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飲用水中痕量有機磷農藥的快速分析方法
閱讀:480 發(fā)布時間:2023-3-22摘要本文建立了一種簡單、快速測定飲用水中痕量有機磷農藥(OP)的方法。樣品采用二氯甲烷萃取后,不必做進一步處理,即可采用 DB-1701P 色譜柱,選擇性檢測器 FPD 直接進行 GC 分析。在 0.005 到 0.500 ng 的濃度范圍內,濃度和峰面積有良好的線性關系,相關系數大于 0.999,檢測限低于 0.03 µg/L。在三個濃度(0.50、2.50 和 4.50 µg/)的加標樣品中,六種有機磷農藥的回收率在 88%到 104%之間。在遠遠低于 EPA 方法 525 和歐盟農藥殘留法規(guī)最大殘留量(MRL)的濃度下,該方法可以重復地檢測這些有機磷農藥。
引言有機磷農藥(OPs)是工業(yè)化國家常用的農藥。這些化合物有很強的毒性,被人體吸收后,會抑制乙酰膽堿酶的活性。因為在農業(yè)上的廣泛應用,這些有機磷農藥成了重要的環(huán)境污染源。大多數國家都建立了食品和飲用水中農藥最大殘留量(MRL),以免對公眾健康產生負面影響。美國環(huán)保署(EPA)方法 525 規(guī)定的飲用水中有機磷農藥的最大允許含量為 0.001 到 0.25 mg/L[1]。在歐盟(EU)的強制標準中,飲用水中每種農藥的最大允許濃度為 0.0001 mg/L。為了評價飲用水水源和環(huán)境水的質量,需要建立高靈敏度的方法來測定地表水、地下水和飲用水中的有機磷農藥含量。水樣品中有機磷農藥殘留的大部分分析方法都是基于色譜技術。一般來講,分析有機磷農藥常用的方法是氣相色譜(GC),配以氮磷檢測器(NPD)[2]、質譜(MS)[1],以及火焰光度檢測器(FPD)[3]。FPD 是高選擇性和高靈敏度的檢測器,其工作原理是測定含磷(或硫)化合物的發(fā)射光,它可以程度地減少不含磷化合物的干擾。由于萃取物的色譜圖上沒有干擾峰,故不需要樣品凈化。對于有機磷農藥的分析,FPD 是監(jiān)測水樣的有效檢測器。有機磷農藥是活性化合物,能吸附到樣品流路中的活性位點上,包括進樣口、襯管、分流平板和任何檢測器的金屬部件。毛細管柱的表面積大、樣品在柱中的滯留時間長,是一個主要的活性位點源。當色譜柱的惰性差時,這些活性化合物可能出現峰拖尾、響應降低和降解的問題。DB-1701P 色譜柱是專為分析農藥而設計的[4]。它對活性化合物有更好的惰性,對于有機磷農藥分析能夠提供更好的分離度、選擇性和靈敏度。本應用報告介紹一種使用 GC/FPD、在 DB1701P 色譜柱上分析飲用水中有機磷農藥的高靈敏度方法。
實驗部分儀器本工作采用配備了分流/不分流毛細管進樣口和 FPD 的安捷倫7890 GC。該進樣口采用長壽命隔墊 (部件號 5183-4761) 和單錐螺旋襯管 (部件號 5188-5397),并采用 10-µL 進樣針(部件號 9301-0714)進樣。許多被分析物在色譜系統(tǒng)中遇到活性位點時會降解。分析人員必須保證進樣口和分流器不被污染,且經過硅烷化處理。色譜柱應當正確安裝和妥善維護。氣相色譜條件色譜柱 DB-1701P, 30 m × 0.32 mm × 0.25 µm(部件號 122-7732)載氣 氦氣,恒壓模式,25 psi進樣口 分流/不分流,270 °C,不分流進樣柱溫 60 °C (1 min);以 30 °C/min 程序升溫至 180 °C(7 min);再以 15 °C/min 升溫至 220 °C (3 min)檢測器 250 °C,FPD,磷檢測模式檢測器氣體 氫氣 75 mL/min,空氣 100 mL/min,尾吹氣 (N2)60 mL/min進樣量 1 µL
標準溶液六種有機磷農藥的儲備液(見表 1)購自中國標準物質研究中心。這六種有機磷農藥是農業(yè)上常用的,且經過嚴格監(jiān)測。有機磷農藥的混合儲備液(10 mg/L)為丙酮溶液。用丙酮稀釋儲備液得到六個濃度的標準溶液,這六個校準用標準溶液應置于密封瓶中,在 5 °C 以下保存。
樣品制備100 mL 水樣轉移到 250-mL 分液漏斗中。加入 20 mL 二氯甲烷后,封上分液漏斗,劇烈振蕩 1-2 min,并不時打開,以釋放過高的壓力。分液漏斗靜置 10 min 后,收集有機層。使用新鮮溶劑再萃取兩次。三次的萃取物合并后用無水硫酸鈉干燥,揮干。殘渣用1 mL 丙酮溶解,轉移到樣品瓶中進行 GC 分析。
結果與討論圖 1 所示為六種有機磷農藥的分離結果。由圖可見,在 DB1701P 色譜柱上,所有有機磷農藥得到了基線分離,分離效率高,峰形對稱,這些難分離化合物的峰拖尾和吸附明顯減少。線性和重現性FPD 是分析復雜混合物中含硫和含磷化合物的選擇性檢測器。在磷模式下,FPD 呈線性響應。表 2 列出了本研究得到的六種有機磷農藥的線性范圍和 r2 值。對于六個濃度水平的標準溶液進樣1 µL,得到校準曲線。所有有機磷農藥都有寬的線性范圍(0.005 到0.500 ng),r2 值大于 0.999,線性范圍良好可用于飲用水中低含量有機磷農藥的定量分析。
結論本應有報告報道了定量分析飲用水中有機磷農藥的方法。液液萃取和濃縮后,用配備 FPD 的 Agilent 7890 系列 GC 在 DB-1701P色譜柱上直接分析樣品萃取物。方法的線性、重復性良好,回收率高。足以測定飲用水中低于 0.03 µg/L 的有機磷農藥,滿足EPA 方法 525 和 EU 法規(guī)的 MRLs 要求。經分析,本地飲用水中沒有檢出 OP 污染。這是一個分析微量有機磷農藥的快速、簡單、低成本的方法。適用于根據法規(guī)設定的 MRLs 控制水中的有機磷農藥。