灭草松又名排草丹、苯达松,相对分子量240.28,白色结晶,是触杀型具选择性的苗后除草剂,对阔叶杂草具有较好的防效。2,4-滴化学名2,4-二氯苯氧乙酸,一种常用的除草剂,有毒,微溶于水、油类,溶于乙醇等。低剂量使用为植物生长调节剂,高剂量使用可杀死双子叶植物。
目前我国《生活饮用水标准检验方法 农药指标》(GB/T 5750.9-2006)[1]中灭草松和2,4-滴的检测,前处理采用乙酸乙酯萃取,毛细管柱气相色谱法进行分析定量。近年来,采用固相萃取法进行前处理,高效液相色谱法或超高效液相色谱/串联质谱直接测定2,4-滴和灭草松的方法已多有报道,快速、准确、灵敏度高,但所使用的仪器设备也相对昂贵[2-5]。本文采用二氯甲烷进行液液萃取,气相色谱法测定不同浓度下的加标回收率;同时探讨在不同温度范围方法的测定灵敏度。
1 材料与方法 1.1 仪器Agilent 6890 N气相色谱仪(包括分流/不分流进样系统,Chemstation软件)、μ-ECD检测器、石英毛细管柱HP-5(30 m×0.32 mm×0.25 μm)、氮吹仪、超声仪等。
1.2 试剂有机溶剂:无水乙醇、正己烷均为色谱纯;二氯甲烷、碘甲烷均为分析纯,需排除干扰峰的存在或重蒸处理测定;其他试剂:硝酸、无水硫酸钠、四丁基硫酸氢铵、氢氧化钠为分析纯。
碘甲烷+二氯甲烷(V+V,1+9):量取20 mL碘甲烷,溶于180 mL二氯甲烷溶剂中,混匀,此溶液现用现配。
四丁基硫酸氢铵—氢氧化钠溶液:分别称取6.8 g四丁基硫酸氢铵和4.0 g氢氧化钠,溶于200 mL纯水中,混合均匀。
1.3 样品处理方法 1.3.1 水样采集和保存按照《生活饮用水标准检验方法 农药指标》(GB/T 5750.9-2006)[1]中规定的方法处理。
1.3.2 水样预处理准确量取水样(pH<1)200 mL于500 mL分液漏斗中,用50 mL二氯甲烷分3次萃取,使二氯甲烷和水溶液充分混合,静置分层,合并有机相,氮吹浓缩近干。
1.3.3 衍生将溶剂挥干,加入10 mL碘甲烷+二氯甲烷(V+V,1+9)和10 mL四丁基硫酸氢铵—氢氧化钠溶液,超声反应50 min。加冰水反应温度在10℃~20℃之间,反应完成后,转移反应液至50 mL分液漏斗,静置分层,收集有机相,无水硫酸钠干燥,氮吹浓缩至干,用正己烷定容至1.00 mL。
将标准溶液系列分别进样1 μL到气相色谱仪中,按设置的条件进行分析,绘制标准曲线。
1.4 色谱条件色谱柱:HP-5毛细管柱,30 m×0.32 mm×0.25 μm;温度:进样口250℃,检测器280℃;柱温:150℃(2 min),10℃/min,250℃(8 min);载气:高纯N2,恒流2.5 mL/min;进样方式:分流进样,分流比20 ∶1;进样体积:1 μL
1.5 标准溶液的制备 1.5.1 标准储备溶液灭草松和2,4-滴标准溶液,浓度均为 100 μg/mL,购自农业部环境保护科研监测所。灭草松溶剂为乙醇,2,4-滴溶剂为甲醇。
1.5.2 标准中间溶液准确吸取灭草松、2,4-滴各1.00 mL于装有适量无水乙醇的10 mL容量瓶中,用无水乙醇稀释至刻度,得灭草松、2,4-滴浓度均为10.0 μg/mL。
1.6 工作曲线的制备分别吸取标准中间溶液0、50.0、100、200、300、400和500 μL,将溶剂挥干,再按照1.3.3节衍生步骤进行衍生,最终定容体积1.00 mL,分别进样1.0 μL到气相色谱仪中,绘制工作曲线。工作曲线质量浓度相当于水中质量浓度为0、2.50、5.00、10.0、15.0、20.0 和25.0 μg/L。
2 结果与讨论 2.1 线性和最低检测质量浓度在选定的色谱条件下,2,4-滴、灭草松的工作曲线、回归方程、保留时间、线性范围等见表 1,标准色谱图和加标水样色谱图分别见图 1和图 2。以10倍信噪比计,2,4-滴的检测限为0.10 μg/mL,灭草松的检测限为0.14 μg/mL。以取样量200 mL计,2,4-滴的最低检测质量浓度为0.5 μg/L,灭草松的最低检测质量浓度0.7 μg/L。
| 农药名称 | 保留时间(min) | 线性范围(μg/L) | 回归方程y=bx+a | 相关系数(r) |
| 2,4-滴 | 6.189 | 0.5~25.0 | y=161.69x+25.02 | 0.999 |
| 灭草松 | 7.462 | 0.7~25.0 | y=117.05x+13.70 | 0.999 |
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| 注:1:2,4-滴,6.189 min;2:灭草松,7.462 min 图 1 灭草松和2,4-滴标准色谱图 |
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| 注:1:2,4-滴,6.189 min;2:灭草松,7.462 min 图 2 加标水样中灭草松和2,4-滴色谱图 |
2.2 加标回收试验和精密度试验
在200 mL经预处理的超纯水中,分别加入50.0、200和500 μL的标准储备液,制得含量分别为2.50、10.0和25.0 μg/L的加标试样,按样品处理方式和色谱条件进行6次平行测定,加标回收试验和相对标准偏差结果如表 2所示。
| 加标量(μg/L) | 加标样检测结果(μg/L) | RSD (%) | 加标回收率 (%) | 平均加标回 收率(%) | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 平均 | |||||
| 2,4-滴 | 2.50 | 2.21 | 2.22 | 2.22 | 2.24 | 2.29 | 2.23 | 2.24 | 1.3 | 89.6 | 85.8 |
| 10.0 | 8.85 | 8.51 | 8.34 | 8.56 | 8.65 | 8.53 | 8.57 | 2.0 | 85.7 | ||
| 25.0 | 21.3 | 20.6 | 20.4 | 20.1 | 20.8 | 20.0 | 20.5 | 2.3 | 82.0 | ||
| 灭草松 | 2.50 | 2.26 | 2.32 | 2.27 | 2.27 | 2.26 | 2.29 | 2.28 | 1.0 | 91.2 | 92.2 |
| 10.0 | 8.91 | 9.00 | 9.06 | 9.16 | 9.24 | 9.31 | 9.11 | 1.7 | 91.1 | ||
| 25.0 | 23.6 | 23.7 | 23.6 | 23.6 | 23.6 | 23.8 | 23.6 | 0.36 | 94.4 | ||
2.3 衍生条件优化试验
在实验过程中,温度对于试样的响应值有较大的影响,在进行了一系列的实验后,发现标准品在10℃~15℃之间以及15℃~20℃之间衍生后,检测结果的灵敏度明显不同。按工作曲线制备的操作步骤,分别测定1.00 μg/mL和5.00 μg/mL的灭草松、2,4-滴,每个浓度在两个温度范围内分别进行6次平行测试(表 3)。
| 浓度 (μg/mL) | 温度范围 (℃) | 2,4-滴(Hz) | 灭草松(Hz) | ||||
| 峰高 | 平均值 | RSD(%) | 峰高 | 平均值 | RSD(%) | ||
| 1.00 | 10~15 | 164.03,176.76,179.31,184.48,181.47,186.46 | 178.75 | 4.5 | 98.36,101.05,104.29,104.51,107.05,107.36 | 103.77 | 3.4 |
| 15~20 | 146.54,144.33,147.26,142.23,142.23,140.14 | 143.79 | 1.9 | 81.30,81.23,81.39,79.88,77.66,81.24 | 80.45 | 1.8 | |
| 5.00 | 10~15 | 718.63,822.19,726.24,729.57,761.88,761.47 | 753.33 | 5.1 | 523.58,518.92,522.95,523.15,547.66,541.62 | 529.65 | 2.2 |
| 15~20 | 627.92,646.81,647.11,653.76,645.68,647.20 | 644.75 | 1.4 | 500.45,498.04,503.39,508.93,500.78,500.81 | 502.07 | 0.75 | |
2.4 提取剂的选择
本文采用二氯甲烷进行液—液萃取,相比用乙酸乙酯,操作较为简便,可直接多次萃取,减少因转换分液漏斗而造成的损失,提高回收率。经试验,在本实验室采用国标方法,用乙酸乙酯提取,2,4-滴及灭草松的回收率均低于60%。采用二氯甲烷提取,2,4-滴的加标回收率大于82%,相对标准偏差小于10%;灭草松的加标回收率大于91%,相对标准偏差小于5%。
2.5 衍生温度的影响由表 3可以发现,10℃~15℃之间衍生后的2,4-滴和灭草松峰高明显高于15℃~20℃之间,有显著性差异(P<0.05),提示在10℃~15℃之间进行衍生,可以明显提高方法的灵敏度。
2.6 方法的应用利用本分析方法,检测了29份出厂水样品中的灭草松和2,4-滴,结果均小于方法的最低检测质量浓度。
3 小结本文选用二氯甲烷萃取生活饮用水中的2,4-滴和灭草松,在10℃~15℃范围内衍生,试验结果表明,测定的灵敏度、准确度和最低检测质量浓度等均能满足国家标准规定的要求。方法中需要注意的是衍生过程中控制好温度和时间,同时衍生试剂宜现用现配。该法的优点是所用仪器和试剂易于获得,成本较低,适用于基层实验室日常检测。缺点是该实验过程需要复杂的前处理和衍生化反应,ECD检测杂峰较多。
| [1] | 中华人民共和国卫生部,中国国家标准化管理委员会. GB/T 5750-2006生活饮用水标准检验方法[S]. 北京:中国标准化出版社,2007. |
| [2] | 陈砚朦, 钟淑婷, 甘凤娟, 等. 超高效液相色谱/串联质谱分析生活饮用水中莠去津和灭草松[J]. 中国卫生检验杂志, 2008, 18(4): 590–592. |
| [3] | 韩见龙, 汤均. 气相色谱法测定水中灭草松[J]. 中国卫生检验杂志, 2003, 13(3): 308–310. |
| [4] | 陈锋, 蔡少杰, 李庆云, 等. 高效液相色谱法测定水中酸性除草剂灭草松和2,4-滴[J]. 分析试验室, 2008, 27(增刊): 286–288. |
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