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摘要：有机磷农药在杀虫剂中占据重要的地位，但由于其施药器械、施药方式和技术等因素，施用的有机磷农药仅有很少部分作用在靶标生物上，大部分经迁移转化，残留于土壤等环境介质中，造成土壤农药的污染。本文通过气相色谱-火焰光度法对土壤样品中14种有机磷农药残留测定进行实验研究。
关键词：有机磷农药残留；气相色谱；火焰光度法
0引言
有机磷农药是一类广谱、高效的杀虫剂，广泛应用在农业害虫和卫生害虫的防治上，品种多、毒力强、残留期短、价格低廉，是化学防治最常用的选择。但有机磷类农药的使用会对大气、水环境和土壤造成污染，从而引起生态系统的变化以及土壤中残留农药将通过食物链的方式转移，直接危害人类的健康。因此，对其残留量进行全面监测对保护土壤环境和人畜健康具有重要意义。
1试验
1.1 主要仪器与试剂
Agilent7890型气相色谱仪、配备火焰光度检测器（FPD）；索氏提取器；N-EVAP型氮吹仪，美国Organomation公司；Agilent Bond Elut Si小柱；Waters Florisil小柱；真空冷冻干燥器，美国LABCONCO公司。
14种化合物单物质标准（包括敌百虫、敌敌畏、灭磷、乐果、o-内吸磷、s-内吸磷、甲基对氧磷、甲基对硫磷、马拉硫磷、对硫磷、杀扑磷、伐灭磷、益棉磷、氯亚胺硫磷，均为分析纯），介质为甲醇，AccuStandard公司。甲醇、二氯甲烷、正己烷、乙酸乙酯（色谱纯）；无水硫酸钠（优级纯），于400℃下烘焙4h去除干扰物质；脱水干燥柱：长60mm，内径15mm，填充10g无水硫酸钠。
1.2 样品采集与前处理
从3个不同地区采集土壤样品，密封在玻璃瓶中，-40℃冷冻24h。将冷冻后的土壤抽真空干燥12h，加入5g～20g无水硫酸钠，研磨至粉末状。不能及时分析，土样密封、避光，于4℃以下保存。
称取10g左右制备好的土壤样品，在烧瓶中加入200mL正己烷-丙酮（体积比为1：1）混合溶液，土壤样品在100℃下索氏提取18h～24h。提取完毕，提取液用旋转蒸发仪（45℃左右）浓缩至3mL左右，过脱水干燥柱，收集样品。
硅胶柱用5mL乙酸乙酯活化，再用5mL正己烷活化3次。上样，用1mL正己烷淋洗，重复3次，弃去淋出液，以15mL乙酸乙酯洗脱，收集洗脱液，氮吹至0.5mL以下，定容至1mL，待测。
1.3 色谱条件
不分流进样，进样体积1μL，进样口250℃；火焰光度检测器的温度为240℃；载气（氮气）流量15mL/min，氢气流量75mL/min，尾吹氮气流量60mL/min；程序升温初始温度为60℃，以60℃/min升至180℃，以10mL/min升至200℃，保持10min，以10mL/min升至300℃，保持10min。
2结果与讨论
2.1 检测器和色谱柱的选择
FPD和氮磷检测器（NPD）都是特征性检测器。NPD虽然灵敏度较高，价格便宜，但是操作复杂，且铷珠的激发光源不稳定，导致基线不稳定，且后续更换铷珠的成本较高。相对的，FPD测定有机磷农药时基线平稳，对有机磷化合物的响应也比较稳定，故选择FPD检测器。
配制1.00mg/L的有机磷混合标准溶液，分别考察DB-1701柱（30m×0.25mm×0.25μm）和DB-5柱（30m×0.25mm×0.25μm）对14种有机磷组分分离效果。试验表明，DB-5色谱柱对14种有机磷农药的分离度更高、灵敏度更好。
2.2 稀释溶剂的选择
用甲醇作稀释溶剂，得到的标准曲线相关系数均低于0.99，尤其是敌敌畏和乐果，低浓度点的响应值均偏低。考虑到甲醇极性太强，选择极性中等的丙酮、二氯甲烷作为稀释溶剂，各组分的响应值与质量浓度的线性关系良好，相关系数均在0.998以上。通过重复20次进样作精密度统计，作为稀释溶剂，二氯甲烷较丙酮更为稳定。
2.3 敌敌畏回收率偏低原因分析
查阅EPA8141B，索氏提取土壤中敌敌畏回收率只有15%。究其原因，敌敌畏残效期很短，其分子高度极化，易与极性试剂反应而分解。水、甲醇等杂质的存在，会引起敌敌畏分解，分解物又会使其加速分解。另外，敌敌畏蒸气压较高，易挥发。这些因素都会导致其在土壤中提取回收率降低。
2.4 洗脱溶剂
以5种标准有机磷农药（质量浓度为0.500mg/L）为例，选择以硅胶为填料的净化小柱，通过试验比较3种洗脱剂，即乙酸乙酯、丙酮-乙酸乙酯（体积比为1：1）、正己烷-乙酸乙酯（体积比为1：1）混合溶液对目标物的回收效率，结果见图1。由图1可知，混合溶剂对敌敌畏和乐果的洗脱效果不明显，而乙酸乙酯与上述2种混合溶剂相比，对各物质的洗脱效果均较好。
2.5 标准曲线与方法检出限
将有机磷混合标准溶液逐级稀释，配制成0.100mg/L、0.200mg/L、0.500mg/L、0.800mg/L、1.00mg/L系列标准溶液，分别在1.3条件下测定。1.00mg/L的有机磷混合标准溶液色谱峰见图2。以质量浓度为横坐标，对应的峰面积响应值为纵坐标绘制标准曲线，结果见表1。
以10g石英砂为空白基体，配制7个0.002mg/kg的有机磷混合标准溶液加标样，经提取、净化和浓缩后，连续测定7次，各组分测定结果的标准偏差s为0.4μg/kg～0.7μg/kg，按照MDL=t×s计算方法检出限，其中t值为3.143，得到各化合物检出限为1.3μg/kg～2.3μg/kg。
2.6 精密度与准确度
配制7个0.500mg/L的有机磷有证标准溶液，重復测定7次，结果见表1。
分别对7个10g冷冻干燥的实际土壤样品做加标回收试验，加标量为0.800mg/L，按1.2所述处理，在1.3条件下测定，结果见表1。
由表1可知，有证标准溶液7次测定结果的RSD为2.2%～6.7%，实际土壤加标回收率为59.2%～125%，说明方法精密度与准确度良好。实际土壤中敌敌畏的回收率明显超过EPA8141B给出的15%，且敌百虫回收率为0，说明敌百虫降解为敌敌畏。故上述方法不适合敌百虫的测定。
3结语
综上所述，通过用气相色谱-火焰光度法检测测定待测液中14种有机磷农药残留的分析方法发现，该法灵敏度高，分离效果好，经济快速，能满足土壤中常见有机磷农药残留的检测和突发公共卫生事件中的应急分析要求。因此，探索相色谱-火焰光度法对土壤中有机磷农药残留检测方法具有重大意义。
参考文献
[1]MWCNT-分散固相萃取-气相色谱-串联质谱法检测茶油中11种有机磷农药残留[J].张帆，白珊，王美玲，张莹，黄志强，李忠海，钟海雁.湖南师范大学自然科学学报.2017（02）
[2]高效液相色谱-串联质谱法测定槟榔中9种有机磷农药残留[J].龚敏，梁振纲，孙慧洁. 热带农业科学.2016（10）
关键词：有机磷农药残留；气相色谱；火焰光度法
0引言
有机磷农药是一类广谱、高效的杀虫剂，广泛应用在农业害虫和卫生害虫的防治上，品种多、毒力强、残留期短、价格低廉，是化学防治最常用的选择。但有机磷类农药的使用会对大气、水环境和土壤造成污染，从而引起生态系统的变化以及土壤中残留农药将通过食物链的方式转移，直接危害人类的健康。因此，对其残留量进行全面监测对保护土壤环境和人畜健康具有重要意义。
1试验
1.1 主要仪器与试剂
Agilent7890型气相色谱仪、配备火焰光度检测器（FPD）；索氏提取器；N-EVAP型氮吹仪，美国Organomation公司；Agilent Bond Elut Si小柱；Waters Florisil小柱；真空冷冻干燥器，美国LABCONCO公司。
14种化合物单物质标准（包括敌百虫、敌敌畏、灭磷、乐果、o-内吸磷、s-内吸磷、甲基对氧磷、甲基对硫磷、马拉硫磷、对硫磷、杀扑磷、伐灭磷、益棉磷、氯亚胺硫磷，均为分析纯），介质为甲醇，AccuStandard公司。甲醇、二氯甲烷、正己烷、乙酸乙酯（色谱纯）；无水硫酸钠（优级纯），于400℃下烘焙4h去除干扰物质；脱水干燥柱：长60mm，内径15mm，填充10g无水硫酸钠。
1.2 样品采集与前处理
从3个不同地区采集土壤样品，密封在玻璃瓶中，-40℃冷冻24h。将冷冻后的土壤抽真空干燥12h，加入5g～20g无水硫酸钠，研磨至粉末状。不能及时分析，土样密封、避光，于4℃以下保存。
称取10g左右制备好的土壤样品，在烧瓶中加入200mL正己烷-丙酮（体积比为1：1）混合溶液，土壤样品在100℃下索氏提取18h～24h。提取完毕，提取液用旋转蒸发仪（45℃左右）浓缩至3mL左右，过脱水干燥柱，收集样品。
硅胶柱用5mL乙酸乙酯活化，再用5mL正己烷活化3次。上样，用1mL正己烷淋洗，重复3次，弃去淋出液，以15mL乙酸乙酯洗脱，收集洗脱液，氮吹至0.5mL以下，定容至1mL，待测。
1.3 色谱条件
不分流进样，进样体积1μL，进样口250℃；火焰光度检测器的温度为240℃；载气（氮气）流量15mL/min，氢气流量75mL/min，尾吹氮气流量60mL/min；程序升温初始温度为60℃，以60℃/min升至180℃，以10mL/min升至200℃，保持10min，以10mL/min升至300℃，保持10min。
2结果与讨论
2.1 检测器和色谱柱的选择
FPD和氮磷检测器（NPD）都是特征性检测器。NPD虽然灵敏度较高，价格便宜，但是操作复杂，且铷珠的激发光源不稳定，导致基线不稳定，且后续更换铷珠的成本较高。相对的，FPD测定有机磷农药时基线平稳，对有机磷化合物的响应也比较稳定，故选择FPD检测器。
配制1.00mg/L的有机磷混合标准溶液，分别考察DB-1701柱（30m×0.25mm×0.25μm）和DB-5柱（30m×0.25mm×0.25μm）对14种有机磷组分分离效果。试验表明，DB-5色谱柱对14种有机磷农药的分离度更高、灵敏度更好。
2.2 稀释溶剂的选择
用甲醇作稀释溶剂，得到的标准曲线相关系数均低于0.99，尤其是敌敌畏和乐果，低浓度点的响应值均偏低。考虑到甲醇极性太强，选择极性中等的丙酮、二氯甲烷作为稀释溶剂，各组分的响应值与质量浓度的线性关系良好，相关系数均在0.998以上。通过重复20次进样作精密度统计，作为稀释溶剂，二氯甲烷较丙酮更为稳定。
2.3 敌敌畏回收率偏低原因分析
查阅EPA8141B，索氏提取土壤中敌敌畏回收率只有15%。究其原因，敌敌畏残效期很短，其分子高度极化，易与极性试剂反应而分解。水、甲醇等杂质的存在，会引起敌敌畏分解，分解物又会使其加速分解。另外，敌敌畏蒸气压较高，易挥发。这些因素都会导致其在土壤中提取回收率降低。
2.4 洗脱溶剂
以5种标准有机磷农药（质量浓度为0.500mg/L）为例，选择以硅胶为填料的净化小柱，通过试验比较3种洗脱剂，即乙酸乙酯、丙酮-乙酸乙酯（体积比为1：1）、正己烷-乙酸乙酯（体积比为1：1）混合溶液对目标物的回收效率，结果见图1。由图1可知，混合溶剂对敌敌畏和乐果的洗脱效果不明显，而乙酸乙酯与上述2种混合溶剂相比，对各物质的洗脱效果均较好。
2.5 标准曲线与方法检出限
将有机磷混合标准溶液逐级稀释，配制成0.100mg/L、0.200mg/L、0.500mg/L、0.800mg/L、1.00mg/L系列标准溶液，分别在1.3条件下测定。1.00mg/L的有机磷混合标准溶液色谱峰见图2。以质量浓度为横坐标，对应的峰面积响应值为纵坐标绘制标准曲线，结果见表1。
以10g石英砂为空白基体，配制7个0.002mg/kg的有机磷混合标准溶液加标样，经提取、净化和浓缩后，连续测定7次，各组分测定结果的标准偏差s为0.4μg/kg～0.7μg/kg，按照MDL=t×s计算方法检出限，其中t值为3.143，得到各化合物检出限为1.3μg/kg～2.3μg/kg。
2.6 精密度与准确度
配制7个0.500mg/L的有机磷有证标准溶液，重復测定7次，结果见表1。
分别对7个10g冷冻干燥的实际土壤样品做加标回收试验，加标量为0.800mg/L，按1.2所述处理，在1.3条件下测定，结果见表1。
由表1可知，有证标准溶液7次测定结果的RSD为2.2%～6.7%，实际土壤加标回收率为59.2%～125%，说明方法精密度与准确度良好。实际土壤中敌敌畏的回收率明显超过EPA8141B给出的15%，且敌百虫回收率为0，说明敌百虫降解为敌敌畏。故上述方法不适合敌百虫的测定。
3结语
综上所述，通过用气相色谱-火焰光度法检测测定待测液中14种有机磷农药残留的分析方法发现，该法灵敏度高，分离效果好，经济快速，能满足土壤中常见有机磷农药残留的检测和突发公共卫生事件中的应急分析要求。因此，探索相色谱-火焰光度法对土壤中有机磷农药残留检测方法具有重大意义。
参考文献
[1]MWCNT-分散固相萃取-气相色谱-串联质谱法检测茶油中11种有机磷农药残留[J].张帆，白珊，王美玲，张莹，黄志强，李忠海，钟海雁.湖南师范大学自然科学学报.2017（02）
[2]高效液相色谱-串联质谱法测定槟榔中9种有机磷农药残留[J].龚敏，梁振纲，孙慧洁. 热带农业科学.2016（10）