超聲波提取—?dú)庀嗌V法對(duì)土壤中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留分析與研究

郭艷

（銅陵市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，安徽銅陵244000）

超聲波提取—?dú)庀嗌V法對(duì)土壤中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留分析與研究

郭艷

（銅陵市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，安徽銅陵244000）

建立了毛細(xì)管柱氣相色譜-火焰光度（GC-FPD）分析土壤中敵敵畏、樂(lè)果等7種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量的分析方法。樣品用丙酮-二氯甲烷（1:3,V/V）為提取劑，采用超聲波提取，濃縮、定容后用DB-1701（30m×0.32mm×0.25μm）毛細(xì)管柱分離，F(xiàn)PD檢測(cè)器檢測(cè)。方法回收率在97.4%-122%之間；RSD在0.255%-1.206%（n=7）之間；檢出限在0.0001-0.0005μg/kg之間。結(jié)果表明該分析方法的靈敏度高、精密度好、回收理想、結(jié)果準(zhǔn)確,完全適用于環(huán)境土壤樣品中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的測(cè)定。

氣相色譜法；有機(jī)磷農(nóng)藥；土壤；超聲波提取

有機(jī)磷農(nóng)藥（OPPs）具有廣譜、高效、品種多和殘毒期短等許多特點(diǎn)。自20世紀(jì)60年代以來(lái)在世界范圍內(nèi)廣泛作用[1],使其對(duì)大氣、水環(huán)境和土壤造成污染，從而引起生態(tài)系統(tǒng)的變化[2]，因此,必須定期檢測(cè)它的殘留量。對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥的殘留分析一般采用色譜分離檢測(cè)技術(shù),近年來(lái)出現(xiàn)了一些新的樣品前處理方法，如微波輔助萃取[3]、加速溶劑萃取( PSE，pressed sol-ventextraction;ASE，accelerated solvent extraction)[4-5]、超臨界萃取法[6]、固相微萃取[7]、凝膠滲透色譜法[8]、超聲輔助萃取[9]、固相萃取[10]和基質(zhì)固相分散萃取等。土壤中有機(jī)磷農(nóng)藥含量的測(cè)定主要采用氣相色譜法[11]和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)

用法[12-13]。

目前我國(guó)已開(kāi)展了大量有關(guān)食品及廢水中有機(jī)磷農(nóng)殘的測(cè)定工作[14-17],而關(guān)于土壤中有機(jī)磷農(nóng)藥的測(cè)定報(bào)道鮮見(jiàn)。本文在前人的基礎(chǔ)[18]上,以丙酮和二氯甲烷為提取劑,運(yùn)用超聲波提取及毛細(xì)管氣相色譜外標(biāo)定量法,同時(shí)測(cè)定了土壤樂(lè)果、對(duì)硫磷等7種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留,優(yōu)化分離效果,提高了分析準(zhǔn)確度,拓展了分析方法的實(shí)用性，對(duì)維護(hù)環(huán)境安全、保護(hù)人和牲畜健康具有重要的意義。

1.實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器

氣相色譜儀：Agilent7890B（FPD）；Chemstation化學(xué)工作站（Agilent公司）；KQ-500DE型數(shù)控超聲波清洗器，全自動(dòng)濃縮儀Turbo Vap II。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)樣品和試劑

試劑：農(nóng)殘級(jí)丙酮、正己烷試劑；農(nóng)殘級(jí)二氯甲烷；農(nóng)殘級(jí)石油醚；無(wú)水硫酸鈉（分析純,研細(xì)650℃烘4h,北京化工廠）；高純濃硫酸（分析純）；水為重蒸餾水；硅鎂吸附（60目，500℃烘2h，置于干燥器中冷卻備用）。

農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品：敵敵畏、對(duì)硫磷、甲基對(duì)硫磷、樂(lè)果、馬拉硫磷、喹硫磷、內(nèi)吸磷7種有機(jī)磷農(nóng)藥；以正己烷配制，并稀釋成合適濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。（購(gòu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心，濃度1000mg/L）。

土壤樣品共4個(gè)：樣品1（菜園內(nèi)土）、樣品2（工廠內(nèi)土）、樣品3（果園內(nèi)土）、樣品4（作物地土）

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 方法

土壤中有機(jī)磷的提取方法有國(guó)標(biāo)法、微波法、超聲提取、索氏提取等[19-27]。微波法雖具有較好的提取效率，但提取過(guò)程需要高溫高壓，導(dǎo)致土壤中的大量雜質(zhì)被提取，降低了方法的準(zhǔn)確度和靈敏度。索氏提取雖能滿足檢出限的要求，但由于提取時(shí)間較長(zhǎng)，造成某些待測(cè)組分的分解。超聲提取利用超聲波[28]來(lái)加速物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，改善其溶解，結(jié)晶分配等物理化學(xué)性能，優(yōu)化了化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)率、提高了物質(zhì)的分離效率。該方法操作簡(jiǎn)單，提取效果與凈化較完全，提高了樣品的檢出率及檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

1.3.2 樣品的預(yù)處理

土壤經(jīng)風(fēng)干、研細(xì)、過(guò)60目篩,作為試驗(yàn)樣品。準(zhǔn)確稱取樣品20g于250mL錐形瓶中,加二氯甲烷-丙酮（3:1）100mL浸泡過(guò)夜，次日置于超聲波提取器中超聲提取30 min,提取后，將提取液過(guò)濾于250mL分液漏斗中，用二氯甲烷-丙酮（3:1）洗滌土壤殘?jiān)?-4次,并將洗滌液并入分液漏斗中。在分液漏斗中加100mL 20mg/L Na2SO4溶液，振搖3min，靜止分層后，棄去下層丙酮溶液，上層二氯甲烷溶液經(jīng)裝有無(wú)水Na2SO4的玻璃砂芯漏斗過(guò)濾，濾液轉(zhuǎn)移到濃縮瓶中，用全自動(dòng)濃縮儀濃縮至10mL左右,待凈化。

1.3.3 樣品的凈化

在2.4cm×30cm G3的玻璃層析柱內(nèi)，放入少許脫脂棉，加入高為2cm左右無(wú)水Na2SO4,8g硅鎂吸附劑，再加入2cm左右無(wú)水Na2SO4 5g,敲實(shí)，取20mL二氯甲烷倒入層析柱中，潤(rùn)濕吸附柱，待二氯甲烷接近上層無(wú)水Na2SO4時(shí)，將濃縮液轉(zhuǎn)移至層析柱中，并用二氯甲烷洗滌濃縮瓶3次，洗滌液并入層析柱中，收集凈化液，待濃縮液接近上層無(wú)水Na2SO4時(shí)，以二氯甲烷-石油醚（4:1）100mL淋洗液淋洗層析柱，淋洗液也并入同一個(gè)濃縮瓶中，最后濃縮至1mL，供氣相色譜分析用。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的配制

將濃度為1000mg/L有機(jī)磷標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，用正己烷逐級(jí)稀釋至濃度為5μg/L、10μg/L、20μg/L、50μg/ L、80μg/L、100μg/L、500μg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，依次進(jìn)樣，繪制峰面積-濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.5 色譜條件

色譜柱：DB-1701(30m×0.32mm×0.25μm)；柱溫: 120℃(1min)以20℃/min升到190℃停留6min，以, 20℃/min升到220℃停留5min；進(jìn)樣口溫度250℃；檢測(cè)器溫度250℃；載氣為高純氮?dú)猓兌?9.99%），流速為:5.0mL/min；尾吹60mL/min；進(jìn)樣量1.0μL，不分流，以保留時(shí)間定性和峰面積外標(biāo)法定量。

2.結(jié)果與討論

2.1 分離效果

按照上述處理技術(shù)和合適的氣相色譜條件，完全可以滿足對(duì)土壤中有機(jī)磷的提取和分析的要求。本實(shí)驗(yàn)在其基線穩(wěn)定之后開(kāi)始做樣，化學(xué)工作站自動(dòng)記錄色譜圖、峰高及峰面積，7種有機(jī)物分離度均大于1.5，理論塔板數(shù)大于105，分離效果見(jiàn)圖1，從圖中可見(jiàn)有機(jī)磷農(nóng)藥各組分的色譜分離較好。

圖1 7種有機(jī)磷農(nóng)藥氣相色譜圖

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線

按照1.4配制的標(biāo)準(zhǔn)系列濃度進(jìn)行色譜分析，然后回歸計(jì)算、校準(zhǔn)曲線回歸方程及相關(guān)系數(shù)，見(jiàn)表1。由表1可見(jiàn)，本方法有很好的相關(guān)系數(shù)，均大于0.9996。

表1 校準(zhǔn)曲線及靈敏度

2.3 方法的檢出限

以20μg/L標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定7次，求出平均信噪比，采用三倍的噪聲除以標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程的斜率求出各待測(cè)化合物的檢出限[29]（GB/T5009.1中的關(guān)于色譜的檢出限的計(jì)算，檢出限=S/b，S是儀器噪聲的3倍，b是標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程的斜率。），結(jié)果見(jiàn)表2。結(jié)果表明，方法的檢出限低，靈敏度高，能夠滿足土壤中痕量有機(jī)磷農(nóng)藥殘留測(cè)定的要求。

表2 方法檢出限

2.4 方法的精密度和準(zhǔn)確度

為了考察方法的適用性，本文對(duì)實(shí)際土壤進(jìn)行方法精密度與回收率實(shí)驗(yàn)。由于不同樣品含有不同的目標(biāo)待測(cè)物難以找到同時(shí)含有幾種待測(cè)物的樣品，本文采用實(shí)際樣品菜園內(nèi)土壤加標(biāo)的方法來(lái)測(cè)定精密度和回收率。平行測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)濃度20μg/kg 7次，重復(fù)性結(jié)果見(jiàn)表3，待測(cè)有機(jī)物的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于3%。測(cè)定有機(jī)磷混合標(biāo)準(zhǔn)溶液50μg/kg,進(jìn)行回收率測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表4。由表3和表4可知，分析結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）在0.255%-1.206%之間，回收率在97.4%-122%之間，能滿足土壤樣品的痕量分析要求。

表3 精密度

表4 準(zhǔn)確度

2.5 實(shí)際樣品分析結(jié)果

按1.3.2節(jié)方法對(duì)采集的實(shí)際土壤樣品進(jìn)行處理，用本文建立的氣相色譜方法檢測(cè)，測(cè)得樣品中各組分的峰面積后，用校準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量分析，計(jì)算樣品中待測(cè)組分的濃度及替代物（20μg/kg）回收率，以考察方法的準(zhǔn)確性和可靠性，結(jié)果見(jiàn)表5、6。

表5 實(shí)際樣品測(cè)定

由表5的結(jié)果可以看出有機(jī)磷農(nóng)藥在土壤中有一定的殘留量。

表6 目標(biāo)組分回收率

從表6的分析結(jié)果可以看出，7種有機(jī)磷農(nóng)藥在4種類型土壤中的回收率在97.8%-113.5%之間，回收效果好，回收率是滿足土壤中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量測(cè)定的要求，方法準(zhǔn)確可靠。

3.結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，用二氯甲烷和丙酮做提取劑、硫酸鈉溶液凈化、超聲提取土壤中目標(biāo)化合物，而后用氣相色譜法測(cè)定土壤中的敵敵畏、樂(lè)果等7種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留，檢出濃度低、精密度高、回收效果好、結(jié)果準(zhǔn)確，完全可以滿足土壤中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的分析。本方法具有方便、快速、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，提取效果與凈化較完全，可提高樣品的檢出率及檢測(cè)的準(zhǔn)確性，能為環(huán)境樣品檢測(cè)提供科學(xué)的方法和依據(jù)。

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（責(zé)任編輯：周青）

X132

A

1671-752X（2015）03-0064-04

2015-06-25

郭艷（1980-），女，安徽銅陵人，銅陵市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站工程師，碩士，研究方向：環(huán)境監(jiān)測(cè)。