微波消解-HPLC測定敵草快在土壤中的殘留

李新安,李廣領(lǐng),謝蘭芬,陳錫嶺

（河南科技學(xué)院,河南新鄉(xiāng)453003）

敵草快（diquat）,又名殺草快、利農(nóng)、雙快,化學(xué)名稱1,1'-乙撐-2,2'-聯(lián)吡啶二溴鹽,分子式為C12H12N2Br2.敵草快是一種高效、中毒、持效期長的聯(lián)吡啶類除草劑,廣泛用于防除水生雜草,其對闊葉雜草也有很強(qiáng)的防除能力[1].聯(lián)吡啶類化合物與土壤的結(jié)合能力較強(qiáng),易形成軛合物[2].農(nóng)藥在土壤中的殘留及消解動(dòng)態(tài),以及其對土壤中無脊椎動(dòng)物、植物、微生物的影響,都是關(guān)系到農(nóng)藥污染環(huán)境的重要問題[3].彭娟瑩等[4]采用高效液相色譜法研究了敵草快的水解動(dòng)力學(xué),覃東立等[5]報(bào)道了高效液相色譜法測定漁業(yè)水域中百草枯和敵草快,王靜等[6]采用固相萃取-液相色譜/紫外法,研究測定了地表水中百草枯和敵草快.曹慧等研究了糧谷中矮壯素和敵草殘留測定方法[7].關(guān)于土壤樣品中敵草快的測定方法,文獻(xiàn)報(bào)道多采用回流法提取土壤中的敵草快[8-9],此方法過程繁瑣、費(fèi)時(shí)、用酸量較大.微波消解技術(shù)是一種利用微波輻射的內(nèi)加熱作用加快消解速度、提高消解效率的新型樣品預(yù)處理方法,密閉消解罐內(nèi)的樣品和酸溶劑可在短時(shí)間內(nèi)升溫、升壓至設(shè)定值,并自動(dòng)保持一段時(shí)間,在最佳消解條件下可使固態(tài)樣品完全消解成為液態(tài)[10].微波消解技術(shù)多在環(huán)境樣品分析中應(yīng)用[11-13],用于提取土壤中聯(lián)吡啶類除草劑的尚未見報(bào)道.本文采用微波消解技術(shù)進(jìn)行前處理,高效液相色譜法測定敵草快在土壤品中的殘留量,該方法快速、簡便、準(zhǔn)確度高.

1 材料與方法

1.1 主要儀器、試劑和材料

Agilent-1260型HPLC（帶自動(dòng)進(jìn)樣器和紫外檢測器）；Satorious型超純水系統(tǒng)（德國Satorious公司）；CEM-MARS 40位高壓微波消解儀（美國CEM公司）；EA10048型電子分析天平（上海佑科儀器儀表有限公司）；KH19A型離心機(jī)（湖南凱達(dá)科學(xué)儀器有限公司）.

乙腈、六氟磷酸鉀、三乙胺為優(yōu)級純；濃硫酸、磷酸均為分析純.敵草快標(biāo)準(zhǔn)品（國家農(nóng)藥質(zhì)量檢測中心提供）.試驗(yàn)用水為超純水.

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液配置 配置100 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)液,4℃避光保存、待用.

1.2.2 樣品前處理 稱取土壤10.0 g于微波消解罐中,加入25 mL體積分?jǐn)?shù)50%的H2SO4進(jìn)行微波提取,微波條件（200℃,30 min,800 W）,待溫度降至100℃以下,取出反應(yīng)罐,轉(zhuǎn)入50 mL離心管中,離心（10 000 r/min,3 min）,取上清液 1 mL,用超純水稀釋至 20 mL,調(diào) pH=7.0,過 0.22 μm 膜,待進(jìn)樣.

1.2.3 儀器條件 Agilent-1260高效液相色譜儀（帶DAD檢測器）,HYPERSILBDS C18色譜柱（5 μm×250 mm×4.6 mm）,流動(dòng)相：乙腈+緩沖鹽（20 mmol/L六氟磷酸鉀+20 mmol/L三乙胺,用磷酸調(diào)pH=3.0）=5+95（V+V）,流速：1.0 mL/min,檢測波長：307 nm,柱溫：20 ℃,進(jìn)樣體積：20 μL,敵草快相對保留時(shí)間為5.15 min.

1.2.4 實(shí)際樣品測定 將從試驗(yàn)田所采土樣按1.2.2確定的樣品前處理程序處理,再在1.2.3的色譜條件下進(jìn)樣分析,測定敵草快在土壤中的殘留.

2 結(jié)果與分析

2.1 儀器條件優(yōu)化

通過選擇流動(dòng)相種類、比例、pH值、流速、柱溫,來改善分離分析效果,最終確定土壤樣品中敵草快的最佳色譜分離、分析條件.經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn),選擇在檢測波長307 nm,流動(dòng)相為乙腈+緩沖鹽（20 mmol/L六氟磷酸鉀+20 mmol/L三乙胺,用磷酸調(diào)pH=3.0）=5+95（V+V）,流速1.0 mL/min,柱溫20℃.在此條件下,組分峰和雜質(zhì)峰的峰形良好,基線穩(wěn)定,分離效果理想,可以滿足分析要求（見圖1）.

圖1 敵草快色譜圖Fig.1 Chromatogram of diquat

2.2 消解程序優(yōu)化

通過設(shè)定不同的消解體系、消解時(shí)間、消解溫度、消解功率來確定最佳的消解條件.經(jīng)試驗(yàn),稱取10.00g左右土壤樣品,采用微波法消解,需加入25mL體積分?jǐn)?shù)50%的H2SO4,消解耗時(shí)30 min,功率800 W,消解溫度200℃為最佳消解程序,回收率較高.而采用回流法提取土壤中的敵草快,需要加入100 mL一定體積分?jǐn)?shù)的硫酸提取液,耗時(shí)4 h[8-9].由此可見,采用微波消解技術(shù)進(jìn)行土壤樣品前處理,比傳統(tǒng)的回流法大大節(jié)約了時(shí)間和提取液用量.

2.3 線性范圍

將敵草快標(biāo)準(zhǔn)貯備液用流動(dòng)相分別稀釋為0.1、0.5、1.0、5.0、10 mg/L系列質(zhì)量濃度,分別進(jìn)樣檢測,各質(zhì)量濃度分別重復(fù)進(jìn)樣3次,得對應(yīng)色譜圖.以峰面積（3次重復(fù)的平均值）為縱坐標(biāo),以進(jìn)樣濃度為橫坐標(biāo)進(jìn)行線性回歸,得回歸方程為y=50.150x+0.784 4（R2=0.999 6）,表明敵草快在0.1～10.0 mg/L質(zhì)量濃度范圍內(nèi)線性響應(yīng)良好（見圖2）.

圖2 優(yōu)化色譜條件下敵草快的響應(yīng)曲線Fig.2 Calibration curve of diquat under optimal chromatographic conditions

2.4 方法的準(zhǔn)確度與精密度

添加不同水平的敵草快（10.0、20.0、50.0 mg/kg）于空白土壤樣品中,按上述前處理步驟,進(jìn)行添加回收率試驗(yàn),重復(fù)5次,敵草快在土壤中的平均回收率為80.69%～89.52%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為3.79%～5.22%（見表 1）.

表1 敵草快在土壤樣品中的添加回收率Tab.1 Recovery rates of diquat in soil sample（n=5）

由表1可知,土壤樣品中敵草快3個(gè)添加水平的平均回收率均在80%以上,且各添加水平5次重復(fù)處理間的RSD均小于10%,均在農(nóng)藥殘留測定允許的范圍內(nèi).以3倍信噪比（S/N）計(jì)算得出儀器檢出限（LOD）為2×10-9g,以10倍S/N計(jì)算方法檢測限（LOQ）為10 mg/kg.試驗(yàn)結(jié)果表明,該方法準(zhǔn)確性、重復(fù)性均符合農(nóng)藥殘留分析要求.

2.6 實(shí)際樣品測定

在河南科技學(xué)院試驗(yàn)田進(jìn)行了土壤中敵草快的殘留動(dòng)態(tài)試驗(yàn),采用所建立的方法,對土壤樣品進(jìn)行前處理和檢測.結(jié)果表明：敵草快在土壤中的殘留動(dòng)態(tài)方程為C=164.72e-0.2862T,R2=0.940 5,半衰期為2.42 d.

3 小結(jié)

建立了微波消解土壤,高效液相色譜色譜法測定土壤樣品中敵草快殘留量的方法.與傳統(tǒng)的回流法比較,大大減少了前處理提取液用量,縮短了處理時(shí)間,方法快速、簡便、準(zhǔn)確度高.

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