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摘 要:在我国现代化农业建设过程中,为了保障农业生态环境,需减少化学农药的使用总量,但是部分地区依然采用农药进行病虫害防治,残留的农药会对环境产生一定危害,所以需要加强对环境中农药残留的检测,其中气相色谱质谱法具有良好的应用效果,将其应用在地表水检测中,能够获得准确的检测结果。因此,本文将对气相色谱质谱法同时测定地表水中拟除虫菊酯类农药进行分析,采用试验探究的方式证明该方法在测定工作中具有良好的效果,希望结论可以对相关人员有所帮助。
关键词:气相色谱法;气相质谱法;地表水检测;拟除虫菊酯;农药残留
拟除虫菊酯类是农药中的基本类型,主要应用在农业生产中,能够有效防治农业病虫害问题,但是该类农药的残留问题较为严重,使用后部分农药会进入地表水中,导致地表水受到污染,所以需要做好地表水的农药检测工作。在现代科学技术发展的推动下,气相色谱质谱法在农药检测中具有重要的作用,不仅检测效率较高,且能够确保检测结果准确性,将其应用在拟除虫菊酯类农药检测中,能够获取全面的检测结果,为后续治理工作提供支持。
1.实验设计
1.1仪器与试剂选择
本次实验采用某型号气相色谱质谱联用仪器;DB-5MS色谱柱,30m*0.25mm*0.25μm;C18型萃取柱,60mL/200mg;MTN-2600D型氮吹浓缩仪;KLDS-III型纯水机。
在实验试剂选择方面,主要采用甲氰菊酯、七氟菊酯、苄呋菊酯、四氟苯菊酯以及联苯菊酯,所有试剂浓度都设定为100μg/mL;我国国药化学试剂生产的HCL;甲醇、乙酸乙酯以及二氯甲烷等都为色谱纯[1]。
1.2仪器条件设计
首先,色谱仪器中装有高纯度的氦气,流速:1.0mL/min,进样温度:240℃,采用不分流的进样方式,进样体积设定为1μL;在柱升温程序设计方面,保持50℃1分钟,之后以20℃/min的速度升高到190℃,最后以10℃/min的速度升高到290℃,保持该温度3min。其次,质谱电子轰击离子源能量设定为70eV;本次试验中采用的农药质谱参数为:(1)甲氰菊酯CAS号为39515- 41- 8,定量离子为180,定性离子为265,208。(2)七氟菊酯CAS号为79538- 32- 2,定量离子为176,定性离子为197,160。(3)联苯菊酯CAS号为82657- 04- 3,定量离子为180,定性离子为166,164。(4)苄呋菊酯CAS号为28434- 01- 7,定量离子为170,定性离子为143,337。(5)四氟苯菊酯CAS号为118712- 89- 3,定量离子为162,定性离子为165,334。
1.3标准溶液配制
分别量取一定量的四种农药标准物质放置在容量为100mL的容器内,配置10μg/mL乙酸乙酯混合液;称量适量的四种农药储备液,用乙酸乙酯制备1mL溶液含甲氰菊酯、七氟菊酯、联苯菊酯、苄呋菊酯和四氟苯菊酯分别为5.00、10.0、30.0、 50.0、100、150ng的标准系列溶液[2]。
1.4样本溶液制备
在被测试区域收集地下水样本,通过HCL对地下水样本进行调节,并将样本调节为弱酸装填,调节完成后进行冷藏存储;在样本制作前,需要对其进行活化处理,活化采用二氯己烷、乙酸乙酯以及甲醇,分别为5mL、5mL、10mL;将5mL甲醇加入到500mL地表水样本中,通过C18柱的流速设定为10mL/min,之后采用10mL水对萃取柱进行喷淋;采用10mL二氯甲烷与乙酸乙酯混合液,将被测组分从萃取柱中脱下,之后将洗脱液通过氮气吹干,最后将溶液调节到1mL后采用对比的方式进行处理。
2.试验结果与讨论
2.1固相萃取柱选择
在本次试验中,采用吸附与洗脱的方式作为固相萃取基础,被样本进行富集与净化处理,为了确保试验结果准确性,防止固定相对结果产生影响,需要做好固定相选择工作;结合本次试验的特征,采用了C18、FLIRUSUL柱等,对五种不同农药进行加标回收处理,通过对比三种固相萃取柱对被测样本结果的方式,能够得到相应的试验结果。下表为不同固相萃取柱的回收率对比数据。
表1:不同固相萃取柱的回收率对比数据
农药类型 | 样本加标回收率 | ||
C18柱 | HLB柱 | FLORISIL柱 | |
甲氰菊酯 | 91.2% | 72.4% | 68.2% |
七氟菊酯 | 92.5% | 75.2% | 65.3% |
联苯菊酯 | 90.7% | 70.7% | 39.1% |
苄呋菊酯 | 93.0% | 74.1% | 70.5% |
四氟苯菊酯 | 90.9% | 73.0% | 67.3% |
结合上表的数据可以明确,C18柱对于本次试验中的农药加标回收率都能够达到标准,结果都在90%以上,为此可以证明采用C18柱具有良好的效果。
2.2洗脱溶剂选择
在本次实验中,C18柱对浓度为50.0μg/L的五种农药加标水样本进行处理前后,采用二氯甲烷、乙酸乙酯以及混合溶液作为洗脱机进行加标回收试验,试验结果如下表所示。
表2:不同洗脱机加标回收数据
农药类型 | 样本加标回收率 | ||
二氯甲烷 | 乙酸乙酯 | 1:1混合融合 | |
甲氰菊酯 | 68.2% | 72.4% | 91.2% |
七氟菊酯 | 65.3% | 75.2 | 92.5% |
联苯菊酯 | 69.1% | 70.7% | 90.7% |
苄呋菊酯 | 70.6% | 74.1% | 93.0% |
四氟苯菊酯 | 67.3% | 63.0% | 90.9% |
结合上表数据可以看出,分别采用二氯甲烷、乙酸[A1]乙酯对C18柱进行洗脱的情况下,样本加标回收率较差,采用混合溶液后,样本加标回收率更加接近100%,所以混合溶液测定结果更加准确[3]。
2.3曲线方程与检出限
依据上述色谱质谱条件进行试验,将五种不同农药配置的标准溶液进行处理,同时结合其试验结果绘制对应的标准曲线;在各组检出限计算中,以三倍信噪比为基础,下表为计算结果。
表3:方法曲线方程、相关系数与检出限
农药 | 线性范围(μg/L) | 线性方程 | 相关系数/r2 | 检出限(μg/L) |
甲氰菊酯 | 5.00—150 | Y=326.14X+158.42 | 0.9991 | 0.03 |
七氟菊酯 | 5.00—150 | Y=116.24X+224.64 | 0.9990 | 0.05 |
联苯菊酯 | 5.00—150 | Y=172.10X+203.56 | 0.9992 | 0.04 |
苄呋菊酯 | 5.00—150 | Y=243.37X+108.44 | 0.9993 | 0.06 |
四氟苯菊酯 | 5.00—150 | Y=254.17X+116.73 | 0.9991 | 0.07 |
2.4方法精密度试验
采用浓度为20.0μg/L的五种农药标准溶液,共计开展六次试验测试,从而能够得到准确的方法精密度,确保方法精密度结果准确性。下表为方法精密度的试验结果数据。
表4:方法精密度试验结果数据
农药 | 测定值 | 平均值 | RSD/% |
甲氰菊酯 | 18.5、19.0、18.8、 19.6、18.9、19.4 | 19.0 | 2.12 |
七氟菊酯 | 19.4、19.8、20.5、 19.7、19.1、19.6 | 19.7 | 2.39 |
联苯菊酯 | 20.4、20.8、21.5、 20.9、20.6、20.1 | 20.7 | 2.31 |
苄呋菊酯 | 18.1、18.4、19.2、 18.3、18.9、19.6 | 18.8 | 3.11 |
四氟苯菊酯 | 18.3、18.0、18.1、 18.8、17.8、18.5 | 18.2 | 1.98 |
结合上述结果可以看出,相对标准偏差都能够满足规定要求,所以这种分析方式精密性较好。
2.5加标回收试验
在对所有采集的样本进行检测时,没有检测出任何一种农药,在其中两份水样中加入一定量的五种农药标准溶液,根据试验设计方案开展加标回收试验。表5为回收率试验结果数据。
表5:方法回收率试验结果
农药 | 添加量/μg/L | |||
5.00 | 30.0 | |||
检测值/μg/L | 回收率/% | 检测值/μg/L | 回收率/% | |
甲氰菊酯 | 4.75 | 95.0 | 29.5 | 98.3 |
七氟菊酯 | 4.67 | 93.4 | 31.2 | 104.0 |
联苯菊酯 | 4.82 | 96.4 | 31.6 | 105.3 |
苄呋菊酯 | 4.63 | 92.6 | 29.2 | 97.3 |
四氟苯菊酯 | 4.51 | 90.2 | 28.8 | 96.0 |
根据上表数据来看,结果证明五种农药的加标回收率都在90.2%[A2]—105.3%范围内,回收率较好[4]。
3.结论
在本次实验检测工作中,采用固相萃取技术对地表水样本进行处理,构建地表水中五种不同菊酯类农药气相色谱质谱同时测定的方法,该方法操作较为简单,且灵敏度较好,测定结果准确性能够得到保障,适合在地表水中的菊酯类农药检测中应用,相比于常规的检测方法,检测流程得以充分简化,且检测效率与准确性提升,能够准确测定地表水中是否含有菊酯类农药,从而能够对水质检测工作提供支持,且检测应用成本较低,是一种科学的测定方法。
4.结语
农药在农业生产中具有重要的作用,但是部分农药会渗透在地下水中,导致地下水受到污染,所以为了确保地下水安全,需要对其进行农药残留检测;本文采用试验的方法,对气相色谱质谱在地表水菊酯类农药中的检测效果进行分析,结果证明气相色谱质谱联用方法能够有效提升检测结果准确性,且整体检测流程较为简单,是一种具有高效性、准确性的测定方式。
参考文献
[1]张艳, 陈子雷, 郭长英,等. 气相色谱-串联质谱法测定韭菜中拟除虫菊酯类农药残留[J]. 食品安全质量检测学报, 2021(2):1-1.
[2]袁艳阳. 气相色谱质谱法同时测定地表水中5种拟除虫菊酯类农药[J]. 化学工程师, 2022(008):036-036.
[3]王威, 窦文渊, 郭杰煌,等. 加速溶剂萃取-气相色谱-质谱法同时测定污泥中37种有机磷类及10种拟除虫菊酯类农药[J]. 理化检验-化学分册, 2021,057(007):1-1.
[4]张丹, 袁雅文. 气相色谱串联质谱法测定食用菌中拟除虫菊酯类农药[J]. 食品安全质量检测学报, 2021, 12(4):5-5.
[A1]乙酸乙酯
[A2]数据不符