饮用水中百菌清、溴氰菊酯测定前处理方法探讨
李雪春1,2, 林野1     
1. 贵州省疾病预防控制中心;
2. 贵州省传染病预防与控制人才基地
摘要: 目的 探索准确快捷的前处理方法提取饮用水中百菌清、溴氰菊酯, 用气相色谱毛细管柱测定。方法 用乙腈对饮用水中的百菌清、溴氰菊酯提取一次后, OV-1701毛细管柱分离, 气相色谱ECD分析测定。结果 百菌清最低检测限为0.10 μg/L, 相对标准偏差(RSD)为5.2%~2.5%, 加标回收率为96.3%~102.4%;溴氰菊酯的最低检测限为0.47 μg/L, 相对标准偏差(RSD)为6.0%~4.7%, 加标回收率为97.1%~103.4%。在水样质量浓度为0.80~60.00 μg/L范围内, 百菌清相关系数为r=0.9989, 溴氰菊酯的相关系数为r=0.9975。结论 在该前处理条件下, 试样经气相色谱测定, 百菌清、溴氰菊酯有较好回收率和理想的重复性, 适用于饮用水的测定。
关键词: 饮用水     百菌清     溴氰菊酯     气相色谱    
Pre-processing Method for Detecting Chlorothalonil and Deltamethrin in Drinking Water
LI Xuechun1,2, LIN Ye1     
Abstract: Objective To explore an accurate and rapid pre-processing method for the extraction of chlorothalonil and deltamethrin in drinking water, which were detected by gas chromatography (GC) with capillary column. Methods Chlorothalonil and deltamethrin in drinking water were extracted once with acetonitrile, separated by OV-1701 capillary column and detected by GC ECD detector. Results In the detection of chlorothalonil in drinking water, the detection limit was 0.10 μg/L; the RSD were 5.2%~2.5%; the recoveries of standard addition were 96.3%~102.4%. In the detection of deltamethrin in drinking water, the detection limit was 0.47 μg/L; the RSD were 6.0%~4.7%; the recoveries of standard addition were 97.1%~103.4%. The correlation coefficient of chlorothalonil in the range of 0.80~60.00 μg/L was 0.9989 and the correlation coefficient of deltamethrin in the same range was 0.9975. Conclusion With this pre-processing methods, the recovery and repeatability of chlorothalonil and deltamethrin in drinking water samples detected by GC with capillary column was satisfactory.
Key words: drinking water     chlorothalonil     deltamethrin     gas chromatography    

百菌清是广谱保护性杀菌剂,化学性质稳定,对多种真菌病害具有预防作用,也可作为防霉剂涂在船舶上防治水藻[1];溴氰菊酯是一种杀虫活性高、杀虫谱广、药效迅速、对作物安全的拟除虫菊酯杀虫剂,被广泛作为农药使用[2]。在自然界水循环过程中,百菌清、溴氰菊酯都不可避免地从多种途径进入水体而污染水源水,影响饮用水水质,《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)[3]对百菌清、溴氰菊酯的限值均作出了规定。《生活饮用水标准检验方法》(GB/T 5750.9-2006)[4]中对百菌清、溴氰菊酯分别采用石油醚分2次萃取的方法进行水样前处理后,以填充柱气相色谱法进行测定,操作繁琐,工作量大。为提高检测效率,在该方法基础上,通过实验对饮用水中百菌清、溴氰菊酯一次萃取的前处理条件和仪器测试条件进行优化组合。

1 材料与方法 1.1 仪器

450-GC气相色谱仪配自动进样器(100位,Varian公司),具电子捕获检测器(ECD),色谱工作站。Laborota 4001旋转蒸发器(Heidolph公司)。

1.2 试剂与标准

乙腈(色谱纯,Tedia);丙酮(色谱纯,Tedia);氯化钠(分析纯,国药集团化学试剂有限公司);无水硫酸钠(分析纯,国药集团化学试剂有限公司,600℃灼烧3 h);超纯水;高纯氮气(≥ 99.999%);百菌清标准溶液、溴氰菊酯标准溶液(100 μg/mL,农业部环境保护科研监测所)。

1.3 样品前处理

取50.0 mL水样于加有20 g氯化钠的100 mL具塞量筒中,加30.0 mL乙腈,剧烈震荡1 min,静置分层。准确吸取有机层15.0 mL,经预先盛装5 g无水硫酸钠的漏斗于100 mL蒸馏瓶中,40 ℃水浴中减压旋转蒸馏至近干。加入1.0 mL丙酮定容,倒入气相色谱样品瓶中,待测。同时做空白对照。

1.4 色谱条件

色谱柱:OV-1701石英毛细管柱(30 m×0.32 mm×0.32μm);柱温程序:柱温180 ℃,恒温10 min后以5℃/min的速率升至255 ℃;进样口温度:260 ℃;检测器温度:300℃;氮气流速3 mL/min;分流比为10 :1;尾吹气流量30 mL/min;进样品量为2 μL。

1.5 标准曲线的绘制

取百菌清、溴氰菊酯标准溶液(100 μg/mL)各0.50 mL,用丙酮定容至25.00 mL,配制得百菌清、溴氰菊酯混合标准储备溶液(2.00 μg/mL)。分别取混合标准储备溶液0.10、0.25、0.50、2.50、5.00和7.50 mL,用丙酮定容至10.00 mL,配制成0.02、0.05、0.10、0.50、1.00和1.50 μg/mL的混合标准系列溶液,进样测定。以待测组份浓度为横坐标,对应的峰高为纵坐标,绘制标准曲线。

1.6 试样的测定

以保留时间定性,通过标准曲线回归方程直接计算样品经前处理后百菌清、溴氰菊酯的质量浓度C,再根据公式(1) 计算得试样的质量浓度。

$ {C_{{\rm{试样}}}}{\rm{ = }}\frac{{C \cdot {V_2} \cdot {V_4}}}{{{V_1} \cdot {V_3}}} $ (1)

式中:C试样—试样待测组分质量浓度,mg/L;

C—前处理后待测组分质量浓度,mg/L;

V1—水样的取样量,L;

V2—提取溶液总体积,L;

V3—吸出用于检测的提取溶液的体积,L;

V4—样品溶液定容体积,L。

1.7 质量控制

分别在水样中加百菌清、溴氰菊酯混合标准储备溶液(2.00 μg/mL)0.10、0.25、0.50、1.25 mL,配制成含百菌清、溴氰菊酯4.00、10.00、20.00、50.00 μg/L的水样,按“1.2”前处理、“1.3”色谱条件进行检测,计算精密度和准实验。

2 结果与讨论 2.1 前处理条件的选择

2.1.1 提取试剂的选择

为减少萃取次数,采用一次萃取的方法,分别用石油醚(60℃~90℃)、乙腈、正己烷作提取试剂,对在水样中加入1.0 mL百菌清、溴氰菊酯混合标准储备溶液(2.00 μg/mL)的模拟水样按“1.2”前处理步骤、“1.3”色谱条件进行测定。结果表明,百菌清提取率乙腈>石油醚>正己烷,溴氰菊酯提取率乙腈>石油醚≈正己烷,故选择乙腈为提取溶剂(图 1图 2)。

图 1 3种试剂提取百菌清色谱图

图 2 3种试剂提取溴氰菊酯色谱图

2.1.2 氯化钠用量的选择

水和乙腈互溶,但加入适量氯化钠后由于盐析作用使水和乙腈分层,为使水和乙腈达到最佳分离效果,提高萃取率,分别在4份50.0 mL模拟水样中加入15、20、25和30 g氯化钠,按“1.2”前处理步骤、“1.3”色谱条件进行测定。结果表明,加入20、25和30 g氯化钠对百菌清、溴氰菊酯萃取率相等并都显著高于加入15 g氯化钠的萃取率。这是由于当加入≥ 20 g氯化钠后,50.0 mL水样达到饱和,此时水和乙腈达到最佳分离效果,使得百菌清、溴氰菊酯的萃取率提高,即乙腈对饱和氯化钠水样中的百菌清、溴氰菊酯有最佳萃取率。

2.1.3 萃取相比的选择

为优选一次萃取条件下测定样品中百菌清、溴氰菊酯的条件,本实验对水相:有机相=5:2~5:6的萃取百分率(E)进行实验,根据公式(2)

$ {\rm{E = }}\left[ {{\rm{D}}/\left( {{\rm{D}} + {{\rm{V}}_{{\rm{水}}}}/{{\rm{V}}_{{\rm{有}}}}} \right)} \right] \times 100\% $ (2)

式中:E—萃取百分率,%;

D—分配系数;

V—水相的体积,mL;

V—有机相的体积,mL。

可知,E由分配系数D和相比V/V决定,D一定,增加有机相比例可提高萃取效率[5-6]。实验结果表明,水相:有机相=5:3~5:6的萃取率相近,故选择水相:有机相=5:3进行萃取,即减小试剂的用量,又能满足萃取要求。

2.2 检出限、检测限和线性关系

将含百菌清0.3 μg/L、溴氰菊酯1.1 μg/L的样品按“1.2”前处理后按“1.3”色谱条件重复测定10次,以峰高对应浓度的3倍标准差为检出限(S/N=3计),10倍标准差为定量下限(S/N=10计)[6]。百菌清最低检出质量浓度为0.030 μg/L,最低检测质量浓度为0.10 μg/L;溴氰菊酯的最低检出质量浓度为0.15 μg/L,最低检测质量浓度为0.47 μg/L。《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)[3]中规定百菌清的限值为0.01 mg/L,溴氰菊酯的限值为0.02 mg/L,本方法最低检测定量质量浓度均满足测定要求。在水样质量浓度为0.80~60.0 μg/L范围内,百菌清的线性方程为y=41 580x-34 099,相关系数为r=0.9 989;溴氰菊酯的线性方程为y=7 045x-5 210,相关系数为r=0.997 5(图 3)。

图 3 百菌清、溴氰菊酯标准色谱图

2.3 方法的精密度与准确度

根据方法的线性范围和国标限值,分别在水样中添加4种不同质量浓度的被测物质混合标准溶液,使其分别分布在曲线范围内低、中、高部分,按“1.2”前处理后按“1.3”色谱条件测定,每个质量浓度测定6个平行样品,计算相对标准偏差(RSD)和平均加标回收率。百菌清的相对标准偏差(RSD)为5.2%~2.5%,加标回收率为96.3%~102.4%;溴氰菊酯相对标准偏差(RSD%)为6.0%~4.7%,加标回收率为97.1%~103.4%,精密度和准确度满足测定要求(表 1)。

表 1 测定饮用水中百菌清、溴氰菊酯的回收率和精密度实验结果(n=6)
化合物 加标量/(μg/L) 测定值/(μg/L) 平均值/(μg/L) RSD/% 回收率/%
1 2 3 4 5 6
百菌清 4.00 4.22 4.00 3.90 3.60 3.84 4.01 3.93 5.2 98.2
10.00 10.15 10.39 10.31 10.27 9.69 10.05 10.14 2.5 101.4
20.00 19.96 21.71 19.90 19.89 21.27 20.15 20.48 3.9 102.4
50.00 46.92 48.28 47.22 46.48 49.15 50.73 48.13 3.3 96.3
溴氰菊酯 4.00 3.76 4.29 4.01 4.19 3.94 3.69 3.94 5.9 98.5
10.00 9.69 10.14 10.32 10.56 10.11 11.25 10.34 5.1 103.4
20.00 20.47 18.28 19.02 19.08 18.51 21.56 19.42 6.0 97.1
50.00 45.95 48.43 49.06 47.02 50.87 52.17 48.92 4.7 97.8

3 结论

本方法采用一次萃取的前处理方法,以毛细管气相色谱测定饮用水中百菌清、溴氰菊酯,灵敏度满足《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)[3]的标准限值要求,精密度和准确度达到检测要求,较《生活饮用水标准检验方法》(GB/T 5750-2006)[4]需分别萃取2次的测定方法,操作简单、快捷。在前处理过程中,只要确保氯化钠在水样中达到饱和状态,且按照水样:乙腈=5:3的相比,可以根据样品的含量增减取样量,使前处理后的样品在线性范围内,即可得到满意的检测结果。

参考文献
[1] 刘艳, 王玫, 黄春燕. 水中百菌清的气相色谱测定法[J]. 环境与健康杂志, 2010, 27(6): 524–525.
[2] 陆旸, 徐娜, 宋洋, 等. 溴氰菊酯检测方法的研究与开发[J]. 安全与检测, 2009, 25(5): 137–141.
[3] 原中华人民共和国卫生部, 中国国家标准化管理委员会. GB 5749-2006生活饮用水卫生标准[S]. 北京: 中国标准出版社, 2007.
[4] 原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: 中国标准出版社, 2007.
[5] 肖新亮, 古风才, 赵桂英. 实用分析化学[M]. 天津: 天津大学出版社, 2000: 89-87.
[6] 夏玉宇. 化验员实用手册[M]. 北京: 化学工业出版社, 2001: 266.
DOI: 10.13421/j.cnki.hjwsxzz.2015.04.019
中国疾病预防控制中心主办。
0
李雪春, 林野
LI Xuechun, LIN Ye
饮用水中百菌清、溴氰菊酯测定前处理方法探讨
Pre-processing Method for Detecting Chlorothalonil and Deltamethrin in Drinking Water
环境卫生学杂志, 2015, 5(4): 385-388
Journal of Environmental Hygiene, 2015, 5(4): 385-388
DOI: 10.13421/j.cnki.hjwsxzz.2015.04.019

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