(淮河流域生態(tài)環(huán)境監(jiān)督管理局生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與科學(xué)研究中心 蚌埠 233001)
有機磷農(nóng)藥(Organophosphorus pesticide)是繼有機氯農(nóng)藥被禁用以來使用量最大的農(nóng)藥,其使用量占整個殺蟲劑農(nóng)藥的70%以上。我國生產(chǎn)的有機磷農(nóng)藥常作為殺蟲劑被使用,敵敵畏(DDVP)、甲基對硫磷(Parathion-methyl)、馬拉硫磷(Malathion)、對硫磷(Parathion)、樂果(Dimethoate)以及毒死蜱(Chlorpyrifos)即為廣泛使用的6 種有機磷農(nóng)藥。農(nóng)藥的使用雖然幫助人們減輕了農(nóng)作物病蟲害的煩惱,但同時也給水環(huán)境帶來了嚴重的污染問題?!兜乇硭h(huán)境質(zhì)量標準》(GB 3838-2002)、《地下水質(zhì)量標準》(14848-93)以及《生活飲用水標準檢驗方法》(GB/T 5750)均對相關(guān)有機磷農(nóng)藥的含量作出了嚴格的限值,所以發(fā)展一種同時、快速、準確的有機磷農(nóng)藥檢測方法就顯得尤為重要。
目前在水質(zhì)分析工作中,針對地表水、地下水及生活飲用水中敵敵畏、甲基對硫磷、馬拉硫磷、對硫磷、樂果以及毒死蜱含量的檢測所依據(jù)的方法主要有SL 392-2007、SL 739-2016、GB 13192-91以及GB/T 5750.9-2006。在這些方法中,方法GB 13192-91 采用的色譜柱是硬質(zhì)玻璃填充柱,相對于毛細管色譜柱,其分離效率低、分析速度慢、靈敏度較低,除此之外該方法的檢測目標中不包括毒死蜱。方法GB/T 5750.9-2006 中雖使用毛細管色譜柱實現(xiàn)了對該6 種有機磷農(nóng)藥的檢測,但該方法采用的是將毒死蜱和其他5 種物質(zhì)分別通過兩種程序升溫方法實現(xiàn)檢測的,檢測時間較長。方法SL 392-2007 中也未實現(xiàn)對該6 種農(nóng)藥同時檢測,并且檢測所需儀器價格昂貴、操作過程復(fù)雜,不便于普及應(yīng)用。SL 739-2016 方法雖實現(xiàn)了對6 種農(nóng)藥的同時檢測分析,但樣品前處理過程比較繁瑣、耗時。
相對于水質(zhì)檢測分析常用的SL 392-2007、SL 739-2016、GB 13192-91 以 及GB/T 5750.9-2006 方法而言,火焰亮度檢測器—氣相色譜法是一種能夠同時、快速、準確檢測地表水、地下水以及水源水中6 種有機磷農(nóng)藥的分析方法。該方法具有良好的重復(fù)性和準確性,檢測限低,滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》《地下水質(zhì)量標準》以及《生活飲用水標準》中對6 種有機磷指標限值的要求。
6 種有機磷農(nóng)藥的結(jié)構(gòu)通式為:
其結(jié)構(gòu)式中R1、R2為甲氧基(CH3O-)或乙氧基(C2H5O-),X 表示S 原子或者O 原子,Z 表示烷氧基或其他取代基。以P 原子雙鍵上連接的不同原子來分類,該6 種有機磷分子可分為P=S 類和P=O類,以整體分子結(jié)構(gòu)的不同可分為膦酸酯類(敵敵畏)、硫代磷酸酯類(甲基對硫磷、對硫磷以及毒死蜱)以及二硫代磷酸酯類(馬拉硫磷和樂果)。6 種有機磷農(nóng)藥的分子結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 6 種有機磷農(nóng)藥的分子結(jié)構(gòu)圖
Agilent 7890A 氣相色譜儀(FPD 檢測器),敵敵畏、樂果、甲基對硫磷、馬拉硫磷、對硫磷混合標準溶液(農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護監(jiān)測所),毒死蜱標準溶液(環(huán)境保護部標準樣品研究所),無水硫酸鈉(分析純),二氯甲烷(色譜純)。
進樣口:分流比為10 ∶1,進樣量1.0μL,溫度為250℃;色譜柱型號:DB1701(30m×0.25mm×0.25μm);色譜柱條件:初始溫度140℃(不保持),以35℃/min升高至175℃(保持0.50min),以55℃/min 升至230℃(保持1min),12℃/min 升至188℃(保持4min)。檢測器:FPD 檢測器,溫度為250℃。載氣為高純氮氣,柱流速為62mL/min,尾吹氣流速為60mL/min。氫氣流速為80mL/min,空氣流速為80mL/min。
取250mL水樣于500mL分液漏斗中,用25mL×2 二氯甲烷萃取后,合并有機相并用無水硫酸鈉除水。然后于40℃水浴中用氮氣吹濃縮至體積約為1.0mL。最后用二氯甲烷定容至1.0mL 并用有機濾膜過濾后上機后測定。
圖2 6 種有機磷農(nóng)藥的標準色譜圖
表1 6 種有機磷農(nóng)藥的線性關(guān)系式及檢出限情況表
以二氯甲烷為溶劑,分別移取一定體積的敵敵畏、樂果、甲基對硫磷、馬拉硫磷、對硫磷和毒死蜱標準溶液配制成一定濃度的中間溶液,然后以二氯甲烷為溶劑用混合有機磷農(nóng)藥中間溶液配制0.200~5.00mg/L 系列混合標準溶液。
敵敵畏、樂果、毒死蜱、甲基對硫磷、馬拉硫磷、對硫磷6 種有機磷農(nóng)藥的標準色譜圖見圖 2。
由圖2可知,敵敵畏2.880min、樂果5.972min、毒死蜱7.146min、甲基對硫磷7.443min、馬拉硫磷8.258min 和對硫磷10.341min,6 種有機磷農(nóng)藥在11min 內(nèi)即可實現(xiàn)有效分離。根據(jù)保留時間定性,以峰面積進行定量分析,以儀器3 倍信噪比計算方法檢出限。線性方程、相關(guān)系數(shù)及方法檢出限見表1。在所使用濃度范圍內(nèi),6 種有機磷農(nóng)藥均具有良好的線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)均大于0.99,方法檢測限均低于《地表水質(zhì)量標準》(GB 3838-2002)、《地下水質(zhì)量標準》(GB/T 14848-2017)以及《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB 5749-2006)中對不同類型水體Ⅰ類水中6 種有機磷農(nóng)藥的限值要求 。
取1.0 mg/L 的6 種有機磷混合標準溶液進行測定,平行測定7 次,然后用7 次測定值計算標準溶液中各個物質(zhì)的濃度值和7 次測定值之間的相對標準偏差。計算結(jié)果表明測定值所對應(yīng)的相對標準偏差和相對誤差均在±5%以內(nèi),進一步表明該方法具有好的精密度和準確度。
向250mL 水樣(地表水、地下水、生活飲用水以及水源水)中分別加入0.600mg/L、1.00mg/L 的敵敵畏、樂果、毒死蜱、甲基對硫磷、馬拉硫磷和對硫磷的標準溶液進行加標回收實驗,向相同體積的水樣中分別加入2.0mg/L、3.00mg/L 的毒死蜱標準溶液進行加標回收實驗。經(jīng)多次實驗結(jié)果可得敵敵畏、樂果、馬拉硫磷、甲基對硫磷、對硫磷以及毒死蜱的回收率分別 為80.4%~114.2%、71.9%~115.0%、77.9%~110.8%、70.8%~113.8%、76.2%~110.8%、 75.0%~117.4%。6 種有機磷農(nóng)藥的回收率范圍均滿足日常水質(zhì)分析工作中對有機物的限值要求。此外,對于標準物質(zhì)加標濃度一定時,同類別同批次的水樣的加標回收測定值之間的相對標準偏差均在±5%以內(nèi),符合實驗室內(nèi)對于水質(zhì)中有機物含量檢測工作要求。
火焰亮度檢測器—氣相色譜法能夠同時檢測地表水、地下水、生活飲用水以及水源水中6 種常用的有機磷農(nóng)藥,操作簡便、重現(xiàn)性好、分離效率高、回收率好、檢測限低,滿足現(xiàn)用地表水、地下水、生活飲用水以及水源水質(zhì)量標準中對6 種有機磷農(nóng)藥的限值標準,可用于實際地表水、地下水、飲用水及水源水中6 種有機磷農(nóng)藥的檢測工作■