氣相色譜法分析水質中有機磷農藥的研究

潘玉虎 畢興 簡永遠

摘要：作為我國目前使用率較高的一種殺蟲劑，有機磷農藥為抑制作物病蟲害、提高作物產量等方面有著重要的積極效用。但農藥在使用時勢必會出現(xiàn)部分殘留的情況，若人與牲畜誤食含有大量有機磷農藥的水，將會直接影響人和牲畜的機體健康。因此有必要加強對水質中有機磷農藥的嚴格檢測，本文將通過采用實驗分析的方式，在結合相關研究資料下，著重圍繞氣相色譜法檢測水中有機磷農藥進行簡要分析研究。

關鍵詞：氣相色譜法;水質;有機磷農藥

中圖分類號：X832 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）03-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.03.061

Study on analysis of organophosphorus pesticides in water by gas chromatography

Pan Yuhu，Bi Xing，Jian Yongyuan

（Qiandongnan Prefecture Environmental Monitoring Center Station，Kaili Guizhou 556000，China）

Abstract：As a kind of insecticide with a relatively high utilization rate in China， organophosphorus pesticides have important positive effects in controlling crop diseases and insect pests and increasing crop yield.However，when pesticides are used， some residues will inevitably occur.If people and livestock eat water containing a large amount of organophosphorus pesticides，it will directly affect the health of humans and livestock.Therefore，it is necessary to strengthen the rigorous detection of organophosphorus pesticides in water.This article will use experimental analysis and combine related research data to focus on the brief analysis of organophosphorus pesticides in water.

Key words：Gas chromatography;Water quality;Organophosphorus pesticides

1 材料與方法

1.1 儀器試劑

本文通過嚴格按照國家相關標準要求，將有機磷農藥檢測對象設定為敵敵畏、對硫磷、馬拉硫磷、甲基對硫磷和速滅磷。其標準物質統(tǒng)一為100μg/mL，在使用氣相色譜法對水質中有機磷農藥進行分析時，本實驗選用專業(yè)化的高精度氣相色譜儀，該色譜儀配備FPD檢測器[1]。此外，實驗中還采用了純水儀、氮吹儀以及固相萃取柱與超聲波清洗機等設備。實驗試劑主要包括乙醇和甲醇、丙酮與乙酸乙酯以及正己烷、自制純化水，所有實驗試劑除純化水外均為色譜純。

1.2 實驗方法

本實驗中的色譜柱為膜厚為0.25μm、長度為30m、內徑為0.32mm的不分流石英毛細管色譜柱。該色譜柱在60℃的溫度條件下維持3min后，將會以每分鐘10℃的速度升溫，在升溫至180℃之后再按照每分鐘4℃的程序升溫至220℃，維持1min后按照每分鐘15℃的程序升溫，直至達到270℃并維持5min。進口樣與檢測器溫度分別控制在220℃和250～300℃之間。尾吹速度為每分鐘60mL。進樣體積為1μL，實驗中柱流量、氫氣與空氣流量依次為4mL/min、75mL/min和100mL/min。

1.3 樣品處理

在實驗之前需要對采集得到的水樣進行預處理，根據相關實驗標準規(guī)定，本實驗在水樣處理中首先使用0.45μm濾膜對其進行過濾處理，共計取得1000mL的濾液。而后按照每升0.5mol的規(guī)格將適量鹽酸置入濾液中并進行均勻攪拌，使得濾液pH值基本維持在5～5.5。在活化固相萃取柱的過程中，首先需要分別各使用10mL的超純水與甲醇將實驗用固相萃取柱完全浸潤。其次待3min后再取500mL經過過濾的水樣上柱富集，每分鐘流速需保持15～20mL。最后各使用12mL丙酮與甲醇對固相萃取柱進行浸泡和洗脫，對洗脫液進行集中收集并使用適量氮氣將其吹干，再使用適量丙酮進行定容即可[2]。

1.4 配制溶液

本實驗中需要使用的溶液主要有兩種，分別為儲備溶液與工作溶液，在配制前者時，需要按照每毫升100μg取適量敵敵畏、對硫磷、馬拉硫磷、甲基對硫磷和速滅磷，而后使用丙酮進行定容，最終配制出10μg/mL的標準儲備溶液。在配制后者時，需先取適量標準儲備溶液并用丙酮進行定容，依次配制出濃度為0.1μg/mL、0.5μg/mL和1 μg/mL、1.5μg/mL以及2μg/mL與4μg/mL的線性標準工作溶液。

2 結果與分析

2.1 優(yōu)化色譜條件

2.1.1 色譜柱

本實驗在使用氣相色譜法分析水質中有機磷農藥時，選擇使用膜厚均為0.25μm，內徑與長度均分別為30m和0.32mm的強極性、中等強度極性以及非極性毛細管色譜柱。在嚴格按照相關實驗標準要求對氣相色譜儀的各項參數(shù)進行合理設定，并觀察發(fā)現(xiàn)儀器相對穩(wěn)定后，分別選取敵敵畏、對硫磷、馬拉硫磷、甲基對硫磷和速滅磷標準溶液，進行進樣分析。根據最終的實驗結果顯示，在使用毛細管色譜柱對敵敵畏、對硫磷、馬拉硫磷、甲基對硫磷和速滅磷這5種有機磷農藥進行分析中，只有中等強度極性毛細管色譜柱下，各種有機磷農藥的分離度全部超過1.5。因此證明在使用氣相色譜法對水質中的有機磷農藥進行分析時，采用強度為中等的極性毛細管色譜柱更為適宜。

2.1.2 洗脫溶劑

在按照上文所述的水樣前處理方式，對選取的500mL水樣進行過柱處理后，在不改變固相萃取柱并維持洗脫流速即每分鐘15～20mL的情況下，將本實驗中采用的甲醇和乙醇以及丙酮等實驗試劑作為洗脫溶劑。在將進樣口溫度調整至220℃，將柱流量控制在4mL/min，且設定氫氣與空氣流量分別為75mL/min和100mL/min，在確保各項色譜條件均與國家相關規(guī)定要求相符合后進行上樣分析。進樣體積控制在1μL，根據相關實驗結果顯示，單獨使用甲醇作為洗脫溶劑時，敵敵畏、對硫磷、馬拉硫磷、甲基對硫磷和速滅磷的回收率最低，其次為單獨使用丙酮作為洗脫溶劑。實驗中所有有機磷農藥回收率最高的洗脫溶劑為按照1：1比例由甲醇和丙酮共同配制而成的洗脫溶劑。

2.2 方法檢出限

在對氣相色譜儀的各項參數(shù)進行調整設定，并確保儀器基線具有良好的穩(wěn)定性后，選取實驗前制取的濃度0.1μg/mL、0.5μg/mL和1 μg/mL、1.5μg/mL以及2μg/mL與4μg/mL的線性標準工作溶液。各濃度標準工作溶液的進樣體積均控制在1μL。為保障實驗結果具有較高的精準性和有效性，需對7個以上的加標平行空白進行制備和分析。其濃度需保持在校準曲線低點范圍，加標水平應為3～5倍的噪音信號。根據相關標準要求，最低檢出限的計算公式如下：

在這一公式當中t（n-1，1-a=0.99）代表置信度與自由度分別為99%與n-1情況下的t值，n與S則各自表示重復分析數(shù)目及其標準偏差[3]。要求計算得到的各目標化合物方法檢測限均需要滿足如下條件，其中C表示加標濃度：

在本實驗中，當水質中的待測物分別為敵敵畏、對硫磷、馬拉硫磷、甲基對硫磷和速滅磷時，其計算得到的檢出限分別為0.009mg/L、0.003mg/L、0.001mg/L、0.005mg/L與0.007mg/L。由此可見在使用氣相色譜法下，水質中有機磷農藥為敵敵畏時，檢出限最高，其次為速滅磷。檢測限最低的則是馬拉硫磷。

2.3 加標回收實驗

在本實驗中，待測溶液共設置3個質量濃度點，分別為0.1μg/mL與0.5μg/mL以及2μg/mL，將3個質量濃度點下的適量敵敵畏、對硫磷、馬拉硫磷、甲基對硫磷和速滅磷待測溶液，以定量方式加入至已經完成預處理的待測水樣中。按照上文所述色譜條件對實驗中選用的氣相色譜儀進行設置，采用外標法對檢測結果進行計算。與此同時，對各質量濃度點下的加標樣品進行6次平行處理。分別可以各自得到3個回收率與相對標準偏差。如根據實驗結果顯示，敵敵畏的加標量分別為0.1μg/mL與0.5μg/mL以及2μg/mL時，其對應的回收率分別為80.5%、82.8%和83.0%。實驗中有機磷農藥為對硫磷時，在加標量分別為0.1μg/mL與0.5μg/mL以及2μg/mL的情況下，相對應的加標回收率各為90%、92.1%和94.8%。而同樣在加標量分別為0.1μg/mL與0.5μg/mL以及2μg/mL時，甲基對硫磷的加標回收率依次為90.9%、94.6%和98.6%。結合所有實驗數(shù)據可知，在本實驗中，敵敵畏、對硫磷、馬拉硫磷、甲基對硫磷和速滅磷，在加標量各自為0.1μg/mL與0.5μg/mL以及2μg/mL時，加標回收率始終維持在80%～98.6%之間，精密度與準確度均與相關試驗標準要求相符合。

3 結束語

通過本文的分析研究，可知在使用氣相色譜法對水質中的敵敵畏、對硫磷、馬拉硫磷、甲基對硫磷和速滅磷進行檢測分析時，需要選用強度為中等的極性毛細管色譜柱和按照1：1比例由甲醇和丙酮共同配制而成的洗脫溶劑。而在使用氣相色譜法進行水質中有機磷農藥的分析中，本實驗中所有有機磷農藥均獲得了較好分離，其檢測限與精密度、加標回收率等也與相關規(guī)定要求相符合。因此證明使用氣相色譜法確實可以實現(xiàn)快速、精準地分析水質中有機磷農藥。

參考文獻

[1]王馳，王冠.氣相色譜法快速測定蔬菜、水果中有機磷農藥殘留[J].化學工程師，2019，33（09）：34-36+27.

[2]焦慧澤，王騰，陸世清，等.氣相色譜法測定17種有機磷類農藥殘留[J].廣州化學，2018，43（01）：22-28.

[3]黨富民，向曉黎，羅瑞峰，等.氣相色譜法快速測定有機磷農殘方法的研究[J].食品工業(yè)，2017，38（10）：301-304.

收稿日期：2020-01-10

作者簡介：潘玉虎（1983-），男，苗族，本科學歷，理學學士，環(huán)境監(jiān)測工程師，研究方向為有機監(jiān)測。