气相色谱法测定工作场所空气中的毒死蜱

邱永红，武洪丽，顾海

(乌鲁木齐市疾病预防控制中心，乌鲁木齐 830026)

毒死蜱[化学名为O，O-二乙基-O-(3，5，6-三氯-2-吡啶基)硫代磷酸酯]溶于大多数有机溶剂，在工作场所空气中以蒸气状态存在。毒死蜱属中等毒性有机磷杀虫剂，对眼睛有轻度刺激，对皮肤有明显刺激性，长时间接触会产生灼伤。在动物体内能很快解毒，对鱼和其它水生动物毒性较高，对蜜蜂有毒。毒死蜱对人体主要毒性作用表现为抑制胆碱酯酶活力［1］。

GBZ 2.1–2007［2］规定了毒死蜱的时间加权平均容许浓度为0.2 mg／m3，但目前还没有配套的检测方法。上述标准允许使用国内外公认的测定方法，比如使用美国职业安全与卫生研究所(NIOSH)建立的检测方法［3］，但其采样方法与我国职业卫生采样规范差别较大，且检测成本高。国内已经有一些关于工作场所空气中毒死蜱测定方法的研究［4–6］，有的研究还申报了国家职业卫生标准检测方法，这些研究或多或少还存在一些问题。2013年9月印发的《卫生计生委职业卫生标准专业委员会关于征求〈工作场所空气有毒物质测定〉系列国家职业卫生标准意见的函》(职卫标发［2013］027号)对GBZ／T160系列检测方法提出了大幅修改，但仍然将毒死蜱列入“有容许浓度、没有标准方法的化学物质”，说明国内工作场所空气中毒死蜱的测定方法研究还不够成熟，有待于进一步完善。笔者采用低毒、经济的丙酮为解吸剂，利用工作曲线法测定了空气中的毒死蜱，解决了解吸率达不到标准要求的问题。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

气相色谱仪：Agilent 7890A型，配火焰光度检测器(FPD)和液体自动进样器，美国Agilent公司；

氢气发生器：SGH–300型，北京东方精华苑科技有限公司；

空气发生器：SGK–2LB型，北京东方精华苑科技有限公司；

氮气：纯度不小于99.999%，且经烃类、氧、水3种捕集阱净化；

吸附管：溶剂解吸型硅胶管，内装100 mg／50 mg硅胶，江苏省盐城市科博电子仪器有限公司；

溶剂解吸瓶：2 mL；

微量注射器：10 μL；

丙酮、甲苯、乙腈、二氯甲烷、乙酸乙酯：分析纯，经色谱鉴定无干扰峰；

毒死蜱标准品：1.00 mg／mL(甲醇溶剂)，GBW(E)081141–13002，中国计量科学研究院。

1.2 采样

按照GBZ 159–2004 《工作场所空气中有害物质监测的采样规范》执行。

1.3 色谱条件

色谱柱：DB–5毛细管色谱柱(30 m×0.32 mm，0.25 μm，美国Agilent公司)；载气：氮气，恒流1 mL／min；柱箱升温程序：初始温度50℃保持1 min，以20℃／min升至100℃，再以10℃／min升至220℃，保持3 min；进样口温度230℃；进样模式：不分流进样；检测器：火焰光度检测器(FPD)，检测器温度为240℃；氢气流量：75 mL／min；空气流量：100 mL／min；尾吹气流量：60 mL／min。

1.4 实验步骤

1.4.1 样品处理

将采过样的溶剂解吸型吸附管前后段吸附剂分别倒入2 mL解吸瓶中，加入1.0 mL解吸液，加盖密封，不时振摇，解吸1 h以上，解吸液供测定。

1.4.2 标准曲线绘制

用解吸液将毒死蜱标准溶液稀释成质量浓度 分 别 为0，0.10，0.20，0.50，1.00，2.00，5.00，10.0 μg／mL的系列标准溶液，按1.3色谱条件，分别进样1.0 μL，每个浓度重复测定3次，以测得的峰面积均值对毒死蜱浓度(μg／mL)绘制标准曲线。

1.4.3 工作曲线绘制

用解吸液将毒死蜱标准溶液稀释成质量浓度分别 为0，0.10，0.20，0.50，1.00，2.00，5.00，10.0 μg／mL的系列标准溶液，取8个溶剂解吸瓶，每个瓶放入新打开的硅胶管中100 mg硅胶，分别取1.00 mL标准溶液系列加入解吸瓶，配制成工作曲线系列，平衡1 h以上，取上清液，按1.3色谱条件，分别进样1.0 μL，每个浓度重复测定3次，以测得的峰面积均值对毒死蜱质量浓度(μg／mL)绘制工作曲线。

1.4.4 样品测定

按测定标准系列的操作条件测定样品和空白对照解吸液，测得的样品峰面积减去空白对照的峰面积值后，由工作曲线得毒死蜱的质量浓度。

2 结果与讨论

2.1 色谱条件选择

采用DB–5色谱柱时，毒死蜱和对硫磷、倍硫磷难以分开；采用DB–17色谱柱时，毒死蜱和马拉硫磷难以分开；采用DB–1701色谱柱时，毒死蜱和甲基对硫磷、毒壤磷难以分开；采用DB–35色谱柱时，毒死蜱和马拉硫磷、毒壤磷难以分开；采用DB–XLB色谱柱时，毒死蜱和倍硫磷难以分开。根据采样现场情况实验采用DB–5色谱柱。

毒死蜱沸点为200℃，气相色谱仪进样口在200℃以上都能正常出峰，由于色谱柱升温程序最高220℃，因此选择样口温度为230℃；标准系列最低浓度为0.1 μg／L，为了保证足够的灵敏度和尽量低的检出限，采用脉冲不分流进样模式；载气流量采用内径0.32 mm色谱柱常用的1 mL／min；程序升温初始温度50℃，略低于丙酮沸点56℃，以实现“溶剂聚焦”改善峰形，保持1 min进样完成后，以较快的升温速率20℃／min升至100℃，使溶剂快速蒸发，再以较慢的升温速率升至220℃，获得较好的分离效果，在220℃保持一个3 min的平台，毒死蜱在平台期间出峰，基线平直且峰形良好；检测有机磷时检测器温度280～300℃较好，但实验所用FPD检测器的最高使用温度为250℃，为了延长FPD的寿命并保证其长期稳定性，温度设为240℃。

2.2 吸附材料选择

美国职业安全与卫生研究所(NIOSH)已建立了毒死蜱的采样和分析方法，采样材料为XAD–2吸附管，采样的总体积为12～240 L。这种采样材料过于昂贵，且采样方法与我国的采样规范不一致［3］。笔者采用国内经过多次验证过的硅胶管作为吸附材料［4–6］，采购方便而且经济实用。

2.3 解吸溶剂选择

验证了文献中使用的几种解吸溶剂和检测有机磷常用的几种有机溶剂，如甲苯–丙酮(体积比为9∶1)、甲苯、丙酮、乙腈、二氯甲烷、乙酸乙酯等，解吸效率都达不到标准要求。采用绘制工作曲线的办法，解吸率可以达到标准的要求，此时溶剂选用低毒、经济、采购容易的丙酮。

2.4 干扰试验

虽然气相色谱使用的毛细管色谱柱柱效很高，FPD的选择性很强，能够避免很多干扰物的影响，但有机磷种类繁多，毒死蜱的保留时间处于有机磷类出峰集中的时间区域，干扰不可避免地存在。判断干扰是否存在有3种方法：第一是采样现场调查；第二是样品出峰异常，如峰位偏离、峰宽变大、双头峰、肩峰等；第三是用质谱检测器分析。排除干扰的办法：一是更换合适的色谱柱，成本低但是操作繁琐；二是用质谱检测器的选择离子分析，成本高但是结果准确，对色谱柱要求低，有条件的实验室应当采用此法。

2.5 解吸效率

取18支硅胶管分为3组，每组6支，分别加入1.00 μg／mL的毒死蜱标准溶液0.50，1.00，2.00 mL，立即套上塑料帽，放置过夜。翌日，用解吸液洗脱吸附管上的毒死蜱，并测定每支管上的吸附量。同时做3支空白对照管，计算解吸效率。

根据文献［4–6］的方法，按1.4.2标准曲线法进行测试，结果见表1。

表1 毒死蜱在硅胶管中各种解吸液的解吸效率

由表1可知，其解吸效率均不满足GBZ／T 210.4–2008中规定的平均解吸效率不小于90%的要求。

按1.4.3绘制工作曲线代替标准曲线。在1.3色谱条件下测定，结果见表2，色谱图见图1。由表2可知，毒死蜱解吸效率为93.3%～97.4%，满足GBZ／T 210.4–2008的要求。

表2 毒死蜱在硅胶管中丙酮解吸工作曲线法计算的解吸效率

图1 毒死蜱工作曲线色谱图

2.6 工作曲线与线性范围

按1.4.3绘制工作曲线，以峰面积y对毒死蜱质量浓度x进行线性回归得线性回归方程为y=9 308.7x–794.1，线 性 范 围0.10～10.0 μg/mL，相关系数r=0.999 5。以3倍噪声计算得检出限为0.010 μg／mL。在采样体积为4.5 L，解吸体积为1.0 mL的条件下，空气中毒死蜱含量的线性范围为0.022～2.2 μg／L，检出限为0.002 μg／L。

2.7 精密度试验

配制浓度分别为0.50，1.00，2.00 μg／mL的毒死蜱标准溶液，在3天内每个浓度重复测定6次，计算相对标准偏差，结果见表3。由表3可知，测定结果的相对标准偏差均小于10%，精密度结果符合GBZ／T 210.4–2008职业卫生标准制定指南的要求。

表3 毒死蜱精密度试验结果

2.8 准确度试验

按1.4方法进行加标回收试验，结果见表4。由表4可知，回收率为94.0%～97.3%，说明测定结果较准确。

表4 回收试验结果

3 结语

采用气相色谱法测定了工作场所空气中的毒死蜱，以工作曲线法代替标准曲线法，提高了测定结果的准确度，满足GBZ／T 210.4–2008的要求。气相色谱柱种类繁多，没有一种色谱柱可以分离所有物质，应根据干扰物的发生情况灵活选择色谱柱以避开干扰。制定标准方法时，可列举出多种可选择的色谱柱，而不是仅指定一种色谱柱。

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