(淮河流域生態(tài)環(huán)境監(jiān)督管理局生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)與科學(xué)研究中心 蚌埠 233001)
有機(jī)磷農(nóng)藥(Organophosphorus pesticide)是繼有機(jī)氯農(nóng)藥被禁用以來(lái)使用量最大的農(nóng)藥,其使用量占整個(gè)殺蟲(chóng)劑農(nóng)藥的70%以上。我國(guó)生產(chǎn)的有機(jī)磷農(nóng)藥常作為殺蟲(chóng)劑被使用,敵敵畏(DDVP)、甲基對(duì)硫磷(Parathion-methyl)、馬拉硫磷(Malathion)、對(duì)硫磷(Parathion)、樂(lè)果(Dimethoate)以及毒死蜱(Chlorpyrifos)即為廣泛使用的6 種有機(jī)磷農(nóng)藥。農(nóng)藥的使用雖然幫助人們減輕了農(nóng)作物病蟲(chóng)害的煩惱,但同時(shí)也給水環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重的污染問(wèn)題。《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)、《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(14848-93)以及《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》(GB/T 5750)均對(duì)相關(guān)有機(jī)磷農(nóng)藥的含量作出了嚴(yán)格的限值,所以發(fā)展一種同時(shí)、快速、準(zhǔn)確的有機(jī)磷農(nóng)藥檢測(cè)方法就顯得尤為重要。
目前在水質(zhì)分析工作中,針對(duì)地表水、地下水及生活飲用水中敵敵畏、甲基對(duì)硫磷、馬拉硫磷、對(duì)硫磷、樂(lè)果以及毒死蜱含量的檢測(cè)所依據(jù)的方法主要有SL 392-2007、SL 739-2016、GB 13192-91以及GB/T 5750.9-2006。在這些方法中,方法GB 13192-91 采用的色譜柱是硬質(zhì)玻璃填充柱,相對(duì)于毛細(xì)管色譜柱,其分離效率低、分析速度慢、靈敏度較低,除此之外該方法的檢測(cè)目標(biāo)中不包括毒死蜱。方法GB/T 5750.9-2006 中雖使用毛細(xì)管色譜柱實(shí)現(xiàn)了對(duì)該6 種有機(jī)磷農(nóng)藥的檢測(cè),但該方法采用的是將毒死蜱和其他5 種物質(zhì)分別通過(guò)兩種程序升溫方法實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的,檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)。方法SL 392-2007 中也未實(shí)現(xiàn)對(duì)該6 種農(nóng)藥同時(shí)檢測(cè),并且檢測(cè)所需儀器價(jià)格昂貴、操作過(guò)程復(fù)雜,不便于普及應(yīng)用。SL 739-2016 方法雖實(shí)現(xiàn)了對(duì)6 種農(nóng)藥的同時(shí)檢測(cè)分析,但樣品前處理過(guò)程比較繁瑣、耗時(shí)。
相對(duì)于水質(zhì)檢測(cè)分析常用的SL 392-2007、SL 739-2016、GB 13192-91 以 及GB/T 5750.9-2006 方法而言,火焰亮度檢測(cè)器—?dú)庀嗌V法是一種能夠同時(shí)、快速、準(zhǔn)確檢測(cè)地表水、地下水以及水源水中6 種有機(jī)磷農(nóng)藥的分析方法。該方法具有良好的重復(fù)性和準(zhǔn)確性,檢測(cè)限低,滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》以及《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)6 種有機(jī)磷指標(biāo)限值的要求。
6 種有機(jī)磷農(nóng)藥的結(jié)構(gòu)通式為:
其結(jié)構(gòu)式中R1、R2為甲氧基(CH3O-)或乙氧基(C2H5O-),X 表示S 原子或者O 原子,Z 表示烷氧基或其他取代基。以P 原子雙鍵上連接的不同原子來(lái)分類,該6 種有機(jī)磷分子可分為P=S 類和P=O類,以整體分子結(jié)構(gòu)的不同可分為膦酸酯類(敵敵畏)、硫代磷酸酯類(甲基對(duì)硫磷、對(duì)硫磷以及毒死蜱)以及二硫代磷酸酯類(馬拉硫磷和樂(lè)果)。6 種有機(jī)磷農(nóng)藥的分子結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 6 種有機(jī)磷農(nóng)藥的分子結(jié)構(gòu)圖
Agilent 7890A 氣相色譜儀(FPD 檢測(cè)器),敵敵畏、樂(lè)果、甲基對(duì)硫磷、馬拉硫磷、對(duì)硫磷混合標(biāo)準(zhǔn)溶液(農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)所),毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)溶液(環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所),無(wú)水硫酸鈉(分析純),二氯甲烷(色譜純)。
進(jìn)樣口:分流比為10 ∶1,進(jìn)樣量1.0μL,溫度為250℃;色譜柱型號(hào):DB1701(30m×0.25mm×0.25μm);色譜柱條件:初始溫度140℃(不保持),以35℃/min升高至175℃(保持0.50min),以55℃/min 升至230℃(保持1min),12℃/min 升至188℃(保持4min)。檢測(cè)器:FPD 檢測(cè)器,溫度為250℃。載氣為高純氮?dú)?,柱流速?2mL/min,尾吹氣流速為60mL/min。氫氣流速為80mL/min,空氣流速為80mL/min。
取250mL水樣于500mL分液漏斗中,用25mL×2 二氯甲烷萃取后,合并有機(jī)相并用無(wú)水硫酸鈉除水。然后于40℃水浴中用氮?dú)獯禎饪s至體積約為1.0mL。最后用二氯甲烷定容至1.0mL 并用有機(jī)濾膜過(guò)濾后上機(jī)后測(cè)定。
圖2 6 種有機(jī)磷農(nóng)藥的標(biāo)準(zhǔn)色譜圖
表1 6 種有機(jī)磷農(nóng)藥的線性關(guān)系式及檢出限情況表
以二氯甲烷為溶劑,分別移取一定體積的敵敵畏、樂(lè)果、甲基對(duì)硫磷、馬拉硫磷、對(duì)硫磷和毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)溶液配制成一定濃度的中間溶液,然后以二氯甲烷為溶劑用混合有機(jī)磷農(nóng)藥中間溶液配制0.200~5.00mg/L 系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。
敵敵畏、樂(lè)果、毒死蜱、甲基對(duì)硫磷、馬拉硫磷、對(duì)硫磷6 種有機(jī)磷農(nóng)藥的標(biāo)準(zhǔn)色譜圖見(jiàn)圖 2。
由圖2可知,敵敵畏2.880min、樂(lè)果5.972min、毒死蜱7.146min、甲基對(duì)硫磷7.443min、馬拉硫磷8.258min 和對(duì)硫磷10.341min,6 種有機(jī)磷農(nóng)藥在11min 內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)有效分離。根據(jù)保留時(shí)間定性,以峰面積進(jìn)行定量分析,以儀器3 倍信噪比計(jì)算方法檢出限。線性方程、相關(guān)系數(shù)及方法檢出限見(jiàn)表1。在所使用濃度范圍內(nèi),6 種有機(jī)磷農(nóng)藥均具有良好的線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)均大于0.99,方法檢測(cè)限均低于《地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)、《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848-2017)以及《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749-2006)中對(duì)不同類型水體Ⅰ類水中6 種有機(jī)磷農(nóng)藥的限值要求 。
取1.0 mg/L 的6 種有機(jī)磷混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定,平行測(cè)定7 次,然后用7 次測(cè)定值計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)溶液中各個(gè)物質(zhì)的濃度值和7 次測(cè)定值之間的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。計(jì)算結(jié)果表明測(cè)定值所對(duì)應(yīng)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差和相對(duì)誤差均在±5%以內(nèi),進(jìn)一步表明該方法具有好的精密度和準(zhǔn)確度。
向250mL 水樣(地表水、地下水、生活飲用水以及水源水)中分別加入0.600mg/L、1.00mg/L 的敵敵畏、樂(lè)果、毒死蜱、甲基對(duì)硫磷、馬拉硫磷和對(duì)硫磷的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn),向相同體積的水樣中分別加入2.0mg/L、3.00mg/L 的毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)。經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得敵敵畏、樂(lè)果、馬拉硫磷、甲基對(duì)硫磷、對(duì)硫磷以及毒死蜱的回收率分別 為80.4%~114.2%、71.9%~115.0%、77.9%~110.8%、70.8%~113.8%、76.2%~110.8%、 75.0%~117.4%。6 種有機(jī)磷農(nóng)藥的回收率范圍均滿足日常水質(zhì)分析工作中對(duì)有機(jī)物的限值要求。此外,對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)加標(biāo)濃度一定時(shí),同類別同批次的水樣的加標(biāo)回收測(cè)定值之間的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均在±5%以內(nèi),符合實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)于水質(zhì)中有機(jī)物含量檢測(cè)工作要求。
火焰亮度檢測(cè)器—?dú)庀嗌V法能夠同時(shí)檢測(cè)地表水、地下水、生活飲用水以及水源水中6 種常用的有機(jī)磷農(nóng)藥,操作簡(jiǎn)便、重現(xiàn)性好、分離效率高、回收率好、檢測(cè)限低,滿足現(xiàn)用地表水、地下水、生活飲用水以及水源水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)6 種有機(jī)磷農(nóng)藥的限值標(biāo)準(zhǔn),可用于實(shí)際地表水、地下水、飲用水及水源水中6 種有機(jī)磷農(nóng)藥的檢測(cè)工作■