固相萃取超高压液相色谱法检测水中灭草松

姚宏武 闫晓云 强光辉

（国家城市供水水质监测网西安监测站 陕西 西安 710082）

1 前言

灭草松又名苯达松（Bentazon）、排草丹，其中苯达松（Bentazon）较为通用。主要用于水稻、大豆、花生等农作物除草，其防除阔叶杂草效果好，对农作物安全，因此成为一种被广泛应用的农药品种。应用的广泛使之成为水体环境监测的目标，以最大程度地降低其进入饮用水源原水的可能性，避免可能对人体健康造成的危害。我国目前饮用水中，灭草松的标准检验法依据的是《生活饮用水卫生检验法》（GB/T5750.9—2006）中GB/T5750.9.12.1气相色谱法，该法产生的背景是近乎十年前我国大多数检测实验室的分析设备配置情况，然而随着我国国力的增强，以及国家对环境保护的逐渐重视，检测实验室的分析设备配置较十年前有了很大改善，一些国际尖端分析设备以及分析技术被广泛应用于我国检验、检疫、产品质量控制、食品安全、环境保护等诸多领域，这样以来，部分现有的检测依据已经远远落后于目前设备以及技术的发展，许多高端设备的优越性得不到体现，在某种程度上造成了一种被动的浪费。超高压液相色谱法较气相色谱法而言，分析结果稳定性好，样品前处理简单易操作，结果易于控制，分析速度快，有利于提高工作效率。

2 实验部分

2.1 仪器和试剂及材料

超高压液相色谱仪（UPLC）：美国Waters Aquity UPLC+TUV液相色谱仪；戴安六通道全自动固相萃取仪（SPE）；超声波清洗机；棕色进样小瓶及盖（2mL）；移液枪：1mL一支、100 μL一支；溶剂过滤装置。

试剂及材料：乙腈（Fisher农药残留级试剂）；甲酸；抗坏血酸（纯度>99.7%；分析纯）；电阻为18.2kΩ的纯水（经0.22μm滤膜过滤后使用）；甲醇（Fisher农药残留级试剂）；固相萃取小柱：OasisHLB3ml，200mg小柱；2.5L棕色玻璃磨口瓶；盐酸（优级纯）。

标准样品：灭草松（Bentazon）标准物质（品牌：AccuStandard；浓度 1000μg/mL；规格：1m l；溶剂：Acetone）。

2.2 实验方法

2.2.1 样品采集与保存

水龙头采样应先打开水龙头排水少顷，以保证采集的样品具有代表性。用棕色玻璃磨口瓶采集样品。水样呈中性，应尽快处理、分析，如不能马上分析，需将样品放入4℃冰柜中保存。

2.2.2 样品前处理

固相萃取小柱活化：取Oasis HLB3ml，200mg小柱进行活化，先用5m l甲醇浸润小柱15分钟，以达到活化目的。再用5ml纯水通过小柱，进行平衡。

取1L水样，若水中余氯过高，可用0.01g～0.02g抗坏血酸除掉余氯，用盐酸调pH小于2，于干净容器中过柱，过柱速度为8m l/min～10ml/min。水样过完后，用氮气干燥小柱10min，以甲醇溶液为洗脱剂，每次洗脱剂量为1ml，流速为0.5ml/min～1.0m l/min，共洗脱2次，再用甲醇定容到1ml，将洗脱液用移液枪转移至2mL进样小瓶中待测。

2.2.3 色谱条件

（1）色谱柱参数。Waters ACQUITY BEH C18，2.1 x 50mm，1.7μm；色谱柱温度（Column temperature）20℃。

（2）流动相。A为0.1%的甲酸水溶液；B为乙腈。

（3）流动相梯度。等度流速0.7m l/min。A∶B=80∶20，柱温：20℃。

（4）样品管理装置。样品室温度：20℃；进样体积：5μL；进样方式：满环进样（Full loop）；进样针溶剂清洗体积：200μL；进样针溶剂清洗次数：3；强洗溶剂：乙腈+水=9+1；弱洗溶剂：乙腈+水=1+9；

2.2.4 检测器

紫外和质谱均可作为检测器对灭草松进行检测，本实验采用紫外检测器进行测定。

2.2.5 标准曲线

将标准样品用0.1%甲酸水溶液稀释成为100mg/L的标准中间使用液。用移液枪分别准确吸取一定量标准中间使用液，配置成浓度分别 为 0.5μg/L、1.0mg/L、5.0mg/L、10mg/L、20mg/L、50mg/L、100mg/L的标准系列，按照上面的实验条件进行测定，以灭草松色谱峰峰面积为响应值，对浓度绘制标准曲线。

2.3 结果处理

2.3.1 定性分析

将100mg/L的灭草松标准溶液按照选定的色谱条件进样分析，根据目标组份的保留时间，来确定未知样品中的目标组份。

2.3.2 定量分析

将配置好的标准系列按照从小到大的顺序进行测定，绘制标准曲线。相同条件下，对未知水样进行分析测定，得到目标组分的色谱峰峰面积，通过上面得到的标准曲线，按照下式计算出未知物浓度：

式中，ρ——水样中化合物的浓度（mg/L）；

A——色谱峰的峰面积；

K——标准曲线的斜率。

3 结果与讨论

3.1 精密度和准确度测试

使用100mg/L的标准中间使用液配置浓度为0.5mg/L和50mg/L的灭草松标准溶液，在尽可能短的时间内对其进行测定，其测定结果见表1。加标样品进行7次的平行测定，其测定结果见表2。

3.2 最低检测质量浓度

配置相当于检出限浓度1～3倍的标准溶液，重复测定7次，按照公式MDL=t*SD进行计算。其中MDL为最低检测质量浓度；t为自由度n-1时的t分布值（取置信水平为99%）；SD为标准偏差。以0.5mg/L的标准溶液进行7次测定，计算出该组分的最低检测质量浓度为：0.062μg/L。

表1 精密度和准确度测试结果表

表2 实际样品检测及加标回收测定结果表

3.3 方法改进的讨论

A：样品pH值调节对回收率的提高至关重要。该站采用pH<2后，回收率从76%提高到90%以上。样品前处理前，要对水样进行pH调节，以提高检测的准确性。

B：样品前处理时，过柱流速要慢，过柱流速太快容易造成组分流失，出现检测结果假阴性。

C：萃取洗脱时采用两次1ml洗脱，可以提高回收率。

D：经对比试验发现，OasisHL萃取小柱的萃取效率最高，较之普通的C8和C18小柱具有更好的回收率。

3.4 结论

图1 灭草松色谱图

图2 灭草松标准曲线图

气相色谱法测定灭草松，采用的是用分液漏斗乙酸乙酯萃取，然后进行衍生，萃取溶液加碘甲烷、二氯甲烷和四丁基硫酸氢铵的氢氧化钠溶液进行超生反应50分钟，反应过程必须用冰水控制反应温度在10℃～20℃之间，反应完成后，转移反应液至分液漏斗中，用二氯甲烷进行萃取，磷酸洗涤、无水硫酸钠干燥、氮吹仪吹干，正己烷定容至1m l待测。气相色谱法测定灭草松，具有水样前处理过程复杂、冗长、衍生条件苛刻、转化率难控制、反应时间长等弊病，而本文所验证的方法在很多方面克服了以上弊端，无需衍生，样品前处理过程全程自动化完成，避免了危害性试剂对操作人员造成的健康危害，而且检测准确度和效率都有了很大的提升，具有一定的参考价值。所用试剂均要用0.22μm滤膜过滤，以去除试剂中气泡和避免杂质堵塞色谱柱；甲醇、乙腈、甲萘威标样均对人体有害，实验时须做好防护。实验过程中，流动相的配制、标准样品的配制要在通风柜内进行，并且做好防护工作。实验产生的废有机试剂要收集到一个可以密封的装置中，由具有废液处理资质的企业进行集中处理，做好环境保护工作。

3.5 谱图考察

目前，我国《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中，灭草松作为集中式生活饮用水水质卫生要求的非常规指标要进行监测，《生活饮用水标准检验方法》(GB/T5750.9-2006)中灭草松的检测方法为气相色谱法，此法分析手段过程复杂冗长，本文研究的检测方法简单易操作，具有一定的实用性。

实验结果表明，本方法适用于生活饮用水及其水源水中灭草松的测定，样品前处理简单，较目前常用的分析手段分析效率大幅度提高。同时，对于物理性质相似的组分，可以进行共分析测试，以节约分析成本，提高工作效率。由于设备条件限制，本法采用紫外检测器作为检测单元，若采用多级质谱作为检测单元，对提高检测灵敏度将会有很大的帮助。单四级杆质谱分析在去除背景干扰、提高检测灵敏度方面较多级质谱分析存在一定的不足，某种程度上限制了仪器检测能力的扩展。故而设备购置时，在费用允许的条件下，应尽可能采购多级质谱，从长远来看，多级质谱分析将逐渐成为分析领域的新宠。它所表现出的检测准确度高、灵敏度高、检测能力扩展性强等优点正受到推崇。陕西水利

[1](GB/T5750.9-2006)Stantard examination methods for drinking water生活饮用水标准检验方法[S].中华人民共和国国家标准.

[2]（GB3838-2002)Environmental quality standardsforsurface water《地表水环境质量标准》[S].中华人民共和国国家标准.

[3](GB5749-2006)Stantard for drinking water quality生活饮用水卫生标准[S].中华人民共和国国家标准.

[4]水和废水监测分析方法（第四版.增补版）.[5]EP Amethod 8151A.

[6]王以燕.高压液相色谱法测定灭草松[J]；农药科学与管理.1986年03期.

[7]韩见龙，汤均.气相色谱法测定水中灭草松[J].中国卫生检验杂志.2003年03期.