氣相色譜-電子捕獲檢測器法檢測水中氟樂靈

張佳晨，王晉宇，丁 尤

(蘇州蘇水環(huán)境監(jiān)測服務(wù)有限公司，江蘇 蘇州 215000)

氟樂靈是一種選擇性芽前二硝基苯胺類除草劑，常用于防除棉花、豆類田間生長的雜草，具有易揮發(fā)、水溶性極小等特點，在水體和土壤中的殘留時間較長，不易降解，具有蓄積性和遷移性.氟樂靈農(nóng)藥經(jīng)人體吸入，可誘導(dǎo)腎臟和膀胱腫瘤，大劑量食入，會引起類似蕈毒堿樣作用和因呼吸抑制而死亡[1-2].

目前，在各類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中，對氟樂靈最大殘留量的限值規(guī)定較少，僅世界衛(wèi)生組織(WHO)在飲用水質(zhì)準(zhǔn)則(第四版)中以及深圳地方標(biāo)準(zhǔn)《生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(DB4403/T 60—2020)在附錄A中規(guī)定[3-4]，水中氟樂靈的最高質(zhì)量濃度應(yīng)低于0.02 mg/L，但二者均沒有規(guī)定對應(yīng)的檢測方法.

在食品、水產(chǎn)品領(lǐng)域，國內(nèi)外有關(guān)氟樂靈的檢測方法多為色譜法.姜國華等[5]采用氣相色譜法測定花生中的氟樂靈殘留量.劉慧慧等[6]采用氣相色譜法測定水產(chǎn)品中的氟樂靈含量.文娜[7]采用超高效液相色譜法測定氟樂靈.而有關(guān)水中氟樂靈殘留量檢測的報道相對較少.卞戰(zhàn)強等[8]采用固相膜萃取-氣相色譜/質(zhì)譜法測定了水中的3種除草劑含量.羅方方等[9]采用液液萃取氣相色譜質(zhì)譜法測定了漁業(yè)用水中8種除草劑的殘留量.上述兩種水中氟樂靈檢測方法中，氟樂靈的檢出限均低于1.0 μg/L，但是均使用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，其設(shè)備價格較高，并且檢測過程存在一定的基體效應(yīng)[10]，不易大量推廣使用.水中氟樂靈預(yù)處理方法中，液液萃取的預(yù)處理方法操作簡單，分析時間少，固相萃取預(yù)處理方法的回收率高，自動化程度高.作者通過對兩種預(yù)處理方法的優(yōu)化，得到靈敏度較高、干擾少、操作簡便的水中氟樂靈檢測方法，其檢出限能夠滿足WHO限值的要求.

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

Varian CP 3800型氣相色譜儀，電子捕獲檢測器(ECD)(美國Varian公司)；HP-5毛細(xì)管色譜柱 (30 m×0.32 mm，0.25 μm，美國Agilent公司)；全自動固相萃取儀(美國Caliper LifeScience公司)；TurboVap II型氮吹濃縮儀(美國Caliper LifeScience公司)；甲醇(色譜純，美國Merck公司)；正己烷、乙酸乙酯(農(nóng)殘級，美國Fisher公司)；超純水(美國Millipore公司)；C18固相萃取小柱(美國Waters公司，美國Thermo公司，德國CNW公司)；氟樂靈標(biāo)準(zhǔn)溶液：1 000 mg/L(甲醇基體，美國AccuStandard公司)；氯化鈉、無水硫酸鈉(分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司).

生活飲用水樣品取自蘇州市相城區(qū)市政自來水水質(zhì)監(jiān)測點位，地表水樣品取自長三角地區(qū)集中式飲用水廠水源地取水口.

1.2 色譜條件

進(jìn)樣口溫度220 ℃；分流進(jìn)樣，分流比為5∶1，進(jìn)樣體積1 μL；ECD檢測器溫度為300 ℃；載氣為高純氮氣(純度為99.99%)，流量1.0 mL/min；升溫程序：初始溫度40 ℃，以40 ℃/min速率升到240 ℃，保持6 min，整個分析時間為11 min.

1.3 預(yù)處理方法

1.3.1 液液萃取預(yù)處理

取水樣100 mL，置于250 mL分液漏斗中，加入氯化鈉3 g后振搖，使氯化鈉完全溶解.加入正己烷5 mL，充分振蕩3～5 min，靜置10 min，棄去水相，有機(jī)相加入裝有無水硫酸鈉的試管中脫水，用氮吹濃縮儀在40 ℃恒溫水浴濃縮到1 mL，按色譜條件進(jìn)行分析.

1.3.2 固相萃取預(yù)處理

將固相萃取小柱安裝到自動固相萃取儀上，使用5 mL甲醇活化，10 mL純水過柱，100 mL水樣以約5.0 mL/min的流速通過已經(jīng)活化過的小柱，當(dāng)所有水樣都通過小柱后，使用10 mL純水沖洗樣品瓶內(nèi)壁，并將沖洗液一起過柱，5 mL正己烷淋洗小柱，淋洗液收集后加入無水硫酸鈉脫水，使用氮吹濃縮儀在40 ℃恒溫水浴濃縮到1 mL，按色譜條件進(jìn)行分析.

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)色譜圖

使用正己烷稀釋氟樂靈標(biāo)準(zhǔn)溶液，得到質(zhì)量濃度為10 μg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，按色譜條件進(jìn)樣1 μL，得到氟樂靈檢測的標(biāo)準(zhǔn)色譜圖，如圖1所示.由圖1可見，保留時間為5.8 min.

圖1 氟樂靈標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜圖

2.2 液液萃取預(yù)處理方法的優(yōu)化

取一定量的氟樂靈標(biāo)準(zhǔn)溶液加入100 mL水中，其質(zhì)量濃度為1.0 μg/L.按照1.3.1節(jié)方法，分別采用正己烷、乙酸乙酯和正己烷-乙酸乙酯(體積比1∶1)三種溶劑進(jìn)行萃取濃縮后上機(jī)檢測.結(jié)果表明，采用乙酸乙酯為萃取劑，氟樂靈的回收率顯著小于采用正己烷和正己烷-乙酸乙酯(體積比1∶1)為萃取劑時的結(jié)果.考慮操作的便捷性和氮吹濃縮的穩(wěn)定性，最終選擇正己烷單一溶劑作為液液萃取溶劑.

2.3 固相萃取預(yù)處理方法的優(yōu)化

2.3.1 固相萃取小柱的選擇

文獻(xiàn)[8]表明，采用C18填料的固相萃取小柱對氟樂靈進(jìn)行富集和分離，能夠得到相對較高的回收率.試驗時，分別選擇Waters Sep-Pak Vac C18柱、Thermo HYPERSEP C18柱以及CNWBOND HC-C18SPE柱為固相萃取柱，按試驗方法(1.3.2)進(jìn)行固相萃取操作，進(jìn)行回收率分析，每種固相萃取小柱進(jìn)行4次平行試驗.試驗結(jié)果表明，采用CNWBOND HC-C18SPE柱時，氟樂靈峰面積時高時低，說明該小柱穩(wěn)定性差.Waters Sep-Pak Vac C18柱和Waters Sep-Pak Vac C18柱穩(wěn)定性均較好，二者市場價格差異不大，但Waters Sep-Pak Vac C18柱的氟樂靈回收率略高.因此，選擇Waters Sep-Pak Vac C18作為固相萃取柱.

2.3.2 固相萃取上樣速率和洗脫溶劑的選擇

在固相萃取操作的過程中應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)纳蠘铀俾?速率過大，目標(biāo)化合物缺少在固定相上充分分配的時間，從而使得回收率降低.速率減小，雖可以提高回收率，但總體萃取時間會增加.作者試驗了0.5、1.0、2.0、5.0、8.0、10.0 mL/min流量對萃取效果的影響，結(jié)果如圖2所示.

圖2 固相萃取上樣速率的影響

由圖2可見，當(dāng)上樣速率為0.5～5.0 mL/min時，氟樂靈回收率較高且差異小，上樣速率為8.0和10.0 mL/min時，萃取效果顯著變差.綜合考慮時間和效果因素，選擇上樣速率為5.0 mL/min.

分別選擇正己烷、甲醇、乙腈、丙酮為洗脫溶劑，考察不同洗脫溶劑的影響，結(jié)果如圖3所示.

圖3 固相萃取洗脫溶劑的影響

由圖3可以看出，以正己烷為洗脫溶劑，氟樂靈峰面積較高.以甲醇、乙腈和丙酮為洗脫溶劑，峰面積極低.原因可能是上樣時，氟樂靈與固相萃取小柱結(jié)合相對牢固，需要選擇極性弱的溶劑才能將氟樂靈從固相萃取小柱上洗脫.最終選擇正己烷作為淋洗溶劑.

2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線與方法檢出限

對氟樂靈純?nèi)軇?biāo)準(zhǔn)溶液系列進(jìn)行分析，橫坐標(biāo)為質(zhì)量濃度，縱坐標(biāo)為峰面積，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，其線性范圍為5～100 μg/L，其回歸方程為y=1 160.1ρ+33.143(折算到稀釋100倍后水樣中).在純水中添加氟樂靈標(biāo)準(zhǔn)溶液系列，其質(zhì)量濃度范圍0.05～1.0 μg/L，按照預(yù)處理方法(1.3)進(jìn)行預(yù)處理后繪制工作曲線，液液萃取預(yù)處理的線性回歸方程為y= 936.2ρ+62.433，相關(guān)系數(shù)為0.999 4，固相萃取預(yù)處理的線性回歸方程為y=1 278.1ρ+36.497，相關(guān)系數(shù)為0.999 5.參照文獻(xiàn)[11]，本方法matrix effect(ME)值為10.2%～19.3%，即當(dāng)ME值為-20%～20%時，表現(xiàn)為可忽略的弱基質(zhì)效應(yīng).

當(dāng)信噪比為3∶1時，方法的檢出限均為0.02 μg/L.

2.5 回收率與精密度

使用100 mL超純水進(jìn)行加標(biāo)回收試驗，標(biāo)準(zhǔn)加入量分別為0.100、0.500、0.800 μg/L，采用液液萃取和固相萃取各測定3次，結(jié)果如表1所列.由表1可見，回收率為84.0%～98.0%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.0%～5.8%.

表1 氟樂靈加標(biāo)試驗平均回收率和精密度

2.6 干擾試驗與樣品分析

干擾試驗采用蘇州相城區(qū)市政自來水作為樣品基體，水中含有常規(guī)消毒副產(chǎn)物三鹵甲烷類，試驗中還添加1.0 μg/L氯苯類和有機(jī)氯類化合物作為干擾物，按試驗方法對該干擾樣品進(jìn)行測定，結(jié)果如圖4所示.

圖4 干擾試驗色譜圖

由圖4可以看出，水中常規(guī)消毒副產(chǎn)物(組A)、人工添加的氯苯類干擾物(組B)和有機(jī)氯干擾物(組C)與氟樂靈保留時間有一定差距，并不相互干擾.

選取長三角地區(qū)5份地表水樣品和蘇州市相城區(qū)5份市政自來水樣品，按試驗方法分別采用液液萃取和固相萃取進(jìn)行預(yù)處理后上機(jī)分析，氟樂靈均未檢出.

3 結(jié)論

研究了用氣相色譜-電子捕獲檢測器法檢測水中的氟樂靈，優(yōu)化了預(yù)處理方法和檢測條件.其中液液萃取的預(yù)處理方法操作簡單，分析用時少，回收率能達(dá)到84.0%～94.0%，固相萃取預(yù)處理方法的回收率能達(dá)到92.0%～98.0%，且能夠進(jìn)行自動化，節(jié)省勞力.采用兩種預(yù)處理方法來測定水中氟樂靈，其方法檢出限均能滿足WHO和深圳地方標(biāo)準(zhǔn)的要求.本方法不需使用昂貴的質(zhì)譜儀器，精密度(RSD為3.0%～5.8%)及加標(biāo)回收率(84.0%～98.0%)均滿足分析方法的質(zhì)量要求，具有較強的實用性，適用于水中氟樂靈的檢測.