魏琛， 宋丽婧， 杨卫萍， 赵艺然
（贵州大学土木学院，贵州贵阳550025）
摘要：草甘膦农药被广泛地使用到农业产生和水域防治巾，使得水环境中的农药残留带来潜在的健康危害。阿哈水库、红枫湖、百花湖是贵阳市三大饮用水源地，通过建立离子色谱法对贵阳地表水巾草甘膦残留状况进行检测，对开展贵州省水环境研究具有重要意义。结果表明：草甘膦质量浓度为0.2—10 mg/L(n=5)线性范围内，物质标准曲线相关系数R2为0.999 9。平均加标回收率（R为0.9167%，和相对标准偏差（RSD．）<50A。该方法样品前处理简便，灵敏度和准确度高，适合地表水中草甘膦的检测；在12个水样巾，仅有1个水样检出，且草甘膦污染物含量均未超过国家规定的上限值。
关键词：草甘膦；水源水；离子检测法；农药残留
草甘膦是有机磷农药中除草性能最好的一种灭生性除草剂，可控制危害大的杂草多达76种，美国环保署( EPA)将草甘膦列为第三类有毒物质（低毒性），认为它有低毒性和环境中的流动性小。所以长期以来，草甘膦被人们作为安全农药追捧，成为世界上用量最大、应用范围最广的农药品种。依据国家统计局和中国农药网最新数据显示，2014年累计生产折百原药374.4万t，比上年增长1.4%。其中，以除草剂增长最多，增长2.8%；而草甘膦年产量中，中国草甘膦产量实际约45万t。随着草甘膦在农药市场需求的持续增长，在国际上，阿根廷、巴西、美国、澳大利亚等国家多项研究发现草甘膦抗性问题日益凸显，并且更多的研究表明草甘膦可对人类健康及水生环境造成危害。尽管草甘膦已被列为《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)中的饮用水农药检验指标(限值为0.7 mg/L)，但是，鉴于草甘膦在土壤和水体中的行为、转化、归宿及其对环境的影响等方面的研究还较少，也不够全面，导致国内风险评价体系不完善，对草甘膦农药残留危害可能认识不足，所以指标限值是否合理还有待商榷。
目前，尚未见有关于贵州省水体中草甘膦农药残留研究的报道，为进一步了解贵州省水环境污染现状，于2014年12月采集贵阳市周边地表水水样进行检测。草甘膦检测实验摒弃了离子干扰性强的分光光度法，摒弃了需要柱前或柱后衍生高效液相色谱法和气相色谱法，这些方法步骤繁琐、操作时间长，不适宜于批量检测。实验采用报道较少的离子色谱法测定草甘膦，对相关领域学者研究水质分析方法和贵州省水资源保护研究有重要意义，也为我国科学制定饮用水水质标准提供参考。
1草甘膦检测研究进展
目前，水环境中草甘膦检测方法并不多，主要是气相色谱法和高效液相色谱法，除此之外还有离子色谱法、紫外分光光度法、毛细管电泳分离法、亲水色谱一串联质谱联用等方法。
《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)标准方法是柱后衍生一液相色谱法，由于操作繁琐，时间长，用于实际检测的较少。刘铮铮等利用氯甲酸-9-芴基甲酯( FMOC)衍生，使草甘膦带上荧光基团，采用Waters高效液相色谱柱一荧光检测，加标回收率为94.2%，定性和定量下限分别为0.05和0.16 pdg/L。方芳等以邻硝基苯磺酰氯( NBSC)为衍生化试剂，反相高效液相色谱紫外检测法，并获得了衍生温度为25℃、反应10 min的最佳衍生化条件，该方法检出限为6.25 mg/L。衍生过程受到诸多因素影响，需要反应时间在0.5—3 h之间，衍生过程难以精确控制，阻碍了检测技术在实际工作中的推广和应用。叶明立等用离子色谱法同时测定水中碘离子、硫氰酸根和草甘膦，实验证明KOH梯度淋洗可很好地分离饮用水中见
阴离子及碘离子、硫氰酸根，出峰效果好，重现性强。梁丝柳用6-氧一（N-琥珀酰亚胺乙酸酯）一9一（2’一甲氧羰基）荧光素( SAMF)为柱前衍生剂，毛细管电泳分离一激光诱导荧光检测法( CE-LIF)测定草甘膦，检出限为0.5 nmol/L，实验证实该方法同样适用于土壤、玉米、自来水、湖水中的草甘膦测定。缺点是毛细管直径较小，有限的进样体积使它们难以获得较高的灵敏度，由于紫外-可见检测法本身的灵敏度比较低，在实际应用中需要实验条件要求较高的富集技术相结合，因此，实验需要考虑经济成本。汪海萍等用亚硝基为衍生剂，紫外分光光度法测定废水中草甘膦含量，结果表明，该方法可以排除废水中可能存在伯胺、叔胺类物质的干扰，测定结果稳定，检出限为0.069mg/L，分光光度法虽然简便易行，但对于低浓度的地表水水样，方法准确度和精密度不高。张松等采用亲水色谱一串联质谱联用测定水中草甘膦和代谢物氨甲基磷酸(AMPA)，该方法不需要衍生化，在10 min内实现快速检测，对草甘膦的定量限为10 ng/mL，对AMPA的定量限为20 ng/mL，定量准确、灵敏度高，也可应用到法庭与临床毒物分析中。随着科学技术不断的发展，我国的检测技术在当前严峻的环境形势下，在社会公众高度的关注下，在国家环保“十三五”规划的推动中，引进了国外先进技术、仪器，使得草甘膦等农药污染检测方法趋于成熟和多样。
2实验部分
2.1样品采集
依据贵阳市红枫湖、百花湖、阿哈水库的面积、人湖（库）河流、周边地理条件，在周边布设了共计12个采样点。各采样点水深1.2—4.5 m，用深水采样器取不同深度水样后混均，置于1000 mL聚丙烯容器中，避光保存，运回实验室后，密封，在-10℃冰箱中保存。
2.2仪器与试剂
离子色谱仪（ICS-1500，戴安），一次性滤头若干(0.22 p.m,MILLIPAK Express 40 MILLIPORE 2 mL、1 000mL．200mL微量加样器，纯水系统（规格型号：Milli-Q Adantage Al0，设备号：F40A38100C），10 mL注射器若干。草甘膦标准样品100 mg/L（购自百灵威）；氢氧化钾标准样品。
2.3水样前处理步骤及标准溶液配制
(1)用注射器吸取水样约10 mL，通过0.22um滤头，过滤后可直接进样。若水样为二氧化氯消毒自来水，需向水中通人氮气／氩气（流速为1.0 L/min）处理后再测定。若水样不能当天测定，需加入0.25 mL乙二胺溶液，密封，摇匀，置低于4℃冰箱保存。
(2)标准溶液配制：取草甘膦标准样品（100 p.ghnL），用超纯水配制成浓度为10ug/mL的储备液。分别用2 mL、1000 uL、200uL移液枪分别吸取5mL、1 000uL、500uL、200uL储备液加入10 mL容量瓶中，经超纯水稀释后，包括储备液在内，呈具有浓度梯度的标准溶液，浓度分别为0.2、0.5、1.0、5.0、10.0ug/mL。
2.4 离子色谱分析条件
带负电荷的草甘膦水溶液，先经过氢氧根淋洗系统洗脱，再通过抑制器后，电导值下降接近零，实验采用等度淋洗检测法，流速为1.0 mUmin．泵：20.7 MPa，进样量：25uL;抑制器电流：75 mA;背景电导：<5.0uS；柱子：Ionpac AS19和Ionpac AG19，柱子规格：4 mmx250 mm;淋洗液：KOH，淋洗液浓度：30 mmol/L，0—25min，检测器：35℃；柱温：30℃保留时间：15.05—15.50mm；信噪比为（S/N=3）。
3质量保证和质量控制
3.1精确度和准确度
为保证实验结果的准确性，分别用超纯水和实际样品添加低浓度(0.2 yg/mL)水平的空白加标、水样加标回收实验，按照上述处理方法和实验条件进行平行测定。结果表明：检测样品中的平均回收率为91.67%，相对标准偏差（RSD）为3.92%，满足分析的要求。本方法检出限：草甘膦为0.025 mg/L。
草甘膦各标准浓度测定结果及保留时间见表1；以峰面积为纵坐标，物质浓度为横坐标作图，得到草甘膦标准物质工作曲线见图1。在0.2~10.0ug/mL范围内浓度与电导率有良好的线性关系。结果表明，本方法符合水质分析的要求。
3.2稳定性研究
将配制的5ug/mL标准溶液放置24 d后，草甘膦的降解率达到31.8%，同时，检测出的草甘膦峰型较差，在信噪比为( S/N=3)的条件下，积分不准确，此时，建议采用手动积分；并且出峰位置附近曲线波动较大，可能是由于其他阴离子干扰造成。水样中的草甘膦受自身降解和外部环境影响，草甘膦检测有时效性，因此，采集水样后尽可能在当天完成，以保证数据的准确性。
3.3实验优化
若使用低浓度氢氧化钾淋洗液，会使分析时间大大延长，拖慢分析进度。为使草甘膦的峰值更早出现，故使用高浓度30 mmol/L KOH淋洗液。
4实验结果
4.1 草甘膦标准样品色谱图
草甘膦标准样品色谱图见图2。
4.2水质检测结果
在12个水样中，仅有3号水样中检出草甘膦，峰面积为0.001uS．min，保留时间为15.39 min，计算得出水体中草甘膦实际浓度为0.073 2 mg/L。
4.3讨论
(1)虽然以草甘膦为主的除草剂在国内使用量非常大，水体中也极有可能受到了污染，但目前国内水环境中草甘膦污染定量分析数据较少，而且偏重于检测超纯水和自来水水质监测方法研究，地表水中直接取样分析残留污染则更少。
在表2中列出了近10年国内学者研究得到部分地区水体草甘膦污染的检测方法和含量。由此可见，我国水环境中存在草甘膦农药污染，以太湖污染最严重，最高值达到了15.21 mg/L，鱼塘水受到季节性投加草甘膦除藻类植物的影响，污染值也偏高，而珠江和浙江地区饮用水体以及本次实验的贵阳市红枫湖中草甘膦农药含量远低于国家标准限值700 pdg/L，水质情况较好。
(2)风险评价。由于草甘膦不属于化学致癌物，而其毒理学研究还处于初步阶段。目前，国内也没有针对于水环境中草甘膦污染的风险评价模型。故而，采用美国EPA的非致癌风险指数计算方法对贵阳市水源水健康风险初步评价；在计算时，草甘膦被人体吸收的健康风险参考剂量可按照经饮水食入途径，为0.1 mg/( kg．d)，成人日均饮水体积为2.2 L，成人人均体质量为70 kg，人群平均寿命依据贵州省统计局2012年分析报告以74.86 a计，其他数值按EPA参考值。可推导出饮用水途径草甘膦非致癌风险指数为3.11x10-1。与文献[12]所列的浙江嘉兴、杭州、舟山、金华等地区饮用水水体草甘膦非致癌风险指数（2.92 xl0-13—132.66 xl0—11）相比，风险指数偏高，说明贵州省水环境存在潜在的健康风险。
5结论
(1)建立水环境中草甘膦残留的离子色谱法检测分析方法，能够较好地完成目标污染物的检测，草甘膦平均加标回收率为91.67%，相对标准偏差<5%。检出限为0.025 mg/L。在为0.2—10 mg/L( n=5)线性范围内，物质标准曲线相关系数R2为0.999 9，相关性较好，该方法适合于检测饮用水源水。
(2)在以贵阳市三大集中式水源水为样本的实验中，只有红枫湖羊昌河汇人断面水质中检出草甘膦农药污染，并且其值远低于国家标准限值，因此，贵阳市水源水水质环境与其他城市相比较，情况较好。
(3)试验中物质标准曲线研究所取用的质量浓度范围偏窄，该方法是否适合于贵州省内其他非饮用水水源水的检测还有待进一步研究。因此，本研究还尚且存在不足之处。
(4)本研究是贵州省首次进行饮用水源水质草甘膦农药污染研究，弥补了地区性水环境研究的不足，为下一步省内其他水质检测研究提供参考。
