Bestimmung von 11 Triazin-Pestizidrückständen in Boden mittels HPLC

Triazin-Pestizide sind organische Verbindungen, die einen Triazinring enthalten und hauptsächlich als Herbizide und Insektizide verwendet werden. Die meisten Triazin-Herbizide wirken, indem sie das D1-Protein im Photosystem II (PSII) hemmen, die Elektronentransportkette blockieren und die Synthese von ATP und NADPH verhindern, was zum Absterben von Unkräutern durch "Energieverarmung" führt. Neuere Triazin-Herbizide wie Indaziflam zielen auf die Cellulose-Synthase ab, um die Zellwandsynthese zu hemmen und das Pflanzenwachstum einzuschränken. Einige Triazin-Herbizide reizen Haut und Augen; Tierstudien deuten auf karzinogene und teratogene Risiken hin, und eine Langzeitexposition kann Risiken für die menschliche Gesundheit bergen. Aufgrund ihrer Persistenz im Boden können diese Verbindungen in Gewässer gelangen oder abfließen und stellen eine Gefahr für aquatische Ökosysteme dar.

Gemäß HJ 1052-2019 wurden Proben auf einem HPLC-System der WAYEAL LC3400-Serie mit UV-Detektor analysiert. Die 11 Triazin-Pestizide waren gut getrennt, wobei alle Auflösungen 1,5 überschritten. Sechs wiederholte Injektionen der 25 mg/L Standardlösung ergaben RSDs unter 0,18 % für die Retentionszeit und unter 0,75 % für die Peakfläche, was eine gute Gerätepräzision zeigt. Alle Analyten zeigten eine ausgezeichnete Linearität über den getesteten Konzentrationsbereich mit Korrelationskoeffizienten größer als 0,9999. Bei Bodenproben, die mit 1,0 mg/L gespickt wurden, lagen die Wiederfindungsraten zwischen 82,16 % und 90,61 %, was eine gute Genauigkeit anzeigt. In der getesteten Bodenprobe wurden keine Rückstände der 11 Triazin-Pestizide nachgewiesen.

Schlüsselwörter:Triazin-Pestizide; Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC); UV-Detektion.

1. Geräte und Reagenzien

1.1 HPLC-Systemkonfiguration

Tabelle 1 Gerätekonfiguration

1.2 Reagenzien- und Standardliste

Tabelle 2 Reagenzien und Standards

1.3 Chromatographische Bedingungen

Tabelle 3 HPLC-Betriebsbedingungen

1.4 Materialien und Hilfsapparaturen

Analysenwaage;

Ultraschallreiniger;

Vortex-Mischer;

Rotationsverdampfer;

2.Experimentelle Methoden

2.1 Vorbereitung der Reagenzien

2.1.1 Gemischte Arbeitsstandardlösung von 11 Triazin-Pestiziden

Eine gemischte Standard-Stammlösung wurde durch Überführen von 1,0 mL der Standardlösung von 11 Triazin-Pestiziden (500 mg/L) in einen 5-mL-Messkolben und Verdünnen auf das Volumen mit Acetonitril hergestellt. Arbeitsstandardlösungen mit Konzentrationen von 1,0, 10,0, 25,0, 50,0 und 100,0 mg/L wurden dann durch serielle Verdünnung der Stammlösung mit Acetonitril hergestellt.

2.2 Probenvorbehandlung 

2.2.1 Testprobenlösung

Eine 10 g schwere Bodenprobe wurde in einen Soxhlet-Extraktions-Thimble überführt, der dann in das Siphonrohr des Extraktors gegeben wurde. Die Probe wurde 24 Stunden lang mit 200 mL Aceton-Dichlormethan (1:1, v/v) bei einer Rückflussrate von 3–4 Zyklen pro Stunde refluxiert. Der Extrakt wurde gesammelt und durch einen Glasfunnel, ausgekleidet mit Glaswolle (oder einer Glasfaserfiltermembran) und einer Schicht wasserfreiem Natriumsulfat, filtriert. Das Extraktionsgefäß und der Funnel wurden mit 2–3 mL derselben Lösungsmittelmischung gespült, und die Spülflüssigkeiten wurden mit dem Filtrat vereinigt. Der vereinigte Extrakt wurde auf etwa 0,5 mL konzentriert, in etwa 5 mL n-Hexan aufgenommen und auf etwa 1 mL aufkonzentriert.

Der konzentrierte Extrakt wurde auf eine Festphasenextraktions-(SPE)-Kartusche aufgebracht, die mit 5 mL Aceton und anschließend mit 10 mL n-Hexan vorkonditioniert worden war, ohne die Kartusche trocknen zu lassen. Die Kartusche wurde dreimal mit 3 mL n-Hexan gespült, und die Zielanalyten wurden mit 10 mL Aceton-n-Hexan eluiert. Das Eluat wurde auf etwa 0,5 mL konzentriert, in Acetonitril (auf etwa 0,5 mL) aufgenommen und schließlich auf 1,0 mL mit Acetonitril für die HPLC-Analyse eingestellt. Blind- und Spickproben wurden nach demselben Verfahren hergestellt.

3.Experimentelle Ergebnisse

3.1 Systemtauglichkeit 

Abb. 1 Chromatogramm der gemischten Arbeitsstandardlösung von 11 Triazin-Pestiziden

Tabelle 4 Testergebnisse der gemischten Arbeitsstandardlösung von 11 Triazin-Pestiziden 

3.2 Präzision

Abb. 2: Überlagerte Chromatogramme von sechs aufeinanderfolgenden Injektionen der gemischten Arbeitsstandardlösung von 11 Triazin-Pestiziden (25,0 mg/L)

Tabelle 5 Präzisionstest-Ergebnisse für sechs aufeinanderfolgende Injektionen der gemischten Arbeitsstandardlösung von 11 Triazin-Pestiziden (25,0 mg/L).

Die Präzision wurde durch sechs aufeinanderfolgende Injektionen der gemischten Arbeitsstandardlösung bei 25,0 mg/L bewertet. Die RSD-Werte der Retentionszeit lagen unter 0,18 %, und die RSD-Werte der Peakfläche lagen unter 0,75 %, was eine gute Gerätepräzision anzeigt.

3.3 Linearbereich

Abb. 3 Chromatogramme ausgewählter Triazin-Pestizide für die Kalibrierkurve

Tabelle 6 Linearitätstest-Ergebnisse für 11 Triazin-Pestizide

Linearitätsergebnisse: Innerhalb des Konzentrationsbereichs von 1,0–100,0 mg/L lagen die Korrelationskoeffizienten der gemischten Kalibrierkurven für die 11 Triazin-Verbindungen alle über 0,9999, was eine zufriedenstellende Linearität zeigt.

3.4 Nachweisgrenze

Abb. 4 Chromatogramm von 11 Triazin-Pestiziden bei 0,12 mg/L

Tabelle 7 Testergebnisse von 11 Triazin-Pestiziden bei 0,12 mg/L

Hinweis: Gemäß den Testdaten der 11 Triazin-Pestizidstandards (0,12 mg/L) in der obigen Tabelle wurden die Nachweisgrenzen basierend auf einem Signal-Rausch-Verhältnis von 3 berechnet. Die theoretischen LOD-Werte der 11 Triazin-Pestizide betrugen 0,014, 0,026, 0,013, 0,010, 0,013, 0,012, 0,008, 0,007, 0,008, 0,011 bzw. 0,013 mg/L.

3.5 Wiederfindung

Abb. 5 Überlagerte Chromatogramme für den Wiederfindungstest von 11 Triazin-Pestiziden

Tabelle 8 Wiederfindungstest-Ergebnisse von 11 Triazin-Pestiziden

Die Wiederfindung wurde durch Spicken von Bodenproben mit der gemischten Standardlösung bei 1,0 mg/L und deren Analyse gemäß dem oben beschriebenen Verfahren bewertet. Die Wiederfindungsraten der 11 Triazin-Pestizide lagen zwischen 82,16 % und 90,61 %, was eine zufriedenstellende Wiederfindungsleistung anzeigt.

3.6 Probenanalyse

Abb. 6. Chromatogramm der Bodenprobe

In der Bodenprobe wurden keine Rückstände der oben genannten 11 Triazin-Pestizide nachgewiesen.

4. Schlussfolgerung

Gemäß HJ 1052-2019 wurde eine Methode zur Bestimmung von 11 Triazin-Pestiziden in Boden auf einem HPLC-System der WAYEAL LC3400-Serie mit UV-Detektor etabliert. Die 11 Zielanalyten waren gut getrennt, wobei alle Auflösungen 1,5 überschritten. Die Gerätepräzision wurde aus sechs wiederholten Injektionen der 25,0 mg/L Standardlösung ermittelt, die RSDs unter 0,18 % für die Retentionszeit und unter 0,75 % für die Peakfläche ergaben. Alle Analyten zeigten eine ausgezeichnete Linearität über den getesteten Konzentrationsbereich mit Korrelationskoeffizienten größer als 0,9999. Bei einer gespickten Konzentration von 1,0 mg/L lagen die Wiederfindungsraten aus Bodenproben zwischen 82,16 % und 90,61 %. In den Bodenproben wurden keine nachweisbaren Rückstände der 11 Triazin-Pestizide gefunden.