土壤中甲基对硫磷检测方案(专用色谱柱)

岩矿测试北京豫维科技有限公司o联系MEAL水克生电话：18911849928Vol.29，No.5 矿测试北京豫维科技有限公司联系ks.水水先生电话： 文章编号：0254-5357(2010)05-0503-05 土壤样品中有机磷农药的加速溶剂萃取-气相色谱测定 饶 竹，何淼，陈 巍，李松，刘 艳 (1.国家地质实验测试中心，北京100037；2.长庆油田油气工艺技术研究院，陕西西安 710021：3.北京科技大学土木与环境工程学院，北京 100083) 摘要：建立加速溶剂萃取提取土壤样品中13种有机磷农药残留，经 Carb 柱净化、Rtx-OPP2 大口径毛细管柱分离、气相色谱-火焰光度检测器检测。方法仪器检出限在0.67~1.50 ng/mL，线性范围在0.67~600 ng/mL，相关系数在0.9994~0.9999。模拟土壤样品和实际土壤样品基体加标回收率分别在54.3%~106%和60.7%~133%，方法精密度(RSD，n=5)在2.2%~9.9%。方法简便、灵敏，适用于土壤样品中有机磷农药留的分析。 关键词：加速溶剂萃取；气相色谱法；有机磷农药；土壤 中图分类号：0652.62；0657.71； S151.93； S482.33 文献标识码：A Determination of Organophosphate Pesticides in Soil Samples byAccelerated Solvent Extraction-Gas Chromatography RAO Zhu'， HE Miao， CHEN Wei， LI Song'， LIU Yan (1. National Research Center for Geoanalysis， Beijing 100037， China； 2. Oil & Gas TechnologyResearch Institute of Ghangqing Oilfield Company， Xi'an 710021， China； 3. Civil and EnvironmentalEngineering College， University of Science and Technology， Beijing100083，China) Abstract： A method for the determination of organophosphate pesticides (OPPs) in soil samples by acceleratedsolvent extraction-gas chromatography(ASE-GC) was developed. Through the extraction by ASE， clean-up withCarb column， 13 OPPs in soil samples were separated and determined by Rtx-OPP2 wide bore capillary-gaschromatography with electron capture detector. The detection limits of the method for OPPs were 0. 67 ~ 1.50ng/mL with linear ranges of 0. 67 ~600 ng/mL and correlation coefficients of 0.9994~0.9999. The averagerecoveries for 13 OPPs in simulated soil samples and real soil samples were 54.3%~106% and 60.7%~133%with precision of 2.2%~9.9%RSD(n=5). The method provides the advantages of high sensitivity， highreliability， convenience and is suitable for analysis of OPPs in soil samples. Key words： accelerated solvent extraction； gas chromatography； organophosphate pesticides； soil 我国禁用六六六、滴滴涕等有机氯农药以后，有机磷农药(OPPs) 成为我国使用最多、应用最广的一类杀虫剂。 OPPs 具有广谱、高效、品种多和残毒期短等特点；但有些OPPs 对人、畜毒性较大，易 发生急性中毒，有的还具有致癌、致畸、致突变作用。因此，环境中OPPs 污染和毒害早已引起人们的广泛关注，建立简便、快速、灵敏的农药残留分析方法是目前农残分析的发展方向。 ( 收稿日期：2010-01-18； 修 订日期：2010-07-22 ) ( 基金项目：国土 资 源地质大调查项目资助(200120190107-05；1212010816028-02) ； 国土资源地质大调查——地下水污染测试技术研究项目资助(1212010634607) ) ( 作者简介：饶竹(1962-)，女，四川南充市人，研究员，从事环境有机地球化学工作。 E-mail： raozhu@126. com. ) ( ?1 99C h i nwww d eyuw e i c hina . com h i 邮箱wa ter1102@163：comcnki .net 503 ) 目前 OPPs 测定集中在水质、果蔬、食品等介质中1-8，土壤中 OPPs 检测方法较少。土壤是一种重要的环境介质，通过淋滤、植物根系、蒸发等作用，土壤中OPPs 转移到地下水、植物和大气中，造成对人和环境的危害，因此监测土壤样品中OPPs 是非常必要的。土壤样品中 OPPs 提取常用方法有机械振荡萃取和超声提取，这些方法有机溶剂用量大，操作繁琐，耗时长，提取溶剂难以与样品分离，有些检测技术仍采用已被淘汰的填充柱技术00-13]o 加速溶剂萃取(ASE) 是1996年美国 DIONEX 公司推出的用于固体和半固体样品中有机物的提取。与振荡萃取、超声萃取相比，ASE 具有萃取时间短、有机溶剂使用量少、操作简单、自动化程度高等优点4.通常 ASE 萃取所用时间仅为12~20 min，萃取溶剂使用量仅为15~45 mL。目前已有文献015-17报道采用ASE 提取、气相色谱-火焰光度检测器(GC-FPD)检测土壤中中留 OPPs，但分析组分较少，萃取、净化同时进行，没有质量监控措施等，无法满足更多组分、污染重的OPPs 残留的准确测定。本文以敌敌畏、速灭磷、甲拌磷、二嗪磷、异稻瘟净、甲基对硫磷、杀螟松、马拉硫磷、毒死蜱、对硫磷、溴硫磷、稻丰散和杀扑磷等13种OPPs为目标物，选用 ASE 提取土壤样品中的OPPs并结合柱净化和大口径毛细管柱技术，以及在标准和样品中加入替代物标准作为质量监控措施，建立了土壤样品中OPPs 的快速、灵敏分析方法，扩大了检测目标范围，减少了有机溶剂带来的二次污染，提高了分析效率和准确度。 实验部分 1.1 仪器和设备 GC -2010型气相色谱仪(日本岛津公司)，配火焰光度检测器(FPD)。 Rtx @ -OPP2弹性石英毛细管色谱柱(30.0 m×0.53 mm×0.5 pm，美国RESTEK公司)。 ASE 200 型加速溶剂萃取设备(美国DIONEX公司)。 Supelclean ENVI - Carb 固相萃取柱，规格为500 mg/6 mL。 1.2 标准溶液和主要试剂 13 种 OPPs标准溶液：敌敌畏、速灭磷、甲拌磷、二嗪磷、异稻瘟净、甲基对硫磷、杀螟松、马拉硫磷、毒死蜱、对硫磷、溴硫磷、稻丰散和杀扑磷(购自农业部环保监测所和国家标准物质研究中心)。据。想急谱感春墊Ch型想适om 应的二级标准储备溶液，最后配成标准溶液。 替代物标准：三苯基磷酸酯(美国Supelco公司).正己烷、丙酮均为农残级。 1.3 加速溶剂萃取条件 提取溶剂为正己烷-丙酮混合溶剂(体积比1：：1)，提取温度70℃，提取压力10.5MPa，加热5 min，静态提取5 min，用溶剂快速冲洗样品，循环3次，高纯氮气吹扫收集全部提取液。 1.4 气相色谱条件 程序升温：初温120℃，以10℃/min 升温至200℃，保持5.0 min， 再以 10℃/min 升温至250℃。进样口温度220℃，检测器温度280℃，吹扫流量3.0 mL/min，不分流进样，进样体积 4.0uL，柱前压34.4 kPa，空气流量 82.0 mL/min，氢气流量90.0 mL/min。 1.5 模拟土样的制备 洁净土壤除去石块、树木等杂物后置于大磁埚中，600℃马弗炉烘12 h，冷却后过0.175 mm筛，置于干燥器中备用。 1.6 实际样品的处理 采集的实际样品保存在低温冷藏或冷冻设备中直至分析。样品除去石块、树木等杂物后直接均匀测定，样品保存期不超过10 d。对于潮湿样品需作含水量校正。 1.7 实验方法 1.7.1 样品提取 准确称取10.00g土壤样品置于小烧杯中，并称取4.00 g硅藻土置于同一烧杯中，搅拌均匀后，装入22 mL ASE 萃取池中(萃取池底端加纤维滤纸膜)，加入适量 OPPs 标准及替代物标准三苯基磷酸酯，装配好仪器。按1.3节 ASE 条件进行分析，氮气吹扫提取液至约为1.0 mL，待净化。 1.7.2 净化与浓缩 用10mL丙酮、正己烷预淋洗 ENVI- Carb 净化柱。当淋洗液接近 ENVI - Carb 净化柱上层时，将待净化样品浓缩液转移到净化柱上，用25 mL丙酮-正己烷混合溶剂(体积比2：1)淋洗，控制流速在4mL/min 左右，收集全部淋洗后氮气吹扫浓缩，定容至1.00mL，气相色谱测定。 1.8 定性及定量分析 采用与标准样品保留时间相一致的方法定性分析。样品与标准同时分析。对于有检出的样品应采用第二根性质不同的色谱柱或 GC -MS 确认，外标法邮箱Wat每1￥021.com茶磷酸， 酯替代物标准，通过计算替代物标准回收率监控方法准确度。方法替代物标准回收率应在65%~130%。 2 结果与讨论 2.1 加速溶剂萃取条件优化 对加速溶剂萃取溶剂、萃取温度、循环次数等萃取条件进行了优化。OPPs 大多属于极性较强的化合物，同时土壤样品基质比较复杂，为了保证土壤样品中OPPs 提取完全，同时减少基质过多被提取，选择丙酮-正己烷混合溶剂(体积比1：1)为提取溶剂，而不是采用极性较强的丙酮或丙酮-二氯甲烷混合溶剂。 提高温度有利于提高样品提取效率；但 OPPs稳定性一般较差，温度过高会导致 OPPs 分解。本方法经优化后选定萃取温度70℃。循环次数是指采用溶剂提取的次数，一般实验选定循环次数2次，本方法选定3次，以保证残留的 OPPs 提取完全。 2.2 净化条件优化 商品化的固相萃取(SPE) 柱性能稳定，操作简单，检测结果易重现，是农药残留分析中使用较为普遍的一种净化方法。目前用于农药残留分析净化的 SPE 柱类型有 Ci8柱、碱性Al，0柱、Carb 柱、SAX/NH， 18-19。 OPPs净化主要选用 Carb 。本方法由于采用了丙酮-正己烷混合溶剂(体积比1：1)萃取，样品基体效应明显比丙酮或丙酮-二氯甲烷混合溶剂减少，再经过 ENVI-Carb 柱净化后即可满足分析检测要求(表1)。如果污染严重还可以采用二次叠柱净化。 表1 ENVI- Carb 柱净化时有机磷农药标准的平均回收率 Table 1 The average recoveries of organophosphate pesticideswith ENVI-Carb column 化合物 m/ng 平均回收率 相对标准偏差 加入量 平均回收量 R/% RSD/% 敌敌畏 30.0 26.3 87.5 12.5 速灭磷 30.0 28.0 93.3 6.7 甲拌磷 30.0 28.7 95.6 4.4 二嗪磷 30.0 25.6 85.3 14.7 异稻瘟净 30.0 28.1 93.8 甲基对硫磷 30.0 30.9 杀螟松 30.0 31.5 5.0 马拉硫磷 30.0 27.5 91.8 8.2 毒死蜱 30.0 26.5 88.2 11.8 对硫磷 30.0 29.5 98.2 1.8 溴硫磷 30.0 27.6 92.0 8.0 稻丰散 30.0 26.8 89.2 10.8 杀扑磷 30.0 23.9 79.8 20.2 ①测定次数n=3。 2.3 精密度、检出限和线性范围 为了表征分析方法的精密度、仪器检出限和线性范围，分别对 OPPs 标准溶液进行分析。结果显示，仪器检出限在0.67~1.50ng/mL。13 种OPPs的线性范围为1.2~600 ng/mL(表2)，相关系数(R)在0.9995~0.9990，表明分析方法具有良好的相关关系。样品其他色谱分析条件优化见文献5]。优化条件下得到的标准样品色谱图见图1. 图1 13种有机磷农药标准样品色谱图 Fig.1 Chromatogram of 13 organophosphatepesticides in standard sample 出峰顺序：1一敌敌畏；2一速灭磷；3一甲拌磷；4一二嗪磷；5一异稻瘟净；6一甲基对硫磷；7一杀螟松；8一马拉硫磷；9一毒死蜱；10一对硫磷；11一溴硫磷；12一稻丰散；13一杀扑磷。 2.4 模拟土样基体加标回收率 样品加标回收率是反映分析方法准确度和精密度的重要指标。为了考察本方法的准确度和精密度，分别对模拟土样进行了5次加标回收试验。样品按实验方法进行样品提取、净化和检测。表2检测结果表明，在13 种 OPPs 中，除杀扑磷的平均回收率偏低(54.3%)外，其余各组分平均回收率在60.0%~106%。相对标准偏差(RSD，n=5)在2.2%~9.9%，表明分析方法可靠。 3 实际土壤样品分析 称取河北唐山市不同地区代表性土壤样品10.00 g，加入与标准系列等量的替代物标准，按实验方法提取、净化和检测，并分别考察城市绿地、小白菜地等样品基体加标回收率，检测结果见表3和图2.敌敌畏、二嗪磷、对硫磷等OPPs 普遍检出，毒死蜱、溴硫磷部分检出，其他组分未检出。因此，应加强对土壤样品中 OPPs 监测。同时从表2和表3对比看出，样品基质加标回收率随样品基质变化而变化。表2模拟土壤样品中杀扑磷的加标回收率为54.3%，而实际样品中回收率达到90%以上，回收率指标好；同时城市绿地样品中甲基对硫磷的加 标回收率为74.4%，而小白菜地为113%，二者相差38.6%，上述情况反映了不同样品基质对检测结果的影响。这与文献20]反映的基质效应相类似。 表2 模拟土样的平均加标回收率及方法性能指标 Table 2 The average recoveries of OPPs in synthesized soilsamples and performance of the method 化合物 检测限L/ 线性范围pB/ 模拟土样 (ngmL-) (ngmL-) 平均回收率R/% RSD/% 敌敌畏 1.50 3.0~600.0 78.4 2.6 速灭磷 0.87 1.3~260.0 98.7 8.6 甲拌磷 0.67 2.0~400.0 89.0 8.6 二嗪磷 1.00 1.5~300.0 87.6 9.7 异稻瘟净 1.00 1.5~300.0 106 3.6 甲基对硫磷 0.80 1.2~240.0 89.0 7.9 杀螟松 0.86 1.5~300.0 94.6 7.8 马拉硫磷 1.44 1.8~360.0 60.7 2.2 毒死蜱 1.31 2.3~460.0 81.0 3.7 对硫磷 0.86 1.5~300.0 92.4 9.9 溴硫磷 1.15 2.3~460.0 79.4 5.2 稻丰散 1.42 2.5~500.0 82.0 5.3 杀扑磷 1.43 2.5~500.0 54.3 6.0 表3 不同地区实际土壤样品中13种有机磷农药的含量及加标回收率 Table 3 Analytical results of OPPs and average recoveriesof OPPs in practical samples 城市绿地小白菜地 桃园 玉米地 城市绿地 小白菜地 敌敌畏 0.41 0.36 0.63 0.42 91.8 92.8 速灭磷 - - - 96.1 93.9 甲拌磷 一 - — - 83.8 85.6 二嗪磷 0.17 0.30 0.91 0.54 97.3 95.1 异稻瘟净 - 117 125 甲基对硫磷 - - - 74.4 113 杀螟松 - 0.79 0.20 84.5 73.5 马拉硫磷 一- 79.6 60.7 毒死蜱 - 0.35 0.22 69.9 88.4 对硫磷 0.65 117 306 38.3 71.6 95.8 溴硫磷 - 0.21 0.94 - 71.2 76.1 稻丰散 133 108 杀扑磷 - - 91.6 99.7 ①“-”表示未检出。 4 结语 采用加速溶剂萃取技术提取土壤中有机磷农药残留，以大口径弹性石英毛细管柱( Rtx-OPP2) -气相色谱法-火焰光度检测器检测，实现了土壤 ： 18911849923 图2 小白菜地土壤样品的色谱图 Fig.2(Chromatogram of OPPs in soil sample collectedfrom peach garden出峰顺序：1一敌敌畏；2一二嗪磷；3一杀螟松；4一对硫磷； 5一溴硫磷；6一三苯基磷酸酯。 样品中13种有机磷农药的测定。优化了加速溶剂萃取条件及气相色谱分析条件，并对实际样品进行了测定。方法快速、灵敏、准确，可用于土壤样品中多种有机磷农药的测定。 ( 5 参考文献 ) ( [1] GB/T 5009.199—2003，蔬菜中有机磷农药和氨基甲酸酯类农药残留量的快速检测 [S]. ) 2] 何淼，饶竹.圆盘固相萃取富集-气相色谱法测定地表水中有机机和有机磷农药叨.岩矿测试，2008，27(1)：12-16. 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