吳宇伉，徐銀菊，王曉嫚，徐志飛，梅勇

1.無錫市疾病預(yù)防控制中心（南京醫(yī)科大學(xué)附屬無錫疾病預(yù)防控制中心），江蘇 無錫 214023

2.武漢科技大學(xué) a.醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院 b.職業(yè)危害識別與控制湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430065

太湖是中國第三大淡水湖，太湖流域是我國經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)、城市化程度最高的地區(qū)之一。隨著沿湖經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化，越來越多的農(nóng)業(yè)、工業(yè)和城市垃圾被排放到湖中。部分湖泊污染、富營養(yǎng)化嚴(yán)重［1］。三嗪類除草劑是我國目前生產(chǎn)應(yīng)用較多的在20世紀(jì)50年代引進(jìn)的傳統(tǒng)除草劑之一，是一類選擇性芽前和芽后除草劑。它通過以D1 蛋白為靶點(diǎn)，抑制植物發(fā)生光合作用的光合系統(tǒng)Ⅱ發(fā)揮作用，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)和城市等，以控制玉米、高粱、果蔬等農(nóng)作物的雜草，其在農(nóng)業(yè)上使用量巨大，且很難被生物降解，具有持續(xù)高生態(tài)毒性［2-4］，地表水常因水土流失和代謝產(chǎn)物的生成被污染［5-7］。其在土壤中吸收率較低，容易通過土壤遷移到地表和地下水中。地表水的化學(xué)污染會(huì)對環(huán)境產(chǎn)生影響，包括對水生生物的慢性毒性、生態(tài)系統(tǒng)中的蓄積，以及對人體健康的危害。許多國家和組織制定了控制和監(jiān)測三嗪類除草劑的立法，規(guī)定了水中和人類使用的最大殘留水平（maximum residue level，MRL）。莠去津和西瑪津被美國環(huán)境保護(hù)署（Environmental Protection Agency，EPA）列入內(nèi)分泌干擾物（endocrine disrupting chemicals，EDCs），可能引起多種類型的癌癥、出生缺陷、正常激素功能中斷、生殖腫瘤和母親和胚胎的體重下降等；EPA 規(guī)定莠去津的MRL 為3 μg·L-1。歐盟規(guī)定三嗪類化合物總量的MRL 為0.5 μg·L-1，單個(gè)三嗪類化合物的MRL 為0.1 μg·L-1。歐盟第2455/2001/EC 號決定已將西瑪津和莠去津列入歐盟水框架指令（2000/60/EC）的33 種優(yōu)先物質(zhì)清單中。指令2008/105/EC 為地表水中的三嗪類化合物設(shè)定了環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。指令2013/39/EU 修訂了指令2000/60/EC 和2008/105/EC，該指令規(guī)定地表水中莠去津和西瑪津的最大允許濃度（為質(zhì)量濃度，后均簡稱為“濃度”）分別為2 μg·L-1和4 μg·L-1。我國GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定在地表水中農(nóng)藥限值為1.0～80.0 μg·L-1，其中莠去津的標(biāo)準(zhǔn)限值為3.0 μg·L-1［8］。近年來，地表水中的農(nóng)藥殘留問題引起了國內(nèi)的廣泛關(guān)注。在過去的50年里，農(nóng)藥的使用，特別是除草劑的用量大大增加。然而，迄今對地表水（太湖流域）三嗪類除草劑污染的系統(tǒng)研究報(bào)道較少。

目前檢測水環(huán)境中三嗪類除草劑的方法有液相色譜法［5，9］、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法［10-11］、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法［12］、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法［13］等。液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法分離能力強(qiáng)，靈敏度高，定性定量準(zhǔn)確，對復(fù)雜基質(zhì)中痕量除草劑殘留檢測有技術(shù)優(yōu)勢。本研究將固相萃取法和液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法相結(jié)合，建立起檢測水中莠去津［化學(xué)文摘社登記號碼（CAS）：1912-24-9］、草凈津（CAS：21725-46-2）、異丙甲草胺（CAS：51218-45-2）、草克津（CAS：21087-64-9）、撲草凈（CAS：7287-19-6）、西瑪津（CAS：122-34-9）6種三嗪類除草劑的新方法。

1 材料與方法

1.1 儀器

1290 高效液相色譜儀（安捷倫，美國）；質(zhì)譜儀：3200 Q-TRAP（AB SCIEX，美國）；氮吹儀：N-EVAPTM112（美國Organomation 公司）；Milli-Q 高純水發(fā)生器（美國Millipore 公司）；Waters Oasis HLB 柱（3 mL/60 mg，30 μm，美國沃特世科技有限公司）；Envi-18 SPE柱（6 mL/500 mg，45 μm，美國色譜科公司）；Waters Sep-Pak Vac C18 柱（6 mL/500 mg，55 μm，美國沃特世科技有限公司）。

1.2 試劑

加拿大飲用水三嗪類除草劑混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（500 μg·mL-1，美國Accustandard 公司，貨號CCMECDW-TH），甲醇（色譜純，上海默克化工技術(shù)有限公司），超純水。

1.3 萃取條件優(yōu)化

用Envi-C18 柱、Waters Sep-Pak Vac C18 柱、Waters Oasis HLB柱3種固體小柱分別對5.00、100.0、250.0 μg·L-1含6種三嗪類除草劑（莠去津、草凈津、異丙甲草胺、草克津、撲草凈、西瑪津）的水樣進(jìn)行前處理，比較不同萃取柱洗脫情況。采用二氯甲烷、丙酮、和甲醇作為洗脫液，配制濃度為100.0 μg·L-1的目標(biāo)化合物模擬樣品，探索不同洗脫液對萃取回收率的影響。

1.4 優(yōu)化后方法

1.4.1 液相色譜條件色譜柱：ACQUITY UPLC HSS T3柱（1.8 μm，2.1 mm× 50 mm）；柱溫：22.5℃；進(jìn)樣量：10 μL；流動(dòng)相：0.1%甲酸水溶液（A相）和甲醇（B相），梯度洗脫條件見表1。

表1 液相色譜梯度洗脫程序Table 1 Gradient elution system for liquid chromatography

1.4.2 質(zhì)譜條件電噴霧離子化源（electron spray ionization，ESI）；掃描模式：正離子模式；檢測方式：多反應(yīng)監(jiān)測（multiple reaction monitoring，MRM）；離子源溫度500℃；離子源電壓：5 000 V；霧化氣（ion source gas1，GS1）、氣簾氣（curtain gas，CUR）、輔助加熱氣（ion source gas2，GS2）和噴撞氣（collision gas，CAD）均為高純氮?dú)?。MRM 監(jiān)測離子對，母離子和子離子、去簇電壓及碰撞電壓見表2。

表2 質(zhì)譜分析條件Table 2 Mass spectrometry parameters

1.4.3 樣品前處理①取水樣200 mL，經(jīng)微孔濾膜過濾后備用；②用3 mL 甲醇和3 mL 純水分別活化Waters Oasis HLB萃取小柱，取上述過濾后的水樣50 mL，以0.2 mL·min-1的流量上樣至活化后的萃取小柱中；③上樣完畢，用3 mL 純水洗滌小柱以除去溶于水的雜質(zhì)。連續(xù)抽真空5 min，干燥多余的水分；④最后用7 mL 甲醇洗脫，收集洗脫液，氮?dú)獯蹈桑虎萦?00 μL 90%甲醇水（體積比90：10）復(fù)溶，再轉(zhuǎn)移至內(nèi)襯管中待測。

1.4.4 標(biāo)準(zhǔn)系列制備及性能指標(biāo)檢測取500.00 μg·mL-1的6 種三嗪類除草劑混合標(biāo)準(zhǔn)溶液1.00 mL 于5 mL 容量瓶中，用90%甲醇水定容，配制成100.00 μg·mL-1的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，再取100.00 μg·mL-1的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液0.1 mL 于10 mL 容量瓶中，用90%甲醇水定容，配制成1 000.0 μg·L-1的標(biāo)準(zhǔn)使用液。分別移取不同體積的標(biāo)準(zhǔn)使用液用90%甲醇水稀釋成濃度0.0、15.0、25.0、50.0、100.0、200.0、250.0 μg·L-1的標(biāo)準(zhǔn)系列各1 mL，現(xiàn)用現(xiàn)配。在最優(yōu)萃取條件下，以濃度為橫坐標(biāo)，對應(yīng)的各物質(zhì)的峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。配制濃度為5.0 μg·L-1的6 種三嗪類除草劑混合加標(biāo)水樣，按照“1.4.3”試驗(yàn)方法中樣品前處理步驟處理，連續(xù)進(jìn)樣12 次，檢出限為3 倍標(biāo)準(zhǔn)偏差對應(yīng)的濃度，定量限為10 倍標(biāo)準(zhǔn)偏差對應(yīng)的濃度。配制濃度為5、100、250 μg·L-1的加標(biāo)水樣，分別在第1、3、5 天，每天平行進(jìn)樣6次，得到6種物質(zhì)平均回收率和精密度。

1.5 方法應(yīng)用

應(yīng)用建立的方法檢測4 份太湖水樣、3 份水源水樣（錫東、蘇州和太倉水廠水源水）和10 份生活飲用水樣。

2 結(jié)果

2.1 萃取條件優(yōu)化

2.1.1 固相萃取柱的選擇表3顯示了3種類型的固相萃取柱對3 個(gè)濃度水樣中6 種物質(zhì)的洗脫情況。結(jié)果表明，Waters Oasis HLB 柱的洗脫效率均為最高，加標(biāo)回收率均大于或等于75%。此次選擇Waters Oasis HLB柱作為固相萃取柱。

表3 固相萃取柱的選擇Table 3 Selection of solid phase extraction columns

2.1.2 洗脫液的選擇結(jié)果顯示，3種洗脫液中甲醇的加標(biāo)回收率最高（表4），因此次試驗(yàn)選擇甲醇作為洗脫液。

表4 洗脫液的選擇Table 4 Selection of eluents

2.2 方法學(xué)性能指標(biāo)

2.2.1 線性范圍和檢出限使用優(yōu)化后的方法進(jìn)行檢測，6 種三嗪類除草劑在各自濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均大于0.999。6 種物質(zhì)的檢出限為0.54～1.44 μg·L-1，定量限為1.8～4.8 μg·L-1。見表5。

表5 優(yōu)化后方法檢測6 種三嗪類除草劑的回歸方程、相關(guān)系數(shù)、線性范圍、檢出限和定量限Table 5 Regression equations,correlation coefficients,linear ranges,detection limits,and quantification limits of 6 kinds of triazine herbicides detected by the optimized method

2.2.2 方法的精密度、準(zhǔn)確度本方法平均回收率為75.0%～93.3%，精密度為0.6%～5.0%。見表6。

表6 優(yōu)化后檢測方法的精密度與加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果Table 6 Results of precision and standard recovery test for the optimized method

2.3 方法應(yīng)用

應(yīng)用優(yōu)化后的方法進(jìn)行檢測，結(jié)果顯示水源水和生活飲用水中均未檢出三嗪類除草劑，太湖水中測得草克津濃度為0.16～0.17 μg·L-1，其他5 種物質(zhì)未檢出。分別測定三嗪類除草劑混合標(biāo)準(zhǔn)溶液、加標(biāo)5 μg·L-1三嗪類除草劑的混合水樣、富集后太湖水樣，MRM 色譜圖見圖1。

圖1 三嗪類除草劑混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（A）、加標(biāo)5 ng·mL-1三嗪類除草劑的混合水樣（B）、富集后太湖水樣（C） MRM色譜圖Figure 1 MRM chromatograms for selected triazine herbicides mixed standard solution (A),mixed water sample with 5 ng·mL-1 standard of triazine herbicides (B),and Taihu Lake water sample after enrichment (C)

3 討論

本研究建立了固相萃取-液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測定水中6 種三嗪類除草劑殘留的新方法。Waters Oasis HLB 柱是由親水性和親脂性的兩種單體按照一定比例聚合成的大孔共聚物，保留機(jī)理為反相，對極性物質(zhì)的保留提供很好的水浸潤性，與C18 柱相比，Oasis 吸附劑的表面積增大2～3 倍，吸附能力大大提高。甲醇作為洗脫液效果最好，原因是甲醇的極性更高，相對于二氯甲烷、丙酮的黏度更低，這導(dǎo)致它可更有效地穿透吸附劑的孔隙，增大與分析物的接觸面積，從而增加了分析物的回收量。選擇Waters Oasis HLB 柱作為固相萃取柱，甲醇作為洗脫液時(shí)，檢測結(jié)果顯示6 種三嗪類除草劑在0～250.0 μg·L-1濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均大于0.999，檢出限為0.54～1.44 μg·L-1，定量限為1.8～4.8 μg·L-1，平均回收率為75.0%～93.3%，精密度為0.6%～5.0%。方法操作簡便，檢出限低，靈敏度高，精密度和準(zhǔn)確度良好，測定三嗪類除草劑加標(biāo)混合水樣，各物質(zhì)分離效果較好，經(jīng)實(shí)際太湖水樣測試，可以滿足水樣中6 種除草劑殘留的同時(shí)分析測定。