水中氯代苯氧酸类除草剂测定方法的研究进展*

李海燕 ，孙建华 ，谭丕功 ，褚春莹 ，郭瑶

（1. 青岛市环境保护局市南分局， 山东青岛 266003； 2. 青岛市环境科学研究院， 山东青岛 266003；3. 青岛市环境监测中心站， 山东青岛 266003； 4. 日照市环境监测站， 山东日照 276826）

水中氯代苯氧酸类除草剂测定方法的研究进展*

李海燕1，孙建华2，谭丕功3，褚春莹3，郭瑶4

（1. 青岛市环境保护局市南分局， 山东青岛 266003； 2. 青岛市环境科学研究院， 山东青岛 266003；3. 青岛市环境监测中心站， 山东青岛 266003； 4. 日照市环境监测站， 山东日照 276826）

氯代苯氧酸类除草剂是广泛使用的主要除草剂之一，由于具有一定的毒性，是环境中重点关注的一类污染物。对水中氯代苯氧酸类除草剂的检测标准和检测方法研究的进展进行了综述，对各种检测方法的优缺点进行了比较。

水质；氯代苯氧酸类除草剂；分析方法

氯代苯氧酸类除草剂被广泛应用于小麦、玉米和水稻田以防除阔叶杂草，至今仍占据较大市场。1942年美国Amchem公司发现2，4-滴除草剂具有良好的除草活性，1945年后开始大量生产，该类除草剂共有20余个品种。我国使用的氯代苯氧酸类除草剂主要有2甲-4氯酸和2，4-滴酸两个系列，年产量达 1.6 万 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种氯代苯氧酸类除草剂，其毒性相对较高。

氯代苯氧酸类除草剂具有沸点高、不易挥发、极性大、溶于水和乙醇等特性，对人、畜有一定的内分泌扰乱作用，且能在土壤、水环境、作物桔杆及果实中残留［1］。美国和世界卫生组织在水质标准中均列出此类除草剂的限量，因此，加强饮用水中氯代苯氧酸类除草剂的监测对保证饮用水安全具有重要的意义。

由于氯代苯氧酸类除草剂极性大、水溶性强、数量多，该类除草剂的测定方法研究一直受到人们的广泛关注。笔者对国内外发布的有关氯代苯氧酸类除草剂的检测标准以及近年来开展的研究进展进行了综述。

1 氯代酸类除草剂检测的相关标准

国外已颁布的水中氯代苯氧酸类除草剂的标准检测方法有美国环保局（EPA）的 EPA 515.1［2］，EPA 515.2［3］，EPA 515.3［4］，EPA 555［5］，EPA 8151A［6］，EPA 8321B［7］标准方法。EPA515.1和EPA8151A方法均采用乙醚萃取，GC-ECD测定，区别是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方法则是用重氮甲烷或PFBBr（2，3，4，5，6-五氟苄基溴）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法测定。

由于重氮甲烷易爆炸且实验室制备困难，EPA在515系列方法以后颁发的其它方法对前处理方法进行了改进。EPA 555方法是将样品通过ODS-AQ固相萃取柱吸附，然后用10 mL 0.025 mol／L H3PO4洗脱，使用HPLC-UV测定；EPA 8321B方法是利用乙醚萃取，经过浓缩和溶剂置换后使用HPLC-MS测定。

国内颁布的测定水中氯代苯氧酸类除草剂的标准为GB／T 5750.9-2006［8］，该标准用于测定 2，4-D 的检测方法为在酸性条件下用乙酸乙酯萃取，然后在碱性条件下用碘甲烷酯化，GC-ECD测定。

随着分析技术的不断改进，近年来氯代苯氧酸类除草剂的检测方法发展迅速，主要方法包括气相色谱法、气相色谱-质谱法、液相色谱法、液相色谱-质谱法和离子色谱法等。

2 氯代酸类除草剂检测方法

2.1 气相色谱法

气相色谱法是最早用来检测氯代苯氧酸类除草剂的方法，它具有高效能、高选择性、高灵敏度、速度快和应用范围广等特点。周林军等［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类除草剂，水样经重氮甲烷衍生，用GC-ECD检测，2，4-D的浓度在5.0～500 μg／L范围内与色谱峰面积呈良好的线性关系（r=0.998 0），检出限为1.0 μg／L，2，4-D在10，50和200 μg／L 3个浓度水平下的平均回收率分别为87%,107%和103%。周珊等［10］采用GC-ECD同时分离检测水中灭草松和2，4-D，并对衍生试剂和衍生方式进行优化，用乙酸乙酯萃取，碘甲烷衍生后超声提取，2，4-D检出限为0.05 μg／L，在2.5～25 μg／L范围内线性相关系数良好（r=0.999 0），在2.5，5.0 μg／L浓度下的回收率分别为81.6%～97.6%，85.4%～99.2%。

气相色谱法作为测定氯代苯氧酸类除草剂的方法已经得到广泛应用，但缺点是分析时间较长，样品需要复杂的衍生过程。

2.2 气相色谱-质谱法

与气相色谱（GC）法相比，气相色谱-质谱（GC-MS）法具有高效分离能力和准确的定性鉴定能力，且其灵敏度较高，数据更可靠。张莉等［11］将样品用二氯甲烷萃取后用PFBBr进行衍生，将衍生产物溶于正己烷后用极性硅胶柱进行净化除去衍生过程中产生的副产物，使用气相色谱-负化学源质谱-选择离子扫描（SIM）测定，该方法对测定的12种氯代苯氧酸类除草剂的检出限均小于10 ng／L，回收率在66.0%～117.0%之间，7次平行测定结果的相对标准偏差不大于9%。左海英等［12］采用乙醚萃取-甲醇衍生-气相色谱-质谱-分段选择离子扫描测定环境水体中8种氯代苯氧酸类除草剂，结果表明，甲醇用量为1 mL，衍生时间为60 min时衍生效率最高，在0.10，0.50，1.00，1.50 μg／L 浓度水平下 8种除草剂的回收率均为82.1%～117 %，相对标准偏差不大于7.68%。

固相萃取相对液液萃取可以节省大量有机溶剂，避免过多的有机溶剂污染，并且操作简便。匡科等［13］建立了气相色谱-负化学源质谱法（GC-NCI MS）测定水中2甲4氯（MCPA）和2，4-D的方法，水样经过Oasis HLB柱萃取后，进行PFBBr衍生，MCPA和2，4-D的检出限分别为0.60和 0.45 ng／L，在 5，100，200 ng／L 3个浓度下的回收率在82%～135%范围内，相对标准偏差在1.3%～9.3%范围内。桂建业等［14］采用固相萃取衍生气相色谱-负化学源质谱法检测水中酸性除草剂，并对5种不同规格的固相萃取柱进行了对比实验，研究表明Merk LiChrolut EN（200 mg，3 mL）大容量小柱使12种氯代苯氧酸类除草剂的回收率在88.4%～127.4%之间。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-气相色谱质谱法测定氯代苯氧酸类除草剂，质谱条件为离子源-全扫描模式，方法的检出限为5～100 ng／kg。

固相微萃取（SPME）作为新兴的前处理技术，具有不用有机溶剂、节省时间等优点，近年来受到学者的关注。Anne Scheyer等［16］使用 SPME-PFBBr衍生后 GC-MS-MS 测定雨水中痕量农药，并且比较了4种纤维的萃取效率，实验表明，PDMS-DVB（聚二甲基硅氧烷-二乙烯基苯）萃取效率最高。

GC-MS法相对GC法具有更低的检出限，但缺点是仍需要较复杂的前处理过程，分析时间较长。

2.3 液相色谱法

HPLC与GC相比，对试样的要求不受其挥发性的限制且不需要衍生。李晋国等［17］采用高效液相色谱法检测水源中2，4-D，将水样接入用甲醇活化的C8萃取小柱后，以3 mL／min通过小柱，然后以5.0 mL蒸馏水清洗小柱，离心脱水干燥后用4.0 mL甲醇洗脱，在水样中加入2.0 μg／L的2，4-D溶液后，其回收率在96.4%～103.7%之间。赵伟等［18］建立了以高效液相色谱法测定环境水中2，4-D的方法，在波长为282 nm，流动相的pH值为4.0，以SPE C18分离2，4-D的效果最好，回收率大于98%，最低检测限为0.01 mg／L，方法具有良好的灵敏度和重现性。Anh等［19］采用HPLC测定农业用水中经常使用的极性除草剂，比较了液液萃取和固相萃取的萃取效率，实验表明，使用SDB-XC EmporeTM固相萃取膜片的萃取效率最好并且萃取时间最短，2，4-D和MCPA的检出限为0.3μg／L，在0.1～2.4 μg／L添加浓度下回收率为85%～115%。

近年来，一些新型萃取技术得到了广泛研究，如液相微萃取技术、分子印记技术等。Khalil等［20］采用分散液液微萃取-HPLC测定水中痕量苯氧酸类除草剂，将水样pH值调节至1.5，加入1 mL丙酮和25μL氯苯作为分散剂和萃取剂，离心分离之后测定，2，4-D和MCPA的检出限均为0.16 μg／L，水样中加入2.0 μg／L标准溶液的回收率分别为94.0%～96.3% 和 101.8%～102.9%。WanChun Tsai等［21］研究分散液液微萃取-超高效液相色谱（UPLC）测定水中四种氯代苯氧酸类除草剂，最终确定萃取剂为25 μL TCEA（四氯乙烷），萃取时间90 s，4种除草剂在自来水和河水中的加标回收率为80%～116.9%。Popov等［22］采用分子印记技术对水样中2，4-D预浓缩后，使用HPLC测定，实验确定了预浓缩的最佳条件：水样25～100 mL，流速为0.7 mL／min，0.01 moL／L HCl，吸附剂0.04 g，洗脱溶液为1 mL。实验表明，取样量为100 mL时2，4-D的检出限为0.01 μg／mL。

与需衍生的气相色谱法相比，HPLC法的前处理较为简单，分析时间短，检出限相对较高，但该法能够满足水质检测相关标准，可以作为检测氯代苯氧酸类除草剂的主要方法。

2.4 液相色谱-质谱法

与液相色谱的常规检测器（紫外检测器、二极管阵列检测器）相比较，质谱检测器具有选择性好、灵敏度高、定性能力强，并且简化了实验步骤，减少了样品预处理过程。郑和辉等［23］建立直接进样液相色谱质谱测定饮用水和水源水中的草甘膦、呋喃丹、灭草松和2，4-D的分析方法，将水样过滤膜后直接测定，方法中2，4-D的检出限为0.4 ng／mL，在1 ng／mL和5 ng／mL两个添加水平下回收率分别为103%和104%。Achille等［24］采用固相萃取-液相色谱-电喷雾电离质谱法测定河水中苯氧酸类杀虫剂，该方法具有良好的准确度、精密度和灵敏度，大多数被测化合物的回收率在83%～113%之间，相对标准偏差为20%。

液相色谱-质谱法虽然可以节省实验时间，提高灵敏度，但方法所需设备成本较高，实验室推广比较困难。

2.5 其它方法

近年来国内外学者对其它检测方法也进行了研究。崔勇等［25］采用离子色谱法对饮用水中2，4-滴和灭草松酸性除草剂进行同时测定，方法使用30 mmol／L KOH为淋洗液、流速为 1.2 mL／min，2，4-D 的检出限为 10 μg／L，在生活饮用水空白样品中添加30，100和500 μg／L 3个水平2，4-D标准溶液，回收率为95.4%～102.5%。苏宇亮等［26］研究了采用离子色谱法对饮用水中2，4-滴、草甘膦和灭草松进行同时检测，以AS23柱分离，以20 mmol／L NaOH为淋洗液、流速为1 mL／min、进样量1 mL，在电导检测的条件下，方法检出限分别为 5.5，5.1，30.6 μg／L，加标回收率为100.4%～105.7%，相对标准偏差在1.56%～2.23%(n=7)之间。余若祯等［27］以2，4-D-BSA为包被抗原，采用自行制备的2，4-D单克隆特异性抗体6D11建立了水中2，4-D的间接竞争ELISA检测方法，并对竞争时间进行了优化，从60 min降低到 15 min，测定 2，4-D 浓度为 0.5，0.125，0.03 mg／L的加标样品，回收率在62%～133%之间，但平行样品测定结果之间的变异系数较大。

3 结语

综上所述，对水中苯氧酸类除草剂检测方法研究主要集中在两个方面：一是前处理方法的研究，如衍生方法的改进和提取方法的研究；二是使用不同的仪器设备，主要解决气相色谱法需要衍生的问题，液相色谱和液相色谱-质谱联用技术将具有很大的应用前景。

［1］唐洪元，等.除草剂[M].北京：科学出版社，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 生活饮用水标准检验方法，农药指标[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

*环境保护部标准制修订项目（2011-15）

联系人：谭丕功；E-mail： tpg01@163.com

2012-05-21