2. 贵州省传染病预防与控制人才基地
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)。
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| 图 1 3种试剂提取百菌清色谱图 |
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| 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—水相的体积,mL;
V有—有机相的体积,mL。
可知,E由分配系数D和相比V水/V有决定,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)。
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| 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)。
| 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。
| [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. |

