陳登輝

(廈門市海洋與漁業(yè)研究所，福建 廈門 361008)

0 引言

有機(jī)磷農(nóng)藥是一類高效廣譜殺蟲劑，其殺蟲效率高、易分解，是目前被大量使用的殺蟲劑．但由于用量大，其殘留通過(guò)食物鏈作用可在人體累積，導(dǎo)致畸形、癌變病例的幾率增加．目前，農(nóng)藥殘留污染已成為我國(guó)嚴(yán)重的社會(huì)問(wèn)題．

加速溶劑萃取 (Accelerated Solvent Extraction，ASE)是一種在提高溫度和壓力的條件下，設(shè)定溶劑和萃取時(shí)間，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)萃取的方法．該方法大大減少了溶劑用量，方法快速，回收率高，在實(shí)際工作中被廣泛應(yīng)用[1－8]，并已被美國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)局 (EPA)收錄為處理固體樣品的標(biāo)準(zhǔn)方法之一[9]．

采用氣相色譜法 (Gas Chromatography，GC)進(jìn)行農(nóng)藥殘留分析，主要是根據(jù)樣品保留時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)品保留時(shí)間的一致性進(jìn)行定性的，因而存在一定的定性誤差．為了盡可能地保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性，近年來(lái)出現(xiàn)了雙塔、雙柱、雙通道分析[10－13]，即在同一臺(tái)氣相色譜儀上安裝兩根不同類型的色譜柱，對(duì)同一份樣品及標(biāo)準(zhǔn)樣品，同時(shí)在兩個(gè)進(jìn)樣口進(jìn)樣，采用不同的色譜柱同時(shí)分離和檢測(cè)．根據(jù)農(nóng)藥殘留在不同色譜柱出峰的次序、時(shí)間和峰的相對(duì)面積等數(shù)據(jù)來(lái)定性，可以提高樣品組分識(shí)別的準(zhǔn)確性．有機(jī)磷農(nóng)藥混標(biāo)在HP－17MS柱上分離度高，快速簡(jiǎn)便，而火焰光度檢測(cè)器 (FPD)對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥響應(yīng)較高，易于定性和定量;利用通用的HP－5柱驗(yàn)證，可使測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性大大提高．目前，尚無(wú)利用快速溶劑萃取處理－雙塔雙柱氣相色譜法分析土壤中的有機(jī)磷農(nóng)藥的文獻(xiàn)報(bào)道．本文擬優(yōu)化ASEGC萃取18種有機(jī)磷農(nóng)藥的條件，探討整個(gè)分析測(cè)試方法的準(zhǔn)確性、精密性，測(cè)試不同化合物的檢出限，以期有效地測(cè)試出土壤中有機(jī)磷農(nóng)藥．

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

安捷倫7890型雙塔雙柱GC儀，前進(jìn)樣口及前檢測(cè)器接HP－17MS色譜柱:30 m×0.32 mm×0.25 μm;后進(jìn)樣口及后檢測(cè)器接HP－5色譜柱:30 m×0.32 mm×0.25 μm;7683B型雙自動(dòng)進(jìn)樣器(美國(guó)Agilent公司)．戴安ASE 200型ASE儀配11、22、33 mL萃取池和60 mL收集瓶 (美國(guó)Dionex公司)．Labconco Rapidvap型氮吹濃縮儀 (美國(guó)Labconco公司)．

二氯甲烷、丙酮 (農(nóng)殘級(jí)，Tedia公司分裝);無(wú)水Na2SO4(分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn))，500℃灼燒4 h后降至室溫，裝入密封容器中保存;硅藻土 (200目)，500℃灼燒2 h后降至室溫備用;Cu粉 (分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn))．

農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品:AccuStandard公司生產(chǎn)，產(chǎn)品分類號(hào)為M－8140M－5X．該標(biāo)準(zhǔn)品含有敵敵畏、速滅磷、內(nèi)吸磷、滅克磷、甲拌磷、脫葉亞磷、乙拌磷、甲基對(duì)硫磷、皮蠅磷、毒死蜱、倍硫磷、毒壤磷、殺蟲畏、丙硫磷、豐索磷、硫丙磷、保棉磷、蠅毒磷等18種組分，質(zhì)量濃度均約為200 mg/L．

標(biāo)準(zhǔn)工作溶液:根據(jù)需要將以上標(biāo)準(zhǔn)溶液用正己烷稀釋至相應(yīng)濃度．

1.2 樣品采集和制備

本次測(cè)定的實(shí)際樣品采集于廈門市同安區(qū)洪塘蔬菜基地和廈門市翔安區(qū)巷東農(nóng)場(chǎng)，每處各采集10個(gè)點(diǎn)位樣品．樣品經(jīng)冷凍干燥、研磨后，過(guò)20目篩，冷凍備用．

1.3 樣品前處理

OPPs萃取:首先在ASE萃取池底部鋪上專用濾膜，再稱取3.0 g無(wú)水Na2SO4、0.5 g Cu粉加入池底，混合均勻，然后稱取30 g實(shí)際樣品裝入萃取池，剩余空間以硅藻土填充，裝入萃取器待萃?。渲校瑳_洗液體積占30%;150 psi(1 psi=6.895 kPa)氮?dú)獯祾?，循環(huán)2次;收集萃取液約40 mL．

樣品濃縮:萃取樣品用氮吹濃縮儀濃縮至小于1.0 mL，最后以正己烷定容至1.0 mL待測(cè)．

萃取條件優(yōu)化:①溶劑選擇．參照文獻(xiàn)[9]選取萃取壓力1500 psi，溫度100℃，靜態(tài)萃取時(shí)間5 min．二氯甲烷與丙酮的體積比分別為100%∶0%，75%∶25%，50%∶50%，25%∶75%，0%∶100%，這5種比例對(duì)同一空白樣品 (土壤經(jīng)500℃4 h灼燒)進(jìn)行加標(biāo)回收測(cè)定，加標(biāo)量0.5 mg/L，每一比例測(cè)試2組．②溫度選擇．萃取壓力固定在1500 psi，溫度分別設(shè)定為80、90、100、110、120℃，進(jìn)行空白樣品加標(biāo)試驗(yàn)．每一溫度做2次空白加標(biāo)平行樣．③壓力選擇．在②確定的合適溫度下，分別選擇不同壓力1200、1500、1800 psi(1 psi=6.895 kPa)進(jìn)行空白加標(biāo)實(shí)驗(yàn)．④時(shí)間選擇．在②確定的合適溫度下，壓力1500 psi，分別選擇靜態(tài)萃取時(shí)間為3、5、7、10 min進(jìn)行空白加標(biāo)試驗(yàn)．

1.4 樣品測(cè)定

制備好的樣品分別由前、后進(jìn)樣口進(jìn)樣，進(jìn)樣量1.0 μL．測(cè)定條件:進(jìn)樣口溫度設(shè)為250℃，不分流進(jìn)樣，隔墊吹掃3 mL/min;恒流35 cm/s，檢測(cè)器溫度設(shè)為300℃，尾吹10 mL/min．程序升溫:50℃保持1 min，再以25℃/min升溫至100℃，后以5℃/min升溫至300℃，最后300℃保持5 min．

2 結(jié)果

2.1 萃取條件的選擇與優(yōu)化

2.1.1 溶劑的選擇

試驗(yàn)結(jié)果顯示，18種有機(jī)磷農(nóng)藥在不同溶劑系統(tǒng)下的加標(biāo)回收率分別為82%～98%，73%～134%，78%～112%，69%～89%，34%～56%．其中，敵敵畏、毒壤磷、丙硫磷回收率不穩(wěn)定．為達(dá)到較高的回收率，本文選取單獨(dú)二氯甲烷作為實(shí)際樣品測(cè)試的萃取溶劑．

2.1.2 溫度的選擇

試驗(yàn)結(jié)果18種有機(jī)磷農(nóng)藥在不同溫度條件下的樣品回收率分別為74%～113%(80℃)、77%～102%(90℃)、82% ～98%(100℃)、65% ～83%(110℃)、58% ～78%(120℃)．可以看出，在高溫度下有機(jī)磷農(nóng)藥的回收率有一定程度下降，100℃條件下回收率較為理想．

2.1.3 壓力的選擇

試驗(yàn)結(jié)果表明，18種有機(jī)磷農(nóng)藥在不同萃取壓力下的回收率無(wú)明顯差異，回收率結(jié)果均落在82% ～98%之間．

2.1.4 萃取時(shí)間的選擇

試驗(yàn)結(jié)果表明，靜態(tài)萃取時(shí)間為3min時(shí)，18種有機(jī)磷農(nóng)藥的加標(biāo)回收率為47%～78%，其他條件下分別為82% ～98%(5 min)，77% ～114%(7 min)，69% ～126%(10 min)．由此可見(jiàn)，在一定萃取溫度和壓力下，靜態(tài)萃取5 min即可滿足分析測(cè)試的需求，時(shí)間太短萃取不完全，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可能造成農(nóng)藥的轉(zhuǎn)化．

綜上結(jié)果，本文選擇的萃取條件為:溫度100℃，壓力1500 psi，萃取時(shí)間5 min，溶劑為二氯甲烷．而沖洗液體積為30%，150 psi氮?dú)獯祾?(循環(huán)2次)等萃取條件不變．

2.2 質(zhì)量控制

2.2.1 色譜測(cè)定結(jié)果

圖1a是18種OPPs標(biāo)準(zhǔn)品在HP－5柱上的色譜峰，圖1b是18種OPPs標(biāo)準(zhǔn)品在HP－17MS柱上的色譜峰，其中，各種化合物質(zhì)量濃度均為0.5 mg/L．

圖1 18種OPPs的色譜圖Fig.1 Chromatogram of 18 OPPs

2.2.2 校準(zhǔn)曲線

表1是各種化合物在HP－17MS柱上5次進(jìn)樣所得到校準(zhǔn)曲線，各化合物質(zhì)量濃度分別為0.05，0.1，0.5，1.0，5.0 mg/L．

表1 OPPs校準(zhǔn)曲線Tab.1 Calibration curves of OPPs

從表1的結(jié)果可以看出，各化合物校準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)落在0.9979～0.9999，由此可見(jiàn)，該方法具有較好的準(zhǔn)確度．

2.2.3 雙柱確證

由于18種OPPs在HP－17MS分離效果較好，基本沒(méi)有重疊峰，而在HP－5柱上有一峰重疊．因而本方法以HP－17MS為分析柱，HP－5柱為確認(rèn)柱．確認(rèn)過(guò)程不僅考慮定性分析的結(jié)果，更注重定量分析結(jié)果的準(zhǔn)確度．只有定性共存、定量基本一致的化合物才確認(rèn)為待測(cè)化合物．本文對(duì)檢出率較高的6種OPPs測(cè)定結(jié)果進(jìn)行了雙柱確證，準(zhǔn)確地表征了分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，其結(jié)果見(jiàn)表2．保留時(shí)間均有指認(rèn)，兩柱分析定量結(jié)果最大偏差不超過(guò)2%，表明分析準(zhǔn)確度可信．

表2 6種OPPs的雙柱確證Tab.2 Dual column confirmation for 6 OPPs

2.2.4 方法檢出限和測(cè)定精密度

表3是各化合物檢出限及分析測(cè)試精密度．其中以氣相色譜儀對(duì)每一種化合物檢出限 (2倍噪聲所對(duì)應(yīng)的化合物濃度)計(jì)算土壤樣品中OPPs的檢出限 (以稱樣量30 g計(jì))．由表3可以看出，本方法對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥檢出限在0.282 μg/kg(丙硫磷)至1.05 μg/kg(殺蟲畏)之間．以0.10 mg/L的樣品連續(xù)測(cè)定20次，其結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差表征測(cè)試結(jié)果的精密度，結(jié)果表明，所有有機(jī)磷農(nóng)藥測(cè)試結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均落在1.7%(保棉磷)至9.0%(內(nèi)吸磷)之間，平均值4.1%，表明測(cè)試結(jié)果有較高的精密度．

表3 有機(jī)磷農(nóng)藥檢出限和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差Tab.3 LOD and RSD of OPPs

2.3 實(shí)際樣品分析

表4是以HP－17MS分析柱測(cè)定，以HP－5柱確證的廈門市兩個(gè)大型蔬菜基地20個(gè)點(diǎn)位OPPs測(cè)定結(jié)果．結(jié)果表明，OPPs檢出率并不高，總檢出率僅為26.9%，其中，甲拌磷檢出率最高為95%，其次為毒壤磷檢出率90%．速滅磷和滅克磷全部未檢出，濃度最高點(diǎn)為7號(hào)點(diǎn)甲拌磷，濃度高達(dá)62.8μg/kg．由此表明甲拌磷使用率較高，其降解速率相對(duì)較慢．

表4 實(shí)際樣品OPPs測(cè)定結(jié)果Tab.4 OPPs determination results for unknown samples(μg·kg－1)

3 結(jié)論

本文利用加速溶劑萃取—雙塔雙柱氣相色譜法 (ASE－GC)能較好的分析土壤中的18種OPPs，該方法簡(jiǎn)單、快速，靈敏度高，雙柱確證，使色譜法抗干擾能力更強(qiáng)，可作為有效的土壤OPPs測(cè)定手段．

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