摘要本文建立了一种简单、快速测定饮用水中痕量有机磷农药(OP)的方法。样品采用二氯甲烷萃取后,不必做进一步处理,即可采用 DB-1701P 色谱柱,选择性检测器 FPD 直接进行 GC 分析。在 0.005 到 0.500 ng 的浓度范围内,浓度和峰面积有良好的线性关系,相关系数大于 0.999,检测限低于 0.03 µg/L。在三个浓度(0.50、2.50 和 4.50 µg/)的加标样品中,六种有机磷农药的回收率在 88%到 104%之间。在远远低于 EPA 方法 525 和欧盟农药残留法规最大残留量(MRL)的浓度下,该方法可以重复地检测这些有机磷农药。
引言有机磷农药(OPs)是工业化国家常用的农药。这些化合物有很强的毒性,被人体吸收后,会抑制乙酰胆碱酶的活性。因为在农业上的广泛应用,这些有机磷农药成了重要的环境污染源。大多数国家都建立了食品和饮用水中农药最大残留量(MRL),以免对公众健康产生负面影响。美国环保署(EPA)方法 525 规定的饮用水中有机磷农药的最大允许含量为 0.001 到 0.25 mg/L[1]。在欧盟(EU)的强制标准中,饮用水中每种农药的最大允许浓度为 0.0001 mg/L。为了评价饮用水水源和环境水的质量,需要建立高灵敏度的方法来测定地表水、地下水和饮用水中的有机磷农药含量。水样品中有机磷农药残留的大部分分析方法都是基于色谱技术。一般来讲,分析有机磷农药常用的方法是气相色谱(GC),配以氮磷检测器(NPD)[2]、质谱(MS)[1],以及火焰光度检测器(FPD)[3]。FPD 是高选择性和高灵敏度的检测器,其工作原理是测定含磷(或硫)化合物的发射光,它可以程度地减少不含磷化合物的干扰。由于萃取物的色谱图上没有干扰峰,故不需要样品净化。对于有机磷农药的分析,FPD 是监测水样的有效检测器。有机磷农药是活性化合物,能吸附到样品流路中的活性位点上,包括进样口、衬管、分流平板和任何检测器的金属部件。毛细管柱的表面积大、样品在柱中的滞留时间长,是一个主要的活性位点源。当色谱柱的惰性差时,这些活性化合物可能出现峰拖尾、响应降低和降解的问题。DB-1701P 色谱柱是专为分析农药而设计的[4]。它对活性化合物有更好的惰性,对于有机磷农药分析能够提供更好的分离度、选择性和灵敏度。本应用报告介绍一种使用 GC/FPD、在 DB1701P 色谱柱上分析饮用水中有机磷农药的高灵敏度方法。
实验部分仪器本工作采用配备了分流/不分流毛细管进样口和 FPD 的安捷伦7890 GC。该进样口采用长寿命隔垫 (部件号 5183-4761) 和单锥螺旋衬管 (部件号 5188-5397),并采用 10-µL 进样针(部件号 9301-0714)进样。许多被分析物在色谱系统中遇到活性位点时会降解。分析人员必须保证进样口和分流器不被污染,且经过硅烷化处理。色谱柱应当正确安装和妥善维护。气相色谱条件色谱柱 DB-1701P, 30 m × 0.32 mm × 0.25 µm(部件号 122-7732)载气 氦气,恒压模式,25 psi进样口 分流/不分流,270 °C,不分流进样柱温 60 °C (1 min);以 30 °C/min 程序升温至 180 °C(7 min);再以 15 °C/min 升温至 220 °C (3 min)检测器 250 °C,FPD,磷检测模式检测器气体 氢气 75 mL/min,空气 100 mL/min,尾吹气 (N2)60 mL/min进样量 1 µL
标准溶液六种有机磷农药的储备液(见表 1)购自中国标准物质研究中心。这六种有机磷农药是农业上常用的,且经过严格监测。有机磷农药的混合储备液(10 mg/L)为丙酮溶液。用丙酮稀释储备液得到六个浓度的标准溶液,这六个校准用标准溶液应置于密封瓶中,在 5 °C 以下保存。
样品制备100 mL 水样转移到 250-mL 分液漏斗中。加入 20 mL 二氯甲烷后,封上分液漏斗,剧烈振荡 1-2 min,并不时打开,以释放过高的压力。分液漏斗静置 10 min 后,收集有机层。使用新鲜溶剂再萃取两次。三次的萃取物合并后用无水硫酸钠干燥,挥干。残渣用1 mL 丙酮溶解,转移到样品瓶中进行 GC 分析。
结果与讨论图 1 所示为六种有机磷农药的分离结果。由图可见,在 DB1701P 色谱柱上,所有有机磷农药得到了基线分离,分离效率高,峰形对称,这些难分离化合物的峰拖尾和吸附明显减少。线性和重现性FPD 是分析复杂混合物中含硫和含磷化合物的选择性检测器。在磷模式下,FPD 呈线性响应。表 2 列出了本研究得到的六种有机磷农药的线性范围和 r2 值。对于六个浓度水平的标准溶液进样1 µL,得到校准曲线。所有有机磷农药都有宽的线性范围(0.005 到0.500 ng),r2 值大于 0.999,线性范围良好可用于饮用水中低含量有机磷农药的定量分析。
结论本应有报告报道了定量分析饮用水中有机磷农药的方法。液液萃取和浓缩后,用配备 FPD 的 Agilent 7890 系列 GC 在 DB-1701P色谱柱上直接分析样品萃取物。方法的线性、重复性良好,回收率高。足以测定饮用水中低于 0.03 µg/L 的有机磷农药,满足EPA 方法 525 和 EU 法规的 MRLs 要求。经分析,本地饮用水中没有检出 OP 污染。这是一个分析微量有机磷农药的快速、简单、低成本的方法。适用于根据法规设定的 MRLs 控制水中的有机磷农药。