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方案概述

前言：

磺酰脲类农药由杜邦公司最早发现，是除草剂进入超高效时期的标志，全球销售额常年位居除草剂品类第二，2015年全球销售额达20.19亿美元，占除草剂市场份额8.5%。属于弱酸性化合物，核心结构由芳香基、磺酰脲桥、杂环三部分组成，取代基的微小变化会显著影响生物活性和选择性，通过抑制杂草体内的乙酰乳酸合成酶（ALS/AHAS），阻断缬氨酸、异亮氨酸等支链氨基酸的生物合成，抑制细胞分裂，使杂草生长点坏死、全株枯死，对作物安全，磺酰脲类农药水溶性极强，易通过土壤迁移进入地下水，常规饮用水处理中仅不到10%可通过混凝沉降去除；活性炭吸附去除率50%~70%，加氯消毒虽可降解母体，但会生成结构稳定的含杂环降解产物，具有潜在生态毒性，在复杂天然水样中仍可能有残留。因此地表水、地下水、工业废水等水体中磺酰脲类农药检测可参考HJ 1018-2019《水质磺酰脲类农药的测定高效液相色谱法》，覆盖烟嘧磺隆、苄嘧磺隆等10种常见品种。

关键词：高效液相色谱法、磺酰脲类农药、地表水、农药残留

1.仪器设备及试剂

1.1 液相串联质谱配置清单

表1 仪器配置清单表

序号	名称	数量
1	LC3500液相色谱系统	1台
2	P3500B 二元高压恒流泵	1台
3	CT3500 柱温箱	1台
4	AS3500 超高效自动进样器	1台
5	SmartLab CDS 2.0色谱工作站	1套
6	C18 5 μm 4.6x250 mm	1个

1.2 试剂及标准品清单

表2 试剂及标品清单表

序列	试剂及标准品	纯度
1	乙腈	LC级
2	磷酸	AR

1.3 实验材料及辅助设备

超声波清洗机；

涡旋混合器；

固相萃取装置；

氮吹仪。

2.实验方法

2.1 溶液配置

2.1.1 直接进样

分别取适量磺酰脲类农药标准贮备液，用水逐级稀释制备至少5个浓度点的标准系列，各组分质量浓度分别为0.050mg/L、0.100 mg/L、0.500mg/L、2.00 mg/L、10.0mg/L。由低浓度到高浓度依次进样，以标准系列溶液中目标化合物的质量浓度为横坐标，对应的峰高或峰面积为纵坐标，建立校准曲线。

2.1.2 固相萃取

分别取适量磺酰脲类农药标准贮备液，用乙腈溶液逐级稀释制备至少5个浓度点的标准系列，各组分质量浓度分别为0.100 mg/L、0.500mg/L、2.00mg/L、5.00 mg/L、10.0 mg/L。由低浓度到高浓度依次进样，以标准系列溶液中目标化合物的质量浓度为横坐标，对应的峰高或峰面积为纵坐标，建立校准曲线。

2.2 样本前处理

2.2.1 直接进样

水样经滤膜过滤后，置于2ml样品瓶中，待测。

2.2.2 固相萃取法

2.2.2.1 柱活化

将固相萃取柱固定在固相萃取装置上。用5ml甲醇以约2ml/min的流速通过固相萃取柱，待填料将要暴露到空气之前，向柱上加10ml水，待水剩约2ml时，关闭阀门。

2.2.2.2 富集

量取250ml样品置于三角瓶中，用磷酸调节pH至3~6。以约2ml/min的流速通过活化后的固相萃取柱，样品完全富集后，继续抽吸5min或用氮气吹扫，使萃取柱干燥。然后加入15ml甲醇洗脱，洗脱液收集到浓缩瓶中。将浓缩瓶置于氮吹仪上60°C浓缩至近干，再用乙腈溶液溶解并定容至1.0ml，用滤膜过滤到样品瓶中，待测。

2.3 空白试样的制备

用实验用水代替样品，按照与试样制备(2.2)相同步骤进行空白试样的制备。

2.4 实验条件

2.4.1色谱方法条件

色谱柱：C18 4.6*250mm 5μm

流动相：A：乙腈；B 0.02%磷酸

流速：1.0 mL/min

柱温：40 ℃

检测波长：230nm

进样体积：直接进样为50.0μl，固相萃取为20.0μl。

表3 梯度洗脱程序

时间（Time）	流动相A（%）	流动相B（%）
0	20	80
10~22	35	65
27~32	40	60
35~45	45	55
50~55	90	10
60~70	20	80
注:50min~55min用于清洗色谱柱，清洗时间可根据实际样品的复杂程度进行调整。60min~70min为色谱柱的平衡时间。

3.实验结果

3.1 空白

图1 空白色谱图

3.2 线性范围

3.2.2 直接进样

图2 酰磺尿类农药各化合物线性结果（直接进样）

表4 酰磺尿类农药各化合物线性范围表（直接进样）

待测物质	线性范围	线性相关系数R
烟嘧磺隆	0.05—10.0mg/L	0.99997
噻吩磺隆		0.99999
甲磺隆		0.99999
甲嘧磺隆		0.99999
醚苯磺隆		0.99998
氯磺隆		0.99999
胺苯磺隆		0.99998
苄嘧磺隆		0.99998
吡嘧磺隆		0.99998
氯嘧磺隆		0.99999

3.2.2 固相萃取

图3 磺酰尿类农药各化合物线性结果（固相萃取）

表5 磺酰尿类农药各化合物线性范围表（固相萃取）

待测物质	线性范围	线性相关系数R
烟嘧磺隆	0.1—10.0mg/L	0.99996
噻吩磺隆		0.99996
甲磺隆		0.99996
甲嘧磺隆		0.99972
醚苯磺隆		0.99997
氯磺隆		0.99996
胺苯磺隆		0.99996
苄嘧磺隆		0.99996
吡嘧磺隆		0.99996
氯嘧磺隆		0.99996

3.3 重复性

3.3.1 直接进样法

图4 磺酰脲类农药标准品重复性色谱图（直接进样 n=6）

表6 磺酰脲类农药标准品重复性色谱参数表（直接进样 n=6）

序号	样品名称	保留时间（min）	峰面积（mAU.S）
1	烟嘧磺隆2mg/L	14.100	167.984
2		14.100	168.244
3		14.125	167.576
4		14.117	168.355
5		14.067	167.852
6		14.058	167.707
平均		14.095	167.953
SD		0.027	0.303
RSD(%)		0.190	0.181
序号	样品名称	保留时间(min)	峰面积(mAU*s)
1	噻吩磺隆2mg/L	18.125	232.976
2		18.125	232.183
3		18.158	232.326
4		18.158	232.231
5		18.067	231.171
6		18.050	231.274
平均		18.114	232.027
SD		0.046	0.686
RSD(%)		0.252	0.296
序号	样品名称	保留时间(min)	峰面积(mAU*s)
1	甲磺隆2mg/L	20.250	301.960
2		20.250	303.137
3		20.275	301.909
4		20.283	302.836
5		20.175	301.553
6		20.142	302.041
平均		20.229	302.239
SD		0.057	0.610
RSD(%)		0.283	0.202
序号	样品名称	保留时间(min)	峰面积(mAU*s)
1	甲嘧磺隆2mg/L	22.083	291.661
2		22.092	291.332
3		22.117	292.104
4		22.125	292.332
5		22.000	291.811
6		21.967	291.377
平均		22.064	291.770
SD		0.065	0.397
RSD(%)		0.295	0.136
序号	样品名称	保留时间(min)	峰面积(mAU*s)
1	醚苯磺隆2mg/L	23.175	277.076
2		23.175	277.485
3		23.208	277.547
4		23.217	277.286
5		23.083	277.645
6		23.033	276.790
平均		23.148	277.305
SD		0.074	0.324
RSD(%)		0.319	0.117
序号	样品名称	保留时间(min)	峰面积(mAU*s)
1	氯磺隆2mg/L	23.908	316.916
2		23.908	317.870
3		23.942	317.996
4		23.958	317.394
5		23.817	317.667
6		23.767	317.009
平均		23.883	317.475
SD		0.075	0.447
RSD(%)		0.314	0.141
序号	样品名称	保留时间(min)	峰面积(mAU*s)
1	胺苯磺隆2mg/L	26.275	401.959
2		26.275	402.739
3		26.308	403.336
4		26.325	402.884
5		26.158	401.908
6		26.108	401.736
平均		26.242	402.427
SD		0.088	0.648
RSD(%)		0.334	0.161
序号	样品名称	保留时间(min)	峰面积(mAU*s)
1	苄嘧磺隆2mg/L	36.425	184.829
2		36.417	185.375
3		36.450	184.071
4		36.458	184.322
5		36.300	185.241
6		36.242	183.572
平均		36.382	184.568
SD		0.089	0.703
RSD(%)		0.245	0.381
序号	样品名称	保留时间(min)	峰面积(mAU*s)
1	吡嘧磺隆2mg/L	45.683	212.883
2		45.675	213.302
3		45.708	213.009
4		45.667	213.537
5		45.517	212.615
6		45.475	213.108
平均		45.621	213.076
SD		0.099	0.322
RSD(%)		0.216	0.151
序号	样品名称	保留时间(min)	峰面积(mAU*s)
1	氯嘧磺隆2mg/L	48.858	223.843
2		48.858	224.887
3		48.875	224.544
4		48.842	224.253
5		48.750	223.778
6		48.725	223.439
平均		48.818	224.124
SD		0.064	0.537
RSD(%)		0.131	0.240

3.3.2 固相萃取

图5 磺酰脲类农药标准品重复性色谱图（固相萃取 n=6）

表7 磺酰脲类农药标准品重复性色谱参数表（固相萃取 n=6）

序号	样品名称	保留时间(min)	峰面积(mAU*s)
1	烟嘧磺隆5mg/L	14.017	184.287
2		14.017	185.035
3		13.992	184.815
4		14.008	183.923
5		13.992	184.350
6		13.983	184.701
平均		14.002	184.518
SD		0.014	0.406
RSD(%)		0.103	0.220
序号	样品名称	保留时间(min)	峰面积(mAU*s)
1	噻吩磺隆2mg/L	18.025	259.871
2		18.025	258.945
3		17.983	259.450
4		18.000	258.955
5		17.983	259.172
6		17.967	259.138
平均		17.997	259.255
SD		0.024	0.353
RSD(%)		0.133	0.136
序号	样品名称	保留时间(min)	峰面积(mAU*s)
1	甲磺隆2mg/L	20.142	337.193
2		20.133	337.945
3		20.083	338.032
4		20.100	337.360
5		20.083	337.240
6		20.058	337.433
平均		20.100	337.534
SD		0.032	0.363
RSD(%)		0.160	0.108
序号	样品名称	保留时间(min)	峰面积(mAU*s)
1	甲嘧磺隆2mg/L	21.967	332.993
2		21.958	333.857
3		21.908	333.113
4		21.925	331.968
5		21.908	333.581
6		21.875	332.593
平均		21.924	333.018
SD		0.034	0.680
RSD(%)		0.157	0.204
序号	样品名称	保留时间(min)	峰面积(mAU*s)
1	醚苯磺隆2mg/L	23.042	310.010
2		23.042	310.635
3		22.975	310.011
4		22.992	309.371
5		22.975	310.072
6		22.942	310.048
平均		22.995	310.025
SD		0.040	0.401
RSD(%)		0.174	0.129
序号	样品名称	保留时间(min)	峰面积(mAU*s)
1	氯磺隆2mg/L	23.783	354.003
2		23.775	355.395
3		23.717	354.335
4		23.725	354.529
5		23.717	354.129
6		23.683	354.455
平均		23.733	354.474
SD		0.038	0.492
RSD(%)		0.161	0.139
序号	样品名称	保留时间(min)	峰面积(mAU*s)
1	胺苯磺隆2mg/L	26.133	451.178
2		26.133	449.844
3		26.058	449.863
4		26.075	448.969
5		26.067	449.628
6		26.017	451.431
平均		26.080	450.152
SD		0.045	0.953
RSD(%)		0.174	0.212
序号	样品名称	保留时间(min)	峰面积(mAU*s)
1	苄嘧磺隆2mg/L	36.317	207.403
2		36.300	207.368
3		36.233	206.743
4		36.233	206.866
5		36.225	207.823
6		36.192	206.899
平均		36.250	207.184
SD		0.048	0.416
RSD(%)		0.133	0.201
序号	样品名称	保留时间(min)	峰面积(mAU*s)
1	吡嘧磺隆2mg/L	45.558	237.237
2		45.542	237.866
3		45.483	237.596
4		45.467	238.061
5		45.458	238.006
6		45.425	237.801
平均		45.489	237.761
SD		0.051	0.305
RSD(%)		0.113	0.128
序号	样品名称	保留时间(min)	峰面积(mAU*s)
1	氯嘧磺隆2mg/L	48.775	251.754
2		48.767	252.228
3		48.733	252.205
4		48.717	252.437
5		48.708	251.490
6		48.692	251.405
平均		48.732	251.920
SD		0.033	0.429
RSD(%)		0.068	0.170

3.4 样品

3.4.1 直接进样

图6 直接进样法样品色谱图

3.4.2 固相萃取

图7 固相萃取法样品色谱图

3.5 加标回收

3.5.1 直接进样

图8 直接进样样品加标回收色谱图（加标浓度 0.5mg/L）

表8 直接进样样品加标回收色谱参数表（加标浓度 0.5mg/L）

序号	化合物名	保留时间(min)	峰面积(mAU*s)	峰高(mAU)	理论塔板数	拖尾因子	分离度	样品量	加标回收率
1	烟嘧磺隆	14.083	41.634	4.965	65550	1.057	14.613	0.502mg/L	100.4 %
2	噻吩磺隆	18.100	57.882	4.585	48215	0.990	5.913	0.503mg/L	100.6 %
3	甲磺隆	20.208	75.562	5.179	44440	0.991	4.516	0.504mg/L	100.8 %
4	甲嘧磺隆	22.050	72.737	4.418	41653	0.959	2.437	0.504mg/L	100.8 %
5	醚苯磺隆	23.133	68.520	3.961	40982	0.966	1.571	0.499mg/L	99.8 %
6	氯磺隆	23.867	78.765	4.355	40169	0.957	4.628	0.500mg/L	100 %
7	胺苯磺隆	26.225	101.214	4.887	37336	0.940	19.946	0.508mg/L	101.6 %
8	苄嘧磺隆	36.367	45.685	2.545	94172	0.934	17.434	0.497mg/L	99.4 %
9	吡嘧磺隆	45.608	52.520	2.375	96873	0.947	6.662	0.496mg/L	99.2 %
10	氯嘧磺隆	48.808	54.897	3.847	271681	0.935	n.a.	0.497mg/L	99.4 %

3.5.2 固相萃取

图9 固相萃取法样品加标回收色谱图（加标浓度 2.0mg/L）

表9 固相萃取法样品加标回收色谱参数表（加标浓度 2.0mg/L）

序号	化合物名	保留时间(min)	峰面积(mAU*s)	峰高(mAU)	理论塔板数	拖尾因子	分离度	样品量	加标回收率
1	烟嘧磺隆	13.958	75.027	6.719	35583	0.927	11.703	2.022mg/L	101.1 %
2	噻吩磺隆	17.925	104.130	7.237	35245	0.961	5.124	1.992mg/L	99.6 %
3	甲磺隆	20.008	137.072	8.463	34428	0.953	4.008	2.011mg/L	100.5 %
4	甲嘧磺隆	21.817	132.041	7.473	34318	0.961	2.158	1.911mg/L	95.5 %
5	醚苯磺隆	22.867	126.625	6.716	33180	0.966	1.446	2.025mg/L	101.2 %
6	氯磺隆	23.600	141.386	7.351	34010	0.952	4.203	1.973mg/L	98.6 %
7	胺苯磺隆	25.917	187.580	8.408	30828	0.955	18.631	2.061mg/L	%
8	苄嘧磺隆	36.083	84.962	4.470	83018	0.939	8.084	2.031mg/L	101.5 %
9	吡嘧磺隆	45.308	97.804	4.430	97075	0.948	6.573	2.044mg/L	102.2 %
10	氯嘧磺隆	48.608	98.880	6.177	211780	0.911	n.a.	1.948mg/L	97.4 %

3.6 检出限

3.6.1直接进样

图10 直接进样法检出限色谱图（0.01mg/L）

表10 直接进样法检出限色谱参数表（0.01 mg/L）

序号	化合物名	保留时间(min)	峰面积(mAU*s)	峰高(mAU)	理论塔板数	拖尾因子	分离度	信噪比	检出限（mg/L）
1	烟嘧磺隆	14.067	1.403	0.094	53108	0.683	13.448	12.013	0.003
2	噻吩磺隆	18.058	1.154	0.087	42332	1.108	5.891	11.109	0.003
3	甲磺隆	20.183	1.128	0.088	47012	1.113	4.294	11.250	0.003
4	甲嘧磺隆	22.008	1.659	0.102	33635	1.587	2.456	12.988	0.002
5	醚苯磺隆	23.075	1.198	0.078	55712	1.049	1.724	9.912	0.003
6	氯磺隆	23.800	1.492	0.086	44325	0.979	4.839	10.910	0.003
7	胺苯磺隆	26.150	2.024	0.102	40207	0.990	19.029	13.049	0.002
8	苄嘧磺隆	36.250	0.854	0.050	71378	0.994	16.985	6.424	0.005
9	吡嘧磺隆	45.417	0.994	0.049	113381	1.388	6.962	6.196	0.005
10	氯嘧磺隆	48.808	0.834	0.050	199200	0.697	n.a.	6.422	0.005

3.6.2 固相萃取法

图11 固相萃取法检出限色谱图（0.05mg/L）

表11 固相萃取法检出限色谱参数表（0.05 mg/L）

序号	化合物名	保留时间(min)	峰面积(mAU*s)	峰高(mAU)	理论塔板数	拖尾因子	分离度	信噪比	检出限（μg/L）
1	烟嘧磺隆	13.975	1.803	0.154	30779	1.027	11.095	18.533	0.03
2	噻吩磺隆	17.958	2.260	0.161	32343	1.016	5.068	19.359	0.03
3	甲磺隆	20.075	3.273	0.203	33940	0.879	3.939	24.344	0.02
4	甲嘧磺隆	21.900	3.182	0.182	31864	1.261	2.140	21.87	0.03
5	醚苯磺隆	22.967	3.117	0.167	32954	1.022	1.382	20.02	0.03
6	氯磺隆	23.675	3.262	0.171	33327	0.947	4.113	20.595	0.03
7	胺苯磺隆	26.042	5.216	0.220	27158	1.019	18.447	26.365	0.02
8	苄嘧磺隆	36.200	1.754	0.104	95222	0.983	17.826	12.486	0.05
9	吡嘧磺隆	45.425	2.646	0.119	103140	1.047	6.806	14.237	0.04
10	氯嘧磺隆	48.692	2.403	0.158	244215	0.921	n.a.	18.955	0.03

4.结论

本次实验参考HJ 1018-2019《水质磺酰脲类农药的测定高效液相色谱法》，使用英国365集团官网LC3500液相色谱仪搭配二极管阵列检测器，进行10种磺酰脲类农药的测定。

由数据可得：

·目标峰峰型对称，理论塔板数高；

·直接进样法标准溶液系列浓度0.050mg/L~10.0mg/L线性相关系数＞0.9999，固相萃取法标准溶液系列浓度0.050mg/L~10.0mg/L线性相关系数＞0.9995，完全满足国标要求标准曲线的相关系数≥0.995；

·重复性好，直接进样、固相萃取法保留时间及峰面积RSD值均＜0.5%，仪器精密度良好；

·本次检测地表水通过直接进样、固相萃取两种方式均未检出磺酰脲类农药残留；

·加标回收率高，样品损失少，前处理方法稳定，直接进样法样品中添加浓度为0.5mg/L的标准品，各标准品加标回收率为99%~101%，满足国标要求直接进样法基体加标回收率应在70%~130%之间的要求；固相萃取法样品中添加浓度为2.0mg/L的标准品，各标准品加标回收率为95%~102%，满足国标要求直接进样法基体加标回收率应在60%~130%之间的要求；

·直接进样法进样体积为50μL时，理论检出限为0.002~0.005mg/L；固相萃取法进样体积为20μL时，理论检出限为0.02~0.05μg/L；仪器灵敏度高、噪声低。满足国标要求采用直接进样，进样体积为50μl时，方法检出限为0.006mg/L~0.009mg/L；采用固相萃取，取样250ml，试样的定容体积为1.0ml，进样体积为20μl时，方法检出限为0.05μg/L~0.09μg/L。

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