固相萃取-高效液相色谱法测定水中3种有机磷农药残留

郑远利, 马莉莉, 吴晓波, 谭 伟, 杨 敏, 王红斌*

(1. 云南民族大学 化学与环境学院, 昆明 650500; 2. 云南省植保植检站, 昆明 650034)

固相萃取-高效液相色谱法测定水中3种有机磷农药残留

郑远利1,2, 马莉莉2, 吴晓波2, 谭 伟1, 杨 敏1, 王红斌1*

(1. 云南民族大学 化学与环境学院, 昆明 650500; 2. 云南省植保植检站, 昆明 650034)

丙溴磷、三唑磷和毒死蜱是3种高效杀虫剂。丙溴磷是一种分子内含有正丙硫基的硫代磷酸酯类中等毒性杀虫剂,作用迅速,药剂吸着力强,对产生抗性的害虫有杀灭的效果[1]。三唑磷是高效的有机磷杀虫、杀螨剂[2],对危害粮食、果蔬等农作物的害虫有良好的防治效果。毒死蜱是乙酰胆碱酯酶抑制剂,属硫逐磷酸酯类中等毒性杀虫剂,对棉铃虫有预防效果[3-4]。在甲胺磷、对硫磷等有机磷杀虫剂被禁止使用之后,这3种农药的使用量增加,大量残留在水环境中,严重污染了水环境[5-6]。而现行水质国家标准方法中还未对丙溴磷、三唑磷、毒死蜱这3种农药的残留量做出明确规定。目前报道的文献中大多是针对单一或两种农药进行残留检测[7],应用液相色谱法同时检测这3种农药还尚未报道。本工作利用高效液相色谱法建立同时对丙溴磷、三唑磷、毒死蜱有效分离的测定方法。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

岛津LC-20A型液相色谱仪;萃取小柱为C18固相萃取小柱(ODS)、氨基固相萃取小柱(NH2)、亲水憎水平衡极性高分子柱(TPS)、弗罗里硅土固相萃取小柱(Florisil)。

丙溴磷(纯度为95.8%)、三唑磷(纯度为96.5%)、毒死蜱(纯度为98.9%)标准品;甲醇、乙腈为色谱纯;丙酮、正己烷、乙酸乙酯为分析纯;试验用水为超纯水。

1.2 色谱条件

ODS-C18色谱柱(150 mm×4.6 mm,50 μm),流动相为乙腈(13+7)溶液,进样体积5 μL,流量1.5 mL·min-1,测定波长为230 nm,柱温40 ℃。

1.3 试验方法

将采集到的水样过滤去除悬浮杂质后,用甲醇(1+1)溶液2 mL活化C18固相萃取小柱,将200 mL待测水样流过C18小柱,待水样流尽后,用10 mL乙酸乙酯洗脱小柱,用氮吹仪在40 ℃下浓缩近干,用甲醇定容至2 mL,再用0.22 μm滤膜过滤,待分析。

2 结果与讨论

2.1 色谱条件的优化

2.1.1 波长的选择

扫描并确定最大紫外吸收波长,毒死蜱、三唑磷在230 nm附近有较大吸收,丙溴磷在230 nm附近干扰较小吸收较大,考虑3种农药的基线噪声、响应值及杂质的吸收值,试验选择测定波长为230 nm。

2.1.2 流动相的选择

分别选用甲醇、甲醇(7+3)溶液、乙腈(13+7)溶液、乙腈(3+7)溶液作为流动相,考察其对3种农药分离的影响,结果表明:以甲醇、甲醇(7+3)溶液、乙腈(3+7)溶液作为流动相时,分离度不好;以乙腈(13+7)溶液为流动相时,3种农药得到了很好的分离,峰形对称。试验选择乙腈(13+7)溶液为流动相。

2.1.3 流量的选择

试验通过选取0.8,1.5,2.0 mL·min-1的流量进行色谱条件优化,结果表明:在0.8 mL·min-1流量时,3种农药出峰时间太晚;而在2.0 mL·min-1流量时,出峰太快,不利于实际分析;在1.5 mL·min-1流量时,能够很好地分离3种农药,且出峰时间也较为合适。因此,试验选择流量为1.5 mL·min-1。

2.1.4 标准样品液相色谱图

在优化的色谱条件下,3种农药标准品的色谱图见图1。由于3种农药极性差异较大,为了避免样品中杂质干扰检测,保证有较好的分离度,在确定色谱条件时,选择3种农药的保留时间在10 min以内。

图1 标准样品的色谱图Fig. 1 Chromatogram of standard samples

2.2 样品前处理条件的优化

2.2.1 固相萃取小柱的选择

试验选取了C18、NH2、TPS、Florisil等4种常用固相萃取柱进行加标回收试验[8],结果表明:NH2柱、TPS柱对丙溴磷、毒死蜱几乎没有富集作用,对三唑磷的富集作用也较差;Florisil柱对丙溴磷、三唑磷、毒死蜱的回收率分别为68.1%,45.5%,34.7%;C18小柱对丙溴磷、三唑磷、毒死蜱的回收率分别为84.7%,79.4%,85.7%,这是由于C18小柱是长链烷基键合相,有较高的碳含量和更好的疏水性,对丙溴磷、三唑磷、毒死蜱的保留能力更强。因此,试验选择C18小柱作为固相萃取小柱。

2.2.2 洗脱剂的选择

根据3种农药极性的强弱以及C18固相萃取小柱的性质,试验选取了甲醇、乙腈、丙酮、乙酸乙酯、正己烷、丙酮-正己烷(1+1)混合液等6种洗脱剂对3种农药进行加标回收试验。结果表明:以甲醇、乙腈为洗脱剂,丙溴磷、三唑磷和毒死蜱几乎不能被洗脱下来;用丙酮洗脱时,丙溴磷、三唑磷、毒死蜱的回收率分别为74.0%,44.4%,62.7%;采用正己烷洗脱时,丙溴磷、三唑磷、毒死蜱的回收率分别为78.6%,65.8%,64.9%;采用丙酮-正己烷(1+1)混合液洗脱时,丙溴磷、三唑磷、毒死蜱的回收率分别为56.7%,34.1%,33.6%,洗脱率均不符合农药残留分析要求;采用乙酸乙酯洗脱时,丙溴磷、三唑磷、毒死蜱的回收率分别为72.6%,91.5%,73.8%,符合农药残留分析要求。因此,试验选择乙酸乙酯作为洗脱剂。

2.2.3 洗脱剂用量的选择

以乙酸乙酯为洗脱剂,探讨其用量分别为5,8,10 mL时对3种农药回收率的影响。结果表明:当洗脱剂用量为10 mL时,3种农药的回收率达到最大,分别为88.6%,86.4%,86.6%,达到农药残留分析要求[9-10]。因此,试验选择乙酸乙酯用量为10 mL。

2.3 方法的检出限和测定下限

配制质量浓度为0.05,0.1,0.5,1.0,2.0 mg·L-1的混合标准溶液,按色谱条件进行测定,3种农药的质量浓度在0.05～2.0 mg·L-1内呈线性,线性回归程和相关系数见表1。

分别以空白样3倍信噪比计算3种农药的检出限(3S/N),以10倍信噪比计算3种农药的测定下限(10S/N),结果见表1。

表1 线性参数、检出限与测定下限Tab. 1 Linearity parameters, detection limits and the lower limits of determination

由表1可知,该方法可用于测定水样中的丙溴磷、三唑磷、毒死蜱残留量。

2.4 方法的准确度和精密度

为考察本方法的准确度和精密度,在实际空白水样中分别添加0.05,0.10,0.50 mg·L-1的混合标准溶液进行加标回收试验,平行测定7次,得到的加标回收率和测定值的相对标准偏差(RSD)见表2。

表2 精密度与回收试验结果(n=7)Tab. 2 Results of tests for precision and recovery

由表2可知:加标回收率在73.4%～89.1%之间,RSD在0.41%～9.2%之间,方法的准确度、精密度较高,可以较为精确地进行农药残留分析。

2.5 实际水样的测定

采集了云南省某县6个采样点的水样,对3种农药残留进行测定,并做加标回收试验(3种农药的添加水平为0.1 mg·L-1),测定结果见表3。所测6个水样中,4号水样中检出三唑磷,其他农药未检出。

由表3可知:加标回收率在83.1%～100%之间,符合农药残留分析要求,说明该方法适用于检测水样中丙溴磷、三唑磷、毒死蜱农药残留[11-13]。

表3 样品分析结果(n=5)Tab. 3 Analytical results of samples

本工作建立了固相萃取-高效液相色谱法测定水中丙溴磷、三唑磷、毒死蜱等3种农药残留的分析方法,通过对试验条件进行优化,最终选择水样过C18固相萃取小柱富集浓缩,经10 mL乙酸乙酯洗脱后,采用C18反相色谱柱进行高效液相色谱分析,该方法能够较好测定出水样中有机磷类农药残留量。对比现行的测定这3种农药原药的国家标准方法[14-16],本方法减少了繁琐的操作过程,不需要逐个样品进行测定,在同一条件下可以测定3种有机磷农药残留量,并且所得数据准确度、精密度较高,具有简单、高效等优点,能够很好地满足环境水质监测要求。

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10.11973/lhjy-hx201703023

2016-02-11

国家级大学生创新创业训练计划项目 (201410691001)

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1001-4020(2017)03-0355-04

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