頓咪娜，劉莉，王永朝，趙清華，孫韶華，賈瑞寶

（山東省城市供排水水質監(jiān)測中心，濟南 250021）

固相萃取-氣相色譜法測定飲用水中5種有機磷農藥*

頓咪娜，劉莉，王永朝，趙清華，孫韶華，賈瑞寶

（山東省城市供排水水質監(jiān)測中心，濟南 250021）

建立了固相萃取-氣相色譜法測定飲用水中敵敵畏、樂果、甲基對硫磷、馬拉硫磷及對硫磷的方法。采用Cleanert PEP-SPE固相萃取柱，以二氯甲烷、乙酸乙酯、甲醇及純水活化固相萃取柱，以5 mL/min流量富集水樣，然后用二氯甲烷及乙酸乙酯洗脫濃縮后進行氣相色譜分析。5種有機磷農藥線性相關系數均大于0.995，方法測定下限為0.16～0.80 μg/L，加標回收率為59.8%～109.0%，測定結果的相對標準偏差小于16%（n=6）。該方法靈敏度高，準確度好，適用于飲用水中5種有機磷農藥的檢測。

固相萃??；氣相色譜法；敵敵畏；樂果；甲基對硫磷；馬拉硫磷；對硫磷

有機磷農藥具有使用方便、殺蟲效果好、半衰期短等優(yōu)點，被廣泛用作除草劑和殺蟲劑［1］，是繼有機氯農藥之后在我國大量使用的一類農藥。在使用過程中，這些農藥最終可能部分殘留于土壤或通過徑流進入水環(huán)境，從而增加水環(huán)境污染的風險［2］，因此對水中有機磷農藥含量的檢測十分必要。

目前國內外應用最多的農藥樣品前處理方法有液液萃取、固相萃取及固相微萃取等。相對于傳統(tǒng)的液液萃取，固相萃取具有有機溶劑用量少、回收率高、自動化程度高等優(yōu)點。固相微萃取處理對象僅適合于揮發(fā)性和半揮發(fā)性物質，而固相萃取的應用范圍更為廣泛［2-3］。與液相色譜及氣質聯(lián)用法相比，氣相色譜法測定有機磷農藥成本低，定量準確，靈敏度高，是目前應用最廣泛的方法［4-6］。筆者對色譜測定條件進行優(yōu)化，解決了文獻中馬拉硫磷及對硫磷難以分離的問題［7］。另外，對固相萃取活化洗脫試劑進行了比較和篩選，采用混合溶劑替代單一溶劑，不但提高了目標物的回收率，還降低了二氯甲烷的使用量，在降低環(huán)境污染的同時還可保護檢測器免受氯的腐蝕［7-10］。筆者同時探討研究了各種基質條件下有機磷農藥的測定，優(yōu)化建立一種更加準確可靠的測定方法。

1　實驗部分

1.1主要儀器與試劑

氣相色譜儀：Agilent 6890N型，附帶氮磷檢測器，美國安捷倫科技有限公司；

全自動固相萃取儀：AutoTrace 280型，美國戴安公司；

固相萃取柱：（1）Cleanert PEP-SPE型，6 mL（200 mg），天津博納艾杰爾科技有限公司；（2）Waters Oasis HLB型，6 mL/200 mg，美國Waters公司；

氮吹儀：DC-12型，上海安普科學技術有限公司；

甲醇、二氯甲烷：均為色譜純，德國默克公司；

乙酸乙酯：色譜純，天津市科密歐化學試劑有限公司；

鹽酸溶液（1+9）；

氫氧化鈉溶液：4 g/L；

硫代硫酸鈉溶液：5 g/L；

有機磷標準溶液：敵敵畏（1 000 mg/L）、樂果（500 mg/L）、甲基對硫磷（1 000 mg/L）、對硫磷（500 mg/L）、馬拉硫磷（1 000 mg/L），國家標準物質研究中心；

實驗用水為新制備的不含有機物的去離子水。

1.2標準溶液的配制

移取不同量的敵敵畏、樂果、甲基對硫磷、對硫磷、馬拉硫磷標準溶液，用甲醇稀釋定容至10 mL，配制成混合標準儲備液。

用移液器分別移取不同體積的混合標準儲備液于10 mL容量瓶中，用乙酸乙酯定容，配制成系列混合標準工作溶液。

1.3樣品處理

依次用5 mL二氯甲烷、乙酸乙酯、甲醇及10 mL純水活化固相萃取柱。用鹽酸調節(jié)水樣pH為6.5左右（管網水需用100 μL的硫代硫酸鈉脫氯），用固相萃取柱以5 mL/min的恒定速率富集500 mL水樣。然后用5 mL去離子水沖洗萃取柱，以高純氮氣干燥20 min，用4.5 mL二氯甲烷及2.5 mL乙酸乙酯順序洗脫，洗脫液于40℃下氮吹濃縮至近干，以乙酸乙酯定容至1 mL，進行氣相色譜分析。

1.4色譜條件

色譜柱：HP-5柱（30 m×320 μm，0.25 μm）；載氣：氮氣，流量為3.0 mL/min；氫氣流量：3.0 mL/min；空氣流量：60.0 mL/min；柱箱溫度：初始溫度80℃，以5℃/min升至220℃；進樣口溫度：270℃；檢測器溫度：330℃。

2　結果與討論

2.1固相萃取柱及柱流量的選擇

保持其它條件不變，分別對兩種不同類型的固相萃取柱Cleanert PEP-SPE柱及Waters Oasis HLB柱的萃取效果進行對比。平行測定純水加標水樣3份，取平均值作為最終測定結果。5種有機磷組分的加標濃度及萃取試驗結果見表1。

表1　5種農藥使用兩種固相萃取柱萃取的試驗結果

由表1可知，相同前處理條件下，PEP-SPE柱對5種有機磷農藥的富集效果普遍優(yōu)于HLB柱，因此選用PEP柱作為固相萃取柱。

水樣流經固相萃取柱的速率會直接影響樣品中目標物的富集效果。要取得較高的物質回收率，往往需要采用較低的柱流量，但柱流量過小又會降低水樣的富集效率，因此選擇合適的柱流量對固相萃取前處理尤為重要。文獻［8］報道，當柱流量在3～10 mL/min之間變化時，回收率隨柱流量的降低而升高；但同時有人［2］建議固相萃取有機磷農藥時柱流量選擇6～8 mL/min；另有報道柱流量為6 mL/min左右時有機磷農藥的富集效果最好［10］。試驗比較了相同條件下5 mL/min和3 mL/min柱流量的萃取效果，結果表明兩種柱流量下萃取效果并無顯著差異，考慮到樣品的前處理效率，水樣的富集流量選擇5 mL/min。

2.2活化溶劑的選擇

固相萃取通常以甲醇作為活化溶劑，為了使水中5種有機磷農藥組分能同時具有較高的回收率，分別試驗了甲醇、甲醇-二氯甲烷及甲醇-二氯甲烷-乙酸乙酯-水混合活化固相萃取柱條件下5種有機磷農藥的回收率，結果見圖1（5種有機磷組分水樣加標濃度及次數同2.1）。由圖1可知，除對硫磷在甲醇-二氯甲烷作為活化溶劑時效果最好外，其它4種有機磷均是甲醇-二氯甲烷-乙酸乙酯-水依次活化固相萃取柱時回收率最高，因此選用甲醇-二氯甲烷-乙酸乙酯-水作為活化溶劑。

圖1　不同活化溶劑對5種有機磷農藥萃取效果的影響

2.3洗脫劑及其用量的選擇

常用的固相萃取洗脫劑有丙酮、甲醇、乙腈、二氯甲烷或乙酸乙酯等。丙酮和甲醇極性強，提取物中通常含有較多的雜質，而且甲醇洗脫液氮吹揮發(fā)濃縮至近干耗時較長，需要耗費大量的氮氣。文獻［9］采用乙腈作為提取劑，但乙腈濃縮通常需要較高的溫度。二氯甲烷和乙酸乙酯作為有機磷農藥的提取劑不但萃取回收率高，而且揮發(fā)性強，易濃縮，操作簡便易行［1，4］。另外，有研究表明利用混合溶劑進行洗脫，效果要比單一溶劑洗脫好［11-12］。筆者分別比對了混合溶劑二氯甲烷-乙酸乙酯及二氯甲烷-異丙醇的洗脫效果，5種有機磷組分水樣加標濃度及次數同2.1，試驗結果見圖2。

圖2　不同洗脫溶劑對5種有機磷農藥萃取效果的影響

由圖2可以看出，二氯甲烷-異丙醇和二氯甲烷-乙酸乙酯作為洗脫溶劑對樂果的萃取效果差別不大，而對于其它4種有機磷組分，二氯甲烷-乙酸乙酯的富集效果要優(yōu)于二氯甲烷-異丙醇，其中對硫磷的回收率受影響最為明顯，因此最終確定選用二氯甲烷-乙酸乙酯作為萃取5種有機磷組分的洗脫溶劑。

由于二氯甲烷具有較強的揮發(fā)性，洗脫時在管路中會有所損耗，因此試驗時提高了二氯甲烷的洗脫用量，分別采用4.5 mL的二氯甲烷和2.5 mL的乙酸乙酯順序洗脫，合并洗脫液。同時考慮到二氯甲烷毒性大且易腐蝕檢測器，洗脫液氮吹濃縮至近干后選擇乙酸乙酯作為轉化溶劑。

2.4改進劑對5種有機磷固相萃取回收率的影響

文獻［8，13］報道，在待測水樣中加入一定量的改進劑可以提高有機磷組分的回收率，通常此類改進劑包括鹽酸、甲醇等。分別試驗考察了使用以上2種改進劑對5種有機磷萃取回收率的影響，5種有機磷組分水樣加標濃度及次數同2.1，試驗結果見表2。另外，管網水消毒過后，水中往往存在自由余氯及次氯酸等氧化類物質，可能對有機磷農藥的分析結果產生影響。分別對比了脫氯（500 mL水樣加入100 μL的硫代硫酸鈉）前后及調節(jié)水樣pH為6.5左右管網水加標回收率的變化，結果見表3。

表2　使用不同改進劑時5種有機磷的萃取回收率 %

表3　恒定pH、脫氯前后5種有機磷的萃取回收率 %

由表2可以看出，加入甲醇后5種有機磷的回收率并無顯著變化，這可能與固相萃取柱在水樣流經之前已經由5 mL甲醇活化，因此再向水樣中加入0.5%的甲醇已無明顯區(qū)別。

表3顯示調節(jié)水樣pH為6.5 后，5種有機磷農藥的萃取回收率均有所提高。表2加標水樣為去離子水，水樣pH本底為6.6，加入30 μL鹽酸后5種有機磷的萃取回收率無顯著變化，表明5種有機磷農藥在水樣pH為6.5時更容易被固相萃取柱富集。同時由表3可以看出，管網水脫氯后有機磷農藥的萃取回收率有明顯提高，因此測定前需要先經過脫氯處理。

2.5線性方程及測定下限

在1.4色譜條件下，對1.2系列混合標準工作溶液進樣分析。5種有機磷農藥標準工作溶液濃度分別為敵敵畏0.1，0.2，0.3，0.4，0.6，1.0 mg/L；樂果0.4，0.8，1.2，1.6，2.4，4.0 mg/L；甲基對硫磷0.1，0.2，0.3，0.4，0.6，1.0 mg/L；馬拉硫磷0.4，0.8，1.2，1.6，2.4，4.0 mg/L；對硫磷0.1，0.2，0.3，0.4，0.6，1.0 mg/L。以各組分的質量濃度X（mg/L）為橫坐標，色譜峰面積Y為縱坐標繪制標準工作曲線，得線性回歸方程。向純水中加入一定質量濃度的5種有機磷組分，依1.3樣品處理方法萃取后加入純水，以測定樣品10倍信噪比所對應的加標濃度為該組分的測定下限。5種有機磷農藥線性范圍、線性方程、相關系數和測定下限見表4。

表4　5種有機磷農藥回歸方程、線性系數及測定下限

2.6樣品加標回收與精密度試驗

取純水、居民自來水管道出水及濟南鵲山水庫水，分別平行測定有機磷組分低、高濃度加標樣品各6個，平均加標回收率及測定結果的相對標準偏差見表5。

表5　5種有機磷農藥加標回收及精密度試驗結果（n=6）

3　結語

建立了固相萃取-氣相色譜法測定飲用水中敵敵畏、樂果、甲基對硫磷、馬拉硫磷、對硫磷5種有機磷農藥的方法。該法自動化程度高、重現性較好，準確度高，適用于飲用水中有機磷農藥的測定。

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Determination of Five Kinds of Organic Phosphorus Pesticides in Drinking Water by Automatic Solid-Phase Extraction-Gas Chromatography

Dun Mina， Liu Li， Wang Yongzhao， Zhao Qinghua， Sun Shaohua， Jia Ruibao
（Shandong Water & Waste Water Monitoring Center， Jinan 250021， China）

A method for determination of 5 kinds of organic phosphorus residues， including dichlorvos， ddimethoate，methyl parathion， malathion， parathion in drinking water by solid-phase extraction-gas chromatographic was developed. Cleanert PEP-SPE concentrated cartridge was selected， dichloromethane， ethyl acetate， methanol and water as the solvents of extraction， 5 mL/min concentrated rate of drinking water， cleaning-up solvents of dichloromethane and ethyl acetate were used to enrich organic phosphorus in water sample， and then the sample was detected by gas chromatography. The correlation coefficients of 5 kinds of organic phosphorus were all more than 0.995 and the determination limits were 0.16-0.80 μg/L. The average recoveries of 5 kinds of organic phosphorus ranged from 59.8% to 109.0% with relative standard deviations less than 16%（n=6）. This method has high sensitivity and good accuracy. It can meet the determination requirements of the five kinds of organic phosphorus residues in drinking water.

solid-phase extraction； gas chromatography； dichlorvos； ddimethoate； methyl parathion； malathion，parathion

O657.7

A

1008-6145（2016）02-0012-04

10.3969/j.issn.1008-6145.2016.02.004

*國家水體污染控制與治理科技重大專項（2012ZX07404-003）；國家科技惠民工程（2013GS370202）；山東省“飲用水安全保障技術”泰山學者建設工程專項（ts200640025）

聯(lián)系人：頓咪娜；E-mail： 63864304@qq.com

2015-12-08