液液萃取－气相色谱－三重四级杆串联质谱联用检测水体中阿特拉津的方法研究

2014-05-22施艳峰李国文邵应春普学伟

环境科学导刊 2014年3期

施艳峰，李国文，邵应春，普学伟

(玉溪市环境监测站，云南玉溪653100)

阿特拉津 (英文名Atrazine)又名莠去津，为三氮苯类除草剂，化学名称为:2－氯－4－乙胺基－6－异丙氨基－1，3，5－三氮苯，分子式C8H14ClN5，分子量为215.69，是一种适用于旱地的广泛除草剂，可防除一年生禾本科杂草和阔叶杂草，对某些多年生杂草也有一定的抑制作用，我国目前已大量采用［1］。相关毒理学研究发现，阿特拉津是一种环境雌激素，对皮肤和眼睛有刺激作用，动物实验致癌、致畸为阳性，对人有致突变作用。阿特拉津水溶性强，不易降解，施用后容易通过土壤或沉积物向环境迁移，对土壤和水体造成污染，其残留物在世界许多国家和地区的地表水和地下水中已有检出，我国已将阿特拉津列为水中优先控制的污染物［2～3］。因此，建立一种高效、灵敏、选择性及准确性较高的检测方法，对检测环境水体中的阿特拉津是非常必要的。

目前，阿特拉津检测方法有气相色谱法 (GC－ECD、GC－NPD)，液相色谱法和气相色谱－质谱 (GC－MS)等，样品前处理可采用液液萃取或固相萃取。气相色谱法和液相色谱法都基于保留时间定性，在环境样品基质复杂时极易受共流化合物的干扰而出现假阳性［4～7］。GC－MS对于基体复杂的样品也很难进行准确的定性和定量。气相色谱－串联质谱 (GC－MS/MS)是目前农残检测中的先进技术［8，9］。与单极质谱相比，它的多重反应监测(MRM)模式可有效消除GC－MS－SIM中存在基体干扰大、定性不准确的问题，大幅提高了检测的准确性［10］。本文以二氯甲烷萃取水样中阿特拉津，萃取液经定量浓缩后，通过气相色谱—串联质谱的多重反应监测模式，采用特征离子对定性和定量检测水体中的阿特拉津，提高了分析的灵敏度、准确性和可靠性。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

仪器:7890A/7000B三重串联四级杆气相质谱仪 (美国安捷伦);Syncore R－12全自动定量浓缩仪 (瑞士布奇);SA400水平振荡器 (日本YAMATO);带聚四氟乙烯旋塞2000ml分液漏斗;5μl、10μl、100μl微量注射器。

试剂:二氯甲烷纯度为农残级 (美国);无水硫酸钠、氯化钠、氢氧化钠均为优级纯 (汕头);无水硫酸钠在350℃温度下加热4h，在干燥器内保存备用;盐酸 (优级纯);阿特拉津标准溶液 (标样品牌CHEMSERVICE，浓度100mg/L)。

1.2 样品处理

取1L水样于2L分液漏斗中，加入30g氯化钠，振荡使全部溶解，加60ml二氯甲烷，振荡10min(注意及时放气)，静止分层，用滤纸卷成小条，擦干漏斗茎管内水珠，放出下层二氯甲烷萃取液于三角烧瓶中，盖塞。调节水样pH＞11和pH＜2，往水相中加入60ml二氯甲烷，重复上述萃取过程，合并萃取液于三角烧瓶中。二氯甲烷萃取液用无水硫酸钠脱水后，转移至浓缩管，用定量浓缩仪浓缩至0.5ml左右，转移浓缩液至样品瓶中，用少量二氯甲烷多次对浓缩瓶内壁进行润洗，润洗液浓缩后转移至样品瓶中，最终用二氯甲烷定容至1.0ml，进行色谱分析。

1.3 分析条件

振荡器:振荡次数180～200次/min。

色谱条件:HP－5MS毛细管色谱柱 (30m×0.25mm×0.25μm);载气为高纯氦气 (2.25 ml/min);碰撞气体为高纯氮气 (1.5 ml/min);柱流量为1.0ml/min，气体总流速为64.00ml/min，隔垫吹扫流量3ml/min，分流出口吹扫流量60ml/min;进样口温度:270℃，传输线温度:280℃;采用不分流进样，进样体积为1μl。色谱柱升温程序为 80℃开始，以 15℃/min升至 250℃，保持1min;再以25℃/min升至280℃，保持1.5min。

色谱工作站:能连续记录色谱采集数据，能通过二级质谱图进行定量计算。

质谱条件:MRM监测模式，溶剂延迟时间6.5min。

2 结果与讨论

2.1 样品前处理选择

目前分析水中阿特拉津的前处理技术主要有液液萃取 (如 EPA3510)、连续液液萃取 (如EPA3520)、固相萃取 (如 EPA3535)。固相萃取选择性强，但需要的有机溶剂种类增多，操作不便，在同一条件下无法兼顾其它化合物的分析要求，致使分析样品局限性较大［11］。分液漏斗液液萃取虽然比较耗费人力、物力，但适用范围广，适宜推广。因此，液液萃取仍不失为水质分析经典的前处理技术之一，基于此，本方法选用液液萃取，使用SA400水平振荡器对样品进行前处理。

2.2 GC－MS/MS方法建立

使用MRM模式测定目标化合物时，主要是针对特征离子和碰撞能量进行优化。首先是特征离子对的选择，通过全扫描模式得到母离子，选择质谱图中的基峰或较大峰，尽量选择背景干扰少丰度高的分子离子峰。在产物离子模式 (Product ion)下扫描得到子离子，一个子离子和一个母离子组成一对特征离子对，以特征离子对作为MRM模式下的定性和定量离子对。特征离子对选定后，为了达到最佳灵敏度，碰撞能量是必须优化的关键参数。不同的碰撞能量下扫描化合物，离子的碎裂程度不同，母离子和子离子的峰都发生变化，兼顾母离子和子离子的峰度值，确定一个最佳碰撞能量。通过方法优化，确定阿特拉津最优碰撞能量为25.0eV，对应两个监测离子对质荷比为200.1和94.2，215.1和199.9。MRM监测模式下阿特拉津色谱图保留时间为9.396min，几乎没有测定干扰，见图1。

2.3 标准曲线、检出限和精密度

使用阿特拉津标准溶液配制质量浓度为1、2、4、8、20、40μg/L的标准溶液，考察方法的线性范围、检出限和精密度。结果表明峰面积与相应质量浓度线性关系良好，回归方程为y=2.63164x－19.287567，相关系数0.9998。

取至少7个接近检出限浓度的实验室空白加标样品，进行全过程的方法检出限试样，按MDL=t(n－1，0.99)×s计算方法检出限。式中，n为重复样品数;t(n－1，0.99)为自由度为 (n－1)、置信度为 99%时的t值，n=7 时，t值取3.143;s为标准偏差［12～13］。根据上式计算该方法检出限为0.05μg/L，完全可以满足3μg/L的地表水环境质量控制标准［14］。

对2、10、100μg/L的标准溶液，分别平行测定6次，考察方法的精密度。结果显示，低浓度2μg/L的变异系数为5.17%，中浓度10μg/L的变异系数为3.14%，高浓度100μg/L的变异系数为2.11%，精密度好。

2.4 实际环境水样加标回收率和精密度

取玉溪市饮用水源地水样1L，分别加入1mg/ml的标准储备液 2μl、10μl、100μl，配制含量为2、10、100μg/L的环境模拟水样，按上述方法平行测定6次，计算低、中、高浓度样品的回收率和精密度，考察环境水样中基体对检测的干扰。结果表明，实际水样加标回收率和精密度均满足质控要求，方法适合水样分析，见表1。