譚松林,袁姁,鄧澤,錢(qián)一凡,張海軍,黃杉,權(quán)秋梅
(1.四川省南充生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站,四川 南充 637000; 2.西華師范大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,四川 南充 637000)
有機(jī)磷類(lèi)農(nóng)藥,因其成本低、種類(lèi)多、藥效高被廣泛使用。有機(jī)磷農(nóng)藥通過(guò)抑制生物體內(nèi)乙酰膽堿酯酶,具有致突變性、致癌性、細(xì)胞毒性、基因毒性或免疫毒性等特點(diǎn)[1-2]。相關(guān)研究表明,有機(jī)磷農(nóng)藥施用后僅有1%發(fā)揮作用,其余均殘留在環(huán)境介質(zhì)中[3-4]。土壤是污染物的重要儲(chǔ)存場(chǎng)所,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中農(nóng)藥施用、污水灌溉或大氣沉降活動(dòng)都會(huì)引起有機(jī)磷在土壤中積累[5]。土壤中殘留的有機(jī)磷會(huì)在動(dòng)植物體內(nèi)累積,通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體,增加癌癥、白血病等多種疾病的患病風(fēng)險(xiǎn),某些種類(lèi)有機(jī)磷農(nóng)藥還可在人體內(nèi)轉(zhuǎn)化為某種持久性有機(jī)污染物[6-7]。
已有相關(guān)研究采用固相萃取和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)蔬菜、水體和土壤中有機(jī)磷殘留進(jìn)行測(cè)定[8-11],表明通過(guò)固相萃取濃縮能夠有效地對(duì)有機(jī)磷進(jìn)行定量分析。目前國(guó)內(nèi)已有的研究和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中,并沒(méi)有同時(shí)囊括我們選定的17種有機(jī)磷農(nóng)藥。因此,我們將建立并驗(yàn)證氣相色譜-質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定土壤中17種有機(jī)磷農(nóng)藥的方法,對(duì)研究土壤中農(nóng)藥的污染水平、評(píng)價(jià)土壤環(huán)境質(zhì)量具有重要意義。
本研究使用主要儀器設(shè)備如下:Agilent 7890A- 5975C型氣相色譜質(zhì)譜儀;Thermo Fisher ASE-150快速溶劑萃取儀;Biotage Turbo Vap Ⅱ型自動(dòng)氮吹濃縮儀;HP-5MS型色譜柱,30 m×0.25 mm×0.25 μm。
有機(jī)磷混合標(biāo)準(zhǔn)溶液:含敵敵畏、速滅磷、氧化樂(lè)果、內(nèi)吸磷、滅克磷、治螟磷、甲拌磷、樂(lè)果、二嗪農(nóng)、乙拌磷、甲基對(duì)硫磷、馬拉硫磷、毒死蜱、對(duì)硫磷、水胺硫磷、殺撲磷、三硫磷。
替代物:2-氟聯(lián)苯、對(duì)三聯(lián)苯-d14。
內(nèi)標(biāo)物:萘-d8,苊烯-d10,菲-d10,?-d12。
其他:正己烷(農(nóng)殘級(jí))、丙酮(農(nóng)殘級(jí))、乙酸乙酯(農(nóng)殘級(jí))、硅藻土(AR)、石英砂(AR)、弗里羅硅土小柱(1 000 mg/6 mL)、高純氮(純度≥99.999%)和高純氦(純度≥99.999%)。
用石英砂代替土壤樣品,稱(chēng)取10.0 g石英砂、5.0 g硅藻土于研缽中,攪拌均勻后用專(zhuān)用漏斗轉(zhuǎn)移至34 mL萃取池中,萃取池底部裝有玻璃纖維濾膜,向萃取池中加入所需濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣品和替代物,用快速溶劑萃取儀進(jìn)行萃取,60 mL玻璃瓶收集萃取液。萃取溶劑為正己烷∶丙酮(1∶1,體積比);載氣壓力:0.8 MPa;萃取溫度: 100 ℃;萃取池壓力:10 MPa;預(yù)加熱平衡時(shí)間:3 min;靜態(tài)萃取時(shí)間:5 min,萃取次數(shù):3次。
將收集到的萃取液用自動(dòng)氮吹濃縮儀濃縮,濃縮過(guò)程中用正己烷∶丙酮(1∶1,體積比)洗滌氮吹瓶壁3次,最終濃縮至1.0 mL待凈化。
(1)活化:選擇1 000 mg/6 mL的弗羅里硅土柱,用正己烷活化小柱,上樣前保持小柱濕潤(rùn)。
(2)上樣:將樣品轉(zhuǎn)移至柱內(nèi),潤(rùn)洗樣品管的淋洗液也全部轉(zhuǎn)移至小柱上。
(3)洗脫:用15 mL正己烷-乙酸乙酯(1∶1,體積比)的混合液進(jìn)行洗脫,收集洗脫液并氮吹濃縮至1.0 mL,少量正己烷-乙酸乙酯(1∶1,體積比)混合液潤(rùn)洗氮吹瓶?jī)?nèi)壁,再次濃縮至0.5 mL,轉(zhuǎn)移至進(jìn)樣瓶中,向進(jìn)樣瓶中加入10.0 μL濃度為100 mg/L的內(nèi)標(biāo)溶液,最后用正己烷-乙酸乙酯(1∶1,體積比)混合液定容至1.0 mL,待上機(jī)檢測(cè)。
氣相色譜參考條件:程序升溫:40 ℃保持1 min,以30 ℃/min升溫至130 ℃,再以20 ℃升溫至200 ℃保持3 min,以20 ℃/min升溫至220 ℃保持8 min,以20 ℃/min 升溫至280 ℃保持5 min。進(jìn)樣口溫度:220 ℃; 進(jìn)樣方式:分流進(jìn)樣;分流比:10∶1;進(jìn)樣量:1.0 μL;載氣:氦氣;流速:1.4 mL/min。
EI源,離子源溫度230 ℃,接口溫度280 ℃,四級(jí)桿150 ℃。離子化能量:70 eV;掃描方式:選擇離子掃描方式(SIM),掃描方式(SCAN)用于定性參考,溶劑延遲時(shí)間:4.5 min[12]。
采用市售有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和替代物配制濃度為0.0 mg/L、0.5 mg/L、1.0 mg/L、2.0 mg/L、8.0 mg/L的校準(zhǔn)序列,內(nèi)標(biāo)濃度為1.0 mg/L,使用上述儀器條件進(jìn)行分析,計(jì)算在此方法下的平均響應(yīng)因子相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。
總離子流圖如圖 1 所示,化合物峰形良好。如表 1所示,17 種有機(jī)磷的標(biāo)準(zhǔn)曲線在0.0~8.0 mg/L的濃度范圍內(nèi),其濃度比與響應(yīng)比均呈現(xiàn)出較低的相對(duì)偏差。目標(biāo)化合物相對(duì)響應(yīng)因子的相對(duì)偏差為8.0%~18.4%,相對(duì)偏差均小于20%,滿足此類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求[12]。
圖1 17種有機(jī)磷、2種替代物及4種內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)品的總離子流圖
表1 17種有機(jī)磷農(nóng)藥響應(yīng)因子相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差、 檢出限及測(cè)定下限
稱(chēng)取10.0 g石英砂代替土壤,加入標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)制備7份土壤中有機(jī)磷農(nóng)藥含量為0.1 mg/kg的樣品,并加入5.0 g硅藻土,經(jīng)上述條件進(jìn)行萃取、凈化和濃縮,按式(1)進(jìn)行分析計(jì)算:
式中:MDL為方法檢出限;S為7次平行測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
經(jīng)分析計(jì)算,17種有機(jī)磷農(nóng)藥的檢出限在0.01~ 0.05 mg/kg范圍內(nèi),以4倍檢出限作為測(cè)定下限,由表1可知其檢出限較低,這相較于王威等[13]對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥的定量分析更為靈敏。
用10.0 g石英砂代替實(shí)際土壤制備6份空白樣品,按照土壤樣品分析全過(guò)程進(jìn)行前處理,結(jié)果表明在有機(jī)磷的保留時(shí)間處未發(fā)現(xiàn)定性定量離子,說(shuō)明有機(jī)磷沒(méi)有被檢出,整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程未引入干擾雜峰。
為評(píng)價(jià)方法的穩(wěn)定性,分別稱(chēng)取10.0 g石英砂代替土壤,加標(biāo)制備3個(gè)濃度水平為0.1 mg/kg、0.3 mg/kg、0.6 mg/kg的樣品各6個(gè),按照上述條件進(jìn)行萃取、凈化和濃縮,并加入內(nèi)標(biāo),測(cè)定其加標(biāo)回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。如表2所示,在3種不同加標(biāo)條件下,其回收率(Recovery)分別為55%~139%、63%~140%和57%~133%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)分別為3%~16%、6%~18%和2%~15%,這與饒竹、陳刁麗等研究結(jié)果相類(lèi)似[14-15],說(shuō)明在不同加標(biāo)條件下,其回收率和精密度均滿足標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)規(guī)定,則表明該方法可滿足對(duì)不同濃度的有機(jī)磷農(nóng)藥殘留進(jìn)行測(cè)定的要求,正確度和精密度高,符合分析測(cè)試的要求。
表2 回收率和精密度
建立了一種加速溶劑萃取-固相萃取凈化-氣相色譜-質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定土壤中17種有機(jī)磷農(nóng)藥的分析方法,該方法同時(shí)測(cè)定化合物種類(lèi)多、操作簡(jiǎn)單快速、準(zhǔn)確度高、精密度好,對(duì)環(huán)境的污染和人體的危害程度小,可滿足土壤樣品的日常檢測(cè)分析,為實(shí)驗(yàn)室人員提供科學(xué)的分析依據(jù),符合實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制要求。