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高效液相色谱-串联质谱法检测农药包装物中乙草胺残留及分析

2020-10-30贾建伟祖英治孟宪科宋显东

农药科学与管理 2020年9期
关键词:乙草胺残留量甲醇

李 岩,贾建伟,祖英治,史 娜,朱 丹,孟宪科,宋显东

(1. 黑龙江省植检植保站,黑龙江 哈尔滨 150090;2. 巴斯夫(中国)有限公司,上海 200137)

我国每年农药使用会产生大量的包装废弃物,如果不能有效的回收处置将严重威胁环境安全和农产品质量安全[1];“十九大”报告将农药包装废弃物纳入农业面源污染治理和农村人居环境整治的重要内容,引起了各有关部门的重视。黑龙江省作为农药除草剂使用大省,每年产生农药包装废弃物约2.32亿个(瓶、袋、桶),总重量约7 000t[2];近几年我省积极组织开展农药包装废弃物的回收处置工作,积极探索回收模式,加强回收点体系建设,推进包装物的分类清洗和资源化利用处置,取得的很好的效果。早在2011年我省嫩江县就开展了废弃农药瓶回收工作[3];2017年黑龙江初步建立了集中配药服务站试点,实现了精准配药、回收清洗、残液处理等全链条作业[2];2018年林正平等调查分析了农药包装废弃物中残存农药量,提出配药时是否清洗包装物是影响残存量的最主要因素,简单清洗残存量可减少包装物容量的1.91%[4]。目前,我省正积极推广能够有效减少农药残留量的“三次洗瓶”技术,正在探索推广一些先进的洗瓶设备方法,如洗瓶机(枪)、洗瓶器等。为了科学准确掌握不同清洗方法、清洗时间对农药包装废弃物中农药残留量的影响,科学指导推广农药瓶清洗技术,本文采用高效液相色谱-串联质谱法对主要除草剂品种乙草胺开展了不同清洗方法下典型包装规格中农药残留量的检测和分析。

自然,这并非是否定一切喧闹。人间要繁荣与热闹,就少不了喧闹。陶渊明诗:“结庐在人境,而无车马喧。”他“在人境”,所以会“无车马喧”,并非真的是没有车声马鸣,而是因为“心远地自偏”,内心能摆脱世俗的束缚,因而即使处于喧闹的环境里,也如同居于僻静之地。

1 材料与方法

1.1 仪器和试剂

图1 水枪洗瓶机

1.1.1 仪器 高效液相色谱仪:Agilent 1260,具有二极管阵列检测器和自动进样器;液质联用仪(Agilent LC/MS 6410):ESI源;艾科超纯水机;过滤器:滤膜孔径约0.45μm;电子天平(XS205DU);涡旋混合器(scientific vortex-genie 2);秒表;水枪洗瓶机:石家庄轩之梦汽车用品有限公司,12V;充电式洗瓶器:临沂领新机械设备有限公司生产,专利号201921906863.X,出水量50mL/s。

图2 充电式洗瓶器

1.1.2 试剂 甲醇:色谱纯;乙腈:色谱纯;超纯水:二次蒸馏水过超纯水机制备(电阻率18.2 MΩ·cm,25℃);乙酸:色谱纯;甲酸铵:色谱纯;乙草胺标准品:含量为99.1%;试样:81.5%乙草胺乳油,50%乙·莠悬浮剂(乙草胺含量25%)。

2.1 仪器条件的确定

Delta机器人在传送带上的抓取范围可用DE的矩形来表示,如图4所示。在此工作区域内,工业相机在视觉采集区获取抓取目标的相关信息,传送带将抓取目标输送到Delta可抓取范围内,为了提高机器人抓去精度,本文机器人使用动态跟踪抓取目标的方式。

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1.2.1 洗瓶 试验选择具有代表性的除草剂包装规格400和800mL的塑料瓶,每种规格农药瓶分别装满81.5%乙草胺乳油和50%乙·莠悬浮剂,将农药直立倾倒至成滴为止,分别使用不同的清洗方式、清洗时间进行处理,每个处理3次重复。

1.2 处理方法

1.2.2 提取 向清洗后的农药瓶中加入80mL甲醇,扣盖颠倒摇晃30s,用移液枪吸取50uL的甲醇溶液至100mL容量瓶中,用甲醇定容至刻度后摇匀,过0.22um滤膜于进样瓶中,待测。

1.3.1 分析测定条件 色谱柱:ZORBAX SB-C1850mm×4.6mm(id)×1.8um不锈钢柱,流动相:甲醇+水(0.1%乙酸+5Mmol/L甲酸铵)=80+20(v/v),流量:0.3mL/min,柱温:30℃,进样体积:2.0μL,液质离子源:ESI+,四极杆温度:100℃,毛细管电压:3 500V,雾化气压力:35psi,干燥气流量:10L/min,干燥气温度:350℃,扫描方式:MRM。

从供水收入看,绍兴市水库供水收入比例最高,为68%,金华市为45.91%,温州市为43.35%。供水收入比重较高的水库工程与其主要承担供水任务有密切关系,如新昌县长诏水库为新昌城市一级水源地,承担为新昌城市供水任务,其收入的93.46%来自供水收入,义乌市八都水库承担义乌市区城市供水任务,其收入的90.29%来自供水。

作为一个跨国巨头,诺基亚面临巨大的竞争压力却忽视了具体的现实情况,给销售商的销售压力过高和市场费用过多。恶性的竞争又导致了恶性循环,最痛苦的就是损失巨大的经销商,所以诺基亚与部分经销商的矛盾开始显现,并且这也给诺基亚带来了不小的负面影响。

1.2.1.3 充电式洗瓶器洗瓶 将上述倾倒后的农药瓶直立倒扣在洗瓶器出水口上,分别自动设置10、15、20s 3个清洗时间处理洗瓶,洗瓶时要均匀倾斜转动农药瓶。

1.2.1.1 3次洗瓶 将上述倾倒后的农药瓶中加入包装规格一半的水量,为了符合应用实际采用不带盖摇晃清洗10s,倒出残液,重复洗瓶3次。

1.3 检测方法

1.2.1.2 水枪洗瓶机洗瓶 将上述倾倒后的农药瓶直立倒扣在水枪上,秒表计时,均匀倾斜转动农药瓶清洗,设置10、15、20s 3个清洗时间处理,清洗后的农药瓶备用。注意农药瓶是透明包装时不要有针对性的清洗,应统一操作手法。

1.3.2 检测 乙草胺检测定量离子270.2>224.0,去簇电压:90V,碰撞气能量6eV;定性离子270.2>148.2,去簇电压:90V,碰撞气能量18eV;乙草胺保留时间为4.1min。

2 结果与分析

这段论述其实是推衍朱熹《孟子集注》而来的,朱熹对此章的解释是:“守身,持守其身,使不陷于不义也。一失其身,则亏体辱亲,虽日用三牲之养,亦不足以为孝矣。事亲孝,则可忠可移于君,顺可移于长。身正,则家齐、国治而天下平。”(《孟子集注》卷八《离娄上》)但董氏将守身与敬身、成身联系了起来,认为要守身必先敬身,敬身是成就双亲的前提,而事亲则又是成就自身的先决条件,一个人如果能做到这一步,那么其忠心可为国君服务,其顺从可为长上效力了,如此就可国治而天下平了。

2.1.1 质谱条件 用约1mg/L乙草胺标准溶液在电喷雾电离ESI方式下进行全扫描(m/z50~500),以选择适当的分子离子峰。结果表明在正离子采集模式下,乙草胺的[M+H]峰m/z270.2响应值最大。选择上述母离子进行子离子扫描,通过不断改变去簇电压和碰撞能量来优化检测条件,乙草胺m/z270.2>224.0在去簇电压90V和碰撞能量6eV时响应值最大并且稳定作为定量离子;定性离子对为m/z270.2>148.2,在去簇电压90V和碰撞能量18eV时响应值最大并且稳定。

2.1.2 色谱条件 试验表明在流动相中加入甲酸铵缓冲盐时,能够改善乙草胺的峰形,明显提高响应值,以甲醇+水(0.1%乙酸+5Mmol/L甲酸铵)体积比80:20时,有效成分与杂质能得到很好的分离,峰型对称,基线平稳。

2.4 检测方法的最低检出浓度、添加回收率及相对标准偏差 在上述色谱条件下,乙草胺的定量限为0.005mg/kg。先将干净的400和800mL农药瓶水洗后直立倾倒至成滴为止,分别添加10、200、400 0mg/kg的乙草胺标准,每档重复5次,用上述提取和分析方法进行回收率测定,实验结果表明:乙草胺在400mL农药瓶中的添加回收率为91.86%~95.75%、相对标准偏差为1.61%~3.06%,乙草胺在800mL农药瓶中的添加回收率为91.77%~94.25%、相对标准偏差为1.70%~3.24%。乙草胺的添加回收试验结果(表1)。

2.3 标准曲线 准确称取乙草胺标样0.024 2g(精确至0.000 2g),置于100mL容量瓶中,用甲醇超声溶解,冷却至室温用甲醇稀释至刻度。将上述标准溶液溶液配制成5.0mg/L的标准溶液。用甲醇稀释配制成0.005、0.01、0.05、0.1、0.5、1.0、2.0mg/L系列混合标准溶液,在上述仪器条件下进行测定乙草胺。以进样浓度(mg/L)为横坐标,色谱峰面积为纵坐标绘制标准曲线图。在0.005~2.0mg/L浓度范围内,乙草胺质谱峰面积与进样浓度呈良好的线性关系,线形方程为:y=485 717.45x+1 791.93,相关系数为R=0.999 97。

2.2 前处理方法摸索 试样选用甲醇、乙腈提取,提取液设置20、50、80、100mL等4个处理,发现加入80、100mL甲醇和乙腈时,400、800mL农药瓶的回收率高且稳定,考虑节省试剂和成本,试验选择使用80mL甲醇作为提取液。

表1 乙草胺的添加回收率试验

2.5 不同清洗方式与农药残留量的关系 经对3种清洗方式的农药瓶中乙草胺残留数据分析(表2),3次洗瓶的乙草胺残留商品量在0.208~0.333g,洗瓶机在0.086~0.383g,洗瓶器在0.003~0.308g;与包装容量的农药残留比率分别是3次洗瓶0.037 5%~0.065 5%,洗瓶机0.002 8%~0.047 9%,洗瓶器0.000 8%~0.038 5%;从整体洗瓶效果上来看,相同剂型、包装规格、清洗时间下,除在800mL悬浮剂上用洗瓶机清洗10s的洗瓶数据高于3次洗瓶数据外,洗瓶机和洗瓶器其他清洗时间10、15、20s洗瓶数据均好于3次洗瓶,能够达到很好的清洗效果;同时,洗瓶器清洗效果略好于洗瓶机。

2.6 清洗时间与农药残留量的关系 经对洗瓶机和洗瓶器不同清洗时间的农药瓶中乙草胺残留数据分析,洗瓶机和洗瓶器清洗10s的乙草胺残留商品量在0.067~0.383g,15s在0.005~0.188g、20s在0.003~0.110g;与包装容量的农药残留比率分别是清洗10s在0.016 6%~0.047 9%、15s在0.001 3%~0.023 4%、20s在0.000 8%~0.013 7%;可见,洗瓶效果与清洗时间成正相关,即洗瓶时间越长,残留农药越少,洗瓶效果越好。

前列腺肿瘤的治疗方案越来越丰富,比如手术、化疗[3]、放疗[4]、以及内分泌治疗[5]等。前列腺切除术(RP)具有保持控尿能力[6]等优势,并且随着手术技术的提高以及手术器械的发展,患者手术指征不断扩大,比如存在一些合并症的高龄患者,但是这些患者能否从前列腺癌根治术中获得更大收益却尚未明确。

2.7 包装物规格与农药残留量的关系 经对典型包装规格中乙草胺残留数据分析,相同清洗方法、剂型、时间下,3次洗瓶的800mL农药瓶中乙草胺残留商品量数据>400mL(数据在2倍以下),与包装容量的残留比率800mL<400mL,说明3次洗瓶清洗时,包装规格越大,农药残留比率越低,农药清洗效果越好;洗瓶机和洗瓶器的800mL农药瓶中乙草胺残留商品量数据均>400mL的2倍以上,与包装容量的残留比率800mL也均>400mL,说明随着包装规格越大,农药残留比率越高,清洗效果降低。

2.8 农药剂型与农药残留量的关系 经对乳油和悬浮剂的乙草胺农药残留数据分析,相同清洗方式、包装规格、清洗时间下,乳油和悬浮剂的乙草胺农药残留商品量、与包装容量的残留比率数据互有高低,800mL悬浮剂的数据普遍高于乳油,而400mL悬浮剂的数据均低于乳油,变化趋势不明显,说明剂型对农药洗瓶影响相对较小,不如包装规格对农药洗瓶影响大。由于试验仅选择乙草胺常用剂型乳油和悬浮剂,试验结果可能不全面,还有待进一步论证。

表2 不同洗瓶方式下农药瓶中乙草胺残留结果数据

3 讨论

3.1 洗瓶时间的选择 通过与3次洗瓶数据相比,相同包装规格、剂型条件下,使用洗瓶机和洗瓶器清洗10、15、20s的整体洗瓶效果要好于3次洗瓶;但随着包装规格加大,洗瓶效果会有所下降,而洗瓶机和洗瓶器清洗15和20s的农药瓶中乙草胺残留商品量、与包装容量的农药残留比率全部都低于3次洗瓶的最小数值;同时考虑生产实际,洗瓶时间也不易过长,综合试验数据推荐洗瓶机和洗瓶器比较合理的清洗时间是15s。

3.2 不同洗瓶方式对农药残留的影响 试验中3次洗瓶用水量是包装规格的一半,随着包装规格的增大用水量增多,这样不会降低洗瓶效果,随着农药包装规格增大,残留农药比率越低;而洗瓶机和洗瓶器在相同清洗时间下用水量相同,这样会随着农药包装规格增大,清晰效果逐渐下降,包装增大要适当增加清洗时间。试验中使用的洗瓶器采用三点向外辐射出水,不像洗瓶机是单一方向清洗,可能是洗瓶器清洗效果好于洗瓶机的原因。

4 结束语

目前我省在全省范围内开展农药包装废弃物回收与处置工作,大力推广配药时采用3次洗瓶技术,极大降低了包装物中农药残留,减少农药浪费和环境污染。本试验通过先进的液相色谱-串联质谱法检测不同清洗方法下农药包装瓶中乙草胺残留量,比较了3次洗瓶、洗瓶机和洗瓶器的洗瓶效果,分析了包装规格对洗瓶效果的影响,并推荐了洗瓶机和洗瓶器的合理清洗时间,为下一步在我省推广使用农药洗瓶设备提供数据支撑;同时,由于试验只针对我省使用量最大的除草剂乙草胺开展清洗残留检测试验,不同的农药残留结果可能会有一定差异,还有待继续试验论证。

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