雙柱雙ECD法測定水中16種有機氯農(nóng)藥

許秀艷，徐 晟，梁 宵，邢冠華，滕恩江

（1.中國環(huán)境監(jiān)測總站，北京 100012；2.蘇州科技學(xué)院，江蘇 蘇州 215000）

0 引 言

有機氯農(nóng)藥是人工合成殺蟲劑，在環(huán)境中的殘留期比較長，較難降解。

目前，我國環(huán)境監(jiān)測部門對水體中有機氯農(nóng)藥含量的測定普遍采用氣相色譜法[1]，通過配置電子捕獲檢測器（ECD）進行測定。該檢測方法簡便，儀器普及率高，但是干擾因素較多，定性確認(rèn)困難，在實際監(jiān)測工作中，往往需借助GC-MS做進一步確認(rèn)，以確保監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。雙柱或多柱保留指數(shù)定性是GC中較為可靠的方法，因為不同的化合物在不同色譜柱上具有相同保留值的幾率要小得多，在1次進樣的條件下，可以同時收集兩套數(shù)據(jù)供定性和定量分析，使得定性更準(zhǔn)確、定量更精確[2-4]。

樣品前處理是農(nóng)藥殘留分析的關(guān)鍵步驟，這是因為環(huán)境水體中農(nóng)藥殘留的含量極低，一般在mg/L和μg/L之間，而且樣品成分復(fù)雜，不僅存在農(nóng)藥母體，可能同時存在農(nóng)藥同系物、異構(gòu)體、降解產(chǎn)物、代謝產(chǎn)物等，干擾因素較多。前處理過程往往是測定誤差的主要來源，其好壞直接影響整個分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。當(dāng)前，我國環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的農(nóng)藥前處理方法是液-液萃取法。該萃取法是最常用、最經(jīng)典的有機物提取方法，操作簡單，無需特殊的儀器設(shè)備，分離效果較好，適用范圍廣[5-8]。相對于其他類似測定工作，該研究進一步優(yōu)化了液液前處理步驟，并給出了不同的雙柱選擇，建立了完整的雙柱雙ECD測定水中16種有機氯農(nóng)藥的方法。經(jīng)實際樣品測定，結(jié)果滿意。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

美國安捷倫公司Agilent7890氣相色譜儀（雙柱、雙ECD檢測器）。

16組分有機氯農(nóng)藥混標(biāo)AE-00051：溶劑為環(huán)己烷，每種組分的濃度為10 μg/mL，購自百靈威公司；正己烷：農(nóng)殘級；空白試劑水：要求水中干擾物的濃度不得大于目標(biāo)化合物的檢測限；無水硫酸鈉和氯化鈉：分析純，分別于馬弗爐中400℃下烘4 h，冷卻后裝入密封的玻璃瓶中存放。

1.2 儀器分析條件

色譜條件：分析柱為 DB-35MS（30 m×320 μm×0.25μm）；校準(zhǔn)柱為 HP-5（30 m×320 μm×0.25 μm）；載氣為高純氮氣；柱流速為1.5 mL/min；進樣口溫度為250℃；隔墊吹掃流量為3 mL/min；進樣方式為不分流進樣（1 min）；分流出口流量為20 mL/min；進樣量為1μL；尾吹流量為60mL/min；檢測器溫度為300℃；程序升溫條件為70℃維持1min，以20℃/min升溫到210℃，再以2℃/min升溫到240℃，并維持2 min。

1.3 水樣的前處理

1.3.1 樣品的萃取

取200mL水樣于500mL的分液漏斗中，向水樣中加入25 mL的正己烷，震蕩萃取10 min，然后靜置，完成兩相分層，移出正己烷相，經(jīng)無水硫酸鈉脫水后收集于氮吹濃縮管中，再往水相中加入25 mL正己烷，重復(fù)上述液液萃取過程2次，合并正己烷萃取液，氮吹濃縮定容到1mL。

1.3.2 萃取液的純化

若萃取液顏色較深，則需純化。純化的方法是向萃取液中加入5 mL的濃硫酸，開始輕輕震搖（注意放氣），然后激烈震蕩5～10 s，靜置分層后棄去下層硫酸。重復(fù)操作數(shù)次，直至硫酸層為無色。凈化后向有機層中加入25mL 2%的硫酸鈉水溶液洗滌2次，棄去水相后用無水硫酸鈉干燥濃縮至1mL。

2 結(jié)果與討論

2.1 校準(zhǔn)曲線

采用正己烷作為溶劑配制5個不同濃度的16組分有機氯農(nóng)藥混標(biāo)，分別為 5，25，50，125，250μg/L，根據(jù)設(shè)定的分析條件進行測定，得到5個不同濃度值的化合物的數(shù)據(jù)文件。利用操作軟件的校準(zhǔn)功能建立相應(yīng)的校準(zhǔn)曲線，得到各待測組分的回歸方程，如表1所示。由表1可以看出，在DB-35MS柱上所建各農(nóng)藥組分回歸方程的相關(guān)系數(shù)均達到0.999，而在HP-5柱上所建各農(nóng)藥組分回歸方程的相關(guān)系數(shù)為0.996～0.999，略低于DB-35 MS柱上所建各農(nóng)藥組分回歸方程的相關(guān)系數(shù)。

2.2 分析柱和校準(zhǔn)柱的確定

該研究對校準(zhǔn)曲線的中間濃度點125μg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液進行了雙柱、雙ECD測定，通過外標(biāo)法計算測定值與原始值之間的相對偏差。實驗表明DB-35MS柱所測各組分的相對偏差均小于HP-5柱所測各組分的相對偏差。

表1 16種有機氯農(nóng)藥于DB-35MS和HP-5柱上的保留時間、線性方程和相關(guān)系數(shù)

圖1 DB-35MS柱子上16種有機氯農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)色譜圖

圖2 HP-5柱子上16種有機氯農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)色譜圖

同時，該實驗對16種有機氯農(nóng)藥在兩柱上的分離效果作了比較，如圖1和圖2?？梢钥闯觯谠O(shè)定的儀器分析條件下，16種有機氯農(nóng)藥在2種色譜柱上的出峰順序略有差別，并且在DB-35 MS柱上比在HP-5柱上獲得更好的分離。因此，該實驗將DB-35MS規(guī)定為分析柱，將HP-5規(guī)定為校準(zhǔn)柱。

2.3 液液萃取條件的優(yōu)化

液液萃取是用于分離液體混合物的一種傳統(tǒng)技術(shù)，該研究采用正己烷從水樣中萃取有機氯農(nóng)藥，并對萃取條件進行了優(yōu)化。首先考察了正己烷的使用量和萃取次數(shù)，因為如果加入正己烷的體積和萃取次數(shù)過多不僅會加大工作量，還會造成浪費并污染環(huán)境；如果加入正己烷的體積和萃取次數(shù)太少，又會導(dǎo)致萃取不完全，影響測定結(jié)果。加入正己烷的體積和萃取次數(shù)對萃取效率的影響結(jié)果詳見表2。由表2可以看出，加入25 mL正己烷并且萃取3次的回收率最好。該研究進一步比較了氮吹和旋蒸2種濃縮方式對有機氯農(nóng)藥回收率的影響，實驗發(fā)現(xiàn)，采用氮吹方式有機氯農(nóng)藥的回收率相對采用旋蒸方式有機氯農(nóng)藥的回收率略高，并且采用氮吹方式時無需再次對樣品進行轉(zhuǎn)移、定容，操作步驟相對簡單，自動化程度高。

2.4 方法檢出限

美國EPA SW-846方法檢出限的描述為：能夠被檢出并在被分析物濃度大于零時能以99%置信度報告的最低濃度。計算公式[9]為

表2 萃取條件的優(yōu)化1）

注：1）15-1指加入15mL萃取劑，萃取1次；15-2指加入15mL萃取劑，萃取2次；其他類同。

MDL=t·SD

式中：t——重復(fù)測定7次，置信水平為99%，t值為3.143；

SD——重復(fù)測定7次的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

該方法的檢出限采用下述方法得出：在200mL空白水中添加5 ng有機氯農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)，按樣品處理方法平行分析7份，計算出每種化合物的檢出限MDL=3.143×SD，其結(jié)果詳見表3。該方法各組分的檢出限在3.0～13.4ng/L之間。

表3 方法測定結(jié)果

表4 實際水樣測定結(jié)果

2.5 精密度和準(zhǔn)確度

在200mL空白水中分別添加25，125，225ng有機氯標(biāo)準(zhǔn)，按樣品處理方法，每個加標(biāo)平行處理6份，進樣分析，考察各組分的精密度與準(zhǔn)確度，結(jié)果詳見表3。所得各組分的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.4%～12%，平均回收率為73.7%～120%。

2.6 實際水樣測定

應(yīng)用該方法對某實際地表水樣進行有機氯農(nóng)藥測定，DB-35MS柱的測定結(jié)果見表4，而HP-5柱對水樣的各組分均未有檢出。因此，實驗認(rèn)為DB-35MS柱所得結(jié)果為假陽性，水樣中不存在16種有機氯農(nóng)藥。

3 結(jié)束語

采用液-液萃取前處理方法，雙柱、雙ECD檢測器測定水中16種有機氯農(nóng)藥。在一次進樣的條件下，可以同時收集兩套數(shù)據(jù)供定性和定量分析，具有定性更準(zhǔn)確、定量更精確的特點，可有效應(yīng)用于實際水樣中有機氯農(nóng)藥的測定。

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