液液萃取-气相色谱法测定生活饮用水中有机磷农药

李华尚卫杨春王高红鱼甜甜杨凯淇薛智凤

(1.陕西省地质调查院实验中心，陕西 西安 710000；2.陕西省地质调查院，陕西 西安 710054；3.生态环境损害鉴定评估中心，陕西 西安 710000；4.汉中天坑群国际研究基地，陕西 汉中 723000)

有机磷农药作为一类广泛用于农业生产的除草剂、杀菌剂、杀虫剂等化学农药，因其低廉的价格和对农产品有效的增产作用而受到人们的喜爱。但有机磷农药在使用时会存在残留问题，其作为一种高毒性的有机物通过对地表、地下水、土壤环境及果蔬产品的污染，严重影响着人们的健康和生命安全。因此，有机磷农药的检测技术显得至关重要，提高其检测水平已迫在眉睫[1]。

有机磷农药的检测方法通常采用气相色谱法[2]、气相色谱-质谱联用法[3]、液相色谱法[4]和液相色谱-质谱联用法[5]。气相色谱-质谱联用法和液相色谱-质谱联用法因其检测成本较高，在日常检测中较少使用。液相色谱法，检测时需用较多的有机溶剂，既不环保又造成浪费。此外，液相色谱仪价格及日常维护费用较高，分析时间较长。而气相色谱法则具有显著的优点：对样品分离效率高，检测速度快，灵敏度高；操作相对简单，重复性好，适用范围广；成本较低，对于大批量检测具有较高的经济优势。

实验室在参照国标《生活饮用水标准检验方法农药指标》[6](GB/T 5750.9-2006)4.2中毛细管柱气相色谱法中的升温程序对5种有机磷农药进行检测，多次试验并未有明显出峰。本文在充分试验的基础上，使用二氯甲烷(CH2Cl2)为萃取剂，选用HP-5毛细管柱分离，火焰光度检测器检测，对丙酮中5种有机磷农药进行测定，以保留时间进行种类判别即定性，并通过外标法进行定量(各组分浓度对应峰面积值)。该方法所用分析时间短，检出限低(0.016～0.036μg·L-1)，正确度好(平均加标回收率P′在101.1%～106.2%)，精密度高(RSD′在1.05%～2.80%)，适用于大批量样品中有机磷农药的分析检测，且范围较广。

1 材料和方法

1.1 仪器与试剂

1.1.1 仪器

Agilent7890B型气相色谱仪，火焰光度检测器，Agilent 7693自动进样器，KD浓缩器，10μL微量注射器。

1.1.2 试剂

丙酮(成都市科隆化学品有限公司)，二氯甲烷(CH2Cl2)(Grace chemiacal technology co.LTD，GR)，无水硫酸钠(天津大茂化学试剂厂，AR)。

1.2 标准溶液的配制

1.2.1 标准溶液

敌敌畏、乐果、甲基对硫磷、马拉硫磷、对硫磷，浓度均为100μg·mL-1，北京海岸鸿蒙标准物质技术有限责任公司。

1.2.2 标准使用溶液

使用前用二氯甲烷(CH2Cl2)将标准储备溶液稀释至10μg·mL-1。

1.2.3 标准曲线建立

分别量取0μL、1.0μL、1.25μL、2μL、2.5μL、5μL、10μL、25μL、50μL、100μL的10μg·mL-1混合标准使用液于1mL的样品瓶中，选取二氯甲烷(CH2Cl2)将上述的样品瓶中试样稀释成质量浓度为0.00μg·mL-1、0.01μg·mL-1、0.0125μg·mL-1、0.02μg·mL-1、0.025μg·mL-1、0.05μg·mL-1、0.1μg·mL-1、0.25μg·mL-1、0.5μg·mL-1、1.0μg·mL-1的标准系列，横、纵坐标分别采用各离子的质量浓度和峰面积，在上述色谱条件下进行分析，并绘制标准曲线。

1.3 样品前处理

1.3.1 萃取

将50mL水样倒置于500mL的分液漏斗中，用50mL二氯甲烷(CH2Cl2)分2次萃取，在合并萃取液后，选取无水硫酸钠进行脱水。

1.3.2 浓缩

将脱水后的萃取液于40～60°C水浴中浓缩至1.0mL，供分析使用。

1.4 色谱条件

色谱柱：HP-5毛细管(30m×0.32mm×0.25mm)；FPD检测器温度：270℃；气化室温度：270℃；尾吹气流量：氮气(N2)，15mL·min-1；氢气(H2)流量：30mL·min-1；空气流量：100mL·min-1；温度程序:初温120℃，以50℃·min-1升至200℃，保持1min，再以20℃·min-1升至280oC，保持3min；进样方式：采取不分流进样；进样量：1.0μL。

1.5 色谱条件的优化

王春晓等[7-13]通过气相色谱法检测水中7种有机磷农药，但其升温程序繁琐、分析时间较长且正确度不高。参考GB/T 5750.9-2006中所推荐的色谱条件(升温程序)，多次试验5种有机磷农药并未出峰。本文在其基础上进行了优化，采用初温120℃，以50oC·min-1升至200℃，保持1min，再以20℃·min-1升至280℃，保持3min。优化后的升温程序，获得了5种有机磷农药的色谱峰且峰形较好。相比于王春晓等人所做方法，时间缩短5min左右且升温程序更为简单。

2 结果与讨论

2.1 线性范围和检出限

5种有机磷农药在1.4色谱条件下进行分离，其结果如图1所示。横坐标(X)、纵坐标(Y)分别选取进样浓度和峰面积，建立标准工作曲线。参考HJ 168-2020环境监测分析方法标准制订技术导则，计算本实验的检出限：

MDL=t(n-1,0.99)×S

式中，n为样品测定次数7；t为自由度，为n-1，置信度为99%时的t分布，t=3.143；S为7次平行测定的标准偏差。如表1所示，5种有机磷农药在0.01～1.00μg·mL-1范围内具有良好的线性关系，相关系数(R2)均大于0.999，检出限范围为0.016～0.036μg·L-1，满足《GB/T 5750.9-2006生活饮用水标准检验方法农药指标》标准方法的检出限要求。

图1 5种有机磷农药标准色谱图

表1 5种有机磷农药的线性方程、相关系数、保留时间和检出限

2.2 精密度和加标回收率的测定

取西安市自来水厂生活饮用水采样后，实验检测分析实际样品中5种有机磷农药含量，结果表明均未检出，对其中1个点位进行加标测试，采用低中高0.05μg·mL-1、0.30μg·mL-1和0.50μg·mL-13种浓度，所测样品在同一条件下连续进样6次，按照1.3样品前处理进行实验操作，并在分析测定后进行精密度和加标回收率的计算，结果见表2。由表2可见，5种有机磷农药敌敌畏、乐果、甲基对硫磷、马拉硫磷和对硫磷的精密度(RSD′)和加标回收率(P′)分别为0.752%～1.56%、1.21%～5.74%、1.11%～2.31%、1.52%～3.04%、0.892%～5.60%和94.67%～106.8%、97.0%～105.6%、102.3%～112.4%、98.33%～110.0%、95.67%～105.6%；平均精密度和平均加标回收率分别为1.05%～2.80%和101.1%～106.2%。相比于王春晓等[7]所测得水中7种有机磷农药，其加标回收率为90.4%～97.3%，故而本方法所得样品加标回收率(正确度)明显较优，说明该方法准确可靠，有益于推广。

表2 样品中3个水平加标下5种有机磷农药的回收率和精密度

3 结论

本文以二氯甲烷(CH2Cl2)为萃取剂，通过气相色谱法对生活饮用水中5种有机磷农药进行测定，选取HP-5型号毛细管色谱柱分离后，采用气相色谱火焰光度法对其进行检测，以保留时间进行种类判别即定性，并通过外标法进行定量(各组分浓度对应峰面积值)。通过分析研究发现，气相色谱法测定生活饮用水中5种有机磷农药在0.01～1.0μg·mL-1浓度范围内具有良好的线性关系，相关系数为0.9997～0.9999。该方法分析时间短，检出限低(0.016～0.036μg·L-1)，正确度好(平均加标回收率P′在101.1%～106.2%)，平均精密度高(RSD′在1.05%～2.80%)。本实验所建立的采用气相色谱法测定生活饮用水中5种有机磷农药，可快速同时检测，且具有操作简单、效率高、溶剂使用量少等特点，但目前其多样性及适用性等方面仍需深入研究，进而为生活饮用水中多种有机磷农药的快速同时检测技术发展，提供有效并可靠的理论依据及技术支撑。