氣相色譜法測定工作場所空氣中的毒死蜱

邱永紅，武洪麗，顧海

(烏魯木齊市疾病預(yù)防控制中心，烏魯木齊 830026)

毒死蜱[化學(xué)名為O，O-二乙基-O-(3，5，6-三氯-2-吡啶基)硫代磷酸酯]溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑，在工作場所空氣中以蒸氣狀態(tài)存在。毒死蜱屬中等毒性有機(jī)磷殺蟲劑，對眼睛有輕度刺激，對皮膚有明顯刺激性，長時間接觸會產(chǎn)生灼傷。在動物體內(nèi)能很快解毒，對魚和其它水生動物毒性較高，對蜜蜂有毒。毒死蜱對人體主要毒性作用表現(xiàn)為抑制膽堿酯酶活力［1］。

GBZ 2.1–2007［2］規(guī)定了毒死蜱的時間加權(quán)平均容許濃度為0.2 mg／m3，但目前還沒有配套的檢測方法。上述標(biāo)準(zhǔn)允許使用國內(nèi)外公認(rèn)的測定方法，比如使用美國職業(yè)安全與衛(wèi)生研究所(NIOSH)建立的檢測方法［3］，但其采樣方法與我國職業(yè)衛(wèi)生采樣規(guī)范差別較大，且檢測成本高。國內(nèi)已經(jīng)有一些關(guān)于工作場所空氣中毒死蜱測定方法的研究［4–6］，有的研究還申報了國家職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)檢測方法，這些研究或多或少還存在一些問題。2013年9月印發(fā)的《衛(wèi)生計(jì)生委職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)專業(yè)委員會關(guān)于征求〈工作場所空氣有毒物質(zhì)測定〉系列國家職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)意見的函》(職衛(wèi)標(biāo)發(fā)［2013］027號)對GBZ／T160系列檢測方法提出了大幅修改，但仍然將毒死蜱列入“有容許濃度、沒有標(biāo)準(zhǔn)方法的化學(xué)物質(zhì)”，說明國內(nèi)工作場所空氣中毒死蜱的測定方法研究還不夠成熟，有待于進(jìn)一步完善。筆者采用低毒、經(jīng)濟(jì)的丙酮為解吸劑，利用工作曲線法測定了空氣中的毒死蜱，解決了解吸率達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求的問題。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

氣相色譜儀：Agilent 7890A型，配火焰光度檢測器(FPD)和液體自動進(jìn)樣器，美國Agilent公司；

氫氣發(fā)生器：SGH–300型，北京東方精華苑科技有限公司；

空氣發(fā)生器：SGK–2LB型，北京東方精華苑科技有限公司；

氮?dú)猓杭兌炔恍∮?9.999%，且經(jīng)烴類、氧、水3種捕集阱凈化；

吸附管：溶劑解吸型硅膠管，內(nèi)裝100 mg／50 mg硅膠，江蘇省鹽城市科博電子儀器有限公司；

溶劑解吸瓶：2 mL；

微量注射器：10 μL；

丙酮、甲苯、乙腈、二氯甲烷、乙酸乙酯：分析純，經(jīng)色譜鑒定無干擾峰；

毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)品：1.00 mg／mL(甲醇溶劑)，GBW(E)081141–13002，中國計(jì)量科學(xué)研究院。

1.2 采樣

按照GBZ 159–2004 《工作場所空氣中有害物質(zhì)監(jiān)測的采樣規(guī)范》執(zhí)行。

1.3 色譜條件

色譜柱：DB–5毛細(xì)管色譜柱(30 m×0.32 mm，0.25 μm，美國Agilent公司)；載氣：氮?dú)?，恒? mL／min；柱箱升溫程序：初始溫度50℃保持1 min，以20℃／min升至100℃，再以10℃／min升至220℃，保持3 min；進(jìn)樣口溫度230℃；進(jìn)樣模式：不分流進(jìn)樣；檢測器：火焰光度檢測器(FPD)，檢測器溫度為240℃；氫氣流量：75 mL／min；空氣流量：100 mL／min；尾吹氣流量：60 mL／min。

1.4 實(shí)驗(yàn)步驟

1.4.1 樣品處理

將采過樣的溶劑解吸型吸附管前后段吸附劑分別倒入2 mL解吸瓶中，加入1.0 mL解吸液，加蓋密封，不時振搖，解吸1 h以上，解吸液供測定。

1.4.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

用解吸液將毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋成質(zhì)量濃度 分 別 為0，0.10，0.20，0.50，1.00，2.00，5.00，10.0 μg／mL的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，按1.3色譜條件，分別進(jìn)樣1.0 μL，每個濃度重復(fù)測定3次，以測得的峰面積均值對毒死蜱濃度(μg／mL)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.4.3 工作曲線繪制

用解吸液將毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋成質(zhì)量濃度分別 為0，0.10，0.20，0.50，1.00，2.00，5.00，10.0 μg／mL的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，取8個溶劑解吸瓶，每個瓶放入新打開的硅膠管中100 mg硅膠，分別取1.00 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液系列加入解吸瓶，配制成工作曲線系列，平衡1 h以上，取上清液，按1.3色譜條件，分別進(jìn)樣1.0 μL，每個濃度重復(fù)測定3次，以測得的峰面積均值對毒死蜱質(zhì)量濃度(μg／mL)繪制工作曲線。

1.4.4 樣品測定

按測定標(biāo)準(zhǔn)系列的操作條件測定樣品和空白對照解吸液，測得的樣品峰面積減去空白對照的峰面積值后，由工作曲線得毒死蜱的質(zhì)量濃度。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜條件選擇

采用DB–5色譜柱時，毒死蜱和對硫磷、倍硫磷難以分開；采用DB–17色譜柱時，毒死蜱和馬拉硫磷難以分開；采用DB–1701色譜柱時，毒死蜱和甲基對硫磷、毒壤磷難以分開；采用DB–35色譜柱時，毒死蜱和馬拉硫磷、毒壤磷難以分開；采用DB–XLB色譜柱時，毒死蜱和倍硫磷難以分開。根據(jù)采樣現(xiàn)場情況實(shí)驗(yàn)采用DB–5色譜柱。

毒死蜱沸點(diǎn)為200℃，氣相色譜儀進(jìn)樣口在200℃以上都能正常出峰，由于色譜柱升溫程序最高220℃，因此選擇樣口溫度為230℃；標(biāo)準(zhǔn)系列最低濃度為0.1 μg／L，為了保證足夠的靈敏度和盡量低的檢出限，采用脈沖不分流進(jìn)樣模式；載氣流量采用內(nèi)徑0.32 mm色譜柱常用的1 mL／min；程序升溫初始溫度50℃，略低于丙酮沸點(diǎn)56℃，以實(shí)現(xiàn)“溶劑聚焦”改善峰形，保持1 min進(jìn)樣完成后，以較快的升溫速率20℃／min升至100℃，使溶劑快速蒸發(fā)，再以較慢的升溫速率升至220℃，獲得較好的分離效果，在220℃保持一個3 min的平臺，毒死蜱在平臺期間出峰，基線平直且峰形良好；檢測有機(jī)磷時檢測器溫度280～300℃較好，但實(shí)驗(yàn)所用FPD檢測器的最高使用溫度為250℃，為了延長FPD的壽命并保證其長期穩(wěn)定性，溫度設(shè)為240℃。

2.2 吸附材料選擇

美國職業(yè)安全與衛(wèi)生研究所(NIOSH)已建立了毒死蜱的采樣和分析方法，采樣材料為XAD–2吸附管，采樣的總體積為12～240 L。這種采樣材料過于昂貴，且采樣方法與我國的采樣規(guī)范不一致［3］。筆者采用國內(nèi)經(jīng)過多次驗(yàn)證過的硅膠管作為吸附材料［4–6］，采購方便而且經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

2.3 解吸溶劑選擇

驗(yàn)證了文獻(xiàn)中使用的幾種解吸溶劑和檢測有機(jī)磷常用的幾種有機(jī)溶劑，如甲苯–丙酮(體積比為9∶1)、甲苯、丙酮、乙腈、二氯甲烷、乙酸乙酯等，解吸效率都達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求。采用繪制工作曲線的辦法，解吸率可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求，此時溶劑選用低毒、經(jīng)濟(jì)、采購容易的丙酮。

2.4 干擾試驗(yàn)

雖然氣相色譜使用的毛細(xì)管色譜柱柱效很高，F(xiàn)PD的選擇性很強(qiáng)，能夠避免很多干擾物的影響，但有機(jī)磷種類繁多，毒死蜱的保留時間處于有機(jī)磷類出峰集中的時間區(qū)域，干擾不可避免地存在。判斷干擾是否存在有3種方法：第一是采樣現(xiàn)場調(diào)查；第二是樣品出峰異常，如峰位偏離、峰寬變大、雙頭峰、肩峰等；第三是用質(zhì)譜檢測器分析。排除干擾的辦法：一是更換合適的色譜柱，成本低但是操作繁瑣；二是用質(zhì)譜檢測器的選擇離子分析，成本高但是結(jié)果準(zhǔn)確，對色譜柱要求低，有條件的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)當(dāng)采用此法。

2.5 解吸效率

取18支硅膠管分為3組，每組6支，分別加入1.00 μg／mL的毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)溶液0.50，1.00，2.00 mL，立即套上塑料帽，放置過夜。翌日，用解吸液洗脫吸附管上的毒死蜱，并測定每支管上的吸附量。同時做3支空白對照管，計(jì)算解吸效率。

根據(jù)文獻(xiàn)［4–6］的方法，按1.4.2標(biāo)準(zhǔn)曲線法進(jìn)行測試，結(jié)果見表1。

表1 毒死蜱在硅膠管中各種解吸液的解吸效率

由表1可知，其解吸效率均不滿足GBZ／T 210.4–2008中規(guī)定的平均解吸效率不小于90%的要求。

按1.4.3繪制工作曲線代替標(biāo)準(zhǔn)曲線。在1.3色譜條件下測定，結(jié)果見表2，色譜圖見圖1。由表2可知，毒死蜱解吸效率為93.3%～97.4%，滿足GBZ／T 210.4–2008的要求。

表2 毒死蜱在硅膠管中丙酮解吸工作曲線法計(jì)算的解吸效率

圖1 毒死蜱工作曲線色譜圖

2.6 工作曲線與線性范圍

按1.4.3繪制工作曲線，以峰面積y對毒死蜱質(zhì)量濃度x進(jìn)行線性回歸得線性回歸方程為y=9 308.7x–794.1，線 性 范 圍0.10～10.0 μg/mL，相關(guān)系數(shù)r=0.999 5。以3倍噪聲計(jì)算得檢出限為0.010 μg／mL。在采樣體積為4.5 L，解吸體積為1.0 mL的條件下，空氣中毒死蜱含量的線性范圍為0.022～2.2 μg／L，檢出限為0.002 μg／L。

2.7 精密度試驗(yàn)

配制濃度分別為0.50，1.00，2.00 μg／mL的毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)溶液，在3天內(nèi)每個濃度重復(fù)測定6次，計(jì)算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果見表3。由表3可知，測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于10%，精密度結(jié)果符合GBZ／T 210.4–2008職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)制定指南的要求。

表3 毒死蜱精密度試驗(yàn)結(jié)果

2.8 準(zhǔn)確度試驗(yàn)

按1.4方法進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，結(jié)果見表4。由表4可知，回收率為94.0%～97.3%，說明測定結(jié)果較準(zhǔn)確。

表4 回收試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)語

采用氣相色譜法測定了工作場所空氣中的毒死蜱，以工作曲線法代替標(biāo)準(zhǔn)曲線法，提高了測定結(jié)果的準(zhǔn)確度，滿足GBZ／T 210.4–2008的要求。氣相色譜柱種類繁多，沒有一種色譜柱可以分離所有物質(zhì)，應(yīng)根據(jù)干擾物的發(fā)生情況靈活選擇色譜柱以避開干擾。制定標(biāo)準(zhǔn)方法時，可列舉出多種可選擇的色譜柱，而不是僅指定一種色譜柱。

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