气相色谱法测定稻米和土壤中啶虫和仲丁威残留量

气相色谱法测定稻米和土壤中啶虫和仲丁威残留量

氨基溶菌酶是硝基溶菌酶。除了具有触杀和胃毒作用外，它还具有强烈的渗透作用，显示了快速分解的效果。广泛应用于水稻中，对水稻中的蚜虫和绿虱等昆虫的预防效果超过90%。仲丁威(fenobucarb)是一种低毒杀虫剂。其具有强烈的触杀作用,并具有一定胃毒、熏蒸和杀卵作用,作用迅速,但残效期短,对飞虱、叶蝉有特效。但是啶虫脒和仲丁威的大量使用会对环境产生一定的影响并且危害人体健康,因此研究啶虫脒和仲丁威在稻米和土壤中的残留检测方法对于保障人体健康、改善环境至关重要。目前,啶虫脒在黄瓜、甘蓝、西兰花、金银花、苹果、茶叶等样品中的残留检测方法已有报道,Obana等建立了在蔬菜水果中用高效液相色谱仪测定啶虫脒残留的方法,Sánchez等采用气-质联用技术测定蔬菜中啶虫脒的残留量。仲丁威行业标准规定一般采用液相色谱法测定。国内外通常采用气相色谱法、正相高效液相色谱法及反相高效液相色谱法。在国外文献报道中用联机技术GC-MS测定蔬菜、水果及绿茶中的仲丁威残留含量,取得了良好的效果。有关啶虫脒和仲丁威在稻米和土壤中同时进行气相色谱分析测定尚未见国内外文献报道。本文通过方法优化,建立了一种同时测定稻米和土壤中啶虫脒和仲丁威残留量的气相色谱分析方法。1实验部分1.1仪器和设备仪器:Agilent7890型气相色谱仪,带氮磷检测器(美国安捷伦科技公司);DK-98-IIA型电热恒温水浴锅(天津市泰斯特仪器有限公司);HeidolphLABOROTA4000型旋转蒸发仪(德国海道尔夫公司);ZHWY-2102C型调速多用振荡器(上海智诚分析仪器制造有限公司);T-25basicULTRA-TURRAX高速植物组织捣碎机(德国IKA公司);CLS·JLG-1型砻谷机(国家粮食储备局成都粮食储藏科学研究所);MILLI-Q超纯水仪(美国Millipore公司);SL-302电子天平(上海民桥精密科学仪器有限公司);SHZ-D(III)循环水式真空泵(河南巩义市予华仪器有限公司)及抽滤装置,弗罗里硅土固相萃取柱(美国UCT公司)。试剂:丙酮、石油醚、二氯甲烷、氯化钠、无水硫酸钠均为分析纯,水为超纯水,啶虫脒和仲丁威的标准样品均购自天津市东方绿色技术发展有限公司。1.2化室气体排放量检测器:氮磷检测器(NPD);色谱柱:HP-5MS,30m×0.32mm×0.25μm;检测温度:汽化室250℃;检测器320℃;柱温:80℃保持1min,以15℃/min升温至180℃,保持0.5min,再以20℃/min升温至260℃,保持2min;气体流速:氮气(载气)5mL/min;氢气3mL/min;空气120mL/min;保留时间:啶虫脒13.110min,仲丁威7.415min。1.3吡啶和丁二醇在土壤中的测定1.3.1氯甲烷萃取称取20g土壤样品于250mL具塞三角瓶中,静置30min,10mL去离子水浸泡5min,分别加入100mL乙腈、丙酮-正己烷(体积比1∶2)混合提取液、丙酮-石油醚(体积比1∶2)的混合提取液震荡提取1h,减压抽滤,用20mL上述提取液分3次洗涤滤渣,将滤液转入500mL分液漏斗中,再加入50mL的10%氯化钠水溶液,摇匀,分别用50、40mL二氯甲烷萃取2次,有机相经无水硫酸钠脱水后收集于250mL平底烧瓶中,在低于45℃水浴中减压旋转浓缩蒸发至1~2mL,氮气吹干,并用丙酮定容至5mL,待测。比较3种不同提取溶剂的提取效率,选择最佳的提取溶剂。1.3.2萃取时间的选择对添加质量分数为1mg/kg的土样,分别用二氯甲烷萃取1、2、3次,按1.3.1方法操作。比较不同萃取次数的提取效率,选择合适的萃取次数。1.4中丁维和美齐的测定1.4.1以获得理想的色谱图稻米中含有较多的杂质,所以样品必须经过进一步的净化,以获得理想的色谱图。分别采用弗罗里硅土固相萃取柱、C18固相萃取柱、氧化铝柱进行净化,比较不同萃取柱的净化效率。1.4.2不同体积和清洗溶液的比较在洗脱液的选择中,丙酮-石油醚体积比分别为2∶8、3∶7、4∶6,对添加1mg/kg质量分数的样品进行分析比较,选择合适的洗脱液。1.5提取净化方法的确定方法的准确性以全过程标准添加回收率来衡量,方法的精密度以测定结果的变异系数来衡量。在土壤样品中添加一定体积的啶虫脒和仲丁威混合标准液,设置0.01、0.05、0.2mg/kg三个质量分数水平,按照1.3确定的土样中啶虫脒和仲丁威提取净化方法操作。在稻米样品中加入一定体积的啶虫脒和仲丁威混合标准液,设置0.01、0.05、0.2mg/kg三个添加质量分数,按照1.4确定的稻米样品中啶虫脒和仲丁威的提取净化方法操作。2结果与分析2.1虫和仲丁威的混合标准溶液的测定在上述1.2检测条件下取1mg/L的啶虫脒、仲丁威混合标准溶液进行测定,啶虫脒的保留时间约为13.110min,仲丁威的保留时间约为7.415min(见图1)。2.2线性回归检测分别用丙酮配制不同质量浓度的啶虫脒和仲丁威混合标准溶液0.01、0.05、0.1、0.5、1、5mg/L,在上述1.2检测条件下进行分析测定,并以标准溶液质量浓度(x,mg/L)为横坐标、色谱峰面积(y)为纵坐标作图,用最小二乘法进行线性回归。在0.01~5mg/L质量浓度范围内,标准样品质量浓度与峰面积呈良好的线性关系,求出线性回归方程:啶虫脒y=85.187x-4.362,相关系数r=0.9995;仲丁威y=125.66x+2.4929,相关系数r=0.9996。2.3土壤样品的测定2.3.1提取溶剂提取效果通过土壤样品中啶虫脒和仲丁威残留分析的提取方法,比较了乙腈、丙酮-正己烷(体积比1∶2)混合提取液、丙酮-石油醚(体积比1∶2)3种提取溶剂提取效果(见表1)。由表1可知:乙腈和丙酮-正己烷(体积比1∶2)对仲丁威的提取效率较好,对啶虫脒的提取效果较差,而丙酮-石油醚(体积比1∶2)混合提取液对两者的提取效率都较好,平均回收率均在90%以上,符合农药残留的检测要求,因此选用丙酮-石油醚(体积比1∶2)作为提取剂。2.3.2萃取次数的筛选比较不同萃取次数的提取效果(见表2)。由表2可以看出萃取次数为2次和3次时,啶虫脒和仲丁威的提取效率均满足农药残留分析要求,因此选择用二氯甲烷萃取2次。2.4通过测定水稻样品2.4.1平均添加回收率选用不同的萃取净化小柱,对稻米中啶虫脒和仲丁威的提取净化效率进行比较。经弗罗里硅土固相萃取柱净化的样品平均添加回收率最高(见表3)。通过表3发现利用弗罗里硅土固相萃取柱的提取效率最好,且经过试验发现弗罗里硅土固相萃取柱对色素的净化效果最好,净化后的定容液基本无色,气相色谱杂峰较少,基线稳定,节省试剂。2.4.2洗脱溶剂的选择在洗脱液的选择中,丙酮-石油醚的体积比分别为2∶8、3∶7、4∶6对相同添加质量浓度的样品进行比较(见表4)。其中使用丙酮-石油醚(体积比2∶8)作为洗脱液不能很好地将目标物洗脱下来,用丙酮-石油醚(体积比3∶7)作为洗脱剂洗脱,分别用10mL淋洗3次还能检测到啶虫脒和仲丁威目标物,而用体积比为4∶6的丙酮-石油醚混合洗脱液5mL淋洗2次,已经检测不到目标物,所以选用丙酮-石油醚(体积比4∶6)作为洗脱液。2.5方法的可靠性试验2.5.1土样中吡啶虫和仲丁威的提取净化方法添加量在土壤样品中添加一定体积的啶虫脒和仲丁威混合标准液,设置0.01、0.05、0.20mg/kg三个质量分数水平,按照1.3.1确定的土样中啶虫脒和仲丁威提取净化方法操作。啶虫脒在稻田土壤中的添加回收率为95.76%~102.30%,变异系数为9.98%~12.10%;仲丁威在稻田土壤中的添加回收率为81.12%~97.21%,变异系数为2.31%~6.28%(见表5),完全符合农残分析要求。2.5.2土样中吡啶虫和仲丁威提取净化方法添加量的确定在稻米样品中添加一定体积的啶虫脒和仲丁威混合标准液,设置0.01、0.05、0.20mg/kg三个质量分数水平,按照1.3.2确定的土样中啶虫脒和仲丁威提取净化方法操作。啶虫脒在稻米中的添加回收率为92.56%~106.50%,变异系数为10.30%~14.20%;仲丁威在稻米中的添加回收率为86.17%~95.16%,变异系数为4.45%~10.90%(见表6),完全符合农药残留分析要求。3净化条件的优化由于稻米中含有较多的油脂,有机溶剂不容易渗透到颗粒内部,若直接用有机溶剂提取则回收率不高,所以提取时加入适量的水静置10min,使其充分分散和浸润稻米颗粒,可以显著提高回收率。同时利用有机溶剂和水在盐存在条件下发生分层的特性,用二氯甲烷萃取样品中的啶虫脒和仲丁威混合物,可以有效去除样品中的杂质,同时可以避免使用其他溶剂萃取时的乳化现象。以往文献报道中净化主要采用Florisil层析柱方法,消耗大量有机试剂,操作费时费力,损失大,实验操作精密度不好,对于稻米这种比较复杂的样品基质无法有效的净化,无法满足检测灵敏度的要求。本实验采用商品化的Florisil固相萃取柱对样品进行净化,可以减小因不同技术人员操作而产生的误差,同时也可以大量减少溶剂消耗,节省操作时间,稳定性好,提高了检测灵敏