馬文娟， 董鳳娟， 秦承剛， 張勇， 王旭東， 閆香香

（1 棗莊市科技信息研究所， 山東 棗莊 277000； 2 山東省棗莊生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心， 山東 棗莊 277000）

有機磷農藥殘留易通過生物鏈富集在人體內，對人們身體健康造成極大的危害。 因此有機磷農藥的監(jiān)測， 尤其是飲用水中有機磷農藥的監(jiān)測對保證人類健康和生物的安全具有重要意義。 常用的水體中有機磷農藥的檢測方法有氣相色譜法［1-2］、 液相色譜法［3-4］、 氣相色譜－質譜聯(lián)用法［5-7］、 液相色譜－質譜聯(lián)用法［8-9］、 化學免疫發(fā)光法［10］等。 氣相色譜－質譜法及液相色譜－質譜法所使用的儀器昂貴，操作繁瑣， 檢測時間長， 檢測成本較高。 化學免疫發(fā)光法使用范圍較窄， 主要用于快速檢測試劑盒的開發(fā)。 氣相色譜法因具有儀器購置費用適中、 操作簡便快速、 定量準確且檢測成本較低的優(yōu)點， 在環(huán)境監(jiān)測中應用較為廣泛。

目前， 在水源水（包括地下水和地表水水源地）的有機磷農藥監(jiān)測中， 主要依據(jù)是GB／T 5750.9—2006《生活飲用水檢驗標準方法農藥指標》［11］。 但實踐中發(fā)現(xiàn)， 按照國標方法給定的色譜條件， 只能實現(xiàn)敵敵畏的分離， 樂果、 甲基對硫磷、 馬拉硫磷、對硫磷4 種有機磷農藥均不出峰， 無法實現(xiàn)待測的5 種有機磷農藥的有效分離。 本研究通過優(yōu)化色譜條件， 在15 min 內， 5 種有機磷農藥及其他雜質均得到了較好分離， 本研究還對氣相色譜儀使用的襯管進行了優(yōu)選， 提高了方法精密度和準確度； 并對樣品預處理中的萃取條件進行了優(yōu)化， 減少了揮發(fā)性有機物對環(huán)境造成的二次污染； 且本研究的檢出限較國標方法有所降低， 為水源水中有機磷農藥的氣相色譜法監(jiān)測做出了有益的探索與嘗試。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

氣相色譜儀（Agilent 7890B， 配火焰光度檢測器）， 自動進樣器， OpenLAB CDS C.01.07 工作站，Elite－1701 色譜柱， 填料為14%氰丙基苯基（其中7% 氰丙基7% 苯基）二甲基聚硅氧烷（86%）， 旋轉蒸發(fā)儀（Heidolph）， 分液漏斗振蕩萃取器， 0.45 μm濾頭。 色譜純二氯甲烷， 超純水（二級， 自制）， 分析純硫酸鈉， 三氯甲烷中5 種有機磷農藥混標（（100±3）μg／mL）。

1.2 色譜分析條件

色譜柱為Elite－1701 色譜柱（柱長為30 m， 內徑為0.32 mm， 填料粒徑為0.25 μm）， 程序升溫：120 ℃保持1 min， 再以20 ℃／min 升溫至220 ℃，保持10 min。 載氣流速為1.0 mL／min， 進樣量為1.0 μL， 進樣口溫度為270 ℃， 檢測器和輔助傳輸線溫度為270 ℃， 燃燒室溫度為150 ℃， 載氣為氮氣。

1.3 樣品預處理

量取100 mL 水樣于250 mL 分液漏斗中， 用20 mL 二氯甲烷置于分液漏斗振蕩萃取器分2 次萃取， 每次10 mL， 每次萃取5 min， 萃取過程注意放氣。 靜置分層后， 將有機相分離至磨口瓶中， 加入無水硫酸鈉干燥有機相。 將干燥后有機相用旋轉蒸發(fā)儀濃縮至近干， 用二氯甲烷定容至1 mL， 用0.45 μm 濾頭過濾后保存在4 ℃冰箱內備用。

2 結果與討論

2.1 方法優(yōu)化與選擇

國標方法中推薦的程序升溫方法為： 120 ℃保持1 min， 再以10 ℃／min 升溫至190 ℃， 保持5 min。 該方法僅能將敵敵畏有效分離， 樂果、 馬拉硫磷、 對硫磷、 甲基對硫磷4 種有機磷農藥均不出峰， 通過對升溫方法改進、 優(yōu)化， 發(fā)現(xiàn)以120 ℃保持1 min， 再以20 ℃／min 升溫至220 ℃， 保持10 min， 色譜柱載氣流速為1 mL／min 進行色譜分析， 5 種有機磷農藥及其他雜質均實現(xiàn)了較好分離， 5 種有機磷農藥的色譜圖見圖1。

圖1 5 種有機磷農藥標準溶液色譜圖Fig. 1 Chromatograms of standard solutions of 5 kinds of organophosphorus pesticides

此外， 研究還發(fā)現(xiàn)氣相色譜襯管對有機磷農藥有一定的吸附性， 襯管選擇不當有可能導致分析的精密度和準確度變差。 因此， 在選擇襯管時， 要特別注意選擇沒有玻璃毛的直型惰性不分流襯管［12］或者農殘級別專用不分流襯管。 在使用過程中， 如精密度變差， 應及時更換新襯管。 研究表明， 直型惰性不分流襯管能夠得到較好的精密度和準確度，能夠滿足分析要求， 且成本較低， 本研究推薦使用直型惰性不分流襯管進行樣品分析。

國標方法給出的樣品預處理方法中， 萃取劑用量較大， 易對環(huán)境造成二次污染。 本方法對水樣體積和萃取劑用量進行了比例減量處理。 水樣體積由250 mL 減為100 mL， 萃取劑二氯甲烷用量由50 mL減為20 mL， 大大減少了二氯甲烷使用量， 既節(jié)約了成本， 又減少了對環(huán)境造成的二次污染。

2.2 方法的檢出限及定量限

以信噪比為3 時測定方法的檢出限， 當取100 mL 水樣時， 5 種有機磷農藥的檢出限在0.03 ～0.05 μg／L 之間。 以信噪比為10 時測定方法的定量限， 定量限在0.10～0.20 μg／L 之間。 其中， 敵敵畏的檢出限與國標方法檢出限相當， 其他4 種有機磷農藥的檢出限較國標方法檢出限低2～3 倍。 5種有機磷農藥的檢出限及定量限見表1。

表1 方法檢出限及定量限Tab. 1 Detection limits and quantitative limits of different methods

2.3 標準曲線繪制

將1 000 μg／mL 的有機磷農藥標準溶液用二氯甲烷稀釋為100 μg／mL 的混合溶液； 取不同量的100 μg／mL 混合溶液， 用二氯甲烷稀釋， 配制成0.1、 0.2、 0.5、 1.0、 2.0、 5.0、 10.0 μg／mL 的標準系列， 根據(jù)優(yōu)化后的色譜條件， 采用外標法測定。以5 種有機磷農藥的濃度對峰面積繪制標準曲線。5 種有機磷農藥標準曲線見表2， 標準曲線斜率、截距及相關系數(shù)見表3。 5 種有機磷農藥的相關系數(shù)均在0.999 1 以上， 線性良好。

表2 標準曲線系列Tab. 2 Standard curve series list

表3 相關性Tab. 3 Correlation

2.4 方法的精密度

配制質量濃度約為0.1、 1.0、 5.0 mg／L 的低、中、 高3 種濃度的有機磷農藥標準溶液， 平行測定7 次， 計算相對標準偏差， 結果見表4。 根據(jù)GB／T 27417—2017《合格評定化學分析方法確認和驗證指南》［13］中規(guī)定， 樣品濃度為10 mg／kg 時， 相對標準偏差小于7.5%。 本研究濃度均低于10 mg／kg（使用標準溶液是稀溶液， 10 mg／kg 相當于10 mg／L）， 相對標準偏差按低于7.5% 執(zhí)行。 結果表明，該方法具有較好的精密度。

表4 方法的精密度Tab. 4 Accuracy of methods

2.5 方法的準確度

配制質量濃度為1.0 mg／L 的5 種有機磷農藥標準溶液， 按上述條件進行測定， 計算相對誤差，5 種有機磷農藥相對誤差在－5.0%～1.0%之間， 均在±10% 之內。 結果見表5。 本研究在試驗用水、周村水庫（地表水水源地）水樣及丁莊水源（地下水水源地）水樣中分別加入低、 中、 高3 個濃度的5種有機磷標準溶液， 將樣品萃取濃縮后進樣檢測，測定5 種有機磷農藥的含量， 計算樣品的加標回收率， 5 種有機磷農藥的加標回收率在65.8% ～113.0% 之間。 以周村水庫的水樣為例， 加標回收率結果如表6 所示。 GB／T 27417—2017 指出， 當檢測物濃度小于0.1 mg／kg（使用的溶液為稀溶液，0.1 mg／kg 相當于0.1 mg／L）時， 方法的加標回收率應在60%～120% 之間。 因此， 該方法的加標回收率符合標準要求， 該方法具有較高的準確度。

表5 標準樣品測試結果Tab. 5 Test data of standard samples

表6 周村水庫加標回收率Tab. 6 Adding standard recoveries of Zhoucun reservoir

3 結論

色譜條件優(yōu)化后， 較易實現(xiàn)敵敵畏、 樂果、甲基對硫磷、 馬拉硫磷、 對硫磷5 種有機磷農藥及其他雜質有效分離， 提高了分析方法的適用性。本研究通過對不同襯管的比較試驗， 確定使用直型不分流惰性襯管， 降低了襯管吸附的影響， 提高了精密度和準確度， 且有利于降低檢出限。 在樣品前處理過程中， 同步等比例減少樣品和二氯甲烷的用量， 對檢出限未產生不利影響。

依據(jù)本研究優(yōu)化后的方法對水源水進行分析，敵敵畏的檢出限與國標方法GB／T 5750.9—2006 相當， 樂果、 甲基對硫磷、 馬拉硫磷、 對硫磷較國標方法低2～3 倍。 方法的精密度、 空白加標回收率及水源地水樣加標回收率均符合GB／T 27417—2017 的要求。 該方法具有精密度好、 準確度高、檢出限低的特點， 為水源水中有機磷農藥的測定提供了參考依據(jù)。