二氯甲烷萃取气相色谱法测定生活饮用水中的2,4-滴和灭草松
黄诚, 薛荣旋     
广东省中山市疾病预防控制中心
摘要: 目的 建立用二氯甲烷萃取生活饮用水中2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-滴)和灭草松,毛细管柱气相色谱电子捕获检测器(GC-ECD)测定其浓度的方法。方法 利用经典的液液萃取技术,选择最佳的衍生化温度反应条件,应用气相色谱法测定水样中2,4-滴和灭草松。结果 以10倍信噪比计,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为0.7 μg/L;工作曲线相关系数r≥0.999;二氯甲烷萃取2,4-滴和灭草松回收率分别在82.0%~89.6%与91.1%~94.4%之间,相对标准偏差在1.3%~2.3%与0.36%~1.7%之间。在10℃~15℃之间衍生化的2,4-滴和灭草松响应值明显高于15℃~20℃之间(P<0.05)。结论 用二氯甲烷进行液液萃取,在10℃~15℃之间进行衍生,方法灵敏度和精密度均能满足分析要求。
关键词: 二氯甲烷     灭草松     2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-滴)     气相色谱法    
Determination of 2,4-D and Bentazone in Drinking Water by Gas Chromatography with Dichloromethane Extraction
Huang Cheng, Xue Rongxuan     
Abstract: Objectives To develop an analytical method for 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) and bentazone in drinking water by using dichloromethane extraction and gas chromatography. Methods The amounts of 2,4-D and bentazone in water samples were detected by dichloromethane extraction and capillary column gas chromatography with electron capture detector through controlling the temperature of derivatization. Results The working curves for 2,4-D and bentazone detection showed good linearity in the range of 0.5~25.0 μg/L and 0.7~25.0 μg/L respectively, with a correlation coefficient of 0.999. The minimum detection concentration for 2,4-D was 0. 5 μg/L and that for bentazone was 0.7 μg/L. The recoveries of 2,4-D and bentazone at three spiking levels were in the range of 82.0%~89.6% and 91.1%~94.4% respectively, and RSDs were in the range of 1.3%~2.3% and 0.36%~1.7%, respectively. The response value in 10℃~15℃ was obviously better than that in 15℃~20℃(P<0.05). Conclusions The sensitivity and precision of the method on detecting 2,4-D and bentazone in water by dichloromethane extraction and derivatization between 10℃ and 15℃ could meet the requirement of the national standard.
Key words: dichloromethane     bentazone     2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D)     gas chromatography    

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。

表 1 灭草松和2,4-滴保留时间、回归方程、线性范围、相关系数
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6.1890.5~25.0y=161.69x+25.020.999
灭草松7.4620.7~25.0y=117.05x+13.700.999

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

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。

表 2 测定加标试样中灭草松、2,4-滴含量的相对标准偏差(RSD)和回收率(n=6)
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(%)
123456平均
2,4-滴2.502.212.222.222.242.292.232.241.389.685.8
10.08.858.518.348.568.658.538.572.085.7
25.021.320.620.420.120.820.020.52.382.0
灭草松2.502.262.322.272.272.262.292.281.091.292.2
10.08.919.009.069.169.249.319.111.791.1
25.023.623.723.623.623.623.823.60.3694.4

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)。

表 3 不同衍生化温度下灭草松、2,4-滴的峰高比较
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(%)
1.0010~15164.03,176.76,179.31,184.48,181.47,186.46178.754.598.36,101.05,104.29,104.51,107.05,107.36103.773.4
15~20146.54,144.33,147.26,142.23,142.23,140.14143.791.981.30,81.23,81.39,79.88,77.66,81.2480.451.8
5.00 10~15718.63,822.19,726.24,729.57,761.88,761.47753.335.1523.58,518.92,522.95,523.15,547.66,541.62529.652.2
15~20627.92,646.81,647.11,653.76,645.68,647.20644.751.4500.45,498.04,503.39,508.93,500.78,500.81502.070.75

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

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。

参考文献
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[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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中国疾病预防控制中心主办。
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黄诚, 薛荣旋
Huang Cheng, Xue Rongxuan
二氯甲烷萃取气相色谱法测定生活饮用水中的2,4-滴和灭草松
Determination of 2,4-D and Bentazone in Drinking Water by Gas Chromatography with Dichloromethane Extraction
环境卫生学杂志, 2014, 4(1): 81-84
Journal of Environmental Hygiene, 2014, 4(1): 81-84

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