氣相色譜儀測定土壤和沉積物中8種醯胺類農藥的含量

2021-01-09 深圳市億鑫儀器設備

一、方法原理

以丙酮-正己烷為提取劑,用索氏提取法、加壓流體萃取法或超聲波萃取法,提取土壤或沉積物中醯胺類農藥,經固相萃取淨化、濃縮定容後用氣相色譜儀分離、質譜檢測。根據保留時間、碎片離子質荷比及其豐度比定性,內標法定量。

二、試劑和材料

除非另有說明,分析時均使用符合國家標準的分析純試劑。實驗用水為新製備的超純水或蒸餾水。

2.1 鹽酸:ρ(HCl)=1.19 g/ml。

2.2 鹽酸溶液:1+5。

量取 5 ml 鹽酸,緩慢加入到 25 ml 水中,混勻。

2.3 銅粒(Cu):純度≥99.5%。

使用前用鹽酸溶液活化,去除表面的氧化物。用蒸餾水洗去殘留的酸,再用丙酮清洗,最後在氮氣流下乾燥,使銅粒具有光亮的表面。每次臨用前處理。

2.4 丙酮(C 3 H 6 O):農殘級。

2.5 正己烷(C 6 H 14 ):農殘級。

2.6 二氯甲烷(CH 2 Cl 2 ):農殘級。

2.7 甲醇(CH 3 OH):色譜純。

2.8 丙酮-正己烷混合溶劑:1+1。

丙酮和正己烷按 1:1 體積比混合。

2.9 丙酮-正己烷混合溶劑:5+95。

丙酮和正己烷按 5:95 體積比混合。

2.10 醯胺類農藥標準物質:純度≥98%。

2.11 醯胺類農藥標準貯備液:ρ=500 mg/L。

分別稱取 50 mg(精確到 0.1 mg)醯胺類農藥標準物質,用甲醇溶解後,轉移至 100 ml 容量瓶中用甲醇定容至標線。標準貯備液在 4℃以下密封避光冷藏,可保存 2 個月。或選用市售有證標準溶液,保存條件參見標準溶液證書的相關說明。

2.12 醯胺類農藥標準使用液 I:ρ=100 mg/L。

用甲醇稀釋醯胺類農藥標準貯備液,4℃以下密封避光冷藏,可保存 1個月。

2.13 醯胺類農藥標準使用液 II:ρ=10.0 mg/L。

用甲醇稀釋醯胺類農藥標準使用液 I。臨用現配。

2.14 替代物標準溶液:ρ=100 mg/L。

替代物選用乙草胺-d 11 ,市售有證標準溶液。

2.15 內標物貯備液:ρ=2 000 mg/L。

內標物選用異丙甲草胺-d 6 ,也可選用菲-d 10 ,市售有證標準溶液。

2.16 內標物使用液:ρ=50 mg/L。

用甲醇稀釋內標物貯備液,4℃以下密封避光冷藏。

2.17 無水硫酸鈉(Na 2 SO 4 )。

使用前置於馬弗爐中 450℃烘烤 4 h,冷卻後裝入磨口玻璃瓶中密封,於乾燥器中保存。

2.18 硅藻土:粒徑 150~250 μm(100~60 目)。

使用前置於馬弗爐中 450℃烘烤 4 h,冷卻後裝入磨口玻璃瓶中密封,於乾燥器中保存。

2.19 石英砂:粒徑 150~250 μm(100~60 目)。

使用前置於馬弗爐中 450℃烘烤 4 h,冷卻後裝入磨口玻璃瓶中密封,於乾燥器中保存。

2.20 固相萃取柱。

市售弗羅裡矽土、矽膠、氨基或其他等效固相萃取柱,1 000 mg/6 ml 或更大容量規格。

2.21 玻璃棉或玻璃纖維濾膜。

使用前用二氯甲烷浸洗,待其揮發完全後,置於磨口玻璃瓶中密封保存。

2.22 索氏提取套筒:玻璃纖維或天然纖維材質套筒。

玻璃纖維套筒使用前置於馬弗爐中 450℃烘烤 4 h,天然纖維材質套筒使用前應用和樣品提取相同的溶劑清洗。

2.23 氮氣:純度≥99.99%。

2.24 氦氣:純度≥99.999%。

三、儀器和設備

3.1 氣相色譜儀聯用質譜儀:具有毛細管柱和分流/不分流進樣口,可程序升溫,質譜帶電子轟擊電離(EI)源。

3.2 色譜柱:固定相為 35%苯基-甲基聚矽氧烷,柱長 30 m,內徑 0.25 mm,膜厚 0.25 μm的熔融石英毛細管柱,也可使用滿足分析要求的其它性能相近的色譜柱。

3.3 提取裝置:索氏提取裝置、加壓流體萃取儀或超聲波萃取儀。

3.4 濃縮裝置:旋轉蒸發儀、氮吹儀或其他同等性能的設備。

3.5 固相萃取裝置。

3.6 冷凍乾燥儀。

3.7 棕色玻璃瓶。

3.8 分析天平:感量為 0.01 g 和 0.1 mg。

3.9 一般實驗室常用儀器和設備。

四、樣品

4.1 樣品採集和保存

按照 HJ/T 166 的相關規定採集土壤樣品,按照 GB 17378.3、GB 17378.5、HJ 494、HJ 495和 HJ/T 91 的相關規定採集沉積物樣品。

樣品採集後,應於棕色玻璃瓶中保存,運輸過程中應於 4℃以下冷藏、密封、避光保存,儘快運回實驗室分析。若不能及時分析,應於 4℃以下冷藏、密封、避光保存。若分析敵稗,應在 24 h 內完成提取,若不分析敵稗,可在 10 d 內完成提取。提取液於 4℃以下冷藏、密封、避光,可保存 20 d。

4.2 樣品的製備

將樣品置於聚四氟乙烯盤或不鏽鋼盤中,除去枝棒、葉片、石子等異物,混勻樣品。按照 HJ/T 166 的要求進行樣品縮分。可採用冷凍乾燥或乾燥劑脫水兩種乾燥方式脫水乾燥。

冷凍乾燥法:取適量混勻後樣品,放入冷凍乾燥儀中乾燥脫水至少 12 h。乾燥後的樣品需研磨、混勻。稱取 10 g(精確到 0.01 g)樣品進行提取。

乾燥劑法:稱取 10 g(精確到 0.01 g)的新鮮樣品,加入適量的無水硫酸鈉,混勻成流砂狀,全部轉移至提取容器中待用。如果使用加壓流體萃取,則用硅藻土代替無水硫酸鈉脫水。

4.3 水分的測定

在稱取提取樣品時,另稱取一份樣品進行水分的測定。土壤乾物質含量的測定按照 HJ613 的要求進行,沉積物含水率的測定按照 GB 17378.5 的要求進行。

4.4 試樣的製備

4.4.1 提取

提取方法可以選擇索氏提取法、加壓流體萃取法或超聲波萃取法。

索氏提取法:將製備好的土壤或沉積物樣品全部轉入索氏提取套筒中,加入 10.0 μl 替代物標準溶液,小心置於索氏提取器回流管中,在底瓶中加入 200 ml丙酮-正己烷混合溶劑,提取 15~18 h,回流速度控制在每小時 4~6 次,收集提取液。

加壓流體萃取法:將製備好的土壤或沉積物樣品裝入加壓流體萃取儀的萃取池中,加入 10.0 μl 替代物標準溶液後上機萃取,收集萃取液。按以下參考條件進行萃取:萃取溶劑為丙酮-正己烷混合溶劑;萃取溫度為 80℃;加熱時間為 5 min;靜態萃取時間為 5 min;萃取壓力為 1.034×10 7 Pa(1500 psi);溶劑淋洗體積為 60%池體積;循環萃取 3 次;萃取後氮氣吹掃 60 s。或按照 HJ 783 進行萃取條件的設置和優化。

超聲波萃取法:將製備好的土壤或沉積物樣品全部轉入玻璃燒杯中,加入 10.0 μl替代物標準溶液,超聲萃取條件可按照 HJ 911 進行設置和優化。

註:若經過驗證也可使用其他等效提取方法。

4.4.2 濃縮和更換溶劑

將提取液轉移至濃縮容器中,用濃縮裝置將提取液濃縮至約 2 ml,加入 5 ml 正己烷繼續濃縮至約 2 ml,重複該步驟 1~2 次。如果提取液中存在明顯水分需要進行脫水。在玻璃漏鬥上墊一層玻璃棉或玻璃纖維濾膜,加入適量無水硫酸鈉,將提取液過濾至濃縮容器中。再用 10 ml 正己烷衝洗漏鬥兩次,收集提取液,用濃縮裝置濃縮至約 1 ml。

4.4.3 淨化

4.4.3.1 脫硫

如果樣品中含有單質硫,提取液須使用銅粒除硫。在提取液中加入適量銅粒輕輕震搖後靜置,使用滴管吸取提取液並轉移至濃縮容器中。使用 1~2 ml正己烷清洗提取液接收瓶 2 次,清洗液轉移合併至濃縮容器中。使用濃縮裝置濃縮至約 1 ml。

4.4.3.2 固相萃取柱淨化

將固相萃取柱固定在固相萃取裝置上。依次用 5 ml 丙酮和 10 ml正己烷活化萃取柱,保持柱頭浸潤。在溶劑流幹之前,將濃縮後的約 1 ml 提取液轉入柱內,開始收集流出液,用 3 ml 正己烷分 3 次洗滌濃縮容器,洗滌液全部移入柱內,用 10 ml 丙酮-正己烷混合溶劑進行洗脫,收集全部洗脫液。

4.4.4 濃縮定容

用濃縮裝置將洗脫液濃縮至約 2 ml,加入 5 ml 正己烷繼續濃縮至約 0.5 ml,加入 20.0 μl 內標物使用液,定容至 1.0 ml 待測。

4.5 空白試樣的製備

用石英砂代替實際樣品,按照與試樣的製備相同步驟進行空白試樣製備。

五、分析步驟

5.1 儀器參考分析條件

5.1.1 氣相色譜儀參考條件

進樣口溫度:270℃;進樣方式:不分流進樣;進樣量:1.0 μl;柱流量:1.0 ml/min;柱箱溫度:80℃(保持 1 min),以 30℃/min 升至 190℃,再以 5℃/min 升至 220℃(保持 3min),再以 20℃/min 升至 280℃(保持 2 min)。

5.1.2 質譜參考條件

離子源溫度:230℃;傳輸線溫度:280℃;電子轟擊電離(EI)模式,離子化能量 70 eV。數據採集方式:選擇離子掃描。醯胺類農藥的定量和定性離子質荷比值基於全掃描標準品獲取的質譜圖確定,參見附錄 B。

5.2 儀器性能檢查

樣品分析前,應按儀器說明書規定的校準化合物及程序進行調諧和檢查,如不符合要求,則需對質譜儀的參數進行優化或清洗離子源。

5.3 校準

5.3.1 校準系列的配製及測定

分別取一定量醯胺類農藥標準使用液 I或醯胺類農藥標準使用液 II和替代物標準溶液於進樣小瓶中,加入 20.0 μl 內標物使用液,用丙酮-正己烷混合溶劑稀釋並定容至 1000 μl,使醯胺類農藥和替代物的質量濃度分別為 0.5 mg/L、1.0 mg/L、5.0 mg/L、10.0 mg/L、25.0 mg/L。也可根據儀器靈敏度或線性範圍配製能夠覆蓋樣品濃度範圍的至少 5 個濃度點的標準系列。

按照儀器參考條件,從低濃度到高濃度依次進樣分析,得到不同濃度目標物的質譜圖,記錄各目標物的保留時間和定量離子質譜峰的峰面積或峰高。在本標準推薦的儀器參考條件下,目標物的總離子流圖見圖 1。

1.乙草胺-d 11 (替代物);2.乙草胺;3.異丙草胺;4.甲草胺;5.敵稗;6.異丙甲草胺-d 6 (內標物);7.異丙甲草胺;8.殺草丹;9.丁草胺;10.丙草胺

圖 1 醯胺類農藥的總離子流圖

5.3.2 平均相對響應因子的計算

標準系列第 i 點目標物的相對響應因子(RRF i ),按公式(1)進行計算。

式中:RRF i ——標準系列中第 i 點目標物的相對響應因子;

——標準系列中第 i 點目標物定量離子的響應值;

——標準系列中內標物定量離子的響應值;

——標準系列中內標物的含量,mg/L;

——標準系列中第 i 點目標物的含量,mg/L。

目標物的平均相對響應因子,按照公式(2)進行計算。

RRF 的標準偏差(SD),按照公式(3)進行計算。

RRF 的相對標準偏差(RSD),按照公式(4)進行計算。

標準系列目標物相對響應因子(RRF)的相對標準偏差(RSD)應≤20%。

5.3.3 用最小二乘法建立校準曲線

以目標物濃度為橫坐標,以其目標物的響應值和內標物濃度乘積與內標物響應值的比值為縱坐標,用最小二乘法擬合建立校準曲線,曲線的相關係數應≥0.995。

5.4 試樣測定

按照與校準曲線相同的儀器條件進行試樣的測定。若試樣中目標物濃度超出校準曲線範圍,樣品需要重新提取,分取適量提取液後按步驟 6.4 重新處理後測定。

六、結果計算與表示

6.1 定性分析

通過樣品中目標物與標準系列中目標物的保留時間、碎片離子質荷比及其豐度比等信息比較,對目標物進行定性。應多次分析標準溶液得到目標物的保留時間均值,以平均保留時間±3 倍的標準偏差為保留時間窗口,樣品中目標物的保留時間應在其範圍內。

樣品中目標物的定性離子相對於定量離子的相對豐度與最近獲得的標準樣品的相對豐度比較,其相對偏差應在±30%以內。

6.2 定量分析

6.2.1 試樣中目標物的質量濃度

6.2.1.1 用平均相對響應因子計算

當採用平均相對響應因子進行校準時,試樣中目標物的質量濃度ρx 按公式(5)進行計算。

6.2.1.2 用校準曲線計算

當目標物採用線性校準曲線進行校準時,試樣中目標物質量濃度ρx 通過相應的校準曲線計算。

6.2.2 結果計算

土壤樣品中醯胺類農藥的質量濃度按式(6)計算:

沉積物樣品中醯胺類農藥的質量濃度按式(7)計算:

6.3 結果表示

測定結果小數點後位數的保留與方法檢出限一致,最多保留三位有效數字。

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