ASE－GC法测定土壤中18种有机磷农药

陈登辉

(厦门市海洋与渔业研究所，福建 厦门 361008)

0 引言

有机磷农药是一类高效广谱杀虫剂，其杀虫效率高、易分解，是目前被大量使用的杀虫剂．但由于用量大，其残留通过食物链作用可在人体累积，导致畸形、癌变病例的几率增加．目前，农药残留污染已成为我国严重的社会问题．

加速溶剂萃取 (Accelerated Solvent Extraction，ASE)是一种在提高温度和压力的条件下，设定溶剂和萃取时间，实现自动萃取的方法．该方法大大减少了溶剂用量，方法快速，回收率高，在实际工作中被广泛应用[1－8]，并已被美国国家环境保护局 (EPA)收录为处理固体样品的标准方法之一[9]．

采用气相色谱法 (Gas Chromatography，GC)进行农药残留分析，主要是根据样品保留时间与标准品保留时间的一致性进行定性的，因而存在一定的定性误差．为了尽可能地保证检测的准确性，近年来出现了双塔、双柱、双通道分析[10－13]，即在同一台气相色谱仪上安装两根不同类型的色谱柱，对同一份样品及标准样品，同时在两个进样口进样，采用不同的色谱柱同时分离和检测．根据农药残留在不同色谱柱出峰的次序、时间和峰的相对面积等数据来定性，可以提高样品组分识别的准确性．有机磷农药混标在HP－17MS柱上分离度高，快速简便，而火焰光度检测器 (FPD)对有机磷农药响应较高，易于定性和定量;利用通用的HP－5柱验证，可使测试结果准确性大大提高．目前，尚无利用快速溶剂萃取处理－双塔双柱气相色谱法分析土壤中的有机磷农药的文献报道．本文拟优化ASEGC萃取18种有机磷农药的条件，探讨整个分析测试方法的准确性、精密性，测试不同化合物的检出限，以期有效地测试出土壤中有机磷农药．

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

安捷伦7890型双塔双柱GC仪，前进样口及前检测器接HP－17MS色谱柱:30 m×0.32 mm×0.25 μm;后进样口及后检测器接HP－5色谱柱:30 m×0.32 mm×0.25 μm;7683B型双自动进样器(美国Agilent公司)．戴安ASE 200型ASE仪配11、22、33 mL萃取池和60 mL收集瓶 (美国Dionex公司)．Labconco Rapidvap型氮吹浓缩仪 (美国Labconco公司)．

二氯甲烷、丙酮 (农残级，Tedia公司分装);无水Na2SO4(分析纯，国药集团化学试剂有限公司生产)，500℃灼烧4 h后降至室温，装入密封容器中保存;硅藻土 (200目)，500℃灼烧2 h后降至室温备用;Cu粉 (分析纯，国药集团化学试剂有限公司生产)．

农药标准品:AccuStandard公司生产，产品分类号为M－8140M－5X．该标准品含有敌敌畏、速灭磷、内吸磷、灭克磷、甲拌磷、脱叶亚磷、乙拌磷、甲基对硫磷、皮蝇磷、毒死蜱、倍硫磷、毒壤磷、杀虫畏、丙硫磷、丰索磷、硫丙磷、保棉磷、蝇毒磷等18种组分，质量浓度均约为200 mg/L．

标准工作溶液:根据需要将以上标准溶液用正己烷稀释至相应浓度．

1.2 样品采集和制备

本次测定的实际样品采集于厦门市同安区洪塘蔬菜基地和厦门市翔安区巷东农场，每处各采集10个点位样品．样品经冷冻干燥、研磨后，过20目筛，冷冻备用．

1.3 样品前处理

OPPs萃取:首先在ASE萃取池底部铺上专用滤膜，再称取3.0 g无水Na2SO4、0.5 g Cu粉加入池底，混合均匀，然后称取30 g实际样品装入萃取池，剩余空间以硅藻土填充，装入萃取器待萃取．其中，冲洗液体积占30%;150 psi(1 psi=6.895 kPa)氮气吹扫，循环2次;收集萃取液约40 mL．

样品浓缩:萃取样品用氮吹浓缩仪浓缩至小于1.0 mL，最后以正己烷定容至1.0 mL待测．

萃取条件优化:①溶剂选择．参照文献[9]选取萃取压力1500 psi，温度100℃，静态萃取时间5 min．二氯甲烷与丙酮的体积比分别为100%∶0%，75%∶25%，50%∶50%，25%∶75%，0%∶100%，这5种比例对同一空白样品 (土壤经500℃4 h灼烧)进行加标回收测定，加标量0.5 mg/L，每一比例测试2组．②温度选择．萃取压力固定在1500 psi，温度分别设定为80、90、100、110、120℃，进行空白样品加标试验．每一温度做2次空白加标平行样．③压力选择．在②确定的合适温度下，分别选择不同压力1200、1500、1800 psi(1 psi=6.895 kPa)进行空白加标实验．④时间选择．在②确定的合适温度下，压力1500 psi，分别选择静态萃取时间为3、5、7、10 min进行空白加标试验．

1.4 样品测定

制备好的样品分别由前、后进样口进样，进样量1.0 μL．测定条件:进样口温度设为250℃，不分流进样，隔垫吹扫3 mL/min;恒流35 cm/s，检测器温度设为300℃，尾吹10 mL/min．程序升温:50℃保持1 min，再以25℃/min升温至100℃，后以5℃/min升温至300℃，最后300℃保持5 min．

2 结果

2.1 萃取条件的选择与优化

2.1.1 溶剂的选择

试验结果显示，18种有机磷农药在不同溶剂系统下的加标回收率分别为82%～98%，73%～134%，78%～112%，69%～89%，34%～56%．其中，敌敌畏、毒壤磷、丙硫磷回收率不稳定．为达到较高的回收率，本文选取单独二氯甲烷作为实际样品测试的萃取溶剂．

2.1.2 温度的选择

试验结果18种有机磷农药在不同温度条件下的样品回收率分别为74%～113%(80℃)、77%～102%(90℃)、82% ～98%(100℃)、65% ～83%(110℃)、58% ～78%(120℃)．可以看出，在高温度下有机磷农药的回收率有一定程度下降，100℃条件下回收率较为理想．

2.1.3 压力的选择

试验结果表明，18种有机磷农药在不同萃取压力下的回收率无明显差异，回收率结果均落在82% ～98%之间．

2.1.4 萃取时间的选择

试验结果表明，静态萃取时间为3min时，18种有机磷农药的加标回收率为47%～78%，其他条件下分别为82% ～98%(5 min)，77% ～114%(7 min)，69% ～126%(10 min)．由此可见，在一定萃取温度和压力下，静态萃取5 min即可满足分析测试的需求，时间太短萃取不完全，时间过长，可能造成农药的转化．

综上结果，本文选择的萃取条件为:温度100℃，压力1500 psi，萃取时间5 min，溶剂为二氯甲烷．而冲洗液体积为30%，150 psi氮气吹扫 (循环2次)等萃取条件不变．

2.2 质量控制

2.2.1 色谱测定结果

图1a是18种OPPs标准品在HP－5柱上的色谱峰，图1b是18种OPPs标准品在HP－17MS柱上的色谱峰，其中，各种化合物质量浓度均为0.5 mg/L．

图1 18种OPPs的色谱图Fig.1 Chromatogram of 18 OPPs

2.2.2 校准曲线

表1是各种化合物在HP－17MS柱上5次进样所得到校准曲线，各化合物质量浓度分别为0.05，0.1，0.5，1.0，5.0 mg/L．

表1 OPPs校准曲线Tab.1 Calibration curves of OPPs

从表1的结果可以看出，各化合物校准曲线的相关系数落在0.9979～0.9999，由此可见，该方法具有较好的准确度．

2.2.3 双柱确证

由于18种OPPs在HP－17MS分离效果较好，基本没有重叠峰，而在HP－5柱上有一峰重叠．因而本方法以HP－17MS为分析柱，HP－5柱为确认柱．确认过程不仅考虑定性分析的结果，更注重定量分析结果的准确度．只有定性共存、定量基本一致的化合物才确认为待测化合物．本文对检出率较高的6种OPPs测定结果进行了双柱确证，准确地表征了分析结果的准确性，其结果见表2．保留时间均有指认，两柱分析定量结果最大偏差不超过2%，表明分析准确度可信．

表2 6种OPPs的双柱确证Tab.2 Dual column confirmation for 6 OPPs

2.2.4 方法检出限和测定精密度

表3是各化合物检出限及分析测试精密度．其中以气相色谱仪对每一种化合物检出限 (2倍噪声所对应的化合物浓度)计算土壤样品中OPPs的检出限 (以称样量30 g计)．由表3可以看出，本方法对有机磷农药检出限在0.282 μg/kg(丙硫磷)至1.05 μg/kg(杀虫畏)之间．以0.10 mg/L的样品连续测定20次，其结果的相对标准偏差表征测试结果的精密度，结果表明，所有有机磷农药测试结果的相对标准偏差均落在1.7%(保棉磷)至9.0%(内吸磷)之间，平均值4.1%，表明测试结果有较高的精密度．

表3 有机磷农药检出限和相对标准偏差Tab.3 LOD and RSD of OPPs

2.3 实际样品分析

表4是以HP－17MS分析柱测定，以HP－5柱确证的厦门市两个大型蔬菜基地20个点位OPPs测定结果．结果表明，OPPs检出率并不高，总检出率仅为26.9%，其中，甲拌磷检出率最高为95%，其次为毒壤磷检出率90%．速灭磷和灭克磷全部未检出，浓度最高点为7号点甲拌磷，浓度高达62.8μg/kg．由此表明甲拌磷使用率较高，其降解速率相对较慢．

表4 实际样品OPPs测定结果Tab.4 OPPs determination results for unknown samples(μg·kg－1)

3 结论

本文利用加速溶剂萃取—双塔双柱气相色谱法 (ASE－GC)能较好的分析土壤中的18种OPPs，该方法简单、快速，灵敏度高，双柱确证，使色谱法抗干扰能力更强，可作为有效的土壤OPPs测定手段．

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