百草枯(1,1′-二甲基-4,4′-联吡啶二氯盐)和敌草快(1,1′-亚乙基-2,2′-联吡啶二溴盐)均为联吡啶类季铵盐，属于高效、廉价的非选择性触杀灭生型除草剂，可有效杀死一年或多年生杂草，且无耐药性。它们曾长期被认为是对环境无害类农药，其产量和用量在世界上名列前位，被全球推广使用。近年来，此类除草剂已被世界卫生组织分类为中等毒性农药，特别是百草枯的毒性极大，会造成心肺和肝肾等严重毒害，一旦中毒，无有效解毒药物，口服中毒死亡率达90%以上。我国是百草枯生产使用大国，也是中毒者数量最多的国家。随着社会经济的发展，作物生长环境的风险隐患逐渐成为焦点。目前我国现行标准有SN/T 0293-2014[1]和DB22/T 1627-2012[2]等，GB/T 2763-2016在部分蔬菜、水果、谷物、油料中分别对百草枯和敌草快作出了限量要求[3]；国外标准中，美国环保署(EPA)规定饮用水中敌草快、百草枯的最大残留限量值分别为20、3 μg/L。百草枯和敌草快易溶于水，不易溶于有机溶剂，在酸性和中性溶液中稳定，具有强离子特性，目前的检测方法有电化学法、光谱法、色谱法和质谱法[4-6]，其中液相色谱-质谱法是发展趋势所在，但常规液质分析时，多采用反向柱，不仅要用离子对试剂，还会造成色谱峰严重拖尾，同时抑制离子化效率，检测难度很高。但如果选用亲水性色谱柱，不仅能简化操作，还可增强离子化效率，提高灵敏度。目前，亲水柱的选择很多，多数需配合高浓度缓冲盐作为流动相，但高盐易造成系统堵塞。本方法选用常规低浓度盐作为流动相，通过调节pH值，提高了百草枯和敌草快的分离洗脱效果。文献报道中多采用液液萃取、在线固相萃取和分离固相萃取法[7-9]进行提取，但液液萃取易乳化，在线固相萃取设备并不普及，而分离固相萃取具有操作简单、快速、萃取回收率高的优点，可以选择适合碱性化合物提取的小柱富集净化样品，如WCX、OASIS WCX等小柱或功能相似者，进而获得较好的分离效果。

本文以农业生产用水(养殖、灌溉用水)为对象，采用Cleanert PWCX固相萃取柱富集净化样品，结合高效液相色谱-串联质谱技术，通过优化固相萃取吸附洗脱条件及仪器条件等，建立了固相萃取/高效液相色谱-串联质谱测定水中百草枯和敌草快的分析方法，并利用该方法研究了农业生产用水样品中此2种除草剂的残留情况。本方法快速、准确、方便、灵敏度高，为监控水体质量、了解其污染水平和风险隐患提供了技术支撑。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Thermo Fisher Science Surveyor Plus 液相色谱系统(美国Thermo公司)，TSQ Quantum Ultral EMR三重四极杆串联质谱仪(美国Thermo公司)；分析天平(上海梅特勒-托利多仪器有限公司)；水浴氮吹仪(OA SYS，美国Organomation公司)；微型涡旋振荡器(WH-3，上海楚定分析仪器有限公司)；Cleanert PWCX(60 mg/3 mL，艾杰尔公司)。

钠长石化：主要发育在脉内，可分为三个阶段：第一阶段钠长石呈他形叶片状半自形板条状，沿造岩矿物粒间交代或在矿物内呈穿孔状；第二阶段钠长石呈他形状、呈团块状交代产出；第三阶段钠长石呈他形粒状，呈脉状交代产出。

甲醇、乙腈、甲酸(色谱纯，美国J.T.Baker公司)；其他试剂均为分析纯；实验用水由制水仪系统制得(Milli-Q，美国Millipore公司)；标样：百草枯二氯酸盐(纯度>98%，美国 O2si公司)；敌草快二溴酸盐(纯度>99%，德国 Dr.E公司)。

1.2 仪器条件

1.3.1 试样保存 将采集的农业生产用水样品存于洁净的聚四氟乙烯瓶内，密封避光4 ℃保存，若水体浑浊可在测定前用定性滤纸进行初级过滤，以防止堵塞固相萃取柱，并尽快完成测定。

用乙腈-0.1%甲酸水溶液(50∶50 )配制质量浓度为10.0～200.0 μg/L百草枯及质量浓度为1.0～200.0 μg/L敌草快的混合标准溶液，以各组分的定量离子对峰面积(y)对其质量浓度(x，μg/L)绘制标准曲线。结果显示，百草枯和敌草快在相应的质量浓度范围内具有良好的线性关系，其线性方程分别为y=-1 610.34+88.831 3x，r2=0.997；y=-2 850.98+3 900.83x，r2=0.998。

表1 百草枯和敌草快的质谱条件 Table 1 MS/MS conditions for the detection of paraquat and diquat

AnalytePrecursorion(m/z)ESIProduct ion(m/z)CE(V)Retention time(min)Paraquat(百草枯) 186+171*,15513,223.35Diquat(敌草快)183+157*,130,7818,23,253.33

*quantitation ion

1.3 样品前处理

1.2.1 色谱条件 色谱柱：Thermo Syncronis HILIC(100 mm×2.1 mm,1.7 μm i.d.);流动相：A为5 mmol/L乙酸铵水溶液(用甲酸调至pH 3.7)，B为乙腈；梯度洗脱程序：0～1.0 min，20%A，1.0～1.1 min，20%～85%A；1.1～2.0 min，85%A；2.0～3.5 min，85%～20%A；3.5～5.0 min，20%A；柱温：35 ℃；进样量：2 μL；流速：300 μL/min；运行时间：5 min。

由于百草枯和敌草快的强极性和正电荷，极易在色谱柱上吸附而不易洗脱，所以用乙酸铵缓冲液作为流动相洗脱阳离子化合物，通常可使用浓度为100～150 mmol/L的缓冲盐，以加快出峰并增强响应值，但盐浓度过高易对管路系统特别是进样针和喷针造成堵塞，而季铵盐为碱性化合物，在酸性条件下可以优化峰形减少拖尾，同时提高仪器的响应值，故选择5 mmol/L的乙酸铵溶液并用甲酸调节pH值为3.7，再结合乙腈作为梯度洗脱溶液，达到了洗脱分离的效果。另外为减少柱残留应降低进样量，本研究的进样量为2 μL，在进样后再用2.5 mL乙腈冲洗进样针的内外壁。

1.3.2 净 化 分别用1.0 mL甲醇和水活化Cleanert PWCX小柱，弃去流出液，然后移取10 mL样品上清液过柱。用5%(体积分数)甲醇溶液淋洗萃取柱，以2 mL 10%(体积分数)甲酸-乙腈溶液洗脱，整个过程速度保持约1 mL/min，收集洗脱液于塑料离心管中。于45 ℃的水浴氮气吹至近干，用1.0 mL乙腈-0.1%甲酸水溶液(50∶50,体积比，下同)振荡溶解残渣，过0.22 μm 滤膜，待测。

1.4 标准溶液配制

分别以3倍信噪比(S/N≥3)及S/N≥10计算检出限(LOD)和定量下限(LOQ)，得到方法中百草枯和敌草快的LOD分别为5.0、0.3 μg/L，LOQ分别为10.0、1.0 μg/L。

2 结果与讨论

2.1 质谱条件的优化

百草枯和敌草快呈碱性，易溶于水，在中性和酸性条件下稳定，因此选用Cleanert PWCX小柱富集净化，采用实际水产养殖水样加标，在相同的上样量下，分别用5%、10%、 15%甲酸-乙腈作为洗脱溶液，通过回收率考察前处理效率。实验发现，10%甲酸-乙腈洗脱的回收率明显优于5%，而用10%和15%甲酸-乙腈洗脱时回收率相差不多，因此最终采用10%甲酸-乙腈作为洗脱溶液。

2.2 色谱条件的优化

独立学院的师资队伍一般主要由专职教师（有时也称自有教师或专职专任教师）、专任教师和外聘教师三部分构成。专职教师通常是指人事关系在独立学院委托的人才服务机构、聘期一年以上，承担教学工作的人员，主要来源于应届硕士研究生，是独立学院自有师资队伍的核心部分；专任教师是指由独立学院的母体高校负责派出的有较丰富教学经验的教师，聘期为一年（含一年）以上，是独立学院师资的重要组成部分；外聘教师是指独立学院聘任的除母体高校之外的其他高校教师或部分具有较丰富实践经验及较高理论水平的行业工作人员，是独立学院师资构成的有益补充。

2.3 净化条件的优化

百草枯和敌草快是联吡啶类季铵盐，具有强离子特性，若通过反向色谱柱必须使用离子对试剂，但离子对试剂会抑制离子化效率，影响其检测灵敏度，为避免使用离子对试剂，采用亲水性色谱柱Syncronis HILIC 进行分离。优化质谱条件时，采用针泵注入质量浓度均为1 000 μg/L的混合标准溶液，流速设为300 μL/min，等比例注入流动相A和B，利用该标准溶液在全扫描模式下优化喷雾电压、干燥气流量和离子传输管温度等参数，得到待测物最强的分子离子峰，在选择性反应监测模式下利用仪器自动优化碎片离子寻找最佳碰撞能和透镜电压：其中，敌草快选择m/z 183>157、183>130、183>78，与文献报道[1]相符；百草枯由于裂解，会出现m/z 186>171、186>155、185>170、171>155、93>171多个分子离子，但在样品分析时，m/z 186作为分子离子时的信号值更稳定，可以获得更好的灵敏度，在低浓度样品测定时的干扰小，因此百草枯选用m/z 186>171和m/z 186>155作为离子对。

另外以10%甲酸-乙腈为洗脱溶液，考察了洗脱体积分别为1、2、3 mL时的回收率，发现样品基质加标样为低浓度时，洗脱体积的变化对结果影响不大，但样品基质加标样为高浓度时，2、3 mL的洗脱效果明显优于1 mL，因此实验选用2 mL作为洗脱体积。

2.4 线性范围、检出限与定量下限

1.2.2 质谱条件 电喷雾离子源(ESI)；正离子模式采集；扫描模式：SRM；干燥气：氮气；鞘气：10.5 L/min;辅助气：3 L/min;离子传输管温度：300 ℃；喷雾电压：3 000 V，碰撞气：氩气，1.0 mTorr，质谱参数见表1。

称取适量标准物质用乙腈-0.1%甲酸水溶液(50∶50)稀释，分别配制成100 mg/L的标准储备液，4 ℃避光保存。移取适量标准储备液再用乙腈-0.1%甲酸水溶液(50∶50)分别逐级稀释，配制成百草枯为10.0、20.0、50.0、100.0、200.0 μg/L，敌草快为1.0、5.0、10.0、50.0、100.0、200.0 μg/L的系列质量浓度标准溶液，在“1.2”实验条件下测定。

贫困家庭的学生本身就具有_定程度上的自 卑信了和其他一些不良的情绪，表现最为严重的 就是自身缺乏自信心和独自面度社会的勇气，没 有很好的社会应变能力和受到挫折的抗压能力，无限放大自己的困难和挫折，开始厌烦自己，逐渐 演变成厌烦社会和家庭。新实行的资助体系在很 大程度上解决了贫困学生在经济上遇到的苦难，但是通过大量的社会和国家的帮助，使得一部分 贫困大学生产生了“依赖”心理，逐渐丧失自救和 自强的意识。因此，我们资助工作者需要不断的教 育和引导贫困学生，激励贫困学生，激发贫困学生 的潜能，促使贫困学生不断的提高自己的自信心 和面对现实的勇气，从而进一步的学会自立自强。

2.5 回收率与相对标准偏差

以水产养殖水为例，任意选取1个阴性样品进行加标回收率试验，分别制成30、100、200 μg/L 3个水平的加标样品，按照实验方法进行处理和测定，每批次内同一浓度做6次平行实验，加标回收率如表2所示，加标提取离子流谱图如图1所示。结果显示，百草枯的平均回收率为96.8%～125.8%，敌草快的平均回收率为97.2%～118.2%，批内相对标准偏差(RSD)分别为3.0%～6.3%和2.9%～6.0%，批间RSD分别为3.3%～8.2%和2.7%～7.9%。实际检测中，上样量为10 mL时，本研究中百草枯和敌草快的定量下限分别为1.0 μg/L和0.1 μg/L，方法的灵敏度满足国际最大残留限量的要求。

表2 百草枯和敌草快的回收率、精密度、检出限及定量下限(n=6) Table 2 Recoveries,intra- and inter-precisions,limits of detection(LODs)and limits of quantitation(LOQs) of paraquat and diquat(n=6)

CompoundAdded(μg/L)Recovery/%Intra-RSD/%Inter-RSD/%LOD(μg/L)LOQ(μg/L)Paraquat 30,100,200125.8,96.8,100.86.3,3.5,3.08.2,3.8,3.35.010.0Diquat 30,100,200118.2,97.2,103.16.0,5.4,2.97.9,6.0,2.70.31.0

图1 空白样品加标200 μg/L敌草快和百草枯的选择反应监测(SRM)色谱图 Fig.1 Select reaction monitoring chromatograms(SRM)of diquat and paraquat in spiked blank sample(200 μg/L)

2.6 方法应用

为验证方法的可靠性和实用性，采用优化的前处理方法和分析条件对湖北省主要农业生产区抽取的养殖水和灌溉水等类别共26份样本进行分析。检测结果表明，有1份水样检出百草枯(质量浓度为0.53 μg/L)，3份水样检出敌草快(质量浓度分别为0.16、0.06、0.07 μg/L)，其中敌草快达到定量下限的1份，占3.7%，其他水样均未检出两种除草剂。

3 结 论

本研究建立了农业生产用水中常用除草剂百草枯和敌草快残留的固相萃取/高效液相色谱-串联质谱测定方法。该方法具有样品处理简单，线性范围宽，重现性好，快速准确等特点。与已有方法相比，本方法采用Cleanert PWCX小柱直接富集净化，酸化乙腈洗脱，其成本低，效果稳定。实验用亲水柱HILIC分离，避免了离子对试剂抑制离子化效率，提高了灵敏度，再用酸化低浓度铵盐缓冲液结合乙腈作流动相可以很好地分离洗脱百草枯和敌草快，有效减少了柱保留，提高了检测的准确性，对监控水体质量，了解其污染水平和风险隐患具有重要意义。

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