大体积进样—高效液相色谱法超快速测定环境水样中的甲萘威

王斐+马文鹏+范智超+郑淏

摘 要：该文建立了超快速测定环境水样中的甲萘威的大体积进样-高效液相色谱法，200μL预过滤水样直接进液相色谱分析，优化了方法中样品溶剂和进样量2个参数，考察了方法的线性范围、线性相关系数、检出限、精密度和回收率。结果表明，甲萘威在0.1～10.0μg/mL浓度范围内线性关系好，检出限为0.4μg/L，精密度在0.1%～0.2%；回收率在97.7%～102.5%。整個分析水样的全部过程仅仅需要10 min。该方法具有超快速、精密度高、准确度高的特点，适合测定环境水样中的甲萘威。

关键词：大体积进样；液相色谱；甲萘威；超快速

中图分类号 O657 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）23-0030-03

Determination of Carbaryl in Environment Water Samples by Large-volume Injection Followed by High Performance Liquid Chromatography

Wang Fei et al.

（Shaanxi Environmental Monitoring Center，Xi'an 710054，China）

Abstract：Determination of carbaryl in environment water samples by large-volume injection followed by high performance liquid chromatography was developed.After 0.2 milliliter of filtered water was injected，carbaryl was separated on a c18 column and detected by a UV detector.The two parameters，sample solvent and sample injection were optimized.The correlation coefficient was 0. 9999 in the range of 0.1-10.0μg/mL.The method limit of detection was 0.4μg /L.Precisions and spiked recoveries，were in the ranges of 0.1%～0.2% and 97.7%～102.5%，respectively.The whole process of analyzing water samples only consumed 10 minutes.This method has the advantages of ultrafast speed，high precision and high accuracy，which is suitable for the determination of carbaryl in environmental water samples.

Key words：Large-volume injection； High performance liquid chromatography； Carbaryl； Ultrafast

甲萘威是我国普遍使用的一种氨基甲酸酯农药，可以污染农作物附近的地表水和地下水，因此有必要监测环境水样中的甲萘威含量。甲萘威已经被我国列入《GB3838-2002地表水环境质量标准》，其标准限值为50μg/L。

甲萘威主要的分析方法是液相色谱-质谱法[1]和液相色谱法（High performance liquid chromatography，HPLC） [2-4]。相比于液相色谱-质谱价格昂贵并且运行成本高，高效液相色谱法是一种更加普及的测定方法。由于甲萘威在水中的浓度较低，因此需要浓缩后再进液相色谱分析。主要的前处理方法有液液萃取（Liquid-liquid extraction，LLE）[3，4]和固相（Solid-phase extract，SPE）[2]。生活饮用水标准《GB/T 5750.9-2006 10.1》[5]也是采用了LLE-HPLC的方法，适合于生活饮用水及其水源水中甲萘威的测定。LLE和SPE前处理方法都有耗时、消耗大量有毒试剂、精密度和准确度较差的缺点。

本文建立了大体积进样—高效液相色谱法（Large-volume injection-high performance liquid chromatography，LVI-HPLC）超快速测定环境水样中的甲萘威的方法。与国标方法[5]和其他文献相比，LVI-HPLC法具有简单、快速、绿色、精密度高、准确度高、消耗样品量小的优点。

1 材料与方法

1.1 仪器、试剂和材料 LC-20A型高效液相色谱，由CBM-20A系统控制器，2个LC-20AT泵、CTO-20AC柱温箱、SIL-20A自动进样器和SPD-20A紫外检测器构成。自动进样器中100μL的定量环升级为2 000μL定量环。标准物质甲萘威（1 000μg/mL）购于Accustandard 公司。色谱纯甲醇、色谱纯乙醇和优级纯磷酸均购于Fisher公司。实验用水为超纯水。分析柱Gemini C18（250mm×4.6mm，5μm）和保护柱Security Guard C18（4mm×3mm）购于Phenomenex公司。玻璃纤维滤膜（0.45μm）购于Whatman公司。

1.2 色谱条件 流动相：纯化水/甲醇=2/3。流速：1.0mL/min。检测波长：280nm。柱温：40℃。

1.3 标准溶液的配制 移取不同体积的1 000μg/mL的标准溶液，配制质量浓度是0.1、0.5、1.0、5.0和10μg/mL的甲萘威标准溶液。溶剂是经过磷酸调节为pH=3.0的纯化水。

1.4 水样的采集和分析 用磨口玻璃瓶采集样品，于样品中滴加磷酸调节pH为3，在4℃暗处保存。LVI-HPLC法分析水样过程如下：水样过0.45μm滤膜进2.0mL进样小瓶中，自动进样器取200μL直接分析。还用国标方法[5]LLE-HPLC的方法分析了水样中甲萘威，并和LVI-HPLC的方法比较。

2 结果与分析

2.1 方法优化 在此部分，优化了方法中樣品溶剂和进样体积2个重要的参数，大家普遍认为10～20μL是适合HPLC的进样量。将10μL、20μL、50μL、200μL溶剂是甲醇浓度为1μg/mL的标样进液相色谱分析，结果如图1所示。由图1可知：当进样量是10μL时，色谱峰峰型对称尖锐，定量定性准确性高。当进样量增加到20μL时，色谱峰仍然对称，色谱峰有一定展宽，虽然峰面积不是10μL进样量时的2倍，但仍然可以用于准确定性定量。当进样量达到50μL时，色谱峰不对称，色谱峰展宽，出现了色谱峰前伸的现象，不能用于准确定性定量。当进样量达到200μL时，色谱峰更不对称，色谱峰展宽更严重，色谱峰前伸的现象也更严重。

但是上面的实验是以甲醇为溶剂，如果将溶剂标准样品的溶剂换为水（pH=3）的话，会有什么结果呢？分别将10μL、20μL和2 000μL溶剂是水（pH=3）浓度为1μg/mL的标样进液相色谱分析，结果如图2所示。由图2可知：当进样量位10μL时，色谱图和1a一样；当进样量为200μL，色谱峰对称尖锐，峰面积约是10μL时的20倍，仍然可以准确的定量定性，效果远比图1d的好。事实上，在国标方法[5]方法中，100mL的水样浓缩到5.0mL有机溶剂中，取10μL进行分析，相当于200μL的水样进色谱柱分析。因此，我们可以采用直接进200μL水的策略直接分析水样。令人惊喜的是，当进样量达到2 000μL时，色谱峰仍然对称尖锐，峰面积是进样量是200μL的10倍，也就意味着检出限可以降低一个数量级。

因此，在反相色谱中，溶剂是甲醇等有机溶剂时，进样量在10～20μL比较合适；但是，如果溶剂是水的话，进样量可以达到毫升级别，在本研究中，为了和国标方法作对比，特意选取进样量为200μL。

2.2 方法验证 甲萘威在0.1～10.0μg/mL范围内线性关系良好，线性相关系数为0.999 9。检出限测定方法遵循《HJ 168-2010 环境监测 分析方法标准制修订技术导则》[6]，给酸化纯化水水样中加入甲萘威标准物质，配制成2μg/L的溶液，重复测定7次，方法检出限是3.143倍的标准偏差。经测定方法检出限为0.4μg/L。用LVI-HPLC分别连续分析7次0.5μg/mL和5μg/mL标准溶液，计算精密度，低浓度和高浓度标样的精密度分别为0.2%、0.1%。

2.3 加标回收率 为了验证该方法是否适合于环境水样中甲萘威的测定，测试了地表水、地下水和自来水的加标回收率。准确取地表水（地下水、自来水）水样10mL于10mL容量瓶中，分别加入5μL和50μL浓度为1 000μg/mL的甲萘威标准溶液，制备得到高低2种浓度水平的加标水样，重复实验7次，计算回收率。地表水的低水平加标回收率为97.7%，高水平加标回收率为102.3%；地下水分别为98.1%和102.5%；自来水分别为98.3%和101.8%，证明了LVI-HPLC法适合于环境水样中甲萘威的测定。

2.4 与其他方法的比较 将LVI-HPLC法和国标方法[5]的进行对比，结果列在表1中。从表1可以看出，与国标液液萃取的方法相比，LVI-HPLC法具有全面的优势，其检出限更低，精密度更好。原因是LVI-HPLC的方法人为参与的过程最少，最大程度地降低了人为带来的误差，提高了方法的精密度，并一定程度上降低了方法的检出限。另外，LVI还具备快速的优点，仅仅需要10min，而国标方法需要2～4h；需要的样品量很少，仅仅需要不到1mL，而国标方法需要100mL的样品，样品用量少给样品的低温避光保存带来了极大的便利；LVI-HPLC是一种绿色的方法，无需进行前处理，最大程度上减少了有毒萃取试剂的使用，而国标需要15mL的有毒有机试剂二氯甲烷。

与其他文献相比，也有其独特的优点，详细信息列在表1中。除了王超等[2]采用222nm的波长检测可以得到更低的检出限外，与文献[2，4，5]相比，LVI-HPLC法在分析速度、样品用量、二氯甲烷用量、准确度和精密度都有独特的优势。而且，LVI-HPLC法可以通过增大进样量到2mL将检出限降低一个数量级。文献[7]采用了特殊设计的超快速双三元液相色谱系统，该系统尽管分析速度很快，检出限也低，但是该系统的结构复杂，仪器昂贵，并且方法的回收率和精密度略差于LVI-HPLC法。

3 结论

LVI-HPLC法是一种无需前处理的测定环境中有机污染物的分析方法，具有简单、快速、绿色、精密度高、准确度高、消耗样品量小的特点，有望在环境监测领域发挥重要的作用。

参考文献

[1]王绍臣，张剑平.超高效液相色谱-串联四级杆质谱法快速测定阿特拉津、甲萘威、微囊藻毒素LR、丙烯酰胺和联苯胺[J].环境科学与管理，2016，41（10）：111-113.

[2]王超，高海鹏，李婷，等.固相萃取/超高压液相色谱测定水中痕量呋喃丹、甲萘威及阿特拉津[J].分析测试学报，2012，31（12）：1567-1571.

[3]周海军，团良，李亮，等.液液萃取-高效液相色谱法同时测定饮用水中阿特拉津与甲萘威[J].环境科学与管理，2012，37（9）：128-130.

[4]林瑶.饮用水中甲萘威、呋喃丹残留量的高效液相色谱法测定[J].中国卫生检验杂志，2011，21（10）：2389-2390.

[5]GB/T 5750.9-2006 10.1 甲萘威 高压液相色谱法-紫外检测器[S].

[6]HJ 168-2010 环境监测 分析方法标准制修订技术导则[S].

[7]王恩智，杨新磊，叶明立，等.在线柱浓缩-超高效液相色谱法测定水体中的痕量甲萘威和呋喃丹[J].色谱，2011，29（11）：1141-1144. （责编：张宏民）