论文部分内容阅读
农药在保障农产品生产和供给方面发挥着巨大的作用,但是也导致了严重的食品安全和环境污染问题。农药在生产和使用中,通过多种渠道进入水环境,威胁着饮用水水质安全和水生生态系统安全。我国批准生产使用的农药多达400多种,也呈现从高毒高残留向低毒低残留、从脂溶性向水溶性的发展趋势,但是,水中多种类农药同时存在的复合污染相关研究尚未受到足够的重视。本文针对我国常用的349种农药,利用LLE和SPE前处理方法,结合GC-MS和LC-MS/MS检测技术,建立了表层水中多种类农药的同时分析方法体系,应用于福建省主要饮用水源(九龙江、晋江、闽江)表层水中农药复合污染的研究,摸清农药复合污染特征,并进行了初步的安全风险评价。主要研究内容和结果如下:1.表层水中多种类农药同时分析方法体系的建立针对选定的349种目标农药,根据其极性(脂溶性和水溶性)差异,分别利用GC-MS和LC-MSMS检测技术,结合LLE和SPE前处理富集和净化技术,建立了表层水中多种类农药同时分析的方法体系,240种中弱极性农药选用LLE+GC-MS分析,109种强极性和离子型农药选用SPE+LC-MS/MS法检测。针对适用于LLE+GC-MS分析的240种目标农药,在最优化的质谱参数和分离条件下,90%以上的目标农药在浓度范围线性良好,R2均大于0.99,仪器检出限在0.5~10 μg/L之间。采用替代物法为定量手段,在加标浓度20 ng/L水平下,192种农药的回收率在44.5~128.6%之间,RSD(n=4)范围在0.8~30.4%;在加标浓度100 ng/L水平下,223种农药回收率在46.2~124.6%之间,RSD(n=4)范围在1.5~36.6%。方法检出限在0.1~20 ng/L之间。针对适用于SPE+LC-MS/MS分析的109种目标农药,在最优化的质谱参数和分离条件下,90%以上的目标农药在浓度范围线性良好,R2均大于0.99,仪器检出限在0.01~20 μg/L之间。采用替代物法为定量手段,在加标浓度20 ng/L水平下,94种农药的回收率在45.4~128.4%之间,RSD(n=4)范围在0.8~19.1%;在加标浓度100 ng/L水平下,89种农药回收率在40.8~127.9%之间,RSD(n=4)范围在1.5~19.8%。方法检出限在0.1~5.0 ng/L之间,充分满足表层水中多种类农药的检测需求。方法灵敏、准确、可靠,充分满足表层水中多种类农药检测的相关要求。2.福建主要饮用水源水中农药复合污染特征研究运用上述建立的分析方法,分别于2018年5月、10月、11月对九龙江、晋江和闽江55个站位表层水中的农药污染进行了监测。结果显示:相较于国内外研究,本次检出农药种类更为多样和复杂,九龙江、晋江和闽江分别检出农药16类46种、12类25种和13类29种;各站位检出农药总量范围为42.2~2022.1 ng/L、63.1~343.9 ng/L、231.0~443.3 ng/L。三条水系的检出农药特征如下:(1)除了传统农药外,唑类、苯胺类、甲氧丙烯酸酯类、新烟碱类、脲类和嘧啶类等农药对检出总量贡献较大;(2)整体上,九龙江检出种类最多、检出浓度也较高,闽江次之,九龙江和闽江中检出总量最大的是唑类农药,而晋江中检出总量最大的是苯胺类农药;(3)三江在各站位的检出总量呈现一定规律,九龙江检出总量自上游至下游成增大的趋势,支流检出浓度和种类整体较高;晋江中下游检出浓度明显高于上游;闽江由于唑类农药比值高达70%,各站位检出总量相差不大。(4)值得注意的是一些新型农药的检出情况:如新烟碱类农药的噻虫胺和噻虫嗪在三江的一半站位均有检出;吡草酮(Cmax:139.6ng/L,100%)在闽江中高频、高浓度检出:嘧霉胺、烯酰吗啉以及醚菌酯在晋江、闽江为高频、低浓检出(100%,<10.0 ng/L);嘧啶类农药氟苯嘧啶醇仅在九龙江检出;(5)九龙江流域检出浓度大于200.0 ng/L的农药有多菌灵、粉唑醇和特丁隆,其中多菌灵的最高浓度达911.8 ng/L;晋江中苯胺灵的检出浓度最高,为172.5 ng/L,闽江中吡草酮的检出浓度最高,为139.6 ng/L,其他检出农药的浓度均低于100.0 ng/L。3.福建省主要饮用水源水中检出农药的初步安全风险评价依据我国《全国城市饮用水水源地安全状况评价技术细则》及国内外相关水质标准,对福建省三个主要饮用水源水中检出农药进行了初步安全评价。其中,以检出最高浓度计算,九龙江中多菌灵、特丁隆、乙草胺和氧乐果等10种农药超出对应限值,而晋江仅有苯胺灵、闽江仅有吡草酮检出浓度超过对应限值。以风险商值法计算检出农药对水生生态系统的风险,结果表明:大多数检出农药处于低风险水平,仅多菌灵在三条流域均处于中等风险和高风险之间;九龙江相较于晋江和闽江,检出的高风险农药最多,氯虫苯甲酰胺、乙草胺、氧乐果的风险商值极高,尤其值得关注。本研究结果为水中多种类农药的分析监测提供了技术手段,为风险评价和农药管理提供了科学数据。