索氏提取 -固相萃取 -高效液相色谱法测定土壤中异丙隆
2014-05-25张永兵丁金美
张永兵,丁金美,何 娟
(1.泰州市环境监测中心站,江苏 泰州 225300;
2.江苏省环境保护土壤有机污染物监测重点实验室,江苏泰州 225300)
索氏提取 -固相萃取 -高效液相色谱法测定土壤中异丙隆
张永兵1,2,丁金美1,2,何 娟1,2
(1.泰州市环境监测中心站,江苏 泰州 225300;
2.江苏省环境保护土壤有机污染物监测重点实验室,江苏泰州 225300)
用索氏提取 -固相萃取 -HPLC方法测定土壤中异丙隆。利用正交实验分析影响索氏提取回收率的4种因素,其显著性顺序:提取溶剂的类型 >提取溶剂的比例 >提取温度 >提取时间。最佳索氏提取条件:温度 80℃,提取时间 8h,提取溶剂及比例 V正己烷∶V丙酮=1∶3。方法检测限 0.18 μg/kg,定量检测下限0.90 μg/kg,回收率73.0%~89.0%,相对标准偏差 <5%。
异丙隆;索氏提取;固相萃取;高效液相色谱;土壤;测定
异丙隆是 1972年德国 Hoechst公司研制并推广使用的脲类除草剂,主要适用于小麦、玉米、花生、棉花、水稻等作物防除禾本科杂草及大多数阔叶杂草[1~3]。由于这类物质对人和动物有很高的毒性[4~9],欧盟规定饮用水中的的除草剂含量不得大于0.1μg/L。欧盟法规规定单个苯脲类农药在水中的残留量不得大于 0.1μg/L,茶叶中异丙隆最大残留限量 (MRL)标准为0.1mg/kg[10~12]。目前关于异丙隆残留检测报道多见于食品和水体,对于土壤中异丙 隆 残 留分 析 的报 道 较少[13~16]。因此,建立索氏提取 -固相萃取 -高效液相色谱法测定土壤中异丙隆,为土壤管理与保护提供科学依据,对于农产品安全生产具有重要意义。
1 材料与方法
1.1 仪器材料
Waters 2695 高效液相 色 谱 仪;Waters 2996DAD检测器;Waters Symmetry C18液相色谱柱250mm×4.6mm,5μm (美国沃特世科技有限公司)。CNWBOND Florisil SPE小柱 (上海安谱科学仪器有限公司);LabTech EG20A PLUS电热板(美国莱伯泰科公司);异丙隆标准品 (纯度99%),Sigma公司。正己烷、丙酮、二氯甲烷、乙腈和乙酸乙酯(色谱级):百灵威公司。无水硫酸钠 (分析纯),石英砂 (化学纯):北京通广精细化工公司。
1.2 提取方法
按照土壤监测技术规范 (HJ/T 166-2004)采集和保存土壤样品,土壤样品采集于泰州市周边的某农田。实验时取土壤样品2份,1份用于测定水分 (HJ613-2011),1份用于异丙隆的测定。取10.0g土壤样品研磨后与 10.0g无水硫酸钠混匀,再加入100ml提取溶剂于索氏提取器提取4h,收集提取液,常温下用微弱氮气吹干,再加入5ml正己烷震荡溶解。
1.3 固相萃取
将5ml待净化提取液加入到 SPE小柱中,用3ml正己烷淋洗,再用5ml二氯甲烷∶丙酮 (体积比1∶1)洗脱,收集洗脱液,常温下氮气浓缩,近干后加甲醇定容至1.0ml,待HPLC检测。
1.4 色谱条件
流动相:A乙腈,B水,80%A和20%B等梯度洗脱,速度1.0ml/min。紫外245nm,接收波长430nm,柱温35℃。
2 结果与分析
2.1 索氏提取优化
用正交设计 L9(34)实验确定溶剂类型、溶剂比例、提取温度和提取时间等四因素对索氏提取的影响,每个因素均取3个水平。溶剂类型:正己烷/丙酮、正己烷/二氯甲烷、正己烷/乙酸乙酯;溶剂比例:1∶1,1∶2,1∶3;提取温度为60℃、70℃和80℃;提取时间:4h、6h和8h。按照实验部分中的方法进行分析,影响索氏提取显著性顺序为:提取溶剂的类型 >提取溶剂的比例 >提取温度>提取时间 (见表1)。最佳索氏提取条件:温度80℃,提取时间 8h,提取溶剂及比例 V正己烷∶V丙酮=1∶3。
2.2 定性定量研究
本研究中,结合标准样品的保留时间进行未知色谱峰的定性分析;以外标法定量,即通过比较所测样品溶液与标准样品溶液中各组分的峰面积来定量,标准色谱图见图1。依次配制 0.01mg/L、0.02mg/L、0.05mg/L、0.08mg/L、0.10mg/L异丙隆标准溶液,以质量浓度为横坐标,以峰面积为纵坐标绘制标准曲线。线性相关系数 r=0.9992,回归方程:y=1371.53x-7.61。
表1 异丙隆的正交实验方案、极差和回收率
2.3 检出限与定量限
依据美国 EPA SW-846中规定的方法检出限,分别在7份10.0 g石英砂中加入10 μl 10.0 μg/L标准品溶液,按照本方法处理,计算其标准偏差S,MDL=S×t(n-1,0.99),连续分析7个空白加标样品,在 99%置信区间,7个分析值偏差均很小,此时,t(6,0.99)=3.143,其中t(n-1,0.99)为置信度为99%、自由度为n-1时的t值,n为重复分析样品数,得到本方法检测限0.18 μg/kg,定量检测下限 [(LOQ)=5MDL]是0.9 μg/kg。
2.4 精密度与加标回收
依次向7份某农田同点位同批次10g研磨后土壤样品中加入 1.00~2.50 μg/kg异丙隆标准液,进行7次加标回收测定,回收率为73.0%~89.0% (表2)。
2.5 实际样品的测定
依据梅花点法在某农田采集 5个点位土壤样品。平行测定6次,计算出土壤样品中异丙隆,6次测定结果相对标准偏差均 <5% (表3)。
表2 加标回收率测得结果(μg/kg)
表3 实际样品测定结果
3 结论
正交实验 L9(34)表明:影响索氏提取显著性顺序为提取溶剂的类型 >提取溶剂的比例>提取温度 >提取时间。最佳索氏提取条件:温度80℃,提取时间8h,提取溶剂及比例V正己烷∶V丙酮=1∶3。得到本方法检测限0.18 μg/kg,定量检测下限 0.9 μg/kg,回收率 73.0% ~89.0%,相对标准偏差<5%。
[1]施海燕,吴萍,郭素一,等.水稻及环境中异丙隆残留分析方法研究 [J].农业环境与发展,2008,(3):126-128.
[2]王贵启,李香菊,崔海兰,等.PPM法确定异丙隆对几种冬小麦田主要杂草的最低致死剂量 [J].华北农学报,2008,(S1):280-283.
[3]刘臣辉,龚荐,唐永顺.异丙隆在土壤和小麦中的降解与残留 [J].农村生态环境,1995,(4):14-16,53.
[4]毛善国,徐建明,陈芬.异丙隆和苯磺隆对水稻幼苗生长及叶片内MDA含量的影响 [J].安徽农业科学,2008,(6):54-55.
[5]余大胜,夏金云,李云兴,等.直接竞争 ELISA法测定土壤中异丙隆残留 [J].农药,2008,(12):46-48.
[6]邓海,孟会林,周晓燕,等.异丙隆原药慢性毒性研究 [J].工业卫生与职业病,2008,(6):27-29.
[7]孔治有,杨志雷,覃鹏.低温和异丙隆对大麦生理生化特性的影响 [J].浙江农业学报,2013,(4):23-26.
[8]Desmodesmus subspicatus and Pseudokirchneriella subcapitata,et al.Combination of a higher-tier flow-through system and population modeling to assess the effects of time-variable exposure of isoproturon on the green algae[J].Environmental Toxicology and Chemistry,2012,31(4):899-908.
[9]Fatima Sopeñaa,Kirk Sempleb,Saran Sohic,et al.Assessing the chemical and biological accessibility of the herbicide isoproturon in soil amended with biochar[J].Chemosphere,2012,88(1):77 -83.
[10]罗小勇.农药残留及其对策 [J].中国农学通报,2009,(18):354-357.
[11]黄聪,甘平胜,杨云.衍生化气相色谱法测定大米中异丙隆残留量的研究 [J].中国卫生检验杂志,2003,2(6):42 -43.
[12]薛茂云.农药残留对食品安全的影响及其对策[J].安徽农学通报 (下半月刊),2010,3(8):8-9.
[13]李方实,A.Kettrup P.Kramer,A.Kettrup.酶联免疫吸附法测定水中异丙隆 [J].环境科学学报,2003,3(3):96 -99.
[14]姜忠荣,常磊,林亚静,等.异丙隆高效液相色谱分析方法的研究 [J].江苏农药,1994,4(3):29-30,36.
[15]张娟,李方实.高效液相色谱法测定土壤中异丙隆及其降解产物对异丙基苯胺 [J].农业环境科学学报,2005,(5):170-172.
[16]Séverine Paris-Palacios,Yahia Y.Mosleh,Mohamad Almohamad.Toxic effects and bioaccumulation of the herbicide isoproturon inTubifex tubifex(Oligocheate,Tubificidae):A study of significance of autotomy and its utility as a biomarker[J].Aquatic Toxicology,2010,98,(1):8-14.
Determination of Isoproturon in Soil by Soxhlet's Extraction,Solid Phase Extraction,and High Performance Liquid Chromatography
ZHANG Yong-bing1,2,DING Jin-mei1,2,HE Juan1,2
(1.Taizhou Environmental Monitoring Center,Taizhou Jiangsu 225300 China)
A method for the determination of isoproturon in soil was established by Soxhlet's extraction,solid phase extraction(SPE),and high performance liquid chromatography(HPLC).Four factors influencing the recovery rate through the orthogonal experiment were examined.Their significances rank as types of extraction solvents as the first,followed by ratios of extraction solvents,temperature,and extraction time.The optimal condition of Soxhlet's extraction is under 80℃ with 8 hours of extraction time and the volume ratio(1/3)of hexane and acetone.The test limit of this method is 0.18μg/kg.The recovery rate is between 73.0%and 89.0%with less then 5%of relative standard error.
isoproturon;Soxhlet's extraction;solid phase extraction(SPE);high performance liquid chromatography(HPLC);soil;determination
X83
A
1673-9655(2014)02-0099-04
2014-01-19
863项目《化学品风险评估与风险控制评价技术》,编号:2013AA06A309。
张永兵 (1975-),男,汉族,安徽合肥人,博士后,从事环境监测工作。