高效液相色谱法测定水中除草剂氯氟吡氧乙酸残留量

高效液相色谱法测定水中除草剂氯氟吡氧乙酸残留量

氯氟乙醇（英文缩写“fluloxy”，商品名称“高度”）是一种合成植物激素。它对各种一年生或多年生阔叶杂草（小麦、大麦、元麦、玉米田和果园等具有良好的抗除效果。氯氟吡氧乙酸对水体富营养化的水花生也有良好的防除效果。长期使用氯氟吡氧乙酸将会对不同环境介质产生不同程度的污染。因此研究除草剂氯氟吡氧乙酸在不同环境介质中的残留检测方法有其特殊意义。近年来,国内外已有报道氯氟吡氧乙酸残留分析方法,如于徊萍等用气相色谱法测定了食品中氯氟吡氧乙酸的残留量。本文采用不同的前处理方法,综合研究了土壤、水、小麦中氯氟吡氧乙酸残留量的检测方法。采用SPE(LC-18)-HPLC-UVD检测水中氯氟吡氧乙酸残留量;通过SPE(氟罗里硅土)-HPLC-UVD检测小麦中的氯氟吡氧乙酸残留量。硫酸磺化,液-液萃取净化,HPLC-UVD检测土壤中氯氟吡氧乙酸残留量。测定不同环境介质中氯氟吡氧乙酸残留检测方法的准确度、精密度均能满足环境中农药残留分析的要求。1材料和方法1.1仪器、试剂和仪器高效液相色谱仪(美国,Waters)配有2487双波长紫外检测器、515定量输液泵、77251定量进样阀;WD-35旋转浓缩仪(瑞士,BuCHI);KH-500超声波清洗器(昆山禾创超声仪器有限公司);BS-31恒温振荡器(美国,JeioTECHCo.,Ltd.);TD-1型固相萃取仪(美国,Agilent);SPE柱有SupelcleanTMLC-18(300mg/3mL,SUPELCO)及ProElutTMFlorisil(500mg/3mL,DIKMA);布氏漏斗、分液漏斗;匀浆机等。乙腈、石油醚、乙醚、乙酸乙酯、98%硫酸、无水乙醇均为分析纯(南京化学试剂厂);甲醇(美国,TEDIACompany,INC)为色谱纯;水为二次重蒸水。95.1%的氯氟吡氧乙酸原药由江苏省农科院提供。1.2实验方法1.2.1流动相与紫外测定色谱柱为ODS柱(250mm×4.6mmi.d.,5µm)、室温为20℃;流动相为甲醇与水(体积比85∶15)的混合溶液,其流速为0.8mL/min;紫外检测波长210nm;进样量为20µL。准确称取10.0mg氯氟吡氧乙酸并置于25mL容量瓶中,用甲醇定容,作为标准溶液的储备液。1.2.3有机相的提取土样为南京近郊麦田的黄棕土壤。在试验小区内以S形随机采取0~20cm厚的上层土壤并混合均匀。土样风干后,去除碎石、草根、败叶,过1mm筛。称取土样10.0g并置于250mL具塞锥形瓶中,加40mL乙酸乙酯/石油醚(体积比2∶1)振荡提取40min;静置后取上清液经装有3.0g无水硫酸钠的漏斗过滤收集于平底烧瓶中;用15mL乙酸乙酯/石油醚(体积比2∶1)分3次洗涤残渣,合并上清液至烧瓶中,在40℃下真空旋转浓缩至3mL左右,加入2mL乙醇和1mL浓硫酸震荡,并转移至分液漏斗中静置分层,取有机相,酸相再用3mL石油醚萃取,合并有机层,用2%硫酸钠溶液洗涤有机相。有机相在40℃真空旋转浓缩尽干,待色谱检测。1.2.4提取有机相、提取氟罗里硅土柱用1.2.3中未添加氯氟吡氧乙酸的土壤样品培养小麦,3叶期时将小麦粉碎匀浆。称取10.0g粉碎匀浆的小麦样品,置于250mL具塞锥形瓶中,加40mL乙腈/水(体积比4∶1),振荡提取40min;静置3min后,将上清液过滤至分液漏斗中,加3.6g氯化钠,充分振荡,静置分层,有机相经装有3.0g无水硫酸钠的漏斗过滤收集于平底烧瓶中。5mL乙腈洗涤水相,振荡、静置分层,此过程共重复3次,合并有机相。40℃真空旋转浓缩尽干,待固相萃取(SPE)净化。用5mL石油醚预饱和SPE-氟罗里硅土柱;向浓缩尽干的烧瓶中加入1mL石油醚,超声溶解后上样,此过程重复2次。用20mL乙醚/石油醚(体积比3∶97)洗脱,收集洗脱液,40℃旋转浓缩至干,待HPLC检测。1.2.5预活化lc-18固相萃取小柱的制备水样取南京周边水稻田。在试验小区内,以S形随机取水样并混合均匀,过滤后待分析用。上样前依次用5mL甲醇、5mL水预活化LC-18固相萃取小柱,流速控制为2.5mL/min;待水滴不下滴时,加大真空度去除水分;取50mL水样通过预活化的LC-18固相萃取小柱,弃流出液;用15mL乙酸乙酯洗脱LC-18固相萃取小柱;收集洗脱液于50mL圆底烧瓶中,并在40℃真空旋转浓缩尽干,待色谱分析。1.2.6小麦幼苗中氯氟吡氧乙酸的提取利用在无氯氟吡氧乙酸污染的空白土样中添加质量浓度为10.0、5.0、2.5mg/L的氯氟吡氧乙酸标准溶液,使土样中氯氟吡氧乙酸质量分数分别为2.0、1.0、0.5mg/kg。每个处理设3个重复,按照1.2.3中方法提取、净化和检测土壤中氯氟吡氧乙酸的残留量。将生长至三叶期的空白小麦幼苗粉碎匀浆后,添加质量浓度为10.0、5.0、2.5mg/L的氯氟吡氧乙酸标准溶液,使小麦植物样品中氯氟吡氧乙酸质量分数达到2.0、1.0、0.5mg/kg。每个处理设3个重复。按照1.2.4方法提取、净化和检测植物中氯氟吡氧乙酸的残留量。向空白水样中添加质量浓度为8.0、4.0、1.0mg/L的氯氟吡氧乙酸标准溶液,使水样中氯氟吡氧乙酸质量浓度分别达到0.4、0.2、0.1mg/L。每个处理设3个重复,按照1.2.5中方法提取、净化和检测水体中氯氟吡氧乙酸的残留量。2结果与讨论2.1流动相体积比高效液相色谱流动相分别采用了甲醇-水(体积比90∶10、85∶15、80∶20)三种不同配比的混合溶液,其流速均为0.8mL/min,其他色谱条件相同。结果发现当流动相中甲醇-水(体积比90∶10)时,氯氟吡氧乙酸的保留时间为6min左右,样品峰易被杂质峰干扰,色谱峰型也不好;而流动相为甲醇-水(体积比80∶20)时,保留时间为14min左右,分析检测时间较长。当采用甲醇-水(体积比85∶15)的混合溶液为流动相时,保留时间为9.7min左右,且此时柱压小,色谱峰形好,定量准确。最后选定流动相配比为甲醇-水(体积比85∶15)。2.2标准曲线及最低检出限将标准样品的储备液用甲醇分别稀释质量浓度为20.0、10.0、5.0、2.5、1.25、0.625mg/L的标准溶液。以标准样品的质量浓度为横坐标,相应的峰面积为纵坐标,绘制标准曲线y=2793265x+297685,决定系数r2=0.9997,其线性关系良好。以信噪比(S/N)大于3时所检测出的氯氟吡氧乙酸量为最低检出限,采用添加方法检测样品中氯氟吡氧乙酸的最低含量为最低检测质量浓度,其仪器的最低检测质量浓度为0.01mg/L。检测方法的最低检出质量浓度为4.6×10-3mg/L,最低检出量为0.091ng。2.3样品的提取和净化2.3.1净化方法的确定采用3种不同的方法对土壤样品进行提取和净化。方法1为1.2.3中的实验方法。方法2:称取土样10.0g并置于250mL具塞锥形瓶中,加30mL丙酮/水(体积比3∶1)振荡提取20min;静置后取上清液过滤至分液漏斗中;对残渣分别用15mL丙酮/水(体积比3∶1)振荡提取2次,合并上清液至分液漏斗中;在分液漏斗中加入2.0g氯化钠,分别用40、20、20mL石油醚萃取3次,合并有机相。将有机相过装有5.0g无水硫酸钠的漏斗后置于烧瓶中,在40℃下真空旋转浓缩至干;在玻璃层析柱中依次装入活化硅胶5.0g、无水硫酸钠2.0g、活性炭0.5g,用10mL石油醚预淋柱;向烧瓶中加入1mL×2石油醚(即重复2次),超声溶解后依次转移至装好的层析柱上。用20mL乙醚/石油醚(体积比5∶95)洗脱,收集洗脱液,在40℃下真空旋转浓缩至干,待色谱检测。方法3:称取土样10.0g放于250mL具塞锥形瓶中,加40mL乙酸乙酯/石油醚(体积比2∶1)振荡提取40min;静置后取上清液经装有5.0g无水硫酸钠的漏斗后过滤至烧瓶中;用15mL乙酸乙酯分3次洗涤残渣,合并上清液至烧瓶中,在40℃下真空旋转浓缩至干;用5mL石油醚预饱和SPE-氟罗里硅土柱,浓缩干后的烧瓶中加入1mL×2石油醚,溶解后依次转移至层析柱上;用20mL乙醚/石油醚(体积比3∶97)洗脱,收集洗脱液,40℃真空旋转浓缩至干,待色谱检测。3种提取方法实验表明:乙酸乙酯/石油醚(体积比2∶1)能较好地消除土壤中共提组分对待测组分的干扰,且最大程度地把样品提取出来。同时又比较了硅胶柱和氟罗里硅土柱的净化效果,发现硅胶对氯氟吡氧乙酸的吸附能力较强,回收率较低;方法3中SPE-氟罗里硅土柱上样后,采用不同体积(比率)的石油醚、乙醚/石油醚(体积比3∶97)、乙醚/石油醚(体积比5∶95)进行洗脱,结果发现20mL乙醚/石油醚(体积比3∶97)能最大限度的将样品洗脱下来,同时将杂质尽可能地留在柱子上。方法1和方法3的净化效果相当,能最大程度地去除分析检测中的干扰物质,但方法1成本较低。最终土壤中氯氟吡氧乙酸残留检测方法采用40mL乙酸乙酯/石油醚(体积比2∶1)振荡提取、磺化法去杂(方法1)。结果见表1和图1。2.3.2净化效果的确定采用不同的提取剂提取小麦样品中的氯氟吡氧乙酸残留量,其中选用的提取剂有石油醚、乙酸乙酯、乙腈/水(体积比4∶1)等。结果发现:乙腈/水(体积比4∶1)能有效减少蔬菜中共提组分对待测组分的干扰,提取效率高,且杂质少;净化时用乙醚/石油醚(体积比3∶97)洗脱SPE-氟罗里硅土柱,能最大程度地将色素、酯类物质等杂质去除,达到净化的目的。最后确定用40mL乙腈/水(体积比4∶1)振荡提取,20mL乙醚/石油醚(体积比3∶97)洗脱,结果见表2和图2。2.3.3洗脱溶剂的选择水样中氯氟吡氧乙酸残留量的提取和净化采用SPE-LC-18小柱进行,其中选用2种洗脱剂对富集在LC-18小柱上的氯氟吡氧乙酸进行洗脱。一种是先用5mL甲醇、5mL水预饱和LC-18固相萃取小柱,水样通过小柱后用10mL甲醇洗脱;另一种方法见1.2.5。结果发现:甲醇洗脱极性较大,而氯氟吡氧乙酸脂溶性较强,所以用甲醇做洗脱剂时回收率仅为70%左右。改用乙酸乙酯为洗脱剂时,脂溶性增加,其洗脱效果较为理想,