加壓流體萃取/氣相色譜法測定固體廢物中甲胺磷

孫曉欣，吳越，肖學(xué)喜(浙江中一檢測研究院股份有限公司，浙江 寧波 315800)

0 引言

我國在20世紀(jì)80年代全面禁止有機氯農(nóng)藥的生產(chǎn)、銷售和使用，有機磷農(nóng)藥成為我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要農(nóng)藥。甲胺磷(Methamidophos)是一種高效有機磷殺蟲劑。馮再平等詳細研究了甲胺磷的毒性作用，發(fā)現(xiàn)甲胺磷中毒后不僅會出現(xiàn)急性中毒癥狀，還會出現(xiàn)后遺的遲發(fā)性多發(fā)神經(jīng)病變，發(fā)病率在某些地區(qū)達到13.5%[1]。甲胺磷由于其對人畜的高毒作用，原農(nóng)業(yè)部第322號公告聲明自2007年1月1日起在我國已全面禁止銷售和使用。雖然甲胺磷目前已經(jīng)被禁止使用，但乙酰甲胺磷仍在廣泛使用[2]。乙酰甲胺磷在某些條件下可以代謝出甲胺磷[3-5]。據(jù)研究，江漢平原土壤、地下水中均普遍存在有機磷農(nóng)藥，甲胺磷的檢出率和檢出量都比較高[6-7]。丁浩東等總結(jié)了中國環(huán)境中水體、土壤、生物體中主要有機磷農(nóng)藥的含量范圍、檢出率及其分布特征，發(fā)現(xiàn)甲胺磷的存在非常普遍[8]。因此，當(dāng)下對甲胺磷的監(jiān)控仍十分必要。

目前已報道過茶葉、豬肉、動物源食品、蔬菜、人全血以及水、土壤等基質(zhì)中甲胺磷的檢測[9-16]，檢測方法主要有氣相色譜法、氣相色譜法-質(zhì)譜法、液相色譜法、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法等。

2021年已經(jīng)頒布實施了環(huán)境水體中甲胺磷的檢測方法，采用的是液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜法[17]，土壤和沉積物中甲胺磷的檢測方法尚未出臺，但是也多有研究[18-20]，固體廢物中甲胺磷的檢測方法還鮮有報道。

氣相色譜儀相對于液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜儀和氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀成本低，適用性更高，因此本文采用氣相色譜法進行固體廢棄物中甲胺磷的測定研究。

1 實驗部分

1.1 試劑

正己烷、丙酮、二氯甲烷(農(nóng)殘級)；無水硫酸鈉(分析純)、硅藻土、石英砂：600 ℃加熱4 h。

甲 胺 磷 標(biāo) 準(zhǔn) 溶 液：濃 度1 000 μg/mL，編 號23959YB，批號D0015375，介質(zhì)為丙酮，生產(chǎn)廠家BePure。

1.2 儀器

氣相色譜儀(島津)，型號GC2010PLUS，配火焰光度檢測器(FPD)；快速溶劑萃取儀(Thermo)，型號ASE-350；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠)，型號RE-52AA；水浴氮吹儀(美國 Organomation)，型號N-EVAP；電子分析天平(德國 Sartorius)，型號BSA224S。

1.3 儀器條件

根據(jù)張鳴珊等的研究，加壓流體萃取最佳提取溫度為80 ℃，靜態(tài)萃取時間為10 min，循環(huán)次數(shù)為2次，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀最佳條件為溫度60 ℃，真空度0.02 MPa[19]。張莉等對萃取溫度、萃取溶劑及分散劑等做了試驗研究，結(jié)果表明，萃取溫度在高于80 ℃時甲胺磷存在快速分解的情況，因此萃取溫度選擇80 ℃[20]。結(jié)合文獻研究，選取儀器條件如下。

快速溶劑萃取儀：加熱溫度為80 ℃，壓力可達11.721 086 9 MPa，預(yù)加熱平衡5 min，靜態(tài)萃取時間5 min，靜態(tài)周期為2，溶劑淋洗體積60%池體積，氮氣吹掃時間1 min。

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：溫度60 ℃，真空度0.02 MPa。

水浴氮吹儀：溫度30 ℃。

色譜條件：OV1701毛細管柱(30 m×0.25 mm ×0.33 μm)，柱溫：180 ℃，保持時間：1 min；升溫速率5 ℃/min，終止溫度：250 ℃，終止時間：5 min；氫氣62.5 mL/min，空氣90.0 mL/min，汽化室溫度280 ℃，檢測室溫度280 ℃，分流比10:1。

1.4 樣品的采集與保存

參照HJ/T 20—1998《工業(yè)固體廢物采樣制樣技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定采集和保存固體廢物樣品[21]。

樣品采集置于預(yù)先洗凈烘干的棕色玻璃采樣瓶中，樣品采集后，避光于4 ℃以下冷藏保存。

1.5 試樣處理

試樣來源為杭州某農(nóng)藥廠搬遷區(qū)塊原生產(chǎn)車間存放的固體廢物。稱取新鮮試樣10 g，加入一定量的硅藻土，充分混勻、脫水，在研缽中反復(fù)研磨呈散粒狀，全部轉(zhuǎn)入22 mL萃取池中。根據(jù)張莉等的研究，甲胺磷具有強親水基團氨基，萃取過程中向萃取池中加入1 mL水，用丙酮－二氯甲烷(4＋1)溶劑萃取效率最高[20]。本次試驗在萃取池中加入1 mL水作為分散劑，以丙酮－二氯甲烷(4＋1)為萃取溶劑，按照1.3中儀器條件進行萃取。萃取液經(jīng)無水硫酸鈉充分脫水后，經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)和水浴氮吹進行濃縮，定容1 mL，待測。

1.6 結(jié)果計算

固體廢物中甲胺磷含量，采用外標(biāo)法進行定量，按公式(1)進行計算。

式中：X為固體廢物樣品中甲胺磷的含量(μg/kg)；c為由標(biāo)準(zhǔn)曲線計算所得到的試樣中甲胺磷的濃度(μg/L)；Vx為樣品濃縮定容體積(mL)；mx為稱取新鮮樣品質(zhì)量(g)。

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制與線性

準(zhǔn)確移取甲胺磷標(biāo)準(zhǔn)溶液10.0 μL，用丙酮定容到10 mL容量瓶中進行配置，配成濃度為1 000 μg/L的甲胺磷標(biāo)準(zhǔn)使用液，逐級稀釋成0、50.0、100、200、500、1 000 μg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列。按照1.3中氣相色譜儀器條件進樣檢測，以保留時間定性。甲胺磷的色譜圖如圖1所示，出峰時間為4.981 min。以濃度為橫坐標(biāo)，以峰面積為縱坐標(biāo)，繪制工作曲線。標(biāo)準(zhǔn)曲線為Y=42 142X-1.49×10-6，相關(guān)系數(shù)R=0.999 8。

圖1 甲胺磷譜圖

2.2 方法檢出限的確定

選用杭州某農(nóng)藥廠搬遷區(qū)塊原生產(chǎn)車間存放的固體廢物進行檢出限試驗，參照HJ 168—2020《環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)制訂技術(shù)導(dǎo)則》的相關(guān)規(guī)定[22]，在樣品中添加標(biāo)準(zhǔn)溶液，配置成濃度在預(yù)估檢出限3～5倍的樣品，平行測定7次，計算其標(biāo)準(zhǔn)偏差Sb。取50.0 μL甲胺磷標(biāo)準(zhǔn)使用液加入到試樣中，按照1.5的步驟進行樣品萃取，按照1.3中儀器條件進行上機測定，檢測結(jié)果如表1所示。

表1 方法檢出限測定結(jié)果

用公式：MDL=Sb×t(n-1，0.99)其中：t(n-1,0.99)為置信度為99%、自由度為n-1時的t值，t(6, 0.99= 3.14)；n為重復(fù)分析的樣品數(shù)。根據(jù)HJ 168—2020測定下限規(guī)定為4倍MDL。根據(jù)溶液檢出限，以稱樣量為10.0 g固體廢物，萃取液定容1.0 mL，計算樣品檢出限為1.0 mg/kg，測定下限為4.0 mg/kg。

2.3 精密度和正確度試驗

本試驗采用空白加標(biāo)和實樣加標(biāo)兩種方式來驗證精密度和正確度。取6份10 g石英砂作為空白樣品，加入甲胺磷標(biāo)準(zhǔn)溶液60.0 μL，使加標(biāo)量為60 μg，作為低濃度加標(biāo)。

另取兩組各6份的石英砂空白樣品，分別加入90 μL和130 μL的甲胺磷標(biāo)準(zhǔn)溶液，使加標(biāo)量分別為90 μg、130 μg，按照1.5中要求進行萃取濃縮，萃取液定容1.0 mL，按照1.3中儀器條件進行上機測定，計算6次平均值、相對標(biāo)準(zhǔn)偏差和加標(biāo)回收率，檢測結(jié)果如表2所示。

表2 空白加標(biāo)測定結(jié)果

結(jié)果顯示，通過低、中、高3種空白加標(biāo)試驗，精密度在2.7%～4.7%之間，加標(biāo)回收率在75.7%～94.3%之間。

實樣加標(biāo)試驗選用杭州某農(nóng)藥廠搬遷區(qū)塊原生產(chǎn)車間存放的固體廢物作為實際樣品，取3組，每組6個樣品，分別在每組樣品中加入甲胺磷標(biāo)準(zhǔn)溶液80.0、180、350，使加標(biāo)量為80、180、350 μg，作為低、中、高濃度加標(biāo)樣品測定。按照1.5中要求進行萃取濃縮，萃取液定容1.0 mL，按照1.3中儀器條件進行上機測定，計算6次平均值、相對標(biāo)準(zhǔn)偏差和加標(biāo)回收率，檢測結(jié)果如表3所示。結(jié)果顯示，通過低、中、高3種實樣加標(biāo)試驗，精密度在2.3%～4.4%之間，加標(biāo)回收率在80.0%～90.5%之間。

表3 實際加標(biāo)測定結(jié)果

3 結(jié)語

建立了利用加速溶劑萃取儀與氣相色譜儀聯(lián)用檢測固體廢物中甲胺磷含量的方法，以丙酮－二氯甲烷(4+1)溶劑萃取，加熱溫度為80 ℃，壓力11.721 086 9 MPa，靜態(tài)萃取時間5 min，靜態(tài)周期為2，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)溫度60 ℃，氣相色譜儀上機測定，甲胺磷的線性范圍為50～1 000 μg/L，相關(guān)系數(shù)為0.999 8。以石英砂為空白樣品，添加高、中、低濃度甲胺磷標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，測定相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD，n=6)在2.7%～4.7%之間，加標(biāo)回收率在75.9%～94.3%之間。以杭州某農(nóng)藥廠產(chǎn)生的固體廢物為試樣，添加高、中、低濃度甲胺磷標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，測定相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD，n=6)在2.3%～4.4%之間，加標(biāo)回收率在73.1%～90.5%之間。