水中氯代苯氧酸類除草劑測定方法的研究進展*

李海燕 ，孫建華 ，譚丕功 ，褚春瑩 ，郭瑤

（1. 青島市環(huán)境保護局市南分局， 山東青島 266003； 2. 青島市環(huán)境科學研究院， 山東青島 266003；3. 青島市環(huán)境監(jiān)測中心站， 山東青島 266003； 4. 日照市環(huán)境監(jiān)測站， 山東日照 276826）

水中氯代苯氧酸類除草劑測定方法的研究進展*

李海燕1，孫建華2，譚丕功3，褚春瑩3，郭瑤4

（1. 青島市環(huán)境保護局市南分局， 山東青島 266003； 2. 青島市環(huán)境科學研究院， 山東青島 266003；3. 青島市環(huán)境監(jiān)測中心站， 山東青島 266003； 4. 日照市環(huán)境監(jiān)測站， 山東日照 276826）

氯代苯氧酸類除草劑是廣泛使用的主要除草劑之一，由于具有一定的毒性，是環(huán)境中重點關注的一類污染物。對水中氯代苯氧酸類除草劑的檢測標準和檢測方法研究的進展進行了綜述，對各種檢測方法的優(yōu)缺點進行了比較。

水質；氯代苯氧酸類除草劑；分析方法

氯代苯氧酸類除草劑被廣泛應用于小麥、玉米和水稻田以防除闊葉雜草，至今仍占據(jù)較大市場。1942年美國Amchem公司發(fā)現(xiàn)2，4-滴除草劑具有良好的除草活性，1945年后開始大量生產(chǎn)，該類除草劑共有20余個品種。我國使用的氯代苯氧酸類除草劑主要有2甲-4氯酸和2，4-滴酸兩個系列，年產(chǎn)量達 1.6 萬 t。其中，2，4-D（2，4-滴），2，4，5-T（2，4，5-涕）以及2-甲基-4-氯苯氧乙酸）(MCPA)是最常用的3種氯代苯氧酸類除草劑，其毒性相對較高。

氯代苯氧酸類除草劑具有沸點高、不易揮發(fā)、極性大、溶于水和乙醇等特性，對人、畜有一定的內分泌擾亂作用，且能在土壤、水環(huán)境、作物桔桿及果實中殘留［1］。美國和世界衛(wèi)生組織在水質標準中均列出此類除草劑的限量，因此，加強飲用水中氯代苯氧酸類除草劑的監(jiān)測對保證飲用水安全具有重要的意義。

由于氯代苯氧酸類除草劑極性大、水溶性強、數(shù)量多，該類除草劑的測定方法研究一直受到人們的廣泛關注。筆者對國內外發(fā)布的有關氯代苯氧酸類除草劑的檢測標準以及近年來開展的研究進展進行了綜述。

1 氯代酸類除草劑檢測的相關標準

國外已頒布的水中氯代苯氧酸類除草劑的標準檢測方法有美國環(huán)保局（EPA）的 EPA 515.1［2］，EPA 515.2［3］，EPA 515.3［4］，EPA 555［5］，EPA 8151A［6］，EPA 8321B［7］標準方法。EPA515.1和EPA8151A方法均采用乙醚萃取，GC-ECD測定，區(qū)別是EPA515.1方法采用重氮甲烷或TMSD（三甲基硅烷化重氮甲烷）衍生，EPA8151A方法則是用重氮甲烷或PFBBr（2，3，4，5，6-五氟芐基溴）衍生。EPA515.3 方法采用MTBE（甲基叔丁基醚）萃取，重氮甲烷衍生，GC-ECD法測定。

由于重氮甲烷易爆炸且實驗室制備困難，EPA在515系列方法以后頒發(fā)的其它方法對前處理方法進行了改進。EPA 555方法是將樣品通過ODS-AQ固相萃取柱吸附，然后用10 mL 0.025 mol／L H3PO4洗脫，使用HPLC-UV測定；EPA 8321B方法是利用乙醚萃取，經(jīng)過濃縮和溶劑置換后使用HPLC-MS測定。

國內頒布的測定水中氯代苯氧酸類除草劑的標準為GB／T 5750.9-2006［8］，該標準用于測定 2，4-D 的檢測方法為在酸性條件下用乙酸乙酯萃取，然后在堿性條件下用碘甲烷酯化，GC-ECD測定。

隨著分析技術的不斷改進，近年來氯代苯氧酸類除草劑的檢測方法發(fā)展迅速，主要方法包括氣相色譜法、氣相色譜-質譜法、液相色譜法、液相色譜-質譜法和離子色譜法等。

2 氯代酸類除草劑檢測方法

2.1 氣相色譜法

氣相色譜法是最早用來檢測氯代苯氧酸類除草劑的方法，它具有高效能、高選擇性、高靈敏度、速度快和應用范圍廣等特點。周林軍等［9］采用甲基叔丁基醚液液微萃取法提取水中的氯代苯氧酸類除草劑，水樣經(jīng)重氮甲烷衍生，用GC-ECD檢測，2，4-D的濃度在5.0～500 μg／L范圍內與色譜峰面積呈良好的線性關系（r=0.998 0），檢出限為1.0 μg／L，2，4-D在10，50和200 μg／L 3個濃度水平下的平均回收率分別為87%,107%和103%。周珊等［10］采用GC-ECD同時分離檢測水中滅草松和2，4-D，并對衍生試劑和衍生方式進行優(yōu)化，用乙酸乙酯萃取，碘甲烷衍生后超聲提取，2，4-D檢出限為0.05 μg／L，在2.5～25 μg／L范圍內線性相關系數(shù)良好（r=0.999 0），在2.5，5.0 μg／L濃度下的回收率分別為81.6%～97.6%，85.4%～99.2%。

氣相色譜法作為測定氯代苯氧酸類除草劑的方法已經(jīng)得到廣泛應用，但缺點是分析時間較長，樣品需要復雜的衍生過程。

2.2 氣相色譜-質譜法

與氣相色譜（GC）法相比，氣相色譜-質譜（GC-MS）法具有高效分離能力和準確的定性鑒定能力，且其靈敏度較高，數(shù)據(jù)更可靠。張莉等［11］將樣品用二氯甲烷萃取后用PFBBr進行衍生，將衍生產(chǎn)物溶于正己烷后用極性硅膠柱進行凈化除去衍生過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，使用氣相色譜-負化學源質譜-選擇離子掃描（SIM）測定，該方法對測定的12種氯代苯氧酸類除草劑的檢出限均小于10 ng／L，回收率在66.0%～117.0%之間，7次平行測定結果的相對標準偏差不大于9%。左海英等［12］采用乙醚萃取-甲醇衍生-氣相色譜-質譜-分段選擇離子掃描測定環(huán)境水體中8種氯代苯氧酸類除草劑，結果表明，甲醇用量為1 mL，衍生時間為60 min時衍生效率最高，在0.10，0.50，1.00，1.50 μg／L 濃度水平下 8種除草劑的回收率均為82.1%～117 %，相對標準偏差不大于7.68%。

固相萃取相對液液萃取可以節(jié)省大量有機溶劑，避免過多的有機溶劑污染，并且操作簡便。匡科等［13］建立了氣相色譜-負化學源質譜法（GC-NCI MS）測定水中2甲4氯（MCPA）和2，4-D的方法，水樣經(jīng)過Oasis HLB柱萃取后，進行PFBBr衍生，MCPA和2，4-D的檢出限分別為0.60和 0.45 ng／L，在 5，100，200 ng／L 3個濃度下的回收率在82%～135%范圍內，相對標準偏差在1.3%～9.3%范圍內。桂建業(yè)等［14］采用固相萃取衍生氣相色譜-負化學源質譜法檢測水中酸性除草劑，并對5種不同規(guī)格的固相萃取柱進行了對比實驗，研究表明Merk LiChrolut EN（200 mg，3 mL）大容量小柱使12種氯代苯氧酸類除草劑的回收率在88.4%～127.4%之間。Erik Maloschik等［15］使用新型衍生方式，采用固相萃取-硅烷化氨基甲酸酯衍生-氣相色譜質譜法測定氯代苯氧酸類除草劑，質譜條件為離子源-全掃描模式，方法的檢出限為5～100 ng／kg。

固相微萃取（SPME）作為新興的前處理技術，具有不用有機溶劑、節(jié)省時間等優(yōu)點，近年來受到學者的關注。Anne Scheyer等［16］使用 SPME-PFBBr衍生后 GC-MS-MS 測定雨水中痕量農藥，并且比較了4種纖維的萃取效率，實驗表明，PDMS-DVB（聚二甲基硅氧烷-二乙烯基苯）萃取效率最高。

GC-MS法相對GC法具有更低的檢出限，但缺點是仍需要較復雜的前處理過程，分析時間較長。

2.3 液相色譜法

HPLC與GC相比，對試樣的要求不受其揮發(fā)性的限制且不需要衍生。李晉國等［17］采用高效液相色譜法檢測水源中2，4-D，將水樣接入用甲醇活化的C8萃取小柱后，以3 mL／min通過小柱，然后以5.0 mL蒸餾水清洗小柱，離心脫水干燥后用4.0 mL甲醇洗脫，在水樣中加入2.0 μg／L的2，4-D溶液后，其回收率在96.4%～103.7%之間。趙偉等［18］建立了以高效液相色譜法測定環(huán)境水中2，4-D的方法，在波長為282 nm，流動相的pH值為4.0，以SPE C18分離2，4-D的效果最好，回收率大于98%，最低檢測限為0.01 mg／L，方法具有良好的靈敏度和重現(xiàn)性。Anh等［19］采用HPLC測定農業(yè)用水中經(jīng)常使用的極性除草劑，比較了液液萃取和固相萃取的萃取效率，實驗表明，使用SDB-XC EmporeTM固相萃取膜片的萃取效率最好并且萃取時間最短，2，4-D和MCPA的檢出限為0.3μg／L，在0.1～2.4 μg／L添加濃度下回收率為85%～115%。

近年來，一些新型萃取技術得到了廣泛研究，如液相微萃取技術、分子印記技術等。Khalil等［20］采用分散液液微萃取-HPLC測定水中痕量苯氧酸類除草劑，將水樣pH值調節(jié)至1.5，加入1 mL丙酮和25μL氯苯作為分散劑和萃取劑，離心分離之后測定，2，4-D和MCPA的檢出限均為0.16 μg／L，水樣中加入2.0 μg／L標準溶液的回收率分別為94.0%～96.3% 和 101.8%～102.9%。WanChun Tsai等［21］研究分散液液微萃取-超高效液相色譜（UPLC）測定水中四種氯代苯氧酸類除草劑，最終確定萃取劑為25 μL TCEA（四氯乙烷），萃取時間90 s，4種除草劑在自來水和河水中的加標回收率為80%～116.9%。Popov等［22］采用分子印記技術對水樣中2，4-D預濃縮后，使用HPLC測定，實驗確定了預濃縮的最佳條件：水樣25～100 mL，流速為0.7 mL／min，0.01 moL／L HCl，吸附劑0.04 g，洗脫溶液為1 mL。實驗表明，取樣量為100 mL時2，4-D的檢出限為0.01 μg／mL。

與需衍生的氣相色譜法相比，HPLC法的前處理較為簡單，分析時間短，檢出限相對較高，但該法能夠滿足水質檢測相關標準，可以作為檢測氯代苯氧酸類除草劑的主要方法。

2.4 液相色譜-質譜法

與液相色譜的常規(guī)檢測器（紫外檢測器、二極管陣列檢測器）相比較，質譜檢測器具有選擇性好、靈敏度高、定性能力強，并且簡化了實驗步驟，減少了樣品預處理過程。鄭和輝等［23］建立直接進樣液相色譜質譜測定飲用水和水源水中的草甘膦、呋喃丹、滅草松和2，4-D的分析方法，將水樣過濾膜后直接測定，方法中2，4-D的檢出限為0.4 ng／mL，在1 ng／mL和5 ng／mL兩個添加水平下回收率分別為103%和104%。Achille等［24］采用固相萃取-液相色譜-電噴霧電離質譜法測定河水中苯氧酸類殺蟲劑，該方法具有良好的準確度、精密度和靈敏度，大多數(shù)被測化合物的回收率在83%～113%之間，相對標準偏差為20%。

液相色譜-質譜法雖然可以節(jié)省實驗時間，提高靈敏度，但方法所需設備成本較高，實驗室推廣比較困難。

2.5 其它方法

近年來國內外學者對其它檢測方法也進行了研究。崔勇等［25］采用離子色譜法對飲用水中2，4-滴和滅草松酸性除草劑進行同時測定，方法使用30 mmol／L KOH為淋洗液、流速為 1.2 mL／min，2，4-D 的檢出限為 10 μg／L，在生活飲用水空白樣品中添加30，100和500 μg／L 3個水平2，4-D標準溶液，回收率為95.4%～102.5%。蘇宇亮等［26］研究了采用離子色譜法對飲用水中2，4-滴、草甘膦和滅草松進行同時檢測，以AS23柱分離，以20 mmol／L NaOH為淋洗液、流速為1 mL／min、進樣量1 mL，在電導檢測的條件下，方法檢出限分別為 5.5，5.1，30.6 μg／L，加標回收率為100.4%～105.7%，相對標準偏差在1.56%～2.23%(n=7)之間。余若禎等［27］以2，4-D-BSA為包被抗原，采用自行制備的2，4-D單克隆特異性抗體6D11建立了水中2，4-D的間接競爭ELISA檢測方法，并對競爭時間進行了優(yōu)化，從60 min降低到 15 min，測定 2，4-D 濃度為 0.5，0.125，0.03 mg／L的加標樣品，回收率在62%～133%之間，但平行樣品測定結果之間的變異系數(shù)較大。

3 結語

綜上所述，對水中苯氧酸類除草劑檢測方法研究主要集中在兩個方面：一是前處理方法的研究，如衍生方法的改進和提取方法的研究；二是使用不同的儀器設備，主要解決氣相色譜法需要衍生的問題，液相色譜和液相色譜-質譜聯(lián)用技術將具有很大的應用前景。

［1］唐洪元，等.除草劑[M].北京：科學出版社，1993：84-125.

［2］Method 515.1 Determination of chlorinated acids in water by gas chromatography with an electron capture detector［S］.

［3］Method 515.2 Determination of chlorinated acids in water using liquid-solid extraction and gas chromatography with an electron capture detector［S］.

［4］Method 515.3 Determination of chlorinated acids in drinking water by liquid-liquid extraction，derivatization，and gas chromatography with electron capture detection［S］.

［5］Method 555 Determination of chlorinated acids in water by high performance liquid chromatography with a photodiode array ultraviolet detector［S］.

［6］Method 8151a Chlorinated herbicides by GC using methylation or pentafluorobenzylation derivatization［S］.

［7］Method 8321b Solvent-extractable nonvolatile compounds by high-performance liquid chromatography/thermospray/mass spectrometry(HPLC/TS/MS) or ultraviolet (UV) detection［S］.

［8］GB/T 5750.9-2006 生活飲用水標準檢驗方法，農藥指標[S].

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Progress on Determination Methods of Chlorinated Phenoxycarboxylic Acids Herbicides in Water

Li Haiyan1， Sun Jianhua2， Tan Pigong3， Chu Chunying3， Guo Yao4
(1.Qingdao Environmental Protection Bureau Shinan Branch， Qingdao 266003， China; 2.Qingdao Environmental Science Institute，Qingdao 266003， China; 3.Qingdao Environmental Monitoring Center ， Qingdao 266003， China; 4.Rizhao Environmental Monitoring Center， Rizhao 276826， China)

Chlorinated phenoxycarboxylic acids herbicides are widely used in agriculture，which are attracted more and more attention of researchers due to their toxicity. The analytical standard and study progress for determining chlorinated phenoxycarboxylic acids herbicide in water were reviewed. The advantages and disadvantages of these methods were compared.

drink water; chlorinated acids herbicide; analytical method

O633.1

A

1008-6145(2012)04-0102-03

10.3969／j.issn.1008-6145.2012.04.032

*環(huán)境保護部標準制修訂項目（2011-15）

聯(lián)系人：譚丕功；E-mail： tpg01@163.com

2012-05-21