高效液相色谱与质谱联用法测定饮用水中的乙草胺

王霄 马清书 李宗坪 王兰 宋长远 王研

乙草胺是一类氯乙酰苯胺类除草剂（化学结构如图1所示），由美国孟山都公司于1971年开发，被广泛应用于阔叶杂草和禾本科杂草。由于除草效果良好，几十年间乙草胺的使用面积不断扩大，自20世纪70年代开始年使用量就超过10000t，目前仍是我国生产量和使用量最多的除草剂之一。但是乙草胺在农业生产使用过程中只有不足20%发挥除草活性，剩余的80%会残留在植物叶片、根茎或土壤中，并随着降雨过程和地表径流迁移到地表水、地下水，进而随着水循环迁移到各个环境介质中。已有研究表明，松花江一带的沉积物中乙草胺含量可达0.47-11.76  μg/kg、土壤中含量可达0.03-709.37μg/kg，淮河流域的沉积物中乙草胺含量高达3900-6600μg/kg。

乙草胺的较大环境存量会对人体健康及生态环境造成危害。毒理学研究表明，存在于环境中的乙草胺能够引起人体的生殖系统、循环系统以及内分泌系统的毒性效应。一项针对鲤鱼、白鲢和虹鳟等水产品的研究发现，这些生物体内已残留乙草胺，说明该种农药可以通过生物链的富集作用产生生态毒性。同时，乙草胺的广泛使用和环境迁移已经对饮用水安全造成威胁，2020年国家卫生健康委员会对《生活饮用水卫生标准》（20201948-Q-361）进行了修订，在饮用水标准中增加了乙草胺的检验项目。

目前针对乙草胺的检测方法较为复杂，主要表现在萃取及富集等繁琐的前处理过程，相应的前处理技术包括液液微萃取、固相萃取、固相膜萃取等，处理时间长，操作难度大，不利于实际的检测需要。为此，本文建立了过聚醚砜PES滤膜的前处理方式，运用液相色谱质谱联用法直接测定饮用水中的乙草胺。结果发现，在0.5-50μg/L的线性范围内，测得的乙草胺相关系数达到0.9990，说明该检测方法线性良好;该方法的检出限为1.10μg/L，也低于国标方法提供的4.74μg/L。实验证明，本文构建的饮用水中乙草胺的高效液相色谱质谱联用测定方法，不仅简化了操作流程，大大减少了操作时间，检测结果也很准确，非常适用于日常饮用水的检测工作。

一、材料与方法

1.仪器与试剂。液相色谱质谱联用仪，规格型号：API3200，仪器出厂编号：AA29381405;乙草胺标准品，浓度为1000mg/L，农业农村部环境保护科研检测所;甲醇，长春金泰;聚醚砜PES滤膜，0.22μm，φ13mm，天津津腾公司。

2.色谱条件。色谱柱是kinetex 2.6u C18 100A（New Column 100mm×2.1mm），柱温为40℃，进样量为10μL，流速为0.4mL/min，流动相A为纯水，流动相B为甲醇，梯度洗脱程序如表1所示。

3.质谱条件。离子源：电喷雾离子源（ESI+）;电离源极性：正模式;离子喷雾电压：5500V;扫描方式：多反应离子检测（MRM）。表2为乙草胺的MRM参数。

4.标准溶液的配制。（1）吸取乙草胺标准溶液0.1mL至100mL容量瓶中，用纯水稀释并定容至刻度，混合均匀，配制成浓度为0.1mg/L的标准使用液。（2）分别吸取标准使用液0.05mL、0.10mL、0.20mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、5.00mL至10mL容量瓶中，用丙酮稀释并定容至刻度，配制成浓度分别为0.5μg/L、1.0μg/L、2.0μg/L、5.0μg/L、10.0μg/L、20.0μg/L、50.0μg/L的标准系列。

5.水样前处理。水样中的乙草胺过聚醚砜PES濾膜后，直接经液相色谱质谱联用仪检测，外标法定量。

二、结果与讨论

1.色谱及质谱条件的优化。将乙草胺标准使用液注入仪器中，在ESI正离子模式下对母离子进行全扫描，调节母离子m/z至270.2并使得该信号稳定，然后经过碰撞得到丰度最高、干扰最小的子离子，分别为270.2>224.3和270.2>148.3，其中224.3为定量离子，148.3为定性离子。在该方法条件下，乙草胺的保留时间为1.07min，其特征离子色谱图如图2所示。

2.线性范围、回归方程。为了精准测定样品中目标化学品的浓度，本实验首先进行了标准曲线的测定，用以拟合回归方程、相关系数。运用高效液相色谱-质谱联用仪对标准序列进行测定，以目标化合物浓度为横坐标，以相应的峰面积为纵坐标，在0.5-50μg/L的线性范围内拟合线性回归方程及相关系数，结果如表3所示。

3.方法检出限、测定下限。按照《环境监测分析方法标准制订技术导则》HJ168-2020，以7组平行样品的平行实验进行检出限、测定下限的测定，结果如表4所示，乙草胺的检出限（MDL）为1.10μg/L，测定下限为4.40μg/L（以4倍的检出限作为该方法的测定下限）。相关计算公式如下所示：

MDL=T（VA+VB，0.99）×SP=2.681×0.41≈1.10μg/L

在上述公式中，VA是方差较大批次的自由度nA-1，VB是方差较小批次的自由度nB-1，SP是组合标准偏差，T是自由度为VA+VB、置信度为99%时的t分布。

4.方法精密度、准确度实验。为了验证方法的精密度和准确度，对10μg/L、20μg/L和30μg/L这3个不同浓度的乙草胺标准样品进行测定，同时也对实验样品进行测定。分别选取原料水、成品水及生活水进行加标回收的测试，加标量控制在7μg/L，在同等条件下进行6次处理，通过统计计算得出精密度数据，结果详见表5。在该实验条件下，标准物质精密度（RSD）的范围为-0.64%--6.2%，试样精密度（RSD）范围为5.4%-7.4%，样品的加标回收范围为92.5%-105%，证明该方法精密可靠。

本研究对乙草胺的检测方法进行了验证，系统性地对检出限、测定下限、精密度与准确度进行了考察，在0.5-50μg/L的线性范围内，测得的乙草胺的相关系数达到0.9990，线性良好，检出限为1.10μg/L，检测下限为4.40μg/L，标准偏差为4.1%-4.6%，标准物质精密度（RSD）的范围为-0.64%--6.2%，加标回收范围为92.5%-105%，最终结果表明各性能指标均达到标准检测方法要求。

作者简介：王霄（1990-），女，实验员，研究方向为理化检验。