色谱-质谱联用在渔业污染事故分析中的应用

董湘君，黄福勇，王 扬，柯庆青

(浙江省水产质量检测中心，浙江 杭州 311100)

据《2015年全国渔业经济统计公报》及《2016年全国渔业经济统计公报》：全年由于渔业灾情造成的水产品产量损失，2015年为99.91万t，2016年为164.39万t，同比增长64.5%；全年由于渔业灾情造成的受灾养殖面积，2015年为69.081万hm2，2016年为106.950万hm2，同比增长54.8%；全年由于渔业灾情造成的直接经济损失，2015年为200.16亿元，2016年为287.79亿元，同比增长43.8%。随着经济与科技的不断发展，渔业环境的污染事故越来越受到社会各界的广泛关注，如何在污染事故发生的第一时间内发现问题并解决问题已成为研究热点[1]。由于渔业污染事故多具有突发性、隐蔽性，且污染物来源广，因此，对渔业污染事故的原因进行分析和认定颇具挑战。传统的检测方法由于实验方法本身的局限性和复杂性，往往对污染事故的探究束手无策，而气相色谱-质谱联用技术则能准确高效地解决这一难题。采用气相色谱-质谱联用技术，结合未知物分析方法，按照未知物的理化特性，可对未知物进行预分离、分离、纯化，而后上机检测，根据实际情况需求，还可对其组成成分进行定量分析[2]。本文应用此检测方法，在宁波市象山县暴发的三疣梭子蟹苗种大面积死亡事故检测中取得良好的效果，突破了传统检测手段的局限性，为污染事故的调查鉴定提供了可靠的依据。现总结报道如下。

1 材料与方法

1.1 仪器

6890N-5973型气相色谱-质谱联用仪(带自动进样器)，美国Agilent；分析天平(感量0.000 1 g)，德国赛多利斯；离心机，美国Thermo；旋转蒸发仪，上海亚荣；超声提取仪，上海科导。

1.2 试剂和标准品

乙酸乙酯，色谱纯；氯化钠，分析纯；无水硫酸钠(经马弗炉640 ℃灼烧4 h后，储存于干燥器)。标准品：α-硫丹、β-硫丹、硫丹硫酸盐，质量浓度均为100 μg·mL-1，美国O2si smart solutions。3种农药的标准品在使用时用色谱纯乙酸乙酯稀释成所需浓度的混合标准溶液。

1.3 色谱条件

色谱柱为石英毛细管色谱柱HP-5，规格为30 m×0.32 mm×0.25 μm。全离子扫描(SCAN)进样时，进样口为分流进样，分流比为50∶1；选择离子扫描(SIM)进样时，进样口为不分流进样。升温程序：进样口温度设为250 ℃，初始温度为100 ℃，保持1 min，以 30 ℃·min-1的速率升温至180 ℃并保持1 min，再以10 ℃·min-1的速率升温至270 ℃并保持5 min。载气为高纯氦气(He)，纯度≥99.999%。

1.4 质谱条件

质量扫描范围(m/z)50～450。扫描离子检测参数：定量离子241；定性离子265，339。

1.5 样品处理

1.5.1 采样

按照SL 187—1996《水质采样技术规程》采集水样。用玻璃磨口瓶作为取样瓶，在采样前，用待测水样将取样瓶提前冲洗2～3次后再装满样品。

沉积物采样选取养殖塘表层泥样，用玻璃铲刀铲取表层沉积物转入玻璃磨口瓶，密封保存。

因未知物的特殊性，无法加入合适的固定剂；因此，样品采集后应立即送达实验室进行分析检测，以保证实验数据的可靠性及真实性。

1.5.2 样品提取

水样：量取100 mL水样，置于250 mL分液漏斗中，加入10 g氯化钠，摇匀，加入20 mL乙酸乙酯，充分振荡2 min后静置15 min，待溶液分层后，收集有机相于150 mL锥形瓶中，重复上述操作一次，合并2次提取液并混匀，再以10 000 r·min-1的速度高速离心[3-7]。

沉积物样：称取5.0 g沉积物样品，置于50 mL聚乙烯离心管内，加入20 mL乙酸乙酯，充分振荡2 min后静置15 min，待溶液分层后，收集有机相于另一离心管内。重复上述操作一次，合并2次提取液并混匀，再以10 000 r·min-1的速度高速离心。

1.5.3 净化

将离心后的提取液分别通过填充无水硫酸钠的砂芯层析柱，再用20 mL乙酸乙酯淋洗层析柱，收集提取液和淋洗液于100 mL旋发瓶中，于50 ℃水浴旋转浓缩至近干，定容至1.0 mL。过0.2 μm微孔滤膜后转入进样瓶，待测。

农药样品取0.1 mL，加入1.0 mL乙酸乙酯，漩涡1 min混匀，静置15 min，取上清液，待测。

2 结果与分析

2.1 定性检测

将待测样品上机检测，经NIST 11谱库检索分析，确证水样和沉积物样中含有α-硫丹和β-硫丹(图1)，未检出硫丹硫酸盐。

图1 水样(上)和沉积物样品(下)中α-硫丹和β-硫丹SIM图谱

2.2 定量分析

基于上述结果，进一步配制α-硫丹和β-硫丹标准溶液，制作标准曲线，其中：α-硫丹标准曲线的线性回归方程为y=308.0x+5，相关系数为0.999 9，线性范围为0.2～2.0 μg·mL-1；β-硫丹标准曲线的线性回归方程为y=239.7x+5，相关系数为0.999 4，线性范围为0.2～2.0 μg·mL-1。2条标准曲线均符合检测标准，以此确定水样和沉积物样品中α-硫丹和β-硫丹残留量：水样中α-硫丹含量为0.351 mg·L-1，β-硫丹含量为0.822 mg·L-1；沉积物中α-硫丹含量为0.346 mg·kg-1，β-硫丹含量为0.076 mg·kg-1。

2.3 谱图结果

为查明造成渔业污染事故的农药来源，进一步对该养殖区常用农药——上海某公司生产的“裸赢蜚绝杀”进行检测，按照1.5节所述样品处理方法进行取样和处理。谱图结果显示，该农药有效成分为α-硫丹和β-硫丹(图2)。

图2 农药样品中α-硫丹和β-硫丹SIM图谱

3 讨论

3.1 样品的选择与采集

发生渔业污染事故，一般都是以水体为媒介传播的。由于水体大多具有流动性，且不少农药在水体中易被分解、吸附；因此，样品采集的即时性非常重要。如果事故发生的区域为流动水体，即时采样更为重要。样品采集时，条件具备的应同时采集水样、生物样和沉积物样品。水样是渔业污染事故发生的主要媒介和载体，引起事故的污染物一般在水中溶解度较高，因此，在发生渔业污染事故的第一时间，应做好水样采集工作。沉积物样品采集和检测是渔业污染事故分析的重要辅助手段，在事故发生的水体，水样和生物样容易受水体流动和生物个体活动影响而不易及时保存，此时污染物在沉积物样品中的沉积、残留往往可以发挥作用。在处理重金属、孔雀石绿等易沉积污染物引发的事故时，沉积物样品所发挥的作用更为重要。本次渔业污染事故中，由于生物样品个体小、易分解，无法采集，因此主要依据采集的水样和沉积物样品进行检测分析。样品采集后因未知物的特殊性，采样人员通常无法在第一时间得知其准确的理化性质，无法选择合适的固定剂进行保存；因此，应在样品采集后立即送往实验室进行检测。

3.2 色质联用技术在实验中的应用

传统的检测方法往往具有检测参数的局限性，通常对未知污染物的分析束手无策。就本研究中涉及的渔业污染事故而论，实验首先对受污染样品进行简单前处理，然后采用色质联用技术上机分析，并通过NIST 11谱库检索定性确定污染物种类(硫丹)，再用标准品标准曲线法对其精确定量。通常只对污染物进行检测并不能准确有力地说明问题，因此，本次实验又进一步对污染鱼塘近期投放的药物进行了检测，结果显示，农药样品的图谱与污染样品的图谱均有α-硫丹和β-硫丹检出峰，据此可以判定此次污染事故的污染物为α-硫丹和β-硫丹，污染源即为渔民使用过的上海某公司非法生产的号称对梭子蟹苗无毒害的农药“蜾赢蜚绝杀”。实验过程不仅快速简便，而且实验结果准确可靠，为渔民养殖过程提供了相应的技术支持，也为渔业污染事故的及时调查提供了可靠可信的判定依据。

参考文献：

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[3] 李岚, 黄云峰, 冯佳和,等. 三宗由硫丹引起的渔业污染事故调查分析[J]. 环境, 2011(S1):105-106.

[4] 郭远明, 钟志, 陈雪昌,等. 气相色谱质谱法在渔业污染事故调查鉴定中的应用[J]. 水产科技情报, 2005, 32(5):223-224.

[5] 陈华宜, 吴惠刚, 廖国荣. 气相色谱/质谱联用法鉴定一起职业中毒事件中车间空气的毒物[J]. 中国职业医学, 2002, 29(5):46.

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[7] 钟志, 郭远明, 刘琴. 农药引起的渔业污染事故调查方法的研究：以三唑磷为例[J]. 安徽农业科学, 2015(23):119-120.