第 36 卷 第 4 期 渔 业 科 学 进 展 Vol.36, No.4 2015 年 8 月 PROGRESS IN FISHERY SCIENCES Aug., 2015 DOI: 10.11758/yykxjz.20150420 http://www.yykxjz.cn/ 气 相 色 谱 - 质 谱 法 测 定 渔 业 水 质 中 * 8 种 除 草 剂 的 残 留 量 1 罗 方 方 王 艳 君 叶 玫 余 颖 刘 海 新 姜 琳 琳 ( 福 建 省 水 产 研 究 所 厦 门 361012) 摘 要 本 研 究 建 立 了 测 定 渔 业 水 质 中 氟 乐 灵 二 甲 戊 灵 甲 草 胺 乙 草 胺 丁 草 胺 西 玛 津 莠 去 津 扑 草 净 8 种 除 草 剂 残 留 量 的 气 相 色 谱 - 质 谱 法 样 品 用 氯 化 钠 调 节 盐 度 至 20 30, 二 氯 甲 烷 提 取, 无 水 硫 酸 钠 除 水, 过 弗 罗 里 硅 土 固 相 萃 取 小 柱 净 化, 利 用 气 相 色 谱 - 质 谱 法, 以 选 择 离 子 监 测 模 式 检 测, 外 标 法 进 行 定 量 分 析 采 用 基 质 匹 配 标 准 溶 液 校 准 法,8 种 除 草 剂 在 0.010 1.000 µg/l 范 围 内 线 性 良 好,R 2 均 大 于 0.990; 方 法 检 出 限 以 信 噪 比 3 估 算, 检 出 限 分 别 为 : 氟 乐 灵 0.022 µg/l 西 玛 津 0.031 µg/l 莠 去 津 0.028 µg/l 乙 草 胺 0.038 µg/l 甲 草 胺 0.041 µg/l 扑 草 净 0.035 µg/l 二 甲 戊 灵 0.025 µg/l 丁 草 胺 0.020 µg/l 选 择 0.05 0.5 和 2.0 µg/l 3 个 不 同 浓 度 水 平 做 加 标 回 收, 平 均 回 收 率 为 74.7% 97.7%, 相 对 标 准 偏 差 在 12.0% 以 内 方 法 检 出 限 分 别 为 : 氟 乐 灵 0.022 µg/l 西 玛 津 0.031 µg/l 莠 去 津 0.028 µg/l 乙 草 胺 0.038 µg/l 甲 草 胺 0.041 µg/l 扑 草 净 0.035 µg/l 二 甲 戊 灵 0.025 µg/l 丁 草 胺 0.020 µg/l, 最 低 定 量 限 均 为 0.05 µg/l 该 方 法 具 有 操 作 简 便 准 确 性 好 灵 敏 度 高 重 现 性 好 等 优 点, 可 为 渔 业 水 质 中 这 8 种 除 草 剂 残 留 的 监 测 提 供 技 术 支 持 关 键 词 除 草 剂 ; 渔 业 水 质 ; 气 相 色 谱 - 质 谱 法 ; 检 测 中 图 分 类 号 S949 文 献 标 识 码 A 文 章 编 号 2095-9869(2015)04-0132-07 除 草 剂 广 泛 长 期 的 大 量 使 用, 对 渔 业 生 态 环 境 和 水 产 健 康 养 殖 造 成 直 接 或 间 接 危 害 除 草 剂 直 接 影 响 浮 游 底 栖 植 物 光 合 作 用 固 氮 作 用, 破 环 和 改 变 渔 业 初 级 生 态 种 群 结 构 及 生 物 链 ( 沈 国 兴 等, 1999) 除 草 剂 在 水 中 通 过 鳃 直 接 进 入 鱼 类 的 代 谢 循 环, 对 鱼 类 甲 壳 类 的 急 慢 毒 性 和 积 蓄 性 比 对 哺 乳 动 物 大 得 多 (Kovriznych et al, 1998) 近 年 来, 因 水 源 除 草 剂 污 染 引 发 的 渔 业 污 染 事 故 时 有 发 生, 造 成 养 殖 水 产 品 的 除 草 剂 残 留 超 标, 引 起 业 内 外 的 高 度 关 注 (http://news.foodmate.net, 2013; 李 庆 鹏 等, 2014) 欧 盟 规 定 水 中 单 种 除 草 剂 的 最 大 残 留 限 量 为 0.1 μg/l, 美 国 环 保 局 (EPA) 规 定 水 中 莠 去 津 最 大 残 留 限 量 为 3 μg/l, 我 国 饮 用 水 标 准 规 定 莠 去 津 最 大 残 留 限 量 为 2 μg/l ( 聂 志 强 等, 2008), 但 我 国 尚 无 水 产 养 殖 环 境 中 除 草 剂 残 留 的 限 量 标 准, 在 检 测 项 目 方 面, 仅 做 单 类 除 草 剂 的 残 留 检 测 ( 董 茂 峰 等, 2008; 马 又 娥 等, 2011; 郑 和 辉 等, 2001; 李 竺 等, 2006; 任 晋 等, 2001; GB/T 21925-2008, 2008; 杨 梅 等, 2008; 潘 文 碧 等, 2010; 李 伶 伶 等, 2012), 满 足 不 了 水 产 养 殖 对 除 草 剂 的 监 控 要 求 目 前, 国 内 外 水 质 除 草 剂 的 检 测 方 法 主 要 有 气 相 色 谱 法 ( 董 茂 峰 等, 2008; 马 又 娥 等, 2011) 高 效 液 相 色 谱 法 ( 郑 和 辉 等, 2001; 李 竺 等, 2006) 液 相 色 谱 - 质 谱 法 ( 任 晋 等, 2001; GB/T 21925-2008, 2008) 气 相 色 谱 - 质 谱 法 ( 杨 梅 等, 2008; 潘 文 碧 等, 2010) 和 免 疫 胶 体 金 法 ( 李 伶 伶 等, 2012) 其 中, 气 相 色 谱 法 和 高 效 液 相 色 谱 法 仅 以 保 留 时 间 来 定 性, 容 易 出 现 假 阳 性 结 果 液 相 色 谱 - 质 谱 联 用 法 和 气 相 色 谱 - 质 谱 法 利 用 被 测 样 品 离 子 质 荷 比, 定 性 定 量 更 加 准 确, 检 测 灵 敏 度 * 福 建 省 省 属 公 益 类 科 研 院 所 基 本 科 研 专 项 (2012R1101-5) 资 助 罗 方 方,E-mail: lzxdlfu2007@aliyun.com 1 通 讯 作 者 : 叶 玫, 研 究 员,E-mail: yemei808@sohu.com 收 稿 日 期 : 2014-06-27, 收 修 改 稿 日 期 : 2014-11-03
第 4 期 罗 方 方 等 : 气 相 色 谱 - 质 谱 法 测 定 渔 业 水 质 中 8 种 除 草 剂 的 残 留 量 133 更 高, 对 复 杂 基 质 中 痕 量 除 草 剂 残 留 检 测 有 技 术 优 势 本 研 究 建 立 了 适 用 于 渔 业 水 质 除 草 剂 残 留 的 气 相 色 谱 - 质 谱 检 测 方 法, 该 方 法 可 同 时 检 测 在 渔 业 环 境 和 水 产 品 质 量 安 全 方 面 存 在 较 大 风 险 的 二 硝 基 苯 胺 类 酰 胺 类 和 三 嗪 类 这 3 类 除 草 剂 残 留, 分 别 是 氟 乐 灵 二 甲 戊 灵 甲 草 胺 乙 草 胺 丁 草 胺 西 玛 津 莠 去 津 扑 草 净 1 材 料 与 方 法 1.1 材 料 1.1.1 仪 器 Thermo Trace DSQ 单 四 极 杆 气 相 色 谱 - 质 谱 仪 ( 美 国 热 电 公 司 );DB-5MS 色 谱 柱 (30 m 0.25 µm 0.25 mm, 美 国 Agilent 公 司 ); 多 参 数 分 析 仪 Multi 3430 A235J ( 德 国 WTW 公 司 ); KQ-600DB 型 数 控 超 声 波 清 洗 器 ( 昆 山 市 超 声 仪 器 有 限 公 司 );DT5-5 离 心 机 ( 北 京 时 代 北 利 离 心 机 有 限 公 司 );W201 型 恒 温 水 浴 锅 ( 上 海 申 生 科 技 有 限 公 司 );R 系 列 旋 转 蒸 发 器 ( 上 海 申 生 科 技 有 限 公 司 ); 固 相 萃 取 装 置 ( 美 国 奥 泰 科 技 中 国 有 限 公 司 ) 1.1.2 试 剂 氟 乐 灵 二 甲 戊 灵 甲 草 胺 乙 草 胺 丁 草 胺 西 玛 津 莠 去 津 扑 草 净 100 μg/ml ( 溶 剂 为 正 己 烷 )( 农 业 部 环 境 保 护 科 研 检 测 所 研 制 ) 置 于 4 冰 箱 中 避 光 保 存 ; 正 己 烷 丙 酮 色 谱 纯 ( 美 国 Tedia 公 司 ); 二 氯 甲 烷 乙 酸 乙 酯 色 谱 纯 ( 美 国 Honeywell 公 司 ); 无 水 硫 酸 钠 ( 西 陇 化 工 有 限 公 司 )450 下 烘 干 4 h 备 用 ; 氯 化 钠 ( 国 药 集 团 化 学 试 剂 有 限 公 司 ); 弗 罗 里 硅 土 固 相 萃 取 柱 (1000 mg/6 ml, 美 国 Sepax-UCT 公 司 ) 1.1.3 标 准 溶 液 的 配 制 8 种 除 草 剂 的 混 合 标 准 中 间 液 以 正 己 烷 为 溶 剂 配 制, 其 中 每 种 目 标 物 的 浓 度 为 1000 μg/l, 置 于 4 冰 箱 中 避 光 保 存 实 验 时, 由 混 合 标 准 中 间 液 用 空 白 基 质 提 取 液 逐 级 稀 释 成 浓 度 为 0.010 0.020 0.040 0.100 0.200 0.500 1.000 µg/l 的 系 列 标 准 工 作 液 1.1.4 试 样 制 备 实 验 所 用 淡 水 海 淡 水 海 水 水 样 分 别 采 自 福 建 龙 海 罗 非 鱼 养 殖 基 地 福 建 漳 江 渔 业 水 域 福 建 漳 浦 海 鳗 养 殖 基 地, 水 质 较 清 若 水 样 混 浊 含 泥 沙 藻 类, 需 经 垫 有 少 量 玻 璃 纤 维 的 漏 斗 过 滤 ; 用 氢 氧 化 钠 或 盐 酸 溶 液 调 节 ph 至 6.0 8.5 1.2 方 法 1.2.1 样 品 前 处 理 准 确 量 取 200 ml 水 样, 经 多 参 数 分 析 仪 测 定 盐 度 值, 盐 度 为 20 30 时, 不 需 调 节 盐 度 ; 盐 度 低 于 20 时, 则 加 入 氯 化 钠 调 节, 根 据 每 1 L 淡 水 添 加 10 g 氯 化 钠 时 盐 度 增 加 10 计 算 将 符 合 盐 度 要 求 的 水 样 移 入 分 液 漏 斗 中, 加 入 20 ml 二 氯 甲 烷 萃 取, 有 机 相 过 无 水 硫 酸 钠 ( 约 10 g), 收 集 于 梨 形 瓶 中 用 20 ml 二 氯 甲 烷 重 复 萃 取 1 次, 合 并 有 机 相, 于 40 水 浴 减 压 浓 缩 近 干 固 相 萃 取 小 柱 用 两 倍 柱 体 积 的 正 己 烷 活 化 备 用,6 ml 正 己 烷 分 3 次 洗 涤 梨 形 瓶, 洗 涤 液 并 入 小 柱, 控 制 流 速 为 1 滴 /s, 收 集 流 出 液 用 14 ml 正 己 烷 乙 酸 乙 酯 (V V=1 1) 洗 脱, 流 出 液 转 入 梨 形 瓶 中, 于 40 旋 转 减 压 浓 缩 至 干, 残 渣 用 1 ml 正 已 烷 溶 解 定 容, 供 气 相 色 谱 - 质 谱 分 析 1.2.2 气 相 色 谱 - 质 谱 分 析 条 件 进 样 口 温 度 为 270 ; 载 气 为 氦 气 ( 纯 度 99.999%), 流 速 为 1.0 ml/min; 不 分 流 进 样, 进 样 量 为 1 μl 升 温 程 序 : 初 始 温 度 70, 保 持 1 min; 以 20 /min 升 至 200, 保 持 4 min; 再 以 15 /min 升 至 250, 保 持 1 min; 然 后 以 10 /min 升 至 280, 保 持 3 min 离 子 源 为 EI 源, 电 离 能 量 为 70 ev; 离 子 源 温 度 为 250 ; 传 输 线 温 度 为 300 检 测 方 式 为 全 扫 描 模 式 (SCAN) 和 选 择 离 子 检 测 模 式 (SIM); 质 量 扫 描 范 围 为 50 650 amu; 溶 剂 延 迟 时 间 为 6 min; 驻 留 时 间 为 100 ms 定 性 离 子 和 定 量 离 子 见 表 1 表 1 8 种 除 草 剂 的 定 性 离 子 定 量 离 子 Tab.1 The qualitative ions and quantitative ion of eight herbicides 化 合 物 Compound 定 性 离 子 Qualitative ions 定 量 离 子 Quantitative ion 氟 乐 灵 Trifluralin 306, 290, 335 306 西 玛 津 Simazine 201, 186, 173 201 莠 去 津 Atrazine 200, 215, 173 200 甲 草 胺 Alachlor 160, 237, 288 160 乙 草 胺 Acetochlor 146, 162, 223 146 丁 草 胺 Butachlor 176, 160, 188 176 二 甲 戊 灵 Pendimethalin 252, 281, 162 252 扑 草 净 Prometryn 241, 184, 226 241 2 结 果 与 讨 论 2.1 样 品 提 取 2.1.1 样 品 提 取 方 法 和 提 取 试 剂 的 选 择 水 质 中 除 草 剂 残 留 检 测 的 样 品 前 处 理 通 常 采 用 液 - 液 萃 取 ( 马 又 娥 等, 2011; 郑 和 辉 等, 2001; GB/T 21925-2008, 2008) 和 固 相 萃 取 ( 董 茂 峰 等, 2008; 李 竺 等, 2006; 任 晋 等, 2001) 对 大 体 积 水 样, 用 固 相 萃 取 富 集, 需 要 借 助 专 用 自 动 化 萃 取 设 备, 且 批 量 检 测 的 稳 定 性 对 操 作 者 的 技 术 要 求 较 高 液 - 液 萃 取 试 剂 用 量 相 对 较 大, 但 样 品 容 量 大 操 作 简 单 成 本 较 低, 因 此, 在 实
134 渔 业 科 学 进 展 第 36 卷 际 大 批 量 样 品 的 检 测 中, 液 - 液 萃 取 仍 是 目 前 较 为 实 用 的 方 法 ( 郑 和 辉 等, 2001; GB/T 21925-2008, 2008) 8 种 除 草 剂 均 属 于 非 极 性 或 弱 极 性 化 合 物, 通 常 选 用 的 提 取 试 剂 主 要 有 正 己 烷 二 氯 甲 烷 和 石 油 醚 本 研 究 比 较 了 这 3 种 试 剂 对 提 取 效 果 的 影 响 ( 表 2),3 种 提 取 试 剂 中 二 氯 甲 烷 的 回 收 率 最 高, 提 取 效 率 最 好, 故 最 终 选 定 二 氯 甲 烷 作 为 提 取 剂 此 外, 本 研 究 分 析 了 提 取 次 数 对 提 取 结 果 的 影 响, 提 取 1 次 时, 各 组 分 提 取 率 达 90% 左 右, 提 取 两 次, 各 组 分 提 取 率 达 99% 以 上, 已 能 满 足 提 取 回 收 率 的 要 求 表 2 8 种 除 草 剂 在 不 同 提 取 试 剂 中 的 回 收 率 Tab.2 The recovery rate of eight herbicides in different extraction reagents 回 收 率 Recovery rate (%) 化 合 物 Compound 正 己 烷 Hexane 二 氯 甲 烷 Dichloromethane 氟 乐 灵 Trifluralin 72.3 92.2 85.0 西 玛 津 Simazine 77.3 95.6 93.8 莠 去 津 Atrazine 77.4 96.7 81.9 乙 草 胺 Acetochlor 74.5 94.5 76.7 甲 草 胺 Alachlor 76.4 91.9 81.1 扑 草 净 Prometryn 73.5 94.0 90.3 二 甲 戊 灵 Pendimethalin 73.9 97.5 84.1 丁 草 胺 Butachlor 73.2 91.1 90.7 石 油 醚 Petroleum ether 2.1.2 基 质 盐 度 的 影 响 用 液 - 液 萃 取 法 提 取 水 样 品 中 有 机 农 药 目 标 物, 通 常 在 水 样 中 加 入 适 量 的 氯 化 钠 来 改 善 分 层 效 果, 以 减 少 或 避 免 乳 化 现 象, 同 时, 盐 析 作 用 可 提 高 有 机 目 标 物 的 萃 取 回 收 效 率 ( 李 俊 锁 等, 2002) 实 验 采 用 氯 化 钠 添 加 法 比 较 了 盐 度 分 别 为 5 10 20 30 40 的 水 样 对 目 标 检 测 物 的 影 响 以 盐 浓 度 为 横 坐 标 回 收 率 为 纵 坐 标, 制 作 盐 度 曲 线 ( 图 1), 结 果 显 示, 盐 度 在 20 30 范 围 内, 回 收 率 均 在 90% 以 上, 变 化 不 大 ; 当 盐 度 超 过 30 时, 目 标 物 的 回 收 率 明 显 下 降 ; 盐 度 达 40 时, 氟 乐 灵 和 莠 去 津 的 回 收 率 已 低 于 70% 实 际 操 作 中, 淡 水 或 海 淡 水 样 品, 用 氯 化 钠 调 节 样 品 盐 度 至 20 30, 海 水 样 品 的 盐 度 基 本 在 此 范 围 内, 不 需 再 做 调 整 2.1.3 基 质 ph 的 影 响 ph 可 能 改 变 待 测 物 在 水 相 和 有 机 相 中 的 分 配 系 数 ( 李 俊 锁 等, 2002), 同 时, 水 质 的 ph 对 除 草 剂 的 稳 定 性 有 较 大 影 响, 多 数 除 草 剂 在 酸 性 或 碱 性 条 件 下, 水 解 代 谢 的 速 率 明 显 加 快 ( 徐 会 娟 等, 2009) 因 此,pH 是 影 响 液 - 液 萃 取 中 目 标 物 回 收 率 的 一 个 重 要 因 素 本 研 究 用 氢 氧 化 钠 和 盐 酸 溶 液 调 整 加 标 水 样 ph 值 分 别 为 5.0 6.0 7.0 8.0 Fig.1 图 1 8 种 除 草 剂 的 盐 度 曲 线 The salinity curves of eight herbicides 9.0, 考 察 ph 值 对 回 收 率 的 影 响 以 回 收 率 为 纵 坐 标 ph 为 横 坐 标 制 作 ph 曲 线 ( 图 2) ph 在 5.0 8.0 范 围 内, 目 标 物 回 收 率 随 ph 的 增 大 而 增 大, 在 ph 为 8.0 9.0 范 围 内, 目 标 物 回 收 率 随 着 ph 的 增 大 而 降 低, 莠 去 津 和 二 甲 戊 灵 的 回 收 率 在 ph=9.0 时 已 低 于 80% 因 此, 较 低 或 较 高 ph 均 不 利 于 目 标 物 质 的 测 定 ph 在 7.0 8.0 范 围 内, 目 标 物 回 收 率 无 明 显 变 化 渔 业 水 环 境 的 ph 值 通 常 为 6.0 8.5 (GB 11607-1989, 1990), 在 处 理 实 际 水 样 品 时 一 般 不 需 调 整 ph, 但 在 特 殊 情 况 下, 如 出 现 渔 业 污 染 事 故, 水 质 ph 超 出 此 范 围 时, 则 需 要 进 行 调 整 2.2 样 品 净 化 图 2 8 种 除 草 剂 的 ph 曲 线 Fig.2 The ph curves of eight herbicides 渔 业 水 质, 特 别 是 水 产 养 殖 环 境 水, 基 质 复 杂, 类 脂 物 色 素 等 比 一 般 环 境 水 高 得 多, 若 未 进 行 有 效 净 化, 将 影 响 待 测 物 的 定 性 和 定 量 弗 罗 里 硅 土 吸 附 剂 对 亲 脂 性 的 化 合 物 有 吸 附 作 用, 在 酰 胺 类 ( 郑 和 辉 等, 2001) 和 二 硝 基 苯 胺 类 (Engebretson et al, 2001) 除 草 剂 检 测 中 的 样 品 净 化 应 用 有 良 好 的 效 果 本 研 究 探
第 4 期 罗 方 方 等 : 气 相 色 谱 - 质 谱 法 测 定 渔 业 水 质 中 8 种 除 草 剂 的 残 留 量 135 讨 了 弗 罗 里 硅 土 固 相 萃 取 小 柱 对 渔 业 水 质 中 8 种 目 标 除 草 剂 残 留 检 测 的 净 化 条 件 并 进 行 了 优 化 2.2.1 固 相 萃 取 小 柱 的 选 择 本 研 究 比 较 了 两 种 不 同 的 固 相 萃 取 柱 : 弗 罗 里 硅 土 小 柱 (1000 mg/6 ml) 和 石 墨 碳 黑 - 弗 罗 里 硅 土 复 合 小 柱 (250 mg/2000 mg/6 ml) 的 净 化 效 果 两 种 固 相 萃 取 小 柱 的 净 化 效 果 相 当, 峰 型 基 质 干 扰 均 没 有 太 大 差 别 考 虑 到 成 本 因 素, 一 般 的 水 质 可 用 弗 罗 里 土 固 相 萃 取 小 柱, 但 一 些 基 质 成 分 较 为 复 杂 色 素 含 量 较 高 的 水 样 要 选 用 活 性 碳 - 弗 罗 里 硅 土 固 相 萃 取 复 合 小 柱 净 化 2.2.2 洗 脱 溶 剂 的 选 择 和 洗 脱 体 积 的 优 化 实 验 先 比 较 了 3 种 洗 脱 溶 剂 ( 二 氯 甲 烷 - 正 己 烷 乙 酸 乙 酯 - 正 己 烷 和 乙 腈 - 正 己 烷 ) 的 洗 脱 效 果 结 果 显 示, 乙 酸 乙 酯 - 正 己 烷 洗 脱 效 果 最 好, 目 标 物 质 回 收 率 最 高, 净 化 效 果 好 二 氯 甲 烷 - 正 己 烷 洗 脱 的 8 种 除 草 剂 回 收 率 普 遍 较 乙 酸 乙 酯 - 正 己 烷 低 乙 腈 - 正 己 烷 作 为 洗 脱 溶 剂, 杂 质 峰 干 扰 较 二 氯 甲 烷 - 正 己 烷 和 乙 酸 乙 酯 - 正 己 烷 多, 且 氟 乐 灵 回 收 率 不 足 70%, 不 能 满 足 回 收 率 的 要 求 比 较 了 不 同 比 例 (1 1 1 4 1 9, V/V) 的 乙 酸 乙 酯 - 正 己 烷 的 洗 脱 效 果, 结 果 显 示, 乙 酸 乙 酯 - 正 己 烷 (1 1, V/V) 洗 脱 获 得 回 收 率 最 高, 杂 质 干 扰 少 以 乙 酸 乙 酯 - 正 己 烷 (1 1, V/V) 为 洗 脱 液, 间 隔 2 ml 收 集 流 出 液, 上 机 分 析 检 测 目 标 物 含 量, 以 峰 面 积 为 纵 坐 标 洗 脱 体 积 为 横 坐 标 绘 制 洗 脱 曲 线 ( 图 3) 当 洗 脱 体 积 为 12 ml 时, 洗 脱 效 率 基 本 达 100% 为 了 充 分 将 目 标 物 洗 脱 下 来, 选 择 14 ml 的 乙 酸 乙 酯 - 正 己 烷 (1 1, V/V) 作 为 最 终 的 洗 脱 体 积 按 优 化 的 样 品 提 取 和 净 化 方 法 分 析, 所 得 的 空 白 海 水 样 品 标 准 溶 液 和 空 白 海 水 样 品 加 标 的 总 离 子 流 ( 图 4), 结 果 显 示, 样 品 基 本 净 化 完 全, 目 标 峰 附 近 无 杂 质 峰 干 扰 2.3 基 质 效 应 的 消 除 样 品 中 除 目 标 分 析 物 以 外 的 其 他 成 分 对 待 测 物 测 定 值 的 影 响, 称 为 基 质 效 应 (NCCLS, 1998),GC-MS 分 析 中 大 多 数 农 药 表 现 出 不 同 程 度 基 质 增 强 效 应 ( 贺 利 民 等, 2008) 为 了 考 察 基 质 对 待 测 除 草 剂 的 影 响 程 度, 比 较 了 正 已 烷 溶 剂 ( 第 1 组 ) 和 按 照 样 品 前 处 理 方 法 提 取 的 空 白 海 水 基 质 溶 液 ( 第 2 组 ) 中 相 同 含 量 除 草 剂 组 分 分 析 响 应 值 ( 表 3) 结 果 显 示, 试 样 基 质 对 8 种 除 草 剂 均 表 现 为 不 同 程 度 的 增 强 作 用, 基 质 效 应 在 142.1% 160.5% 之 间 通 过 逐 步 分 析 排 查 发 现, 样 品 的 提 取 净 化 过 程 所 用 的 试 剂 均 引 入 了 基 质 增 强 效 应, 样 品 本 身 的 基 质 特 性 不 同, 产 生 的 基 质 效 应 也 各 异, 海 水 样 品 的 基 质 增 强 效 应 比 淡 水 样 品 大 得 多 ( 罗 方 方, 2014) 因 此, 本 研 究 采 用 空 白 样 品 提 取 液 作 为 标 准 液 的 稀 释 溶 液, 也 就 是 基 质 匹 配 标 准 溶 液 校 准 法, 可 有 效 消 除 基 质 效 应 对 检 测 结 果 准 确 性 的 影 响 2.4 方 法 的 回 收 率 和 精 密 度 采 用 标 准 添 加 法, 分 别 以 空 白 的 淡 水 海 淡 水 和 海 水 样 品 为 测 试 对 象, 进 行 加 标 回 收 实 验, 以 验 证 方 法 的 准 确 度 和 精 密 度 8 种 除 草 剂 的 添 加 浓 度 分 别 为 0.05 0.5 2.0 µg/l 3 个 水 平, 每 个 添 加 水 平 设 6 个 平 行 ( 表 4) 在 3 个 添 加 水 平 下,8 种 除 草 剂 的 平 均 回 收 率 为 74.7% 98.2%, 相 对 标 准 偏 差 在 12.00% 以 内 该 方 法 适 用 性 重 现 性 良 好, 符 合 药 残 检 测 技 术 要 求 2.5 方 法 的 线 性 范 围 检 出 限 和 最 低 定 量 以 目 标 物 的 峰 面 积 为 纵 坐 标 系 列 标 准 工 作 液 的 质 量 浓 度 为 横 坐 标 绘 制 标 准 曲 线, 计 算 线 性 回 归 方 程 线 性 相 关 系 数 (R 2 ) ( 表 5) 方 程 线 性 相 关 系 数 均 大 于 0.990, 该 方 法 在 0.010 1.000 µg/l 浓 度 范 围 内 线 性 良 好 方 法 检 出 限 以 信 噪 比 3 估 算 ; 最 低 定 量 限 的 确 定 依 据 是 样 品 的 实 际 加 标 回 收 率 在 70% 120% 之 间 信 噪 比 10 相 对 标 准 偏 差 15% 如 表 4 所 示,8 种 除 草 剂 的 加 标 量 为 0.05 µg/l 时, 实 际 回 收 率 在 80.3% 98.2% 之 间, 相 对 标 准 偏 差 为 2.06% 11.2%, 且 信 噪 比 均 大 于 10, 因 此, 确 定 本 方 法 8 种 除 草 剂 的 最 低 定 量 限 均 为 0.05 µg/l Fig.3 图 3 8 种 除 草 剂 的 洗 脱 曲 线 The elution curves of eight herbicides 2.6 实 际 样 品 测 定 采 集 泉 州 地 区 鲍 鱼 养 殖 海 水 水 样 罗 非 鱼 和 草 鱼 养 殖 淡 水 水 样 对 虾 养 殖 海 淡 水 水 样 共 8 个 样 品, 进 行 8 种 除 草 剂 检 测 样 品 加 标 水 平 为 0.05 µg/l, 加 标
136 渔 业 科 学 进 展 第 36 卷 Fig.4 图 4 8 种 除 草 剂 的 总 离 子 流 SRM chromatograms of eight herbicides A. 空 白 海 水 ;B. 标 准 溶 液 (50 ng/ml);c. 空 白 海 水 加 标 (0.05 µg/ml) 1. 氟 乐 灵 ;2. 西 玛 津 ;3. 莠 去 津 ;4. 乙 草 胺 ;5. 甲 草 胺 ;6. 扑 草 净 ;7. 二 甲 戊 灵 ;8. 丁 草 胺 A. Blank matrix; B. Standard (50 ng/ml); C. Matrix with standard (0.05 µg/ml) 1. Trifluralin; 2. Simazine; 3. Atrazine; 4. Acetochlor; 5. Alachlor; 6. Prometryn; 7. Pendimethalin; 8. Butachlor 回 收 率 为 89.5%,8 个 样 品 中 8 种 除 草 剂 均 未 检 出 3 结 论 本 研 究 建 立 了 渔 业 水 质 中 氟 乐 灵 二 甲 戊 灵 甲 草 胺 乙 草 胺 丁 草 胺 西 玛 津 莠 去 津 扑 草 净 残 留 的 气 相 色 谱 - 质 谱 检 测 方 法, 样 品 前 处 理 采 用 二 氯 甲 烷 液 - 液 萃 取 弗 罗 里 硅 土 固 相 萃 取 小 柱 净 化, 对 基 质 较 为 复 杂 的 渔 业 水 质 样 品 中 待 测 目 标 除 草 剂 的 提 取 和 净 化 效 果 好 ; 以 基 质 匹 配 标 准 溶 液 校 准 法, 有 效 地 消 除 了 基 质 效 应 对 检 测 结 果 准 确 性 的 影 响 本 方 法 样 品 前 处 理 的 仪 器 配 置 较 低, 可 操 作 性 强, 适 用 面 广, 结 果 稳 定 灵 敏, 适 合 实 验 室 开 展 对 淡 水 海 淡 水 海 水 等 渔 业 水 质 中 酰 胺 类 二 硝 基 苯 胺 类 三 嗪 类 8 种 除 草 剂 残 留 的 日 常 监 控 检 测
第 4 期 罗 方 方 等 : 气 相 色 谱 - 质 谱 法 测 定 渔 业 水 质 中 8 种 除 草 剂 的 残 留 量 137 化 合 物 Compound Tab.3 表 3 8 种 除 草 剂 的 基 质 效 应 Matrix effects of eight herbicides residues 峰 面 积 Peak area 第 1 组 Set 1 第 2 组 Set 2 基 质 效 应 Matrix effect (%) 氟 乐 灵 Trifluralin 137899 217742 157.9 西 玛 津 Simazine 222676 319762 143.6 莠 去 津 Atrazine 232564 338380 145.5 乙 草 胺 Acetochlor 120781 183708 152.1 甲 草 胺 Alachlor 64039 102783 160.5 扑 草 净 Prometryn 220303 324286 147.2 二 甲 戊 灵 Pendimethalin 144856 226555 156.4 丁 草 胺 Butachlor 196285 278921 142.1 注 : 基 质 效 应 的 计 算 公 式 : 基 质 效 应 (%)=B/A 100 (A: 在 纯 溶 剂 中 除 草 剂 组 分 的 响 应 值 ;B: 样 品 基 质 中 添 加 的 相 同 含 量 除 草 剂 组 分 响 应 值 ) Note: The formula of matrix effects: matrix effect (%)= B/A 100 (A: the response of herbicides component in pure solvent; B: the response of the same herbicides component content added to the sample matrix) 表 4 方 法 的 回 收 率 与 精 密 度 (n=6) Tab.4 The recovery rate and precision of the method (n=6) 添 加 水 平 Spiked level (µg/l) 化 合 物 项 目 Items 淡 水 Freshwater 海 淡 水 Sea and fresh water 海 水 Seawater Compound 0.05 0.5 2.0 0.05 0.5 2.0 0.05 0.5 2.0 氟 乐 灵 回 收 率 Recovery rate (%) 93.2 92.2 74.7 84.6 78.2 80.3 82.8 84.7 80.3 Trifluralin RSD (%) 10.1 8.96 3.89 6.78 3.74 6.34 5.02 11.9 7.30 西 玛 津 回 收 率 Recovery rate (%) 81.8 83.6 78.7 80.3 93.2 95.8 85.0 92.4 90.6 Simazine RSD (%) 10.2 6.65 1.66 2.22 2.26 2.24 11.2 11.3 6.20 莠 去 津 回 收 率 Recovery rate (%) 80.7 86.5 84.2 84.7 92.8 91.8 87.5 92.5 90.0 Atrazine RSD (%) 4.32 5.26 7.09 3.08 2.62 4.93 10.30 10.8 4.92 乙 草 胺 回 收 率 Recovery rate (%) 92.0 89.7 89.0 87.4 83.4 88.4 91.7 89.4 89.7 Acetochlor RSD (%) 6.86 6.96 7.78 4.96 3.18 3.67 8.22 9.44 6.29 甲 草 胺 回 收 率 Recovery rate (%) 95.4 97.7 94.2 91.4 91.4 82.7 90.2 89.4 91.3 Alachlor RSD (%) 2.46 3.21 2.24 4.29 3.02 5.13 2.95 8.52 2.53 扑 草 净 回 收 率 Recovery rate (%) 90.3 91.4 88.4 89.0 87.8 86.6 88.1 89.9 91.2 Prometryn RSD (%) 6.12 7.33 7.94 3.31 2.59 4.21 7.26 6.19 5.82 二 甲 戊 灵 回 收 率 Recovery rate (%) 92.7 90.8 82.5 90.3 88.7 89.0 94.3 91.6 87.5 Pendimethalin RSD (%) 3.50 3.45 7.77 6.07 2.29 5.28 5.73 8.74 7.33 丁 草 胺 回 收 率 Recovery rate (%) 98.2 94.1 95.4 89.3 85.3 88.9 92.2 90.6 90.4 Butachlor RSD (%) 2.24 4.11 1.91 2.06 3.31 3.65 5.87 5.64 4.70 表 5 8 种 除 草 剂 的 线 性 方 程 相 关 系 数 检 出 限 和 定 量 限 Tab.5 Linear equation, correlation coefficient, detection limit and quantification limit of eight herbicides 化 合 物 Compound 线 性 方 程 Linear equation 相 关 系 数 R 2 检 出 限 LOD (µg/l) 定 量 限 LOQ (µg/l) 氟 乐 灵 Trifluralin Y= 12349+345866X 0.9992 0.022 0.05 西 玛 津 Simazine Y=2862.69+443790X 0.9993 0.031 0.05 莠 去 津 Atrazine Y= 657+471362X 0.9992 0.028 0.05 乙 草 胺 Acetochlor Y= 2757+296902X 0.9994 0.038 0.05 甲 草 胺 Alachlor Y=21037+65832X 0.9942 0.041 0.05 扑 草 净 Prometryn Y= 2095+461575X 0.9991 0.035 0.05 二 甲 戊 灵 Pendimethalin Y= 10262+385659X 0.9992 0.025 0.05 丁 草 胺 Butachlor Y= 21022+468507X 0.9991 0.020 0.05
138 渔 业 科 学 进 展 第 36 卷 参 考 文 献 马 又 娥, 刘 宝 峰. 环 境 水 中 7 种 酰 胺 类 和 磺 酰 脲 类 除 草 剂 残 留 检 测 方 法 研 究. 现 代 农 药, 2011, 10(4): 44 46 日 本 对 我 国 产 鳗 鱼 及 其 加 工 品 中 的 氟 乐 灵 实 施 命 令 检 查. http://news.foodmate.net/2013/06/233684.html 任 晋, 黄 翠 玲, 赵 国 栋, 等. 固 相 萃 取 - 高 效 液 相 色 谱 - 质 谱 联 机 在 线 分 析 水 中 痕 量 除 草 剂. 分 析 化 学, 2001, 29(8): 876 880 李 庆 鹏, 秦 达, 崔 文 慧, 等. 我 国 水 产 品 中 扑 草 净 残 留 超 标 的 警 示 分 析. 食 品 安 全 检 测 学 报, 2014, 5(1): 108 112 李 伶 伶, 张 琳, 那 宇, 等. 除 草 剂 扑 草 净 胶 体 金 免 疫 层 析 检 测 定 试 纸 条 的 研 制. 现 代 食 品 科 技, 2012, 28(4): 424 426 李 竺, 陈 玲, 郜 洪 文, 等. 固 相 萃 取 - 高 效 液 相 色 谱 法 测 定 环 境 水 样 中 的 三 嗪 类 化 合 物. 色 谱, 2006, 24(3): 267 270 李 俊 锁, 邱 月 明, 王 超. 兽 药 残 留 分 析. 上 海 : 上 海 科 学 技 术 出 版 社, 2002, 67 69 杨 梅, 马 永 安, 林 忠 胜, 等. 环 境 水 体 中 三 嗪 和 酰 胺 类 除 草 剂 的 固 相 萃 取 / 气 相 色 谱 - 质 谱 测 定. 分 析 测 试 学 报, 2008, 27(1): 38 41 沈 国 兴, 严 国 安, 彭 金 良, 等. 农 药 对 藻 类 的 生 态 毒 理 学 研 究. 环 境 科 学 进 展, 1999, 7(6): 131 136 罗 方 方. 气 相 色 谱 - 质 谱 法 测 定 渔 业 水 质 中 8 种 除 草 剂 残 留 的 基 质 效 应 探 讨. 福 建 水 产, 2014, 36(3): 211 218 郑 和 辉, 叶 常 明. 环 境 样 品 中 乙 草 胺 和 丁 草 胺 的 残 留 分 析. 中 国 环 境 科 学, 2001, 21(3): 217 220 贺 利 民, 刘 祥 国, 曾 振 灵. 气 相 色 谱 分 析 农 药 残 留 的 基 质 效 应 及 其 解 决 方 法. 色 谱, 2008, 26(1): 98 104 聂 志 强, 李 卫 建, 刘 潇 威, 等. 凝 胶 渗 透 色 谱 净 化 - 气 质 联 用 法 测 定 土 壤 中 三 嗪 类 除 草 剂. 分 析 试 验 室, 2008, 27(12): 80 83 徐 会 娟, 何 红 波, 武 叶 叶, 等. 氯 乙 酰 胺 类 除 草 剂 的 环 境 行 为 和 生 态 效 应 研 究. 土 壤 通 报, 2009, 40(5): 1226 1232 董 茂 峰, 刘 丰 茂, 潘 灿 平, 等. 采 用 固 相 萃 取 - 气 相 色 谱 测 定 水 中 唑 酮 草 酯 的 残 留. 农 药 学 学 报, 2008, 10(4): 460 463 潘 文 碧, 孙 雅 峰, 井 晶, 等. SPE-GC/MS 法 快 速 检 测 水 体 中 多 组 分 内 分 泌 干 扰 物. 广 州 化 工, 2010, 38(11): 139 143 水 中 除 草 剂 残 留 的 测 定. 液 相 色 谱 / 质 谱 法. GB/T 21925-2008. 北 京 : 中 国 标 准 出 版 社, 2008, 1 6 渔 业 水 质 标 准. GB 11607-1989. 北 京 : 国 家 环 保 局, 1990, 2 Engebretson J, Hall G, Hengel M, et al. Analysis of pendimethalin residues in fruit, nut, vegetables, grass and mint by gas chromatography. J Agric Food Chem, 2001, 49: 2198 2206 Kovriznych JA, Urbancikova M. Acute toxicity of acetochlor for zebrafish (Danio rerio) and guppy (Poecilia reticulata). Ekol-Bratislava, 1998, 17: 449 456 NCCLS. NCCLS document EP14-P Evaluation of Matrix Effects; Proposed Guideline. Wayne, PA: NCCLS, 1998 ( 编 辑 冯 小 花 ) Determination of Eight Herbicides in Fishery Water by Gas Chromatography-Mass Spectrometry LUO Fangfang, WANG Yanjun, YE Mei 1, YU Ying, LIU Haixin, JIANG Linlin (Fisheries Research Institute of Fujian, Xiamen 361012) Abstract To measure herbicides residues in fishery water, gas chromatography-mass spectrometry was developed to determine trifluralin, pendimethalin, alachlor, acetochlor, butachlor, simazine, atrazine, and prometryn. The samples were adjusted to salinity 20 30 with NaCl, extracted by dichloromethane, and cleaned up with Florisil solid phase extraction (SPE) column. The analytes were detected by gas chromatography-mass spectrometry under the selected reaction monitoring mode and quantified by external standard method. The peak area was linear to the concentration of eight herbicides residues (0.010 1.000 µg/l), and the correlation coefficients (R 2 ) were all more than 0.990. According to S/N 3, the detection limit of rifluralin, simazine, atrazine, acetochlor, alachlor, prometryn, pendimethalin, and butachlo were 0.022, 0.031, 0.028, 0.038, 0.041, 0.035, 0.025, and 0.020 μg/l, respectivly. The limit of quantification was 0.05 μg/l for all eight herbicides based on the actual samples spiked recoveries between 70% and 120%, S/N 10, and the relative standard deviation 15%. The average recovery of the eight herbicides fortified in different negative samples at 0.05, 0.5, and 2.0 µg/l were in the range of 74.7% 97.7%, and the relative standard deviations were less than 12.00%. These results indicated that the method has the advantage of simplicity, sensitivity and repeatability, which could provide technical support for the detection of these eight herbicides residues in fishery water. Key words Herbicides; Fishery water; Gas chromatography-mass spectrometry; Detection 1 Corresponding author: YE Mei, E-mail: yemei808@sohu.com