超高效液相色谱-质谱法检测水中微量马拉硫磷

赵万里(烟台大学土木工程学院，山东 烟台 264005)

0 引言

马拉硫磷是(Malathion)是我国乃至世界目前主要生产销售的有机磷农药(OPPs)之一，属于低毒性有机磷杀虫剂，具有良好的触杀，胃毒和熏蒸作用[1]。US EPA统计数据显示，马拉硫磷每年的使用量约为1.36万t[2]，由于其用量大，且具有水溶性强的特性，所以其易随降水、淋溶、径流、渗透等作用由土壤迁移至水体中，导致天然水体中的马拉硫磷检出率较高[3]。2017年，世界卫生组织国际癌症研究机构发布的致癌物清单中，马拉硫磷位列2A类致癌物，并且对心脏、肾脏等脊椎动物器官有特异性毒性[4]。GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中集中式生活饮用水地表水水源地特定项目标准和GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》水质非常规标准分别规定，Malathion浓度不得超过0.05 mg/L和 0.25 mg/L，而有机磷农药在混凝—沉淀—过滤工艺的常规水处理工艺中的去除效率通常不足20%[5]，水体中残余的微量马拉硫磷农药的含量检测需引起人们的重视。

水中马拉硫磷的测定多采用高效液相色谱法、气相色谱法和气相色谱-质谱法等，因其在地表水中以痕量、微量存在，在测定前需进行富集前处理[6]。地表水中农药的测定一般通过吹扫捕集法、固相萃取法、液液萃取法等方法进行样品前处理，其中液液萃取法处理操作繁琐，有机试剂用量大。因此，急需一种精准高效且快速的马拉硫磷检测法来完成对水中微量马拉硫磷的检测。

本研究目的建立一种基于超高效液相-质谱联用仪(UPLCMS/MS)的微量马拉硫磷检测方法。与传统的高效液相色谱(HPLC)相比，UPLC的速度、灵敏度和分离度是HPLC的9倍、3倍和1.7倍，具有精确高效快速的特点，可以达到检测水体中微量痕量马拉硫磷的要求。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

主要药剂：马拉硫磷(Malathion)，产自AccuStandard，纯度≥97.9%，制备成100 mg/L标准贮备液备用；甲醇(Methanol)，产自J&K，HPLC级，纯度≥99.9%；乙腈(Acetonitrile)，产自J&K，HPLC级，纯度≥99.9%。

主要仪器：超高效液相色谱-电喷雾-三重四极杆质谱联用仪(UPLC-MS/MS，Waters美国)，MS型号为TQD，采用ACQUITYTM UPLC BEN C8色谱柱(2.1 mm×50 mm×1.7 μm)；氮气发生器(Peak气体)，制备纯度≥99.9%。

1.2 仪器工作参数

质谱条件：采用电喷雾离子源(ESI+)；多反应监测(MRM)模式；碰撞气为氩气；脱溶剂气为氮气；离子源温度120 ℃；脱溶剂气温度350 ℃；脱溶剂气流量300 L/h；锥孔气流量50 L/h。

色谱条件：流动相为甲醇和超纯水；柱温：35 ℃；样品室温度：20 ℃；多元泵总流量为0.2 mL/min。

2 结果与分析

2.1 参数优化

质谱参数优化：通过MS Scan模式确定母离子质荷比为330.96；通过MS/MS模式调整碰撞能量，获得三个特征子离子参数如表1所示。当毛细管电压为2.70 kV，锥孔电压为17.00 V时峰面积信号值强，灵敏度高。

表1 质谱MRM检测方式参数

色谱参数优化：通过改变流动相的比例及各时段A、B两相梯度关系，最终确定如表2的液相色谱流动相参数，使出峰时间保持在甲醇比例增长的时间段内，且初始比例设为60%甲醇40%水时可以使出峰时间适中，峰型对称，检测时间为6.5 min，简洁快速。

表2 液相色谱流动相参数

2.2 标准曲线

将100 mg/L标准贮备液配置成0.1 μg/L、1 μg/L、5 μg/L、10 μg/L、30 μg/L、50 μg/L、70 μg/L、100 μg/L的标准试剂，其中以标准液浓度为x轴，峰面积为y轴，分别测定各浓度对应峰面积绘制标准曲线，得到曲线如图1所示。结果表明，在0.100～150.000 μg/L范围内，马拉硫磷的方法响应值与质量浓度线性良好，标准曲线方程为：y=593.05x+773.6，相关系数R2为0.9951，该方法线性良好。

图1 标准曲线

2.3 精密度验证

为检验方法的精密度，配置10 μg/L、50 μg/L、100 μg/L的低、中、高三个代表性浓度分别进行日内与日间的标准回收测定。在一日内将10 μg/L、50 μg/L、100 μg/L浓度3个标准液连续测定5次完成日内标准回收。如表3所示，三个标准品日内相对标准偏差RSD在0.5%～3.12%之间。在连续的五日内将10 μg/L、50 μg/L、100 μg/L浓度3个标准液每日测定完成日内标准回收。如表4所示，三个标准品日间相对标准偏差RSD在2.41%～6.09%之间。日内日间加标回收率及相对标准偏差RSD都小于10%，标准回收表现良好，该方法准确精度高。

表3 日内标准回收率及RSD

表4 日间标准回收率及RSD

2.4 检出限与定量限

以3倍信噪比(S/N)作为检出限，以10倍信噪比(S/N)作为定量限。以0.1 μg/L的标准液为信噪比测定样本连续测定3次，信噪比模式为PTP，测量并计算的该方法检出限为0.028 μg/L，定量限为0.091 μg/L。本方法远低于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》与GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》规定的0.05 mg/L和0.25 mg/L限值。本方法检出限与定量限低，适合测定马拉硫磷微量与痕量污染的水体。

2.5 实际样品分析

2020年11月2号，采用本方法检测山东省烟台市烟台大学三元湖湖水，峰面积低于检出限，未在湖水中检测出马拉硫磷。

3 结语

通过进行质谱与液相色谱参数的优化和精密度试验验证，建立了一种简单快速且高效的水体中微量痕量的马拉硫磷检测方法。该方法具有在0.100～150.000 μg/L范围内，马拉硫磷的方法响应值与质量浓度线性良好检测精准，精确性高，检出限与定量限低且简便快速的特点，适用于马拉硫磷痕量微量污染的水体。