周守安,毕思远,2*,李晓娜,王炳志,付辉,朱海
(1.深圳市通量检测科技有限公司,广东深圳518102;2.哈尔滨体育学院滑雪教学训练基地博士后科研工作站,黑龙江哈尔滨150008;3.深圳市易瑞生物技术有限公司,广东 深圳518101)
固相萃取
——气相色谱法测定地表水中甲拌磷
周守安1,毕思远1,2*,李晓娜1,王炳志3,付辉3,朱海3
(1.深圳市通量检测科技有限公司,广东深圳518102;2.哈尔滨体育学院滑雪教学训练基地博士后科研工作站,黑龙江哈尔滨150008;3.深圳市易瑞生物技术有限公司,广东 深圳518101)
本文建立固相萃取柱富集,采取气相色谱法测定地表水中甲拌磷。本方法操作简便,萃取时间短,富集效率高,检出限低,精密度和加标回收率符合分析测试要求,有机试剂用量少,适用于地表水中甲拌磷的测定。
固相萃取;气相色谱法;地表水;甲拌磷
甲拌磷是透明的、有轻微臭味的油状液体,是一种高效高毒的有机磷杀虫剂,主要用途是内吸杀虫、杀螨剂,具胃毒、触杀和熏蒸作用。人体吸入、食入、经皮吸收甲拌磷,会抑制胆碱酯酶活性,造成神经生理功能紊乱及肺、肝、肾等损伤,对人体健康造成严重危害。由于甲拌磷在农业方面使用较多,极易污染水体,对环境危害较大,因此准确可靠测定水中甲拌磷的含量是有必要的。测定水中甲拌磷常采用气相色谱法,但分析前需要对水样进行富集预处理[1]。目前,水中有机物前处理方法有液液萃取法、固相萃取法、顶空进样法和吹扫捕集法等,其中固相萃取法具有操作简单、省时省力、有机试剂用量少、易于自动化和价格低等优点,广泛应用于有机物的富集预处理中[2-4]。通过试验研究,采用Waters Oasis HLB固相萃取小柱对地表水样品进行富集前处理,选用乙酸乙酯作为洗脱剂,以气相色谱法测定地表水中的甲拌磷,这个方法能够满足水中痕量甲拌磷的检测要求。
1.1 主要试验仪器和试剂
安捷伦7890N气相色谱仪及化学工作站,配火焰光度检测器(FPD);美国睿科Auto SPE-06C型全自动固相萃取仪;N-EVAP112型氮吹浓缩仪;Milli-Q A10型超纯水机;Waters Oasis HLB固相萃取小柱。
甲醇、乙酸乙酯均为色谱纯;盐酸、氢氧化钠和氯化钠均为分析纯;无水硫酸钠,优级纯,于400℃下烘烤4小时以去除干扰物;100ug/ml甲拌磷标准溶液,农业部环境保护科学研究所。
1.2 气相色谱条件
色谱柱:DB-1毛细管色谱柱(30m×0.25mm,250μm);载气为高纯氮气(纯度≥99.999%),载气流速为2.0mL/min,尾吹流量20mL/min;进样方式为分流进样,分流比为10∶1,进样量为1μL;进样口温度200℃;FPD检测器温度250℃;柱温140℃,保持10分钟。
1.3 水样采集及处理
将地表水样沿玻璃采样瓶壁缓缓倒入瓶中,水样充满后液面上不留有空间,塞紧瓶口使水样处于密封状态。水样采集后最好当天分析,如不能及时分析,应将水样放置在4℃冰箱中避光保存[5]。
将HLB固相萃取小柱安装在全自动固相萃取仪上,依次用5毫升乙酸乙酯、5毫升甲醇和5毫升超纯水进行淋洗、活化萃取柱。取200毫升经0.45μm微孔滤膜过滤后的地表水样品,用盐酸或氢氧化钠调节pH值近中性,开启全自动固相萃取仪真空泵,将水样在真空作用下以4.0毫升/分钟的流速通过活化后的HLB固相萃取小柱。水样过完后继续真空抽干萃取柱,去除柱中残留的水分,用5毫升乙酸乙酯作为洗脱剂反相洗脱固相萃取柱。洗脱液收集后经无水硫酸钠脱水后,放置于氮吹浓缩仪氮气吹扫近干,用乙酸乙酯定容至1.0毫升后,供测定用[6]。
1.4 标准曲线的配制
准确移取100μL浓度为100ug/L甲拌磷标准溶液至10毫升容量瓶中,用乙酸乙酯定容至标线,配制浓度为1000μg/L甲拌磷标准中间液。用微量注射器准确吸取1μL、4μL、10μL、20μL、30μL甲拌磷标准中间液到1毫升乙酸乙酯溶液中,配制浓度为 1.00μg/L、4.00μg/L、10.0 μg/L、20.0μg/L、30.0μg/L的甲拌磷标准系列。
2.1 线性回归方程和方法检出限
取甲拌磷标准系列按照1.2气相色谱条件由低浓度到高浓度依次进样分析,测定相应的峰面积。以甲拌磷峰面积为纵坐标,其质量浓度为横坐标绘制标准曲线,实验结果表明,甲拌磷在1.00~30.0μg/L浓度范围内有较好的线性关系,回归方程为Y=2343X+28.67,相关系数r=0.9994。
在上述气相色谱条件下对浓度为1.00g/L的甲拌磷溶液平行测定7次,计算其标准偏差S分别为0.0319μg/L。检出限按MDL=S·t(n-1,0.99)计算,式中 t(n-1,0.99)为置信度为99%、自由度为n-1时t值,n为重复次数,当n=7时,t值取3.143,计算出地表水中甲拌磷的检出限为0.10μg/L[7]。
2.2 洗脱剂的选择
洗脱液的选择直接影响到甲拌磷测定结果的回收率,本文对浓度为10μg/L甲拌磷水样按上述步骤进行固相萃取后,分别选用正已烷、乙酸乙酯、二氯甲烷、丙酮作为洗脱液,对萃取柱进行洗脱后分析。实验结果表明,由以上4种洗脱液对相同体积、相同浓度和相同萃取条件下测得甲拌磷的回收率,乙酸乙酯对HLB固相萃取小柱的洗脱效果最好,甲拌磷测定结果的回收率在90%。因此,本文选用乙酸乙酯作为洗脱液。
2.3 水样流速的选择
本文试验了浓度为 10μg/L甲拌磷水样以 2mL/min、4mL/min、6mL/min、8mL/min流速通过活化后的HLB固相萃取小柱,考察甲拌磷在萃取柱上的富集效果。实验结果表明,水样在流速为2mL/min、4mL/min时甲拌磷回收率较高,但考虑到流速过低会影响样品处理时间,因此本文选择流速为4mL/min较合适。
2.4 色谱图
本文选用DB-1型毛细管色谱柱对浓度为20μg/L的甲拌磷标准样品进行色谱分析,根据色谱峰保留时间定性。在上述色谱条件下,甲拌磷出峰较快,峰形较好且灵敏度最高,见图1。
图1 甲拌磷标准样品色谱图
2.5 方法精密度试验
在上述色谱条件下对浓度为10.0μg/L甲拌磷溶液平行分析7次,计算其测定结果的相对标准偏差为1.47%,说明本方法具有良好的重现性,见表1。
2.6 样品加标回收率试验
用上述方法对5份地表水样品进行测定,结果每份水样中均未检出甲拌磷成分。在上述5份水样中分别加入一定浓度的甲拌磷标准溶液,按样品的前处理方法制成待测溶液,在上述气相色谱条件下进行测定与分析,考察方法的加标回收率(见表2)。甲拌磷的加标回收率在93.6%~104.8%间,表明本方法满足分析测试要求。
本文建立了固相萃取——气相色谱法测定地表水中甲拌磷的方法,实际操作表明,甲拌磷在1.00~30.0μg/L浓度范围内有较好的线性关系,加标回收率为93.6%~104.8%,7组水样重复性RSD低于2%,测定结果令人满意。本方法操作简单,富集效率高,检出限低,精密度和加标回收率符合分析测试要求,有机试剂用量少,适用于地表水中甲拌磷的测定。
[1]陆华.液液萃取——气相色谱法测定地表水中17种有机氯农药研究[J].环境科学与管理,2014,39(02):94-96.
[2]肖红,马莉,韩艳艳.液——液萃取气相色谱法测定地表水中痕量苯酚[J].化学分析计量,2016,25(04):84-86.
[3]王荟,李娟,章勇.吹扫捕集——气相色谱/质谱联用法测定地表水中氯丁二烯[J].环境监测管理与技术,2010,22(01): 41-43.
[4]张晓晖.固相萃取气相色谱法测定水中六六六和滴滴涕[J].海峡预防医学杂志,2004,10(06):38-39.
[5]国家环境保护总局:《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法[M].第4版.北京:中国环境科学出版社.
[6]张丰,戴晓莹.固相萃取——气相色谱法测定水中硝基苯,硝基甲苯和四氯苯[J].城镇供水,2015(03):49-51.
[7]中华人民共和国环境保护部.HJ168-2010环境监测分析方法标准制修订技术导则[S].2010.
表1 精密度试验
表2 加标回收率试验
中国博士后科学基金资助项目(No.2017M611382);深圳市技术攻关项目(项目名称:重20160117:水产品药物残留快速检测关键技术研发,No.JSGG20160429184803117)
O657.7
A
10.14025/j.cnki.jlny.2017.15.010
周守安,大专学历,研究方向:食品安全检测。
毕思远,博士,副研究员,硕士生导师,研究方向:食品安全检测。