李 娜，吳志鵬，桑柳波，唐 毅

（1.中科檢測技術服務（廣州）股份有限公司，廣東廣州 510650；2.中科廣化（重慶）新材料研究院有限公司，重慶 400000）

有機磷一般分為殺蟲劑、殺菌劑、除莠劑和殺線蟲劑等，具有一定毒性，如速滅磷、對硫磷、毒死蜱、內(nèi)吸磷和蠅毒磷等會抑制膽堿酯酶活性，敵敵畏和甲基對硫磷則由于其致癌性被世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機構分別列為2B 類致癌物和3 類致癌物，馬拉硫磷和二嗪農(nóng)則有可能會增加非霍奇金淋巴瘤、前列腺癌和肺癌風險被歸類為可能的人類致癌物。水體是有機磷流失和擴散的主要載體之一，有機磷被水中生物體吸收并在體內(nèi)富集，一方面直接影響土壤和作物健康，另一方面通過食物鏈影響人類健康[1]。

目前，關于水中有機磷的檢測方法主要有氣相色譜法[2，6]、氣相色譜串聯(lián)質譜法[3，7，8]、高效液相色譜法[4，9，10]和高效液相色譜串聯(lián)質譜法[5，11-13]。在國家標準方面，《水質有機磷農(nóng)藥的測定氣相色譜法》（GB/T 13192-1991）、《水、土中有機磷農(nóng)藥的測定氣相色譜法》（GB/T 14552-2003）、《生活飲用水標準檢驗方法農(nóng)藥指標》（GB/T 5750.9-2006）和《水質28有機磷農(nóng)藥的測定氣相色譜-質譜法》（HJ 1189-2021）均是采用液液萃取的方法提取水中的有機磷，濃縮富集化后再分別用氣相色譜和氣相色譜質譜進行定量分析。

本研究擬建立利用液液萃取的前處理技術，選用三氯甲烷為提取溶劑，結合氣相色譜-三重四極桿質譜法（GC-MS/MS）技術，實現(xiàn)了水質中32 種有機磷農(nóng)藥殘留的快速測定，并結合QuEChERS 技術對顏色較深的萃取液凈化過程進行了優(yōu)化。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與裝置

QP2020NX 型氣相色譜-質譜聯(lián)用儀（日本島津公司）；MT2500 型多管漩渦混合儀（上海小螞蟻儀器設備有限公司）；ATX124 型電子天平（日本島津公司）；MTN-5800 型氮吹濃縮裝置（天津奧特賽恩儀器有限公司）；GXC-250*12 型全自動旋轉振蕩器（北京國環(huán)高科自動化技術研究院）；0.22μm 有機相濾膜（上海安譜實驗科技股份有限公司）。

1.2 主要標準品與試劑

敵敵畏、速滅磷、內(nèi)吸磷、滅線磷、治螟磷、甲拌磷、特丁硫磷、二嗪磷、地蟲硫磷、異稻瘟凈、樂果、氯唑磷、甲基毒死蜱、磷胺、甲基對硫磷、毒死蜱、殺螟硫磷、馬拉硫磷、對硫磷、溴硫磷、甲基異柳磷、水胺硫磷、稻豐散、丙溴磷、苯線磷、三唑磷、蠅毒磷混合標準溶液，均為2000μg·mL-1；乙拌磷、倍硫磷、硫環(huán)磷、殺撲磷、乙硫磷、磷酸三丁酯-d27，均為1000μg·mL-1；萘-d8、苊-d10、菲-d10、屈-d12混合標準溶液，均為2000μg·mL-1。以上標準品均購自壇墨質檢科技股份有限公司。

乙酸乙酯、正己烷、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷，HPLC 級，上海安譜實驗科技股份有限公司；NaCl（AR 上海阿拉丁生化科技股份有限公司）；無水Na2SO4（AR 上海麥克林生化科技有限公司）；H2SO4（ρ=1.84g·mL-1，GR 廣州化學試劑廠）；NaOH（GR 廣州化學試劑廠）。

1.3 溶液配制

1.3.1 32 種有機磷混合標準使用液 分別移取27種有機磷混合標準溶液100μL 和乙拌磷、倍硫磷、硫環(huán)磷、殺撲磷、乙硫磷標準溶液各200μL 用丙酮稀釋至10mL，配制成濃度為20μg·mL-1的混合標準使用液。

1．3．2 替代物標準使用液 移取200μL 磷酸三丁酯-d27標準溶液用丙酮稀釋至10mL，配制成濃度為20μg·mL-1的替代物標準使用液。

1．3．3 內(nèi)標使用液 移取50μL 萘-d8、苊-d10、菲-d10、屈-d12混合標準溶液用丙酮稀釋至10mL，配制成濃度為10μg·mL-1的內(nèi)標使用液。

1．3．4 空白樣品基質溶液與基質混合標準工作溶液取若干份100mL 純水在不加入替代物和內(nèi)標的情況下按照1.4.1 中方法進行提取得到空白樣品基質溶液，再加入上述標準使用液配制成濃度為50、100、200、500、1000μg·L-1的基質混合標準工作液系列，加入30μL 內(nèi)標使用液，待測。

1.4 水質中有機磷農(nóng)藥殘留的前處理方法

由于有機磷農(nóng)藥在中性和酸性溶液中較穩(wěn)定而在堿性條件下易分解，因此，需對水樣進行pH 值測定，若水樣pH 值不在5~8 范圍內(nèi)，則需使用H2SO4溶液（1+1）或NaOH 溶液（10g·L-1）將水樣pH 值調節(jié)至5~8。在定容溶劑方面，根據(jù)EPA 8141b 可知，正己烷會造成部分強極性的有機磷農(nóng)藥損失，因此，本方法萃取濃縮后用丙酮定容。1.4.1 地下水/地表水 移取1L 樣品置于預先裝有30g NaCl 的分液漏斗中，搖勻，使NaCl 完全溶解后加入50μL 替代物標準使用液，加入25mL 三氯甲烷液液萃取5min，重復萃取兩次，合并萃取液，萃取液經(jīng)無水Na2SO4脫水后收集轉移至玻璃離心管中，氮吹濃縮至0.5mL 左右，加入5mL 丙酮，繼續(xù)氮吹濃縮至1mL，加入30μL 內(nèi)標使用液，待測。

1.4.2 海水 除不加NaCl 外，其余步驟同1.4.1。

1.4.3 工業(yè)廢水 移取100mL 樣品置于預先裝有3g NaCl 的分液漏斗中，搖勻，使NaCl 完全溶解后加入50μL 替代物標準使用液，加入10mL 三氯甲烷液液萃取5min，重復萃取兩次，合并萃取液，其余步驟同1.4.1。（注：若液液萃取后出現(xiàn)乳化現(xiàn)象，可添加幾滴甲醇破乳；若出現(xiàn)高度乳化現(xiàn)象，可將乳濁液置于離心機中以4000r·min-1離心5min 進行破乳。）

1.5 儀器工作參數(shù)

1.5.1 色譜條件 島津SH-Rtx-5MS 柱（30m×0.25mm，0.25μm），進樣溫度220℃，載氣為He，進樣量為1μL，不分流進樣。GC 升溫程序：初溫40℃，保持4min，以10℃·min-1速率升溫至300℃，保持5min。

1.5.2 質譜條件 電子轟擊離子源，離子源溫度為230℃，接口溫度為250℃；電子倍增壓力為1.3kV，溶劑延遲時間為5min，采集模式為單離子檢測掃描（SIM），其他質譜參數(shù)列于表1。

表1 32 種有機磷、替代物及4 種內(nèi)標物的質譜參數(shù)Tab.1 Mass parameters of 32 organophosphorus, substitution and 4 isotope internal standards

1.6 方法驗證

選用不同空白水質樣品，添加32 種有機磷混合標準溶液，進行低、中、高3 個水平的加標回收實驗，考察方法的準確度（回收率）和精密度（RSD）。方法的基質效應（M）采用單點相對響應值法進行比較[13]，分別討論了地下水、地表水和廢水的M 值。

2 結果與討論

2.1 基體改進

當用有機溶劑對水樣進行萃取時，若劇烈振蕩則極易產(chǎn)生乳化現(xiàn)象，NaCl 的加入可以一定程度抑制乳化現(xiàn)象；而NaCl 的鹽析作用亦可降低有機磷在水中的溶解度，提高在有機溶劑中的溶解度達到提升萃取效率的目的。本文地表水和地下水中的NaCl添加量為30g，廢水中的NaCl 添加量為3g，由于海水中含有鹽類，因此，可不加NaCl。

2.2 提取溶劑優(yōu)化

水質多以正己烷、二氯甲烷、乙酸乙酯等作為提取溶劑。而三氯甲烷具有較強的溶解能力已用作藥品的萃取劑。本文選取正己烷、乙酸乙酯、二氯甲烷和三氯甲烷作為提取溶劑，在水樣中加入32 種有機磷混合標準溶液，分別加入4 種有機溶劑10mL 并重復萃取2 次，比較每種有機磷的回收率，見圖1。

圖1 不同溶劑提取有機磷的回收率Fig.1 Recovery rate of organophosphorus extracted by different solvents

由圖1 可見，正己烷的提取效果最差，這是由于正己烷的極性較小，對極性大的有機磷的提取效果較差；乙酸乙酯對部分有機磷的提取效果遠低于二氯甲烷和三氯甲烷，而二氯甲烷和三氯甲烷的極性大且與水不互溶，根據(jù)相似相溶原理對有機磷的提取效果更好。整體而言對于大部分有機磷農(nóng)藥來說，三氯甲烷的提取效果優(yōu)于二氯甲烷，故本文選擇三氯甲烷作為提取溶劑。

2.3 提取次數(shù)優(yōu)化

對萃取次數(shù)進行了優(yōu)化，采用三氯甲烷分別對地表水、地下水、海水和廢水進行萃取，萃取次數(shù)從1 次起依次遞增，萃取1 次的情況下，4 種水質中部分有機磷的回收率低于60%，萃取2 次后，32 種有機磷的回收率均可以達到60%以上，而當萃取次數(shù)達到3 次后，回收率并無明顯增加，因此，本文中三氯甲烷的萃取次數(shù)為2 次。

2.4 凈化

當萃取液顏色較深時，應對萃取液進行凈化。QuEChERS 是由美國農(nóng)業(yè)部Anastassiades 等[14]人于2003 年開發(fā)的一種用于農(nóng)產(chǎn)品檢測的快速樣品前處理技術，該方法具有快速、簡便、高效等特點。將萃取液轉移至裝有50~100mg 石墨化炭黑（GCB）的玻璃離心管中，渦旋振蕩5min 后離心，收集全部萃取液后氮吹濃縮。為評價GCB 對提取過程的影響，取6 份100mL 廢水樣品，按照1.3 中方法液液萃取后將萃取液混勻并加標，再將萃取液分為各3 份的AB兩組，A 組不加GCB，B 組各加入50mg GCB，比較凈化前后32 種有機磷的平均回收率，結果表明，凈化前后回收率相差不大且結果可滿足實驗要求，說明GCB 不會造成不良影響。綜上，利用QuEChERS 技術，以GCB 為凈化劑，可以去除廢水中的有色物質，大大簡化了操作過程，適用于大批量的樣品凈化。

2.5 基質效應

基質效應是指樣品中基質對分析方法準確測定目標物質能力的干擾。本文采用單點相對響應值法進行實驗，評價了地表水、地下水、廢水與不同溶劑的基質效應，按照式（1）進行計算，M1為丙酮，M2為丙酮+正己烷（1+1），M3為純水在不加入替代物和內(nèi)標的情況下按照1.4.1 中方法進行提取得到空白樣品基質溶液，結果見圖2。

圖2 不同溶劑的基質效應Fig.2 Matrix effects of different solvents

基質效應（M）=B/A（1）式中 A：在溶劑中有機磷的響應值，mAu·min；B：樣品基質中添加的相同含量有機磷響應值，mAu·min。

當M＞1.2 時，表明為基質增強效應；當M＜0.8時，表明為基質減弱效應。

由圖2 可見，部分有機磷在地表水、地下水、海水和廢水中出現(xiàn)明顯的基質增強效應（M1和M2值均大于1.2）或減弱效應（M1和M2值均小于0.8），其中內(nèi)吸磷、滅線磷、樂果、硫環(huán)磷和蠅毒磷等基質增強效應非常明顯，而4 種水質的M3值則均在0.8~1.2 之間，因此，本文選擇純水基質溶液來配制標準工作系列。

2.6 方法學評價

2.6.1 線性范圍和檢出限 在優(yōu)化的實驗條件下，對1.3 中配制的基質混合標準工作溶液系列進行測定，以目標物質的質量濃度為橫坐標，以目標物質峰面積與內(nèi)標峰面積比值為縱坐標，繪制目標物質的內(nèi)標標準曲線，32 種有機磷含量在50~1000μg·L-1范圍內(nèi)線性良好，相關系數(shù)R2均大于0.995。按照HJ 168-2020 中要求進行檢出限實驗，地表水、地下水和海水加標量為0.1μg·L-1，廢水添加量為1.0μg·L-1，檢出限和定量限具體數(shù)據(jù)見表2。

表2 32 種有機磷的檢出限、定量限Tab.2 LOD and LOQ of 32 organophosphorus

2.6.2 加標回收和精密度 對空白地表水、地下水、海水和廢水樣品進行加標回收實驗，地表水、地下水和海水的添加水平分別為0.1、0.4、0.8μg·L-1，廢水的添加水平分別為1.0、4.0、8.0μg·L-1，每組加標做6個平行樣，按照1.4 中內(nèi)容進行前處理，計算回收率和相對標準偏差，結果表明，32 種有機磷在4 種水質中的回收率在65.5%~118.2%之間，其中回收率為70%~100%的占比超過90%，相對標準偏差均小于10%，方法具有很好的準確性和精密度。

2.7 實際樣品檢測

對采自廣州地區(qū)的地下水、廢水和海水3 份水樣進行實際樣品分析，按照1.4 中內(nèi)容進行前處理并進行檢測，結果在地下水樣品中檢出了三唑磷，其濃度為0.342μg·L-1，這是由于三唑磷是少數(shù)可以在水中穩(wěn)定的廣譜有機磷殺蟲劑，其余有機磷均未檢出。

3 結論

本文建立了GC-MS/MS 方法測定地表水、地下水、廢水和海水中32 種有機磷的檢測方法，比較了不同溶劑的提取效果，考察了基質效應的影響；對于顏色較深的廢水樣品，以GCB 為凈化劑結合QuEChERS 技術對萃取液進行凈化，取得了良好的效果。該方法具有前處理簡單、檢出限低、回收率優(yōu)、重復性好等特點，可應用于地表水、地下水、海水和廢水中痕量有機磷農(nóng)藥殘留的測定和評價。