郭艷

（銅陵市環(huán)境監(jiān)測中心站，安徽銅陵244000）

超聲波提取—氣相色譜法對土壤中有機磷農(nóng)藥殘留分析與研究

郭艷

（銅陵市環(huán)境監(jiān)測中心站，安徽銅陵244000）

建立了毛細管柱氣相色譜-火焰光度（GC-FPD）分析土壤中敵敵畏、樂果等7種有機磷農(nóng)藥殘留量的分析方法。樣品用丙酮-二氯甲烷（1:3,V/V）為提取劑，采用超聲波提取，濃縮、定容后用DB-1701（30m×0.32mm×0.25μm）毛細管柱分離，F(xiàn)PD檢測器檢測。方法回收率在97.4%-122%之間；RSD在0.255%-1.206%（n=7）之間；檢出限在0.0001-0.0005μg/kg之間。結(jié)果表明該分析方法的靈敏度高、精密度好、回收理想、結(jié)果準確,完全適用于環(huán)境土壤樣品中有機磷農(nóng)藥殘留的測定。

氣相色譜法；有機磷農(nóng)藥；土壤；超聲波提取

有機磷農(nóng)藥（OPPs）具有廣譜、高效、品種多和殘毒期短等許多特點。自20世紀60年代以來在世界范圍內(nèi)廣泛作用[1],使其對大氣、水環(huán)境和土壤造成污染，從而引起生態(tài)系統(tǒng)的變化[2]，因此,必須定期檢測它的殘留量。對有機磷農(nóng)藥的殘留分析一般采用色譜分離檢測技術,近年來出現(xiàn)了一些新的樣品前處理方法，如微波輔助萃取[3]、加速溶劑萃取( PSE，pressed sol-ventextraction;ASE，accelerated solvent extraction)[4-5]、超臨界萃取法[6]、固相微萃取[7]、凝膠滲透色譜法[8]、超聲輔助萃取[9]、固相萃取[10]和基質(zhì)固相分散萃取等。土壤中有機磷農(nóng)藥含量的測定主要采用氣相色譜法[11]和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)

用法[12-13]。

目前我國已開展了大量有關食品及廢水中有機磷農(nóng)殘的測定工作[14-17],而關于土壤中有機磷農(nóng)藥的測定報道鮮見。本文在前人的基礎[18]上,以丙酮和二氯甲烷為提取劑,運用超聲波提取及毛細管氣相色譜外標定量法,同時測定了土壤樂果、對硫磷等7種有機磷農(nóng)藥殘留,優(yōu)化分離效果,提高了分析準確度,拓展了分析方法的實用性，對維護環(huán)境安全、保護人和牲畜健康具有重要的意義。

1.實驗部分

1.1 儀器

氣相色譜儀：Agilent7890B（FPD）；Chemstation化學工作站（Agilent公司）；KQ-500DE型數(shù)控超聲波清洗器，全自動濃縮儀Turbo Vap II。

1.2 標準樣品和試劑

試劑：農(nóng)殘級丙酮、正己烷試劑；農(nóng)殘級二氯甲烷；農(nóng)殘級石油醚；無水硫酸鈉（分析純,研細650℃烘4h,北京化工廠）；高純濃硫酸（分析純）；水為重蒸餾水；硅鎂吸附（60目，500℃烘2h，置于干燥器中冷卻備用）。

農(nóng)藥標準品：敵敵畏、對硫磷、甲基對硫磷、樂果、馬拉硫磷、喹硫磷、內(nèi)吸磷7種有機磷農(nóng)藥；以正己烷配制，并稀釋成合適濃度的混合標準儲備液。（購于國家標準物質(zhì)研究中心，濃度1000mg/L）。

土壤樣品共4個：樣品1（菜園內(nèi)土）、樣品2（工廠內(nèi)土）、樣品3（果園內(nèi)土）、樣品4（作物地土）

1.3 實驗方法

1.3.1 方法

土壤中有機磷的提取方法有國標法、微波法、超聲提取、索氏提取等[19-27]。微波法雖具有較好的提取效率，但提取過程需要高溫高壓，導致土壤中的大量雜質(zhì)被提取，降低了方法的準確度和靈敏度。索氏提取雖能滿足檢出限的要求，但由于提取時間較長，造成某些待測組分的分解。超聲提取利用超聲波[28]來加速物質(zhì)的化學反應，改善其溶解，結(jié)晶分配等物理化學性能，優(yōu)化了化學反應產(chǎn)率、提高了物質(zhì)的分離效率。該方法操作簡單，提取效果與凈化較完全，提高了樣品的檢出率及檢測的準確性。

1.3.2 樣品的預處理

土壤經(jīng)風干、研細、過60目篩,作為試驗樣品。準確稱取樣品20g于250mL錐形瓶中,加二氯甲烷-丙酮（3:1）100mL浸泡過夜，次日置于超聲波提取器中超聲提取30 min,提取后，將提取液過濾于250mL分液漏斗中，用二氯甲烷-丙酮（3:1）洗滌土壤殘渣3-4次,并將洗滌液并入分液漏斗中。在分液漏斗中加100mL 20mg/L Na2SO4溶液，振搖3min，靜止分層后，棄去下層丙酮溶液，上層二氯甲烷溶液經(jīng)裝有無水Na2SO4的玻璃砂芯漏斗過濾，濾液轉(zhuǎn)移到濃縮瓶中，用全自動濃縮儀濃縮至10mL左右,待凈化。

1.3.3 樣品的凈化

在2.4cm×30cm G3的玻璃層析柱內(nèi)，放入少許脫脂棉，加入高為2cm左右無水Na2SO4,8g硅鎂吸附劑，再加入2cm左右無水Na2SO4 5g,敲實，取20mL二氯甲烷倒入層析柱中，潤濕吸附柱，待二氯甲烷接近上層無水Na2SO4時，將濃縮液轉(zhuǎn)移至層析柱中，并用二氯甲烷洗滌濃縮瓶3次，洗滌液并入層析柱中，收集凈化液，待濃縮液接近上層無水Na2SO4時，以二氯甲烷-石油醚（4:1）100mL淋洗液淋洗層析柱，淋洗液也并入同一個濃縮瓶中，最后濃縮至1mL，供氣相色譜分析用。

1.4 標準曲線的配制

將濃度為1000mg/L有機磷標準儲備液，用正己烷逐級稀釋至濃度為5μg/L、10μg/L、20μg/L、50μg/ L、80μg/L、100μg/L、500μg/L的標準溶液，依次進樣，繪制峰面積-濃度的標準曲線。

1.5 色譜條件

色譜柱：DB-1701(30m×0.32mm×0.25μm)；柱溫: 120℃(1min)以20℃/min升到190℃停留6min，以, 20℃/min升到220℃停留5min；進樣口溫度250℃；檢測器溫度250℃；載氣為高純氮氣（純度99.99%），流速為:5.0mL/min；尾吹60mL/min；進樣量1.0μL，不分流，以保留時間定性和峰面積外標法定量。

2.結(jié)果與討論

2.1 分離效果

按照上述處理技術和合適的氣相色譜條件，完全可以滿足對土壤中有機磷的提取和分析的要求。本實驗在其基線穩(wěn)定之后開始做樣，化學工作站自動記錄色譜圖、峰高及峰面積，7種有機物分離度均大于1.5，理論塔板數(shù)大于105，分離效果見圖1，從圖中可見有機磷農(nóng)藥各組分的色譜分離較好。

圖1 7種有機磷農(nóng)藥氣相色譜圖

2.2 標準曲線

按照1.4配制的標準系列濃度進行色譜分析，然后回歸計算、校準曲線回歸方程及相關系數(shù)，見表1。由表1可見，本方法有很好的相關系數(shù)，均大于0.9996。

表1 校準曲線及靈敏度

2.3 方法的檢出限

以20μg/L標準溶液測定7次，求出平均信噪比，采用三倍的噪聲除以標準曲線回歸方程的斜率求出各待測化合物的檢出限[29]（GB/T5009.1中的關于色譜的檢出限的計算，檢出限=S/b，S是儀器噪聲的3倍，b是標準曲線回歸方程的斜率。），結(jié)果見表2。結(jié)果表明，方法的檢出限低，靈敏度高，能夠滿足土壤中痕量有機磷農(nóng)藥殘留測定的要求。

表2 方法檢出限

2.4 方法的精密度和準確度

為了考察方法的適用性，本文對實際土壤進行方法精密度與回收率實驗。由于不同樣品含有不同的目標待測物難以找到同時含有幾種待測物的樣品，本文采用實際樣品菜園內(nèi)土壤加標的方法來測定精密度和回收率。平行測定標準濃度20μg/kg 7次，重復性結(jié)果見表3，待測有機物的相對標準偏差均小于3%。測定有機磷混合標準溶液50μg/kg,進行回收率測定，結(jié)果見表4。由表3和表4可知，分析結(jié)果的相對標準偏差（RSD）在0.255%-1.206%之間，回收率在97.4%-122%之間，能滿足土壤樣品的痕量分析要求。

表3 精密度

表4 準確度

2.5 實際樣品分析結(jié)果

按1.3.2節(jié)方法對采集的實際土壤樣品進行處理，用本文建立的氣相色譜方法檢測，測得樣品中各組分的峰面積后，用校準曲線進行定量分析，計算樣品中待測組分的濃度及替代物（20μg/kg）回收率，以考察方法的準確性和可靠性，結(jié)果見表5、6。

表5 實際樣品測定

由表5的結(jié)果可以看出有機磷農(nóng)藥在土壤中有一定的殘留量。

表6 目標組分回收率

從表6的分析結(jié)果可以看出，7種有機磷農(nóng)藥在4種類型土壤中的回收率在97.8%-113.5%之間，回收效果好，回收率是滿足土壤中有機磷農(nóng)藥殘留量測定的要求，方法準確可靠。

3.結(jié)論

實驗結(jié)果表明，用二氯甲烷和丙酮做提取劑、硫酸鈉溶液凈化、超聲提取土壤中目標化合物，而后用氣相色譜法測定土壤中的敵敵畏、樂果等7種有機磷農(nóng)藥殘留，檢出濃度低、精密度高、回收效果好、結(jié)果準確，完全可以滿足土壤中有機磷農(nóng)藥殘留的分析。本方法具有方便、快速、準確等優(yōu)點，提取效果與凈化較完全，可提高樣品的檢出率及檢測的準確性，能為環(huán)境樣品檢測提供科學的方法和依據(jù)。

參考文獻：

[1]傅可文.農(nóng)業(yè)環(huán)境中的化學污染[M].北京:農(nóng)業(yè)出版社, 1985:207.

[2]汪雨,支辛辛,張玲金.利用炭石灰固相萃取測定水中的有機氯農(nóng)藥[J]．分析測試學報,2008,27（5）:493.

[3]Nicole J R.New trends in biosensors for organophosphorus pesticides[J].Sensors,2001,1(2):60-74.

[4]孫欣陽,顧海東,秦宏兵,等.加速溶劑萃取-氣相色譜法測定土壤中的有機磷農(nóng)藥[J].化學分析計量,2008,17（6）:46.

[5]Lee H S,Ah Kim Y,Ae Cho Y,et al.Oxidation of organophsphorus pesticides for the sensitive detection by a cholinesterase-based biosensor[J].Chemosphere,2002,46(4):571-576.

[6]Fidalgo-Used N,Centineo G,Blanco-Gonzalez E,et al.Solidphase microextraction as a clean up and preconcentration procedure for organochlorine pesticides determination in fish tissue by gas chromatography with electron captures detection [J].Chromatography A,2003,1017:35.

[7]Baumard P,Budzinski H,Philippe Garrigues P.aromatic hydrocarbons in sediments and mussels of the western Mediterranean Sea[J].Environmental Toxicology and Chemistry, 1998,17:765-776.

[8]Balinova A,Mladenova R,Shtereva D.Solid-phase extraction on sorbents of different retention mechanisms followed by determination by gas chromatography-electron capture detection of pesticide residues in crops[J].Journal of Chromatography A,2007,1150:136-144.

[9]GoncalvesC,AlpenduradaMF.Assessmentofpesticide contamination in soil sample from an intensive horticulture area using jultrasonic extraction and gas chromatographymass spectrometry[J].Talanta,2005,65（5）:1179-1189.

[10]朱曉蘭,楊俊,蘇慶德,等.加速溶劑萃取-氣相色譜法測定土壤中的有機磷農(nóng)藥殘留[J].分析化學,2005,33（6）: 821.

[11]Mikami E,Goto T,Ohno T,et al.Simultaneous analysis of dehydroacetic acid benzoic acid,sorbic acid and salicylic acid in cosmetic products by solid-phase extraction and high performance liquid chromatography[J].Journal of Pharmaceuticd Biomedical Analysis,2002,28（2）:261-267.

[12]趙鳳英，郭萍，張冬梅，等．氣相色譜-質(zhì)譜法測定底泥中農(nóng)藥殘留量[J].環(huán)境工程，2008，26（5）:95.

[13]萬益群，陳宗保.土壤中多種有機磷及氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留量的氣相色譜-質(zhì)譜法測定[J].分析科學學報，2006，22（5）:551.

[14]趙仕林.水中27種有機磷農(nóng)藥GC/MS分析方法研究[J].四川師范大學學報(自然科學版),1997,20（6）：20-78.

[15]莊無忌,周顯.毛細管氣相譜法測定果蔬中20種有機磷農(nóng)藥殘留量[J].色譜,1994,12（3）：202-203.

[16]余建新.食品中有機磷殘留[J].食品理化檢驗,1998，（3）：41-57.

[17]劉忠,謝克錦,王圣華,等.氣相色譜法測定茶葉中多種有機磷殘留[J].福建分析測試,2003,12（l）：1698-1699.

[18]國家環(huán)境保護總局,《水和廢水監(jiān)測分析方法》編委會.水和廢水監(jiān)測分析方法(第四版)[M].北京:中國環(huán)境科學出版社,2002:590-595.

[19]黃士忠,劉瀟威,黃永春,等.土壤中六六六和滴滴涕的測定氣相色譜法[M].北京:中國標準出版社,2004.

[20]蒙冰君,劉煜,王文濤,等.提取土壤中23種有機氯農(nóng)藥:微波法與索氏法對比[J].環(huán)境化學,2007,26（6）:854-856.

[21]郎印海,蔣新,趙振華.土壤中13種有機氯農(nóng)藥超聲波提取方法研究[J].環(huán)境科學學報,2004,（2）:291-296.

[22]丁曦寧.微波萃取土壤中有機氯農(nóng)藥條件優(yōu)化研究[J].廣東農(nóng)業(yè)科學,2009，（8）:216-217.

[23]賀小雄,郭萍,趙鳳英,等.底泥中多種有機氯及擬除蟲菊酯類農(nóng)藥殘留同時測定法[J].江西理工大學學報,2008, 29（3）:30-33.

[24]Richter P,Sepulveda B,Oliva R,et al.Screening and determination of pesticides in soil using continuous subcritical water extraction and gas chromatography-mass spectrometry [J].Chromatography A,2003，994（112）:169-177.

[25]王芳,蔣新,趙振華,等.土壤中有機氯農(nóng)藥的多殘留分析技術[J].環(huán)境化學,2004,24（2）:291-296.

[26]于彥彬,譚培功,王孝鋼,等.毛細管柱氣相色譜法測定土壤中的有機氯農(nóng)藥[J].分析試驗室,2004,23（7）:47-50.

[27]陳衛(wèi)明,鄧天龍,張勤,等.土壤中有機氯農(nóng)藥的分析技術研究進展[J].巖礦測試,2009,28（2）:151-156.

[28]Daura V M,Zoraida S F,Jose J S.Microwave assisted micellar extraction coupled with solid phase micro-extraction for the determination of organochlorine pesticides in soil samples[J]. Analytica Chimica Acta,2006,571（1）:51-57.

[29]GB/T5009.1.食品衛(wèi)生檢驗方法[S].北京：中國標準出版社，2004.

（責任編輯：周青）

X132

A

1671-752X（2015）03-0064-04

2015-06-25

郭艷（1980-），女，安徽銅陵人，銅陵市環(huán)境監(jiān)測中心站工程師，碩士，研究方向：環(huán)境監(jiān)測。