过柱时间相对较长。QuEChERS前处理方法使用1%冰醋酸乙腈溶剂萃取目标物，采用PSA、C18和PCB分散固相萃取剂来净化样品。与上述2种前处理方式相比，此方法使用溶剂量少，萃取及净化时间短且检测结果准确度高，显著提高检测效率。试验采用旋转蒸发仪先浓缩样品，QuEChERS方法萃取和净化水样，5种咪唑类杀菌剂得到满意的结果。

2.4 标准曲线方程及检出限

按照1.2的仪器参数进样，按照1.4的方法配制0.05，0.10，0.50，1.00，2.00和5.00 μg/mL标准曲线溶液，各1 μL。以各目标物对应的色谱峰面积为纵坐标，相应质量浓度为横坐标，绘制标准曲线。在阴性样品中添加5种杀菌剂农药标准品，计算3倍信噪比（S/N≥3）所对应的样品质量浓度，作为方法的检出限（LOD）。5种咪唑类杀菌剂对应的线性方程、相关系数及检出限见表2。

结果表明，5种咪唑类农药在0.01～2.0 μg/mL质量浓度范围内线性关系良好，检出限在0.006～0.012 g/L之间。

表2 线性方程、相关系数及检出限

2.5 加标回收与精密度测试

于地表水样品中定量加入已知浓度的5种咪唑类杀菌剂的混合标准溶液，在标准曲线浓度范围内选择低（0.03 μg/mL）、中（0.1 μg/mL）、高（1.0 μg/mL）3个浓度点进行加标回收测试。3个浓度点的加标样品平行各进样6次，考察6次测定结果的相对标准偏差（即精密度测试）。测试结果详见表3。

结果表明，3个不同水平的加标回收率均在70.5%～97.0%之间，精密度测试相对标准偏差为1.76%～4.32%，符合方法中关于分析测试的要求。

2.6 实际样品测定

抽取定西市不同区域2份农田水样和2份小溪水，运用QuEChERS前处理方式、气相色谱质谱联用法对5种咪唑类残留进行检测。结果显示，农田水样和小溪水样中均有咪唑类农药检出，但结果均在检出限内。详细结果见表4。

表3 加标回收率及精密度测试结果

表4 实际样品测试结果

3 结论

建立QuEChERS前处理方法提取、净化水样，气相色谱质谱联用法测定地表水中5种咪唑类农药的残留。扩大QuEChERS法在地表水农药残留检测中的应用。与传统农药残留方法相比，前处理方式溶剂使用量少，前处理时间短，结合气相色谱质谱的使用，检测结果更加准确、可靠。试验对质谱参数进行了优化，对色谱柱的选择和萃取方法进行讨论。考察方法的线性关系、检出限、回收率与精密度等参数，并对实际样品进行测试。结果表明，方法灵敏度高、选择性好、检测结果准确，适用于地表水中咪唑类杀菌剂监测。