柳曉燕,江杰
(1.宜賓市南溪區(qū)環(huán)境監(jiān)測站,四川宜賓 644100; 2.四川省科源工程技術(shù)測試中心,成都 610031)
內(nèi)吸磷、對硫磷、甲基對硫磷和馬拉硫磷是我國使用量較大的有機磷農(nóng)藥,具有觸殺、胃毒、熏蒸作用,廣泛用于水稻、棉花和果樹等作物的多種害蟲防治。地表水中的內(nèi)吸磷、對硫磷、甲基對硫磷和馬拉硫磷主要來源于農(nóng)作物農(nóng)藥噴灑、生產(chǎn)企業(yè)廢水排放。人類飲用被內(nèi)吸磷、對硫磷、甲基對硫磷和馬拉硫磷污染的地表水后,會出現(xiàn)腹痛、嘔吐、頭暈、惡心、倦乏等癥狀,嚴重病例會并發(fā)中毒性肝炎、陣發(fā)性心房顫動以及精神病后遺癥等[1–3]。內(nèi)吸磷、對硫磷、甲基對硫磷和馬拉硫磷均屬有毒類農(nóng)藥,我國《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB 3838–2002)明確規(guī)定內(nèi)吸磷、對硫磷、甲基對硫磷和馬拉硫磷的限量分別為0.03,0.003,0.002,0.05 mg/L[4],因此加強對地表水中內(nèi)吸磷、對硫磷、甲基對硫磷和馬拉硫磷的檢測具有重要意義。
水中內(nèi)吸磷、對硫磷、甲基對硫磷和馬拉硫磷的測定多采用高效液相色譜法、氣相色譜法和氣相色譜–質(zhì)譜法等,因其在地表水中以痕量存在,在測定前需進行富集前處理[5–6]。地表水中農(nóng)藥的測定一般通過吹掃捕集法、固相萃取法、液液萃取法等方法進行樣品前處理,其中液液萃取法處理操作繁瑣,有機試劑用量大;固相萃取法比液液萃取更快,更節(jié)省溶劑,富集效果和重現(xiàn)性好,但固相萃取小柱成本較高;吹掃捕集法耗時較長,儀器昂貴[7–13]。液液微萃取提取方法是近年發(fā)展起來的一種萃取技術(shù),該方法操作簡便,有機溶劑使用量少,已廣泛應用于水樣的前處理。
筆者建立一種液液微萃取法提取地表水中的4種有機磷農(nóng)藥,然后用氣相色譜–質(zhì)譜法進行檢測,取得滿意結(jié)果。
氣相色譜–質(zhì)譜儀:7890B–5977B 型,配HP–5MS 型色譜柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm),美國安捷倫科技有限公司;
臺式低速離心機:AG–TG05 型,上海歐戈電子有限公司;
超純水機:CSR–1–05 型,北京愛思泰克科技有限公司;
內(nèi)吸磷、對硫磷、甲基對硫磷和馬拉硫磷標準溶液:質(zhì)量濃度均為100 μg/mL,環(huán)保部環(huán)境保護科研所;
丙酮、二氯苯、氯苯、四氯化碳、二氯甲烷:色譜純,德國默克公司;
鹽酸:優(yōu)級純,國藥集團上?;瘜W試劑廠。
1.2.1 色譜
載氣:高純氮氣,流量為1.0 mL/min;進樣口溫度:220℃;進樣方式:不分流進樣;進樣體積:1 μL;升溫程序:起始溫度為50℃,保持1 min,然后以20℃/min 升溫至160℃,再以15℃/min 升溫至260℃,保持2 min。
1.2.2 質(zhì)譜
電子轟擊電離源:EI 源;碰撞氣:高純氬氣;離子源溫度:230℃;電子能量:70 eV;四極桿溫度:150℃;色譜–質(zhì)譜接口溫度:280℃;溶劑延遲:3.0 min;采集方式:離子監(jiān)測模式(MRM)。
4 種有機磷農(nóng)藥的質(zhì)譜定性離子、定量離子見表1。
表1 4 種有機磷農(nóng)藥的質(zhì)譜參數(shù)
采用棕色玻璃瓶采集地表水樣品,水樣應充滿樣品瓶,不留有氣泡,同時用鹽酸調(diào)節(jié)水樣pH 值為5.0 左右。水樣采集后應盡快分析,在4℃條件下于暗處保存應不超過48 h[14]。
移取5 mL 地表水樣品于10 mL 帶旋帽的尖底玻璃離心管中,用注射器將1 mL 丙酮(含有100 μL 氯苯)快速注入水樣中,輕輕振搖30 s,形成水–丙酮–氯苯的乳濁液體系。將乳濁液體系置于離心機中,以4 500 r/min 的轉(zhuǎn)速離心4 min,氯苯形成液滴沉積在離心管底部。用微量注射器吸取沉積相,置于儀器進樣瓶中,在1.2 儀器工作條件下進行氣相色譜–質(zhì)譜分析。
分別取1.0 mL 內(nèi)吸磷、對硫磷、甲基對硫磷和馬拉硫磷標準溶液于一只10 mL 容量瓶中,用丙酮作溶劑,配制4 種農(nóng)藥質(zhì)量濃度均為10 mg/L 的混合標準中間液。吸取一定體積的內(nèi)吸磷、對硫磷、甲基對硫磷和馬拉硫磷混合標準中間液,用丙酮定容,配制成質(zhì)量濃度均分別為5.00,10.0,20.0,40.0,60.0,100 μg/L 的系列混合標準工作溶液。
萃取劑的選擇顯著影響樣品萃取效率。分別選擇二氯苯、氯苯、四氯化碳、二氯甲烷4 種有機試劑作為萃取劑,按1.3 步驟對50.0 μg/L 的4 種有機磷水樣進行萃取分析,考察4 種有機試劑作為萃取劑對4 種有機磷農(nóng)藥回收率的影響,實驗結(jié)果列于表2。由表2 數(shù)據(jù)可知,氯苯對4 種有機磷的萃取效果最好,因此選用氯苯作為萃取溶劑。
表2 不同萃取劑時4 種有機磷農(nóng)藥的回收率 %
在液液微萃取時,萃取劑的用量直接影響富集倍數(shù)和樣品萃取效率。分別選擇60,80,100,110,120 μL 氯苯作為萃取液,對50.0 μg/L 的有機磷水樣進行萃取分析,4 種有機磷農(nóng)藥的回收率列于表3。實驗結(jié)果表明,4 種有機磷回收率隨著萃取劑用量的增大而升高,當萃取劑用量大于100 μL 時,有機磷的回收率有所下降,因此選擇氯苯萃取體積為100 μL。
分別選擇丙酮、甲醇和乙腈3 種常用溶劑作為分散劑,對50.0 μg/L 的有機磷水樣進行試驗,考察4 種有機磷農(nóng)藥的回收率。實驗結(jié)果表明,丙酮作為分散劑時樣品萃取效果比甲醇和乙腈好。按實驗方法考察丙酮體積分別為0.5,0.8,1.0,1.2 mL時4 種有機磷農(nóng)藥的回收率。實驗結(jié)果表明,隨著丙酮用量的增大,4 種有機磷回收率先增大后減小。因為丙酮用量過小則分散效果不好,導致樣品萃取效率低;而隨著丙酮用量的增大,有機磷在水中的溶解度增大,樣品回收率減小。因此選用1.0 mL 丙酮作為分散劑。
按1.2 儀器工作條件對內(nèi)吸磷、對硫磷、甲基對硫磷和馬拉硫磷系列混合標準工作溶液進行分析。以4 種有機磷的質(zhì)量濃度為自變量,色譜峰面積響應值為因變量,進行線性回歸,計算線性方程和相關(guān)系數(shù),以3 倍信噪比計算方法檢出限[15]。4 種有機磷農(nóng)藥的線性范圍、檢出限、線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)列于表4。由表4 可知,4 種有機磷農(nóng)藥的質(zhì)量濃度在5.00~100 μg/L 范圍內(nèi)與色譜峰面積線性良好,相關(guān)系數(shù)均不小于0.990 0,檢出限為0.05~0.07 μg/L。
采集3 組地表水樣品(每組兩份),一份按本方法進行液液微萃取氣相色譜–質(zhì)譜分析,水樣中未檢出內(nèi)吸磷、對硫磷、甲基對硫磷和馬拉硫磷成分。在確定另一份不含以上4 種有機磷的水樣中,加入最終濃度分別為5.00,10.0,20.0 μg/L 的混合標準溶液進行回收試驗,每個濃度點平行測定6 次,計算加標回收率和方法的精密度。圖1 為加標樣品色譜圖,測定結(jié)果列于表5。由表5 數(shù)據(jù)可知,4 種有機磷的加標平均回收率為91.6%~105.0%,相對標準偏差均小于3%,表明本方法精密度、準確度均較高。
圖1 4 種有機磷農(nóng)藥加標水樣的色譜圖
表5 精密度與加標回收試驗結(jié)果
建立一種液液微萃取–氣相色譜–質(zhì)譜法檢測地表水中的內(nèi)吸磷、對硫磷、甲基對硫磷和馬拉硫磷殘留的分析方法,本方法具有前處理操作簡單快捷、有機溶劑用量少、靈敏度高、精密度好、準確度高的優(yōu)點,適用于地表水中有機磷農(nóng)藥殘留的分析。