液液萃取-氣相色譜法測定生活飲用水中有機磷農藥

李華尚衛楊春王高紅魚甜甜楊凱淇薛智鳳

(1.陜西省地質調查院實驗中心，陜西 西安 710000；2.陜西省地質調查院，陜西 西安 710054；3.生態環境損害鑒定評估中心，陜西 西安 710000；4.漢中天坑群國際研究基地，陜西 漢中 723000)

有機磷農藥作為一類廣泛用于農業生產的除草劑、殺菌劑、殺蟲劑等化學農藥，因其低廉的價格和對農產品有效的增產作用而受到人們的喜愛。但有機磷農藥在使用時會存在殘留問題，其作為一種高毒性的有機物通過對地表、地下水、土壤環境及果蔬產品的污染，嚴重影響著人們的健康和生命安全。因此，有機磷農藥的檢測技術顯得至關重要，提高其檢測水平已迫在眉睫[1]。

有機磷農藥的檢測方法通常采用氣相色譜法[2]、氣相色譜-質譜聯用法[3]、液相色譜法[4]和液相色譜-質譜聯用法[5]。氣相色譜-質譜聯用法和液相色譜-質譜聯用法因其檢測成本較高，在日常檢測中較少使用。液相色譜法，檢測時需用較多的有機溶劑，既不環保又造成浪費。此外，液相色譜儀價格及日常維護費用較高，分析時間較長。而氣相色譜法則具有顯著的優點：對樣品分離效率高，檢測速度快，靈敏度高；操作相對簡單，重復性好，適用范圍廣；成本較低，對于大批量檢測具有較高的經濟優勢。

實驗室在參照國標《生活飲用水標準檢驗方法農藥指標》[6](GB/T 5750.9-2006)4.2中毛細管柱氣相色譜法中的升溫程序對5種有機磷農藥進行檢測，多次試驗并未有明顯出峰。本文在充分試驗的基礎上，使用二氯甲烷(CH2Cl2)為萃取劑，選用HP-5毛細管柱分離，火焰光度檢測器檢測，對丙酮中5種有機磷農藥進行測定，以保留時間進行種類判別即定性，并通過外標法進行定量(各組分濃度對應峰面積值)。該方法所用分析時間短，檢出限低(0.016～0.036μg·L-1)，正確度好(平均加標回收率P′在101.1%～106.2%)，精密度高(RSD′在1.05%～2.80%)，適用于大批量樣品中有機磷農藥的分析檢測，且范圍較廣。

1 材料和方法

1.1 儀器與試劑

1.1.1 儀器

Agilent7890B型氣相色譜儀，火焰光度檢測器，Agilent 7693自動進樣器，KD濃縮器，10μL微量注射器。

1.1.2 試劑

丙酮(成都市科隆化學品有限公司)，二氯甲烷(CH2Cl2)(Grace chemiacal technology co.LTD，GR)，無水硫酸鈉(天津大茂化學試劑廠，AR)。

1.2 標準溶液的配制

1.2.1 標準溶液

敵敵畏、樂果、甲基對硫磷、馬拉硫磷、對硫磷，濃度均為100μg·mL-1，北京海岸鴻蒙標準物質技術有限責任公司。

1.2.2 標準使用溶液

使用前用二氯甲烷(CH2Cl2)將標準儲備溶液稀釋至10μg·mL-1。

1.2.3 標準曲線建立

分別量取0μL、1.0μL、1.25μL、2μL、2.5μL、5μL、10μL、25μL、50μL、100μL的10μg·mL-1混合標準使用液于1mL的樣品瓶中，選取二氯甲烷(CH2Cl2)將上述的樣品瓶中試樣稀釋成質量濃度為0.00μg·mL-1、0.01μg·mL-1、0.0125μg·mL-1、0.02μg·mL-1、0.025μg·mL-1、0.05μg·mL-1、0.1μg·mL-1、0.25μg·mL-1、0.5μg·mL-1、1.0μg·mL-1的標準系列，橫、縱坐標分別采用各離子的質量濃度和峰面積，在上述色譜條件下進行分析，并繪制標準曲線。

1.3 樣品前處理

1.3.1 萃取

將50mL水樣倒置于500mL的分液漏斗中，用50mL二氯甲烷(CH2Cl2)分2次萃取，在合并萃取液后，選取無水硫酸鈉進行脫水。

1.3.2 濃縮

將脫水后的萃取液于40～60°C水浴中濃縮至1.0mL，供分析使用。

1.4 色譜條件

色譜柱：HP-5毛細管(30m×0.32mm×0.25mm)；FPD檢測器溫度：270℃；氣化室溫度：270℃；尾吹氣流量：氮氣(N2)，15mL·min-1；氫氣(H2)流量：30mL·min-1；空氣流量：100mL·min-1；溫度程序:初溫120℃，以50℃·min-1升至200℃，保持1min，再以20℃·min-1升至280oC，保持3min；進樣方式：采取不分流進樣；進樣量：1.0μL。

1.5 色譜條件的優化

王春曉等[7-13]通過氣相色譜法檢測水中7種有機磷農藥，但其升溫程序繁瑣、分析時間較長且正確度不高。參考GB/T 5750.9-2006中所推薦的色譜條件(升溫程序)，多次試驗5種有機磷農藥并未出峰。本文在其基礎上進行了優化，采用初溫120℃，以50oC·min-1升至200℃，保持1min，再以20℃·min-1升至280℃，保持3min。優化后的升溫程序，獲得了5種有機磷農藥的色譜峰且峰形較好。相比于王春曉等人所做方法，時間縮短5min左右且升溫程序更為簡單。

2 結果與討論

2.1 線性范圍和檢出限

5種有機磷農藥在1.4色譜條件下進行分離，其結果如圖1所示。橫坐標(X)、縱坐標(Y)分別選取進樣濃度和峰面積，建立標準工作曲線。參考HJ 168-2020環境監測分析方法標準制訂技術導則，計算本實驗的檢出限：

MDL=t(n-1,0.99)×S

式中，n為樣品測定次數7；t為自由度，為n-1，置信度為99%時的t分布，t=3.143；S為7次平行測定的標準偏差。如表1所示，5種有機磷農藥在0.01～1.00μg·mL-1范圍內具有良好的線性關系，相關系數(R2)均大于0.999，檢出限范圍為0.016～0.036μg·L-1，滿足《GB/T 5750.9-2006生活飲用水標準檢驗方法農藥指標》標準方法的檢出限要求。

圖1 5種有機磷農藥標準色譜圖

表1 5種有機磷農藥的線性方程、相關系數、保留時間和檢出限

2.2 精密度和加標回收率的測定

取西安市自來水廠生活飲用水采樣后，實驗檢測分析實際樣品中5種有機磷農藥含量，結果表明均未檢出，對其中1個點位進行加標測試，采用低中高0.05μg·mL-1、0.30μg·mL-1和0.50μg·mL-13種濃度，所測樣品在同一條件下連續進樣6次，按照1.3樣品前處理進行實驗操作，并在分析測定后進行精密度和加標回收率的計算，結果見表2。由表2可見，5種有機磷農藥敵敵畏、樂果、甲基對硫磷、馬拉硫磷和對硫磷的精密度(RSD′)和加標回收率(P′)分別為0.752%～1.56%、1.21%～5.74%、1.11%～2.31%、1.52%～3.04%、0.892%～5.60%和94.67%～106.8%、97.0%～105.6%、102.3%～112.4%、98.33%～110.0%、95.67%～105.6%；平均精密度和平均加標回收率分別為1.05%～2.80%和101.1%～106.2%。相比于王春曉等[7]所測得水中7種有機磷農藥，其加標回收率為90.4%～97.3%，故而本方法所得樣品加標回收率(正確度)明顯較優，說明該方法準確可靠，有益于推廣。

表2 樣品中3個水平加標下5種有機磷農藥的回收率和精密度

3 結論

本文以二氯甲烷(CH2Cl2)為萃取劑，通過氣相色譜法對生活飲用水中5種有機磷農藥進行測定，選取HP-5型號毛細管色譜柱分離后，采用氣相色譜火焰光度法對其進行檢測，以保留時間進行種類判別即定性，并通過外標法進行定量(各組分濃度對應峰面積值)。通過分析研究發現，氣相色譜法測定生活飲用水中5種有機磷農藥在0.01～1.0μg·mL-1濃度范圍內具有良好的線性關系，相關系數為0.9997～0.9999。該方法分析時間短，檢出限低(0.016～0.036μg·L-1)，正確度好(平均加標回收率P′在101.1%～106.2%)，平均精密度高(RSD′在1.05%～2.80%)。本實驗所建立的采用氣相色譜法測定生活飲用水中5種有機磷農藥，可快速同時檢測，且具有操作簡單、效率高、溶劑使用量少等特點，但目前其多樣性及適用性等方面仍需深入研究，進而為生活飲用水中多種有機磷農藥的快速同時檢測技術發展，提供有效并可靠的理論依據及技術支撐。